Les périphériques de communication Exposé: Les périphériques de communication Travail élaboré par : KHOUAJA Nermine MAIEZ Sabrine GARNAOUI Inès Encadré par : Mme MALOUCHE Ibtissem Année universitaire : 2014-2015

PLAN Présentation générale Le périphérique USART Le périphérique I2C II Le périphérique USART III Le périphérique I2C IV Le périphérique SPI V Tableau comparatif VI Conclusion

Présentation générale Le périphérique USART Le périphérique I2C Le périphérique SPI Tableau comparatif Conclusion Présentation générale: La communication constitue une évolution causée par la convergence des technologies des télécommunications de l'informatique et des multimédias. Cette convergence résulte de la numérisation de toutes les formes de signaux (voix, transmission de données, images et sons ) et de l'utilisation des périphériques de communication pour assurer l'émission et la réception de tous ces signaux.

Présentation générale Le périphérique USART Le périphérique I2C Le périphérique SPI Tableau comparatif Conclusion Série : Exemple :RS232 Parallèle : Exemple : Le port d’une imprimante.   Nous allons définir dans cet exposé ces périphériques .mais avant d’aborder cette partie, nous allons commencé par un bref historique On s ’intéresse dans cet exposé au périphériques séries: USART I2C SPI

Présentation générale Le périphérique USART Le périphérique I2C Le périphérique SPI Tableau comparatif Conclusion 1980  Communications série RS232 Cartes ISA 1981 1990 : Cartes PCI À partir du 1991 : Apparition de l’USART

Présentation générale Le périphérique USART Le périphérique I2C Le périphérique SPI Tableau comparatif Conclusion Le périphérique USART Définition: USART est l’abréviation pour Universal Synchronous and Asynchronous serial Receiver and Transmitter. C’est un système de communication point-à-point très flexible utilisé pour les communications séries, contenant un émetteur (convertisseur parallèle-série) et un récepteur (convertisseur série-parallèle).

Présentation générale Le périphérique USART Le périphérique I2C Le périphérique SPI Tableau comparatif Conclusion Constitution d'une trame UART: Une trame USART est constituée des bits suivants: Un bit de start : (toujours à 0 ) permettant de la synchronisation du récepteur. Les bits des données : la taille peut fluctuer (généralement entre 5 et 9 bits). Un bit de parité : (paire ou impaire ) pour détecter des erreurs de transmission. Un bit de stop : (toujours à 1) indiquant la fin de la transmission de la donnée.

Présentation générale Le périphérique USART Le périphérique I2C Le périphérique SPI Tableau comparatif Conclusion Architecture

Présentation générale Le périphérique USART Le périphérique I2C Le périphérique SPI Tableau comparatif Conclusion TX / RX BAUDS : la vitesse de transmission souhaitée. Fck : la fréquence d'échantillonnage. OVR_8 : sur échantillonnage de 8 ( 1 si elle est activée , 0 si elle est désactivée ). USARTDIV :le numéro du point fixe (de fraction et de mantisse) dans USART_BRR. Chaque USART dispose d'un registre, USART_BRR, qui détient le diviseur. Le choix de la vitesse de transmission n’est pas arbitraire. On a alors la formule suivante :

Présentation générale Le périphérique USART Le périphérique I2C Le périphérique SPI Tableau comparatif Conclusion

Présentation générale Le périphérique USART Le périphérique I2C Le périphérique SPI Tableau comparatif Conclusion La réception   La transmission  

Présentation générale Le périphérique USART Le périphérique I2C Le périphérique SPI Tableau comparatif Conclusion Avantages et inconvénients de l’USART: Avantages Inconvénients -Simplicité du point de vue nombres des signaux. -Transferts bidirectionnels. -Minimisation des pertes des données. -Détection facile des erreurs. -Lent en considérant la conversion parallèle/série et série/parallèle -Plus difficile à mettre en œuvre.

1-Bref historique : 2013 2007 Version4 NXP Version 3 NXP 1990 1992 Version 1.0 PHILIPS 1990 Version 2.1 2007 Version 3 NXP 1-Bref historique : 2013 Version4 NXP 1982 PHILIPS

Présentation générale Le périphérique USART Le périphérique I2C Le périphérique SPI Tableau comparatif Conclusion 2.Caractéristiques:

Présentation générale Le périphérique USART Le périphérique I2C Le périphérique SPI Tableau comparatif Conclusion

Présentation générale Le périphérique USART Le périphérique I2C Le périphérique SPI Tableau comparatif Conclusion

Présentation générale Le périphérique USART Le périphérique I2C Le périphérique SPI Tableau comparatif Conclusion Comment permettre à plusieurs circuits logiques de connecter leurs sorties ensemble, sachant que certains circuits voudront imposer un niveau haut tandis que d'autres voudront imposer un niveau bas ? Deux circuits qui tentent de prendre le contrôle du bus en même temps (ou à quelques nanosecondes d'écart près) ? Deux maîtres prennent le contrôle du bus en même temps ?

Présentation générale Le périphérique USART Le périphérique I2C Le périphérique SPI Tableau comparatif Conclusion

Présentation générale Le périphérique USART Le périphérique I2C Le périphérique SPI Tableau comparatif Conclusion

Présentation générale Le périphérique USART Le périphérique I2C Le périphérique SPI Tableau comparatif Conclusion

Présentation générale Le périphérique USART Le périphérique I2C Le périphérique SPI Tableau comparatif Conclusion

Présentation générale Le périphérique USART Le périphérique I2C Le périphérique SPI Tableau comparatif Conclusion L’Acquittement(ACKnowledge) E force la ligne SDA au niveau bas E libère SDA M envoie une impulsion sur SCL

Présentation générale Le périphérique USART Le périphérique I2C Le périphérique SPI Tableau comparatif Conclusion

Présentation générale Le périphérique USART Le périphérique I2C Le périphérique SPI Tableau comparatif Conclusion Gestion de conflits

Présentation générale Le périphérique USART Le périphérique I2C Le périphérique SPI Tableau comparatif Conclusion

Présentation générale Le périphérique USART Le périphérique I2C Le périphérique SPI Tableau comparatif Conclusion Ralentissement de la vitesse

Présentation générale Le périphérique USART Le périphérique I2C Le périphérique SPI Tableau comparatif Conclusion Synchronisation Exemple d’un CAN

Présentation générale Le périphérique USART Le périphérique I2C Le périphérique SPI Tableau comparatif Conclusion

Présentation générale Le périphérique USART Le périphérique I2C Le périphérique SPI Tableau comparatif Conclusion 4- Avantages et inconvénients du I2C: Avantages Inconvénients La simplicité matérielle Moins de pins Moins de lignes Coût moins cher Half Duplex Série Synchrone Bus multi-Maitres Gestion de conflits Filtrage intégré :réjection des pics parasites Point de vue vitesse: Bus lent Utilisé à courte distance  

Présentation générale Le périphérique USART Le périphérique I2C Le périphérique SPI Tableau comparatif Conclusion 5-Applications

Présentation générale Le périphérique USART Le périphérique I2C Le périphérique SPI Tableau comparatif Conclusion Temps réel Le parole SPD EEPROM Puces NVRAM Capteurs de diagnostic (Température..) Contrôle de la puissance LED/LCD DAC/ADC

Présentation générale Le périphérique USART Le périphérique I2C Le périphérique SPI Tableau comparatif Conclusion Le périphérique SPI Définition L’interface SPI (Serial Peripheral Interface) est un bus de communication série synchrone à haut débit. Développé par Motorola et plus tard adopté par d'autres dans l'industrie. Dédié aux applications nécessitant des transfert de flots de données.

Présentation générale Le périphérique USART Le périphérique I2C Le périphérique SPI Tableau comparatif Conclusion Caractéristiques Full duplex. Le bus SPI utilise quatre signaux logiques : Figure : Communication SPI avec le composant "maître" et un composant "esclave". MOSI : Master Out Slave In. MISO : Master In Slave Out. SCLK : Horloge. SS : Slave Select.

Présentation générale Le périphérique USART Le périphérique I2C Le périphérique SPI Tableau comparatif Conclusion Architecture Cette architecture vous permet de mettre en œuvre les dispositifs SPI

Présentation générale Le périphérique USART Le périphérique I2C Le périphérique SPI Tableau comparatif Conclusion Le signal SS est utilisé par le maître pour permettre à l'esclave avec pour commencer une session de communication.   Le maître est responsable de la génération du signal d'horloge utilisé par l'esclave.

Présentation générale Le périphérique USART Le périphérique I2C Le périphérique SPI Tableau comparatif Conclusion Avantages et inconvénients du SPI Avantages Inconvénients Communication  Full duplex Débit assez important . Flexibilité de nombre de bits à transmettre.  Simplicité de l’interface matérielle. Esclaves utilisent l'horloge du maître, et n’ont pas besoin d’oscillateurs de précision.  Ne s’utilise que sur de courtes distances.  Pas de contrôle de flux matériel.   Aucun accusé de réception esclave.  Il ne peut y avoir qu’un seul maitre sur le bus.   

Présentation générale Le périphérique USART Le périphérique I2C Le périphérique SPI Tableau comparatif Conclusion Tableau comparatif I2C USART SPI Synchronisation Synchrone Synchrone/Asynchrone Topologie 2lignes : SDA/SCL Multi-maîtres Gestion des conflits Interconnexion de multiples boitiers dans différentes configurations :Maitre / Esclave, Maitre / Multiple esclaves, Multiple Maitres /Multiples esclaves ACK 2 lignes TX/RX Bit de parité Au minimum 4 lignes : SCLK, SS ,MISO et MOSI Aucun accusé de réception esclave: Pas de ACK Sens de l’échange Half-Duplex Full-Duplex

Présentation générale Le périphérique USART Le périphérique I2C Le périphérique SPI Tableau comparatif Conclusion I2C USART SPI Vitesse de transmission 100-400 Kbps ou même 3.2Mbps Majorité des implémentation utilise 100-400kbps Valeur choisie dés le début >1Mbps Lent en considérant la conversion parallèle/série et série/parallèle Vitesse calculée selon la fréquence >20Mbps

Présentation générale Le périphérique USART Le périphérique I2C Le périphérique SPI Tableau comparatif Conclusion I2C USART SPI Consommation consommation relativement élevée :dû à la configuration collecteur/ drain ouvert sur SDA et SCL (TTL) Basse consommation Consommation faible: signaux de type CMOS

Présentation générale Le périphérique USART Le périphérique I2C Le périphérique SPI Tableau comparatif Conclusion Conclusion En conclusion, l’apport de cet exposé se résume dans la découverte des différents périphériques de communication notamment les périphériques de communication série qui répondent aux besoins des utilisateurs dans plusieurs domaines tels que: -Télécommunication -Traitement de signal -Robotique -Informatique