PERI Master ACSI cours 5 - 1 Gestion des Périphériques Année 2006 - 2007 (Transparents de F. Dromard)

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1 PERI Master ACSI cours 5 - 1 Gestion des Périphériques Année 2006 - 2007 (Transparents de F. Dromard)

2 PERI Master ACSI cours 5 - 2 USB Universal Serial Bus è Spécifié par Intel, Compaq, Microsoft, NEC, Philips (standard industriel) n Révision 1.1 en septembre1998 n Révision 2.0 en avril 2000 è Bus périphériques n Plusieurs périphériques chaînés n Branchement à chaud (sous tension) n Détection et configuration automatique des périphériques n Bus à interrogation (un seul maître)

3 PERI Master ACSI cours 5 - 3 USB Débits è USB 1.1 n Basse vitesse (low speed) : 1,5 Mb/s ou 187,5 Ko/s n Pleine vitesse (full speed) : 12 Mb/s ou 1,5 Mo/s è USB 2.0 n Haute vitesse (high speed) : 480 Mb/s ou 60 Mo/s

4 PERI Master ACSI cours 5 - 4 USB Cables è Composés de 4 fils è 3 à 4 mètres maximum selon la qualité +V D D GND paire torsadée - +

5 PERI Master ACSI cours 5 - 5 Aspects électriques

6 PERI Master ACSI cours 5 - 6 USB Topologie è Connexions point à point bidirectionnelles è Extension par des hub è Arborescence orientée è Pas de boucle Hub hôte nœud 1nœud 2hub 2 nœud 4 nœud 3 hub 3 nœud 6nœud 5

7 PERI Master ACSI cours 5 - 7 USB Hub contrôleur USB hôte hub racine bus pci hub 1 hub 2 device 1device 2 device 3 device 4 device 5

8 PERI Master ACSI cours 5 - 8 USB Hub : organisation interne contrôleur de hub switch répéteur alimentation données

9 PERI Master ACSI cours 5 - 9 USB Hub : flux de données répéteur flux montant (upstream) flux descendant (downstream)

10 PERI Master ACSI cours 5 - 10 USB Principe d’utilisation de la liaison è En 1.1 n Temps découpé en tranches de 1 ms, les «trames» USB n Plusieurs périphériques servis pendant chaque ms n En 1ms transfert de 12 Kbits soit 1,5 Koctets ÷ 12 000 12 MHz 1 KHz T = 1 ms

11 PERI Master ACSI cours 5 - 11 8 KHz T = 125 µs USB Principe d’utilisation de la liaison è En 2.0 n Temps découpé en tranches de 125 µs «microtrames» n Plusieurs périphériques servis par tranche n En 125 µs transfert de 60 Kbits soit 7,5 Koctets ÷ 60 000 480 MHz

12 PERI Master ACSI cours 5 - 12 USB Organisation générale logiciel clientfonction logiciel USB périphérique logique USB contrôleur USB Hôte + hub contrôleur USB Liaison USB Système HôtePériphérique USB matériel logiciel impressionimprimante couche interface couche USB

13 PERI Master ACSI cours 5 - 13 USB Organisation logicielle Logiciel clientPilote bus usbPilote contrôleur usb Contrôleur USB I/O Request Packets IRP1 IRP2 Tr1- 0Tr1- 1Tr1- 2Tr2- 0Tr2- 1Tr2- 2 IRP1IRP2 Tr1- 0Tr2- 0Tr1- 1Tr2- 1Tr1- 2Tr2- 2 1 ms ou 125 µs 1 ms ou 125 µs 1 ms ou 125 µs matériel trame 1trame 2trame 3

14 PERI Master ACSI cours 5 - 14 USB Types de transferts è Transferts de type «interruption» è Transferts de blocs è Transferts de contrôle è Transferts isochrones

15 PERI Master ACSI cours 5 - 15 Types de paquets USB Paquet jeton Paquet de données Paquet « handshake » Paquet « start of frame »

16 PERI Master ACSI cours 5 - 16 Le champ PID

17 PERI Master ACSI cours 5 - 17 USB et les EndPoints

18 PERI Master ACSI cours 5 - 18

19 PERI Master ACSI cours 5 - 19 USB Transactions (1) è Toujours à l’initiative de l’hôte è Composées de 1, 2 ou 3 paquets n Token packet n Data packet n Handshake packet token packetdata packethandshake packet transaction

20 PERI Master ACSI cours 5 - 20 USB Transactions (2) è Token packet n Toujours envoyé par l’hôte n Type et direction de l’échange du paquet de donnée n Adresse du destinataire (fonction) n SOF, SETUP, OUT, IN

21 PERI Master ACSI cours 5 - 21 USB Transactions (3) è Data packet n Sens d’échange défini par le token packet n Contient les données échangées è Handshake packet n Envoyé par celui qui a reçu les données n Acceptation ou refus de l’échange n ACK, NACK, STALL La norme

22 PERI Master ACSI cours 5 - 22 USB Exemples de Transactions (1) Contrôleur hôte clavierimprimante Transaction 1 Transaction 2 Transaction 3 Données clavier Mémoire hôte descripteurs de transferts 1 1. Ctrl hôte prend le descripteur 2. C. h. génère une transaction IN 3. Clavier renvoie les données 4. C. h. met les données en mémoire 2 4 3

23 PERI Master ACSI cours 5 - 23 USB Exemples de Transactions (2) Contrôleur hôte clavierimprimante Transaction 1 Transaction 2 Transaction 3 Données clavier Mémoire hôte descripteurs de transferts 1 1. Ctrl hôte prend le descripteur 2. C. h. génère une transaction OUT 3. C. h. prend les données en mémoire 4. C. h. envoie les données à l’impr. 24 3 Données impr.

24 PERI Master ACSI cours 5 - 24 USB Configuration du Bus è Etat initial n Tous les ports A sont désactivés n Tous les ports B répondent à l’adresse 0. è Parcours de l’arbre n Activation premier port A n Interrogation n Si réponse, affectation d’une adresse n... Ports A Port B Ports A hôte

25 PERI Master ACSI cours 5 - 25 USB Interface : logiciel - matériel è Trois spécifications d’interfaces n UHCI : Universal Host Controller Interface. usb 1.x n OHCI : Open Host Controller Interface. usb 1.x n EHCI : Enhanced Host Controller Interface. usb 2.0