MIC7340 Entrées sorties de base – ports sériels

Présentation au sujet: "MIC7340 Entrées sorties de base – ports sériels"— Transcription de la présentation:

1 MIC7340 Entrées sorties de base – ports sériels
Mounir Boukadoum

2 Transmission sérielle
Transmet un mot binaire bit par bit, sur un seul fil La durée d’un bit est spécifiée par une horloge En théorie, plus lente que la transmission parallèle ; en pratique, moins de fils => moins d’interférence électromagnétique => liens plus rapides et câbles plus longs

3 Types de transmission sérielle
Asynchrone : L’intervalle séparant 2 caractères transmis est quelconque. Simple mais demande de détecter les débuts et fin des caractères (« overhead » lourd) Utilisation: liaisons locales (pour la simplicité de l`interface), vitesses faibles. Synchrone : Les caractères sont transmis par blocs, sans temps mort entre caractères successifs (« overhead » léger) Architecture plus complexe qu’en mode asynchrone Les intervalles de temps entre les blocs doivent être remplis avec des caractères de synchronisation (« padding »). Une horloge précise doit assurer la synchronisation entre émetteur et récepteur Utilisation: liaisons distantes, vitesses grandes.

4 Exemple de trame dans un système de communication sériel synchrone

5 Synchronisation des données

6 Vitesses de transmission normalisées (bits/s ou bps)
Asynchrones : 5 (code Morse), 75 (Baudot), (TTY, compteurs électriques avec modem), (14400) (28800)-(33400) , (56000, ), 57600, Synchrones : 8k (voix) à 64k (ISDN), 1,536 M (T1), 2,048 (E1), 1 M-7M (ADSL), 12 M-3 (USB), etc. Baud ou bits/s ? Baud = bit/s en tenant compte des bits de “gestion”

7 Modes de liaison Simplex : transmission unidirectionnelle
Exemple: télédistribution À l’alternat (half-duplex) : transmission bidirectionnelle non simultanée Exemple: émetteur/récepteur radio, tranmission par packets (Ethernet/Internet), intercom Duplex : transmission bidirectionnelle simultanée Exemple : téléphone, la plupart des ports sériels d’ordinateurs

8 Transfert sériel asynchrone
Phases (protocole RS-232) : Repos Bit de départ Données Parité Bit d’arrêt Repos ou début du transfert suivant

9 UART Universal Asynchronous Receiver-Transmitter
Encapsule la fonctionnalité d’un port sériel asynchrone dans trois types de registres Contrôle État Données Peut détecter diverses erreurs Inclut les tampons d’attente Inclut des signaux de commande de MODEM et de gestion de canal Certains génèrent l’horloge

10 Protocole RS-232 Protocole populaire pour le raccordement physique de deux ports sériels Définit plusieurs traits d’un canal de communication par UART Équipements (DCE et DTE) Signaux et règles de synchronisation entre émetteur et récepteur Niveaux des signaux Connecteur physique Signaux de contrôle pour Modem

11 Contrôle de flux Permet de contrôler le débit de l`émetteur
Adapte les capacités de transmission différences entre émetteur et récepteur Peut être implémenté en logiciel et en matériel Logiciel Codes XON/XOFF Matériel Lignes RTS/CTS

12 Connecteurs RS-232

13

14 Liaison en série asynchrone générale
Contrôle Statut Vitesse Data R x D T x D 0 ou 5V ± 12V 12V Adaptateur à l'interface RS-232-C (MC1488 et MC1689 ou MAX230) Connecteur DB9, DB25 ou autre 68HC11, UART ou autre Périphérique externe (modem, terminal, ... UARTS: Motorola 6850 ACIA General Instruments AY D UART National Semiconductor 8250 ACE Intel 8251A USART (Synchrone / asynchrone) Intel 82050, 16450, Asynchronous Communications Controller (utilisé dans les PCs) Motorola MC2681 DUART

15 Connection RS232 populaire (et simpliste !)

16 Régistres du port SCI du 68HC11

17 Programmation du débit ( registre BAUD)

18 Exemple d’erreur de transmission : débordement

19 Exemple d’erreur de transmission : encadrement

20 Autres standards sériels RS

21 Autres interfaces sériels
SPI I2C USB (souvent associé à un port UART) 1-Wire, Fire-wire et autres SPI/I2C populaires pour ajouter des boîtiers dans un design USB populaire pour ajouter des périphériques externes

22 SPI Serial Peripheral Interface Basé sur des registres à décalage
Synchronisation des transferts assurée par une horloge Opère comme une courroie crénelée : pendant que des bits sortent, d’autres entrent Un seul maître et un ou plusieurs esclaves Terminologie MOSI ou SDI : master out & slave in MISO ou SDO : Master in & slave out CLK : Horloge de synchronisation ; transferts sur front montant ou descendant (programmable) SS ou CS : Slave select venant du maitre, habituellement actif bas

23 Un exemple de port sériel synchrone

24 Système SPI avec boîtiers en cascade

25 SPI Séquence d’événements lors d’un échange
Les périphériques opèrent souvent en semi duplex

26 I2C Séquence d’évènements lors d’un échange (gérée par le maitre)
Génération du bit Start (S). Génération de l’adresse de l’esclave (ADDRESS) Génération du bit Read(R)=1 / Write(W)=0 Attente du bit d’acquiescement de l’esclave (A) Génération/réception de l’octet de données (DATA). Attente/envoi du bit d’acquiescement (A) Génération du bit STOP (P) ou d’un nouveau bit Start (S) Lors d’un échange de plusieurs octets, les étapes 5 et 6 sont répétées                       

27 USB Universal Serial Bus Un maître et un ou plusieurs esclaves Utilise 4 lignes +5 V et masse (le maître peut générer MA par prise) 2 lignes de données torsadées différentielles avec encodage NRZ Souvent utilisé dans les microordinateurs (apparait comme un port COM) Plusieurs versions 1.1 : 5 à 12 Mb/s 2.0 : 480 Mb/s 3.0 : 4.8 Gb/s (à venir) Les connecteurs sont tels que l’alimentation est appliquée avant les données, permettant aux esclaves d’être branchés et retirés en tout temps (“Plug-and-Play”). À la mise sous tension, l’hôte scrute chaque esclave pour déterminer son type et vitesse et lui attribue une adresse (processus d’énumération). Le processus d’énumération est mis à jour lorsqu’un dispositif est branché ou retiré du réseau   Standard privé (payement de royautés ou usage d’un composant qui l’a déjà) Protocole compliqué et difficile à déboguer ; mieux vaut utiliser des composants qui l’ont déjà !

28 Ports sériels dans un C
Exemple du ADuC7026 (ARM7) : 4 ports sériels intégrés, 1 UART et 3 synchrones (SPI ou I2C) Broches multiplexées

29 Port UART du ADuC7026 COMCON0 Baud rate
Configuration de base des trames Baud rate Diviseur pour l’horloge