Реферат: Інтерфейси автоматизованих систем управління

D+ - шина для передачі даних

D- - шина для прийому даних.

Кабель для підтримки повної швидкості шини (full-speed) виконується як кручена пара, захищається екраном і він може використовуватися для роботи в режимі мінімальної швидкості (low-speed). Кабель для роботи тільки на мінімальній швидкості (наприклад, для підключення миші) може бути неекранованим.

1.3 Передача даних

Інтерфейс USB сполучає між собою хост (host - головний управляючий пристрій, до якого під'єднуються однин або декілька USB-пристроїв) та безпосередньо самі пристрої. Хост знаходиться усередині персонального комп'ютера і управляє роботою всього інтерфейсу. Для того, щоб до одного порту USB можна було підключати більше ніж один пристрій, застосовуються USB хаб (usbhub - пристрій, що забезпечує підключення багатьох USB присторів до хоста комп'ютера). Кореневий хаб (roothub – хаб, який стоїть в ієрархії USB пристроїв найвище) знаходиться всередині комп'ютера і підключений безпосередньо до хосту комп'ютера. У інтерфейсі USB використовується спеціальний термін "функція" - це логічно завершений пристрій, який виконує яку-небудь специфічну процедуру. Топологія інтерфейсу USB є набором з 7 рівнів: на першому рівні знаходиться хост і кореневий хаб, а на останньому - тільки функції. Пристрій, до складу якого входить хаб і одна або декілька функцій, називається складеним.

Порт хаба або функції, що підключаються до хабу більш високого рівня, називається висхідним портом, а порт хаба, що підключається до хабу нижчого рівня або до функції називається низхідним портом.

Хост породжує всі передачі даних по інтерфейсу. Дані передаються у вигляді пакетів. У інтерфейсі USBвикористовується декілька пакетів:

· пакет-маркер (tokenpaсket) описує тип і напрям передачі даних, адресу пристрою і порядковий номер кінцевої точки (кінцевої точка - частина USB-пристрою, що адресується); пакети-маркери бувають декількох типів: IN, OUT, SOF, SETUP;

· пакет з даними (datapacket) містить дані, що передаються;

· пакет узгодження (handshakepacket) призначений для повідомлення про результати пересилки даних; пакети узгодження бувають декількох типів: ACK, NAK, STALL.

Таким чином кожна транзакція складається з трьох фаз: фаза передачі пакету-маркера, фаза передачі даних і фаза узгодження.

У інтерфейсі USB використовуються декілька типів пересилань інформації:

· управляюче пересилання (controltransfer) використовується для конфігурації пристрою, а також для інших специфічних для конкретного пристрою цілей;

· потокове пересилання (bulktransfer) використовується для передачі відносно великого об'єму інформації;

· пересилання з перериванням (iterrupttransfer) використовується для передачі відносно невеликого об'єму інформації, для якого важлива своєчасна його пересилка. Має обмежену тривалість і підвищений пріоритет щодо інших типів пересилання;

· ізохронне пересилання (isochronoustransfer) також називається потоковим пересилання реального часу. Інформація, що передається в такому пересиланні, вимагає реального масштабу часу при її створенні, пересиланні і прийомі.

Потокові пересилання характеризуються гарантованою безпомилковою передачею даних між хостом і функцією за допомогою виявлення помилок при передачі і повторного запиту інформації.

Коли хост стає готовим приймати дані від функції, він передає IN-пакет типу пакет-маркер до функції. У відповідь на це функція передає хосту пакет з даними або, якщо вона не може зробити цього, передає NAK- або STALL-пакет. NAK-пакет повідомляє про тимчасову неготовність функції передавати дані, а STALL-пакет повідомляє про необхідність втручання хоста. Якщо хост успішно отримав дані, то він у фазі узгодження посилає функції ACK-пакет. Інакше - транзакція завершується.

Коли хост стає готовим передавати дані, він посилає функції OUT-пакет, що супроводжується пакетом з даними. Якщо функція успішно отримала дані, вона посилає хосту ACK-пакет, інакше відсилається NAK- або STALL-пакет.

Управляючі пересилання містять не менше двох стадій: стадія налаштування і статусна стадія. Між ними може також розміщуватись стадія передачі даних. Стадія налаштування використовується для виконання SETUP-транзакції, в процесі якої пересилається інформація в кінцевій точці, якою управляють. SETUP-транзакція містить SETUP-пакет, пакет з даним і пакет узгодження. Якщо пакет з даними отриманий функцією успішно, то вона посилає хостуACK-пакет. Інакше транзакція завершується.

Всі транзакції у стадії передачі даних повинні проводитися в одному напрямі.

У статусній стадії проводиться остання транзакція, яка використовує ті ж принципи, що і в потокових пересиланнях. Напрям цієї транзакції протилежний тому, який використовувався у стадії передачі даних. Статусна стадія служить для повідомлення про результат виконання SETUP-стадії і стадії передачі даних. Статусна інформація завжди передається від функції до хоста. При управляючому записі (ControlWriteTransfer) статусна інформація передається у стані передачі даних статусної стадії транзакції. При управляючому читанні (ControlReadTransfer) статусна інформація повертається у фазі узгодження статусної стадії транзакції після того, як хост відправить пакет даних нульової довжини в попередній фазі передачі даних.

Пересилання з перериванням можуть містити IN- або OUT-пересилання. При отриманні IN-пакета функція може повернути пакет з даними, NAK-пакет або STALL-пакет. Якщо у функції немає інформації про переривання, то у фазі передачі даних функція повертає NAK-пакет. Якщо робота КТ з перериванням припинена, то функція повертає STALL-пакет. При необхідності переривання функція повертає необхідну інформацію у фазі передачі даних. Якщо хост успішно отримав дані, то він посилає ACK-пакет. В протилежному випадку хост не відправляє узгоджувальний пакет.

Ізохронні транзакції містять фазу передачі маркера і фазу передачі даних, але не мають фази узгодження. Хост посилає IN- або OUT-маркер, після чого у фазі передачі даних контрольна точка (для IN- маркера) або хост (для OUT- маркера) пересилає дані. Ізохронні транзакції не підтримують фазу узгодження і повторні пересилання даних у разі виникнення помилок.

1.4Міст USB-USB

1.4.1 Загальний опис

Найлегший шлях для з’єднання двох комп’ютерів – це використати USB-USB міст показаний на рис.3 та рис.4. Комутуючи два комп’ютери таким кабелем можна передавати файли з одного комп’ютера на інший, і навіть, створити мережу для доступу в інтернет через комп’ютер до якого підключені за допомогою такого кабелю (за умов, що цей комп’ютер має вихід в інтернет).

Рис.3. Вигляд USB-USB моста