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Traduit et adapté de langlaisTraduit et adapté de sources anglaises MIC7340 Entrées sorties de base – ports sériels Mounir Boukadoum.

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1 Traduit et adapté de langlaisTraduit et adapté de sources anglaises MIC7340 Entrées sorties de base – ports sériels Mounir Boukadoum

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

3 Traduit et adapté de langlaisTraduit et adapté de sources anglaises Types de transmission sérielle Asynchrone : – Lintervalle 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 quen 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 Traduit et adapté de langlaisTraduit et adapté de sources anglaises Exemple de trame dans un système de communication sériel synchrone

5 Traduit et adapté de langlaisTraduit et adapté de sources anglaises Synchronisation des données

6 Traduit et adapté de langlaisTraduit et adapté de sources anglaises 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 Traduit et adapté de langlaisTraduit et adapté de sources anglaises Modes de liaison Simplex : transmission unidirectionnelle – Exemple: télédistribution À lalternat (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 dordinateurs

8 Traduit et adapté de langlaisTraduit et adapté de sources anglaises Transfert sériel asynchrone Phases (protocole RS-232) : – Repos – Bit de départ – Données – Parité – Bit darrêt – Repos ou début du transfert suivant

9 Traduit et adapté de langlaisTraduit et adapté de sources anglaises UART Universal Asynchronous Receiver-Transmitter – Encapsule la fonctionnalité dun port sériel asynchrone dans trois types de registres Contrôle État Données – Peut détecter diverses erreurs – Inclut les tampons dattente – Inclut des signaux de commande de MODEM et de gestion de canal – Certains génèrent lhorloge

10 Traduit et adapté de langlaisTraduit et adapté de sources anglaises Protocole RS-232 Protocole populaire pour le raccordement physique de deux ports sériels Définit plusieurs traits dun 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 Traduit et adapté de langlaisTraduit et adapté de sources anglaises 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 Traduit et adapté de langlaisTraduit et adapté de sources anglaises Connecteurs RS-232

13 Traduit et adapté de langlaisTraduit et adapté de sources anglaises

14 Traduit et adapté de langlaisTraduit et adapté de sources anglaises Contrôle Statut Vitesse Data R x D T x D 0 ou 5V 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,... Liaison en série asynchrone générale 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 Traduit et adapté de langlaisTraduit et adapté de sources anglaises Connection RS232 populaire (et simpliste !)

16 Traduit et adapté de langlaisTraduit et adapté de sources anglaises Régistres du port SCI du 68HC11

17 Traduit et adapté de langlaisTraduit et adapté de sources anglaises Programmation du débit ( registre BAUD)

18 Traduit et adapté de langlaisTraduit et adapté de sources anglaises Exemple derreur de transmission : débordement

19 Traduit et adapté de langlaisTraduit et adapté de sources anglaises Exemple derreur de transmission : encadrement

20 Traduit et adapté de langlaisTraduit et adapté de sources anglaises Autres standards sériels RS

21 Traduit et adapté de langlaisTraduit et adapté de sources anglaises 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 Traduit et adapté de langlaisTraduit et adapté de sources anglaises 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, dautres 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 Traduit et adapté de langlaisTraduit et adapté de sources anglaises Un exemple de port sériel synchrone

24 Traduit et adapté de langlaisTraduit et adapté de sources anglaises Système SPI avec boîtiers en cascade

25 Traduit et adapté de langlaisTraduit et adapté de sources anglaises SPI Séquence dévénements lors dun échange Les périphériques opèrent souvent en semi duplex

26 Traduit et adapté de langlaisTraduit et adapté de sources anglaises I2C 1.Génération du bit Start (S). 2.Génération de ladresse de lesclave (ADDRESS) 3.Génération du bit Read(R)=1 / Write(W)=0 4.Attente du bit dacquiescement de lesclave (A) 5.Génération/réception de loctet de données (DATA). 6.Attente/envoi du bit dacquiescement (A) 7.Génération du bit STOP (P) ou dun nouveau bit Start (S) Lors dun échange de plusieurs octets, les étapes 5 et 6 sont répétées Séquence dévènements lors dun échange (gérée par le maitre)

27 Traduit et adapté de langlaisTraduit et adapté de sources anglaises USB Universal Serial Bus Un maître et un ou plusieurs esclaves Utilise 4 lignes – +5 V et masse (le maître peut générer 500 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 lalimentation est appliquée avant les données, permettant aux esclaves dêtre branchés et retirés en tout temps (Plug-and-Play). À la mise sous tension, lhôte scrute chaque esclave pour déterminer son type et vitesse et lui attribue une adresse (processus dénumération). Le processus dénumération est mis à jour lorsquun dispositif est branché ou retiré du réseau Standard privé (payement de royautés ou usage dun composant qui la déjà) Protocole compliqué et difficile à déboguer ; mieux vaut utiliser des composants qui lont déjà !

28 Traduit et adapté de langlaisTraduit et adapté de sources anglaises Ports sériels dans un C Exemple du ADuC7026 (ARM7) : – 4 ports sériels intégrés, 1 UART et 3 synchrones (SPI ou I 2 C) – Broches multiplexées

29 Traduit et adapté de langlaisTraduit et adapté de sources anglaises Port UART du ADuC7026 COMCON0 – Configuration de base des trames Baud rate – Diviseur pour lhorloge


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