 |
|
 |  |
|
|
| |
 | Biologie | Chimie | Didactica | Fizica | Geografie | Informatica |
| Istorie | Literatura | Matematica | Psihologie |
Interfete I/E
Componentele calculatorului (procesorul, memoria, dispozitivele periferice) sunt conectate intre ele prin intermediul placii de baza. Un periferic se conecteaza la placa de baza (si indirect la procesor) prin intermediul unor conectori specializati, numiti porturi. Fiecare port respecta un anumit standard de conectare.
Exista mai multe asemenea standarde, placile de baza putandu-le implementa pe toate sau numai o parte dintre ele. Principalele standarde de conectare sunt:
Portul paralel;
Portul serial;
USB;
IDE;
FireWire (IEEE-1394);
SCSI .
Portul paralel
Portul paralel permite transmiterea catre periferic a cate unui octet de date intr-o operatie de transfer. Semnalele definite de acest standard sunt transmise pe 3 tipuri de linii:
Un port paralel are opt linii pentru transmiterea simultana a tuturor bitilor care alcatuiesc un octet de date. Aceasta interfata este rapida si a fost in mod traditional folosita pentru imprimante.
Singura problema in cazul portului paralel o reprezinta cablul, care nu poate fi realizat la orice lungime fara amplificarea semnalului, deoarece apar erori de date.
Tabelul 1 prezinta semnalele la pini pentru un port paralel standard de PC.
Principalele tipuri de porturi paralele care se folosesc in sistemele actuale sunt:
Transferul prin portul paralel este reglementat de standardul IEEE-1 care defineste:
Standardul IEEE- defineste comunicatia paralela bidirectionala de mare viteza intre calculatorul PC si periferice externe.
Viteza la care este posibil transferul in acest standard este de pana la 1 0 de ori mai mare decat in modul paralel definit initial pentru un calculator PC, fara a pierde compatibilitatea cu modul initial. Standardul IEEE-1284 nu reglementeaza decat semnalele (stabileste temporizari si relatii intre semnale).
Nu contine specificatii legate de natura datelor vehiculate sau de sistemul de control care elaboreaza semnalele.
Portul paralel standard (SPP) asa cum este implementat in PC, consta intr-un conector cu 17 linii de semnal si 8 linii de masa. Liniile de semnal sunt clasifiacte in 3 categorii:
linii de control ;
linii de stare ;
linii de date 8 .
Tabelul 1 contine simbolul, descrierea si alocarea la conectorii tipici a fiecarui semnal SPP.
Moduri de transfer
Standardul IEEE-1 defineste moduri de transferare a datelor.
Fiecare mod face posibil transferul inainte (forward; de la PC la periferic), inapoi (reverse; de la periferic la PC) sau bidirectional (doar in regim half-duplex
Toate porturile pot realiza legaturi bidirectionale folosind modurile compatibil sau nibble. Modul byte poate fi utilizat doar in % din porturile paralele existente (porturile calculatoarelor PS/
Portul unidirectional (4 biti) a fost utilizat la transmiterea informatiilor de la un calculator la un dispozitiv, de exemplu o imprimanta.
Natura unidirectionala a portului paralel original de PC este compatibila cu principla sa functie, de transmitere a datelor catre imprimanta.
Totusi, existau situatii cand era necesara existenta unui port bidirectional (de exemplu, cand se astepta primirea unui raspuns de la o imprimanta), lucru care nu era usor de obtinut in cazul porturilor unidirectionale.
Aceste porturi pot functiona ca iesiri de 8 biti si ca intrare de 4 biti (tetrada).
Porturile de 4 biti sunt capabile de rate efective de transfer de aproximativ 40-60 K/s, cu dispozitive tipice, si pot fi aduse pana la 140 K/s cu ajutorul catorva trucuri de proiectare.
Portul paralel bidirectional (8 biti) se gaseste in mod curent in sistemele compatibile PC. Acest model a fost realizat prin definirea catorva dintre pinii nefolositi anterior din conectorul portului paralel si definirea unui bit de stare care sa indice directia in care circula informatiile prin canal.
Aceste porturi pot fi atat intrari, cat si iesiri de 8 biti, folosind cele opt linii standard de date, si sunt mult mai rapide decat porturile de 4 biti atunci cand sunt utilizate cu dispozitive externe.
Porturile de 8 biti sunt capabile de viteze cuprinse intre 80-300 K/s, in functie de viteza dispozitivului atasat, de calitatea driverului si de caracteristicile electrice ale portului.
Portul paralel imbunatatit (EPP) functioneaza practic la viteza magistralei ISA si asigura o crestere de 10 ori a ratei de transfer fata de un port paralel conventional.
Modul EPP a fost conceput in special pentru periferice cu porturi paralele, precum adaptoarele de retea, unitatile de disc si unitatile de banda.
Portul cu capacitati imbunatatite (ECP) (Enhanced Capabilities Port), este un port paralel de mare viteza, care necesita o logica hard speciala si nu a fost conceput sa accepte perifericele cu porturi paralele ale PC-urilor portabile, avand rolul sa asigure o atasare necostisitoare a unei imprimante foarte performanta.
Mai mult, modul ECP necesita folosirea unui canal DMA, spre deosebire de EPP, situatie care poate cauza conflicte suparatoare cu alte dispozitive care folosesc transferul DMA. Cele mai multe dintre sistemele noi sunt livrate cu porturi ECP care suporta rate mari de transfer. In majoritatea cazurilor, porturile ECP pot fi transformate in EPP sau in porturi paralele unidirectionale prin intermediul sistemului BIOS. Totusi, pentru cea mai buna rata de transfer este recomandabil ca portul sa fie configurat in modul ECP.
3. Porturile seriale
Spre deosebire de portul paralel, in cazul portului serial exista o singura linie de date, deci se poate transmite un singur bit la un moment dat.
Din acest motiv si datorita modului mai sofisticat de gestionare a comunicatiei, viteza interfetei seriale este sensibil mai mica decat cea a interfetei paralele.
Portul serial a fost proiectat de la inceput pentru comunicatii bidirectionale.
Portul serial este folosit in general pentru conectarea unor periferice relativ lente, cum ar fi mouse-ul, modemul etc.
Interfata seriala este asincrona, intrucat permite transmiterea caracterelor la orice interval de timp, fara nici o sincronizare sau semnal de ceas si a fost proiectata ca un port de comunicatie de la sistem la sistem.
Fiecare caracter transmis prin intermediul unei conexiuni seriale este incadrat de un semnal standard de inceput si de sfarsit. Un singur bit 0, denumit bit de start, precede fiecare caracter, informand sistemul receptor ca urmatorii 8 biti constituie un octet de date. Dupa fiecare caracter urmeaza unul sau doi biti de stop, semnaland terminarea caracterului transmis.
La capatul receptor al liniei de comunicatie caracterele sunt recunoscute dupa semnalele de start si de stop, nu dupa momentul in care sosesc. Interfata asincrona este orientata pe caracter si are o supraincarcare de aproximativ 20% pentru informatiile suplimentare necesare identificarii fiecarui caracter.
Termenul serial se refera la date transmise pe un singur fir, bitii plasandu-se intr-o serie pe masura ce sunt transmisi.
Aproape toate placile de baza moderne au incorporat un cip Super I/E, care furnizeaza placii de baza unul sau doua porturi seriale, facand sa nu mai fie necesara o placa de interfata suplimentara. Sistemele mai vechi au in mod normal porturile seriale pe o placa. Modemurile interne incorporeaza un port serial, ca parte a circuitului de modem. Figura 2 prezinta conectorul standard cu 9 pini folosit de majoritatea porturilor seriale externe. Figura 3 prezinta versiunea originala cu 25 de pini. Porturile seriale se pot conecta la o gama larga de dispozitive: modemuri, plottere, imprimante, alte calculatoare, cititoare de cod de bare, cantare, circuite de control al dispozitivelor.
Fig. 2 Fig. 3
Tabelul 2
Tabelul 3
Circuitul UART (Universal Asynchronous Receiver/ Transmitter) controleaza complet procesul de transformare a datelor nativ paralele din PC in format serial, si ulterior, reconverteste datele seriale in format paralel.
Porturi seriale de viteza foarte mare
Unii producatori de modemuri au imbunatatit si mai mult transferul serial de date prin introducerea porturilor seriale de viteza foarte mare. Cresterea vitezei acestor porturi este obtinuta prin marirea dimensiunii bufferului.
Aceste porturi au de obicei la baza un circuit UART 16550, 16650 sau 16750, iar unele contin pe placa mai multa memorie pentru buffer.
Placile cu mai multe parturi seriale au pe ele de la 2 la 32 de porturi, asigura si rate mai mari de transfer, decat cele ce pot fi obtinute de un port serial standard.
Aceste placi pot imbunatati foarte mult performantele sistemului, deoarece au un procesor dedicat pentru controlul si manevrarea datelor seriale. Cu toate acestea, nu reprezinta cea mai buna solutie pentru aplicatiile foarte performante.
Porturile de baza pentru comunicatie ale oricarui sistem PC sunt porturile seriale si cele paralele. Porturile seriale au fost initial utilizate pentru dispozitive care trebuie sa comunice bidirectional cu sistemul. Astfel de dispozitive sunt modemurile, mouse-ul, scannerele etc.
Noile standarde de porturi paralele permit acum si portului paralel sa efectueze comunicatii bidirectionale rapide.
In ultimii ani, tendinta este de inlocuire a porturilor seriale cu standardul USB, care este mult mai flexibil si performant.
4. Portul USB (Universal Serial Bus)
Standardul USB foloseste tot comunicatia seriala, dar a fost proiectat sa exploateze avantajele tehnologiei moderne. Desi initial a fost destinat perifericelor lente, o data cu aparitia versiunii 0 a standardului viteza de transfer a crescut sensibil, depasind cu mult performantele interfetelor seriala si paralela.
Practic, astazi nu exista periferice care sa nu aiba si variante cu conectare pe portul USB (de multe ori acesta este singurul standard acceptat).
USB este standardul de magistrala periferica care va implementa in afara PC-ului caracteristica Plug-and-Play a perifericelor de calculator.
USB elimina necesitatea instalarii placilor de extensie in sloturi dedicate ale calculatorului si reconfigurarea sistemului, economisind resurse importante de sistem, cum ar fi intreruperile (IRQ).
Calculatoarele personale echipate cu magistrala USB permit perifericelor de calculator sa fie configurate automat imediat ce sunt atasate fizic, fara a fi nevoie de reinitializarea calculatorului sau de rulare a programului de configurare.
USB este o interfata care poate transfera 12 Mbit/s (1,5 M/s) prin intermediul unei conexiuni cu 4 fire. Magistrala accepta cel mult 127 de dispozitive si foloseste o tehnologie stea, bazata pe concentratoare de extensie care se pot gasi in PC, in orice periferic USB sau chiar de sine statatoare, in casete.
Un exemplu de configuratie USB este prezentat in fig. 4.
Fig. 4
Pentru periferice cu performante reduse, precum dispozitivele de indicare si tastaturile, interfata USB are un subcanal mai lent, de 1,5 Mbiti/s. La acest subcanal sunt conectate dispozitivele cu interfata mai lenta, ca tastatura si mouse-ul.
Lungimea maxima a cablului dintre doua dispozitive cu viteza mare (12 Mbiti) sau dintre un dispozitiv si un concentrator este de 5 m, daca se foloseste un cablu bifilar torsadat ecranat cu conductoare de calibru 20.
Lungimea maxima a cablului, pentru dispozitive cu viteza mica (0,5 Mb/s), daca se foloseste un cablu bifilar netorsadat, este de trei metri. Aceste lungimi sunt mai mici daca se foloseste un conductor de calibru mai mic, conform tabelului 4.
Tabelul 4
Desi interfata USB nu este la fel de rapida in ceea ce priveste transferul de date ca interfetele FireWire si SCSI, ea este mai mult decat adecvata pentru tipurile de periferice pentru care a fost proiectata. Conectorul USB este mic si, spre deosebire de un cablu serial sau paralel obisnuit, nu este fixat cu suruburi.
Tabelul 5 prezinta semnalele la pinii conectorului USB cu 4 fire.
Tabelul 5
|
Pin |
Nume semnal |
Observatii |
|
VCC |
Tensiune de alimentare |
|
|
- Date | ||
|
+ Date | ||
|
Masa |
Masa |
Magistrala USB respecta specificatia Plug-and-Play elaborata de Intel si permite conectarea dinamica a dispozitivelor periferice, fara oprirea sistemului sau reinitializarea lui. Cand conectam dispozitivul, controllerul USB din PC il va detecta si va determina si aloca automat resursele si driverele necesare.
Suportul USB trebuie sa existe si in BIOS si va fi inclus in sistemele mai noi care au incorporate porturi USB. Exista pe piata placi care permit adaugarea portului USB la sistemele care nu-l au incorporat ca standard pe placa de baza.
O caracteristica importanta a magistralei USB este faptul ca alimenteaza toate dispozitivele atasate. Caracteristica PnP a magistralei USB permite sistemului sa interogheze perifericele atasate despre cerintele lor energetice si sa genereze un semnal de atentionare in cazul in care nivelurile de energie electrica disponibila au fost depasite, aspect foarte important atunci cand magistrala USB este folosita in sisteme portabile, deoarece puterea bateriei alocata perifericelor externe poate fi limitata. Un alt avantaj adus de specificatia USB este identificarea automata a perifericelor, o caracteristica ce ar trebui sa simplifice mult instalarile.
De asemenea, dispozitivele USB pot fi conectate sau deconectate 'la cald', nefiind necesara oprirea calculatorului sau reinitializarea lui de fiecare data cand vrem sa conectam sau sa deconectam un periferic.
Unul dintre avantajele majore ale unei interfete USB este faptul ca are nevoie din partea PC-ului de o singura intrerupere. Astfel, putem conecta pana la 127 de dispozitive si acestea nu vor folosi intreruperi separate, cum ar face daca fiecare ar fi conectat prin intermediul unei interfete separate. In cazul PC-urilor moderne care au putine intreruperi, acest aspect al interfetei USB reprezinta un beneficiu urias si ar trebui adoptata pentru dispozitivele de viteza mica.
5. FireWire (IEEE 1394)
Fire Wire (IEEE 1394) este o tehnologie de magistrala relativ noua, fiind rezultatul cererilor de a transfera cantitati uriase de date din partea dispozitivelor multimedia audio si video actuale.
Este o interfata destinata perifericelor de foarte mare viteza, pentru care performantele celorlalte standarde nu sunt suficiente. Cel mai adesea este intalnita la camere video digitale, care au de transferat volume mari de date catre calculator.
Interfata FireWire nu este foarte raspandita, datorita pretului mai mare si faptului ca standardul USB ofera suficienta performanta pentru majoritatea perifericelor.
Magistrala FireWire este foarte rapida, permitand transferuri cu viteze de pana la 400 M/s, iar in viitor si mai mari. Cablurile dispozitivelor IEEE-1394 au sase conductoare; patru sunt utilizate pentru transmisii de date, iar doua pentru alimentare.
Conexiunea la placa de baza se realizeaza fie printr-o interfata IEEE-1394 dedicata, fie printr-o placa adaptoare PCI.
Aceasta magistrala a derivat din magistrala FireWire si este o parte a noului standard Serial SCSI.
Interfata1394 foloseste un cablu cu sase fire si doua perechi de linii diferentiale de ceas si de date, plus doua linii pentru alimentare. La fel ca interfata USB, si interfata 1394 este PnP, incluzand si capacitatea de conectare si deconectare dinamica a componentelor, fara oprirea sistemului.
Spre deosebire de magistrala paralela SCSI, magistrala 1394 nu necesita o terminatie complicata, iar dispozitivele conectate la magistrala pot consuma pana la 1,5 amperi.
Magistrala 1394 este realizata intr-o topologie in cascada sau ramificata si permite cel mult 63 de noduri, in fiecare nod putandu-se conecta un lant de cel mult 16 dispozitive.
Daca nu este suficient, standardul face apel la 1023 de magistrale conectate in punti (bridge), care pot interconecta peste 64.000 de noduri. In plus, magistrala 1394 accepta dispozitive cu rate diferite de transfer, la fel ca SCSI.
Tipurile de dispozitive care vor fi conectate la PC prin intermediul magistralei 1394 includ practic orice ar putea folosi interfata SCSI, toate formele de unitati de discuri, inclusiv hard-discuri, unitati optice, de discheta, de CD-ROM si noile unitati DVD (Digital Video Disc), camere digitale etc.
6. Interfetele dispozitivelor de stocare
Interfata IDE, care este cea mai utilizata interfata pentru dispozitivele de stocare din sistemele moderne, a evoluat de la o interfata numai pentru hard-disc, la una care accepta hard-discuri si multe tipuri de medii amovibile, precum CD-ROM, CD-RW, Zip si altele.
In prezent sunt disponibile o multime de interfete de hard-disc.
Cu timpul, gama lor s-a largit, iar multe dintre vechile modele nu mai pot functiona in sisteme1e mai noi. Principala functie a controllerului de hard-disc si a interfetei este transmiterea si receptionarea datelor la si de la unitatea de disc.
Diversele tipuri de interfata limiteaza viteza cu care datele pot fi mutate de la unitate la sistem si ofera niveluri diferite de performanta.
In ceea ce priveste unitatile de disc, si mai ales hard-discurile, parametrul asupra caruia se concentreaza cel mai mult atentia utilizatorilor este timpul mediu de pozitionare (average seek time) raportat pentru unitate, care inseamna timpul (mediu) necesar pozitionarii capetelor de pe o pista pe alta.
Rata de transfer a datelor intre unitate si sistem este mult mai importanta decat timpul de acces, deoarece majoritatea unitatilor de disc petrec mult mai mult timp citind si scriind informatii, decat mutand capetele.
Viteza cu care este incarcat sau citit un program sau un fisier de date este cel mai mult afectata de rata de transfer a datelor. Operatiile specializate, ca sortarea fisierelor mari, implicand multe accesari la inregistrarile individuale ale unui fisier (si, astfel, multe operatii de pozitionare), sunt mult ajutate de o unitate cu timp redus de pozitionare. In aceste cazuri, performantele legate de timpul de pozitionare sunt importante. Totusi, majoritatea operatiilor normale de incarcare si de salvare sunt afectate in principal de rata cu care datele pot fi citite si scrise de pe si pe unitate.
Rata de transfer a datelor depinde atat de unitate, cat si de interfata.
In sistemele PC au fost folosite de-a lungul anilor cateva tipuri de interfete de hard-disc, dar in prezent toate unitatile de disc moderne folosesc pentru conectarea la un sistem fie interfata IDE, fie SCSI.
7. Interfata IDE
Integrated Drive Electronics (IDE) este un termen generic aplicat oricarei unitati cu un controller de disc integrat (incorporat).
Interfata IDE este oficial denumita ATA (AT Attachment). Termenul IDE este folosit pentru a defini orice unitate de disc cu controller incorporat.
ATA este o interfata de tip paralel pentru conectarea discurilor hard si a unitatilor optice (CD, DVD). Originea sa este standardul IDE, elaborat in anii '80.
De-a lungul timpului caracteristicile sale au evoluat, rata de transfer crescand spectaculos.
In ultima vreme, desi majoritatea placilor de baza inca mai sunt prevazute cu porturi ATA, acestea pierd teren in fata standardului SATA.
In cazul unitatilor cu interfata IDE, controllerul de disc este integrat in unitate, iar acest ansamblu unitate/controller se conecteaza de obicei la un conector de magistrala de pe placa de baza sau de pe o placa adaptoare de magistrala.
Combinatia unitate-controller simplifica foarte mult instalarea, deoarece nu exista cabluri separate de alimentare si de semnal intre controller si unitate.
De asemenea, dupa ce controllerul si unitatea au fost asamblate ca un intreg, numarul total de componente se reduce, traseele de semnal sunt mai scurte, iar conexiunile electrice mult mai imune la zgomote, rezultatul fiind un model mai sigur decat ar fi posibil utilizand un controller separat, conectat la unitate prin cabluri.
Plasarea controllerului pe unitate da unitatilor IDE avantajul sigurantei, comparativ cu interfetele cu controllere separate.
Siguranta este marita, deoarece codarea datelor de la digital la analogic se face direct pe unitate, intr-un mediu fara zgomot; informatiile analogice foarte sensibile la intarzieri nu trebuie sa parcurga cabluri care pot culege zgomote si introduce intarzieri ale semnalelor.
Configuratia integrata permite marirea frecventei de ceas a codorului si a densitatii de stocare pe unitate. Integrarea controllerului si a unitatii elibereaza proiectantii lor de respectarea regulilor stricte impuse de standardele primelor interfete de disc. Inginerii pot proiecta implementari personalizate ale unitatii si controllerului, deoarece nici un alt controller nu se va conecta vreodata la acea unitate. Combinatiile unitate-controller rezultate pot oferi performante mai bune decat configuratiile cu unitate si controller independente. Unitatile IDE sunt denumite uneori unitati cu controllere incorporate. In multe sisteme, conectorul IDE de pe placa de baza nu este altceva decat un slot de magistrala.
In cazul instalarilor ATA IDE, aceste conectoare contin 40 de pini dintre cei 98 de pini care ar fi disponibili intr-un slot de magistrala standard ISA de 16 biti.
Deoarece este eliminat adaptorul gazda intermediar sau controllerul separat, iar conexiunile prin cablu sunt simplificate, unitatile IDE costa mult mai putin decat o combinatie standard de controller si unitate.
8. Configuratia cu doua unitati de disc
Instalarile ATA cu doua unitati de disc pot fi problematice, deoarece fiecare unitate are propriul ei controller, iar ambele controllere trebuie sa functioneze conectate la aceeasi magistrala.
Trebuie sa existe o modalitate prin care sa se asigure ca numai unul dintre controllere sa raspunda la un moment dat la o comanda. Standardul ATA ofera posibilitatea de operare pe magistrala AT a doua unitati, intr-o cascada.
Unitatea principala (unitatea 0) se numeste master, iar unitatea secundara (unitatea 1) este slave. Desemnarea unei unitati ca master sau ca slave se face prin configurarea unui jumper sau a unui comutator de pe unitate sau utilizand o linie speciala a interfetei, denumita Cable Select (CSEL) si stabilind jumperul CS de pe unitate.
Daca este instalata numai o unitate, controllerul raspunde la toate comenzile primite de la sistem. Daca sunt instalate doua unitati (si, ca urmare, doua controllere), toate comenzile de la sistem sunt receptionate de ambele controllere.
Fiecare controller trebuie configurat sa raspunda numai la comenzile care ii sunt adresate. In aceasta situatie, unul dintre controllere trebuie desemnat ca master, iar celalalt ca slave. Cand sistemul transmite o comanda pentru o anumita unitate, controllerul de pe cealalta unitate trebuie sa nu fie activ atat timp cat controllerul si unitatea selectata functioneaza. Stabilirea jumperului pentru unitatea master sau slave permite discriminarea dintre cele doua controllere prin scrierea unui bit special (bitul DRV) in registrul Drive/Head dintr-un bloc de comenzi.
9. Conectorul de I/E al interfetei ATA
Conectorul interfetei ATA este de tip header, cu 40 de pini, care ar trebui sa aiba o cheie pentru a impiedica posibilitatea instalarii inverse. Cheia este asigurata de eliminarea pinului 20 si a pinului corespunzator din conectorul cablului.
Este recomandata utilizarea conectoarelor si a cablurilor cu cheie, deoarece conectarea inversa a unui cablu IDE poate deteriora atat unitatea, cat si circuitele adaptorului de magistrala.
10. Cablul de I/E al interfetei ATA
Pentru transportul semnalelor dintre circuitele adaptorului de magistrala si unitate (controller), este specificat un cablu panglica cu 40 fire.
Pentru a asigura integritatea semnalelor si a elimina potentialele probleme legate de intarzieri si zgomot, cablul nu trebuie sa fie mai lung de 0,46 m.
Noile interfete IDE de mare viteza sunt foarte susceptibile la problemele legate de cablu si de lungimea prea mare a acestuia.
Cand cablul este prea lung, pot aparea alterari de date si alte erori.
11. Semnalele interfetei ATA
Pinul 20 este un pin cheie pentru orientarea cablului si nu este conectat la interfata. Acest pin ar trebui sa lipseasca din toate conectoarele ATA, iar cablul ar trebui sa aiba pinul 20 obturat, pentru a nu permite conectarea inversa.
Pinul 39 transporta semnalul Drive Active/Slave Present (DASP), care este un semnal cu doua functii, multiplexat in timp. In timpul initializarii, la punerea sub tensiune, acest semnal indica prezenta la interfata a unei unitati de tip slave.
Apoi, fiecare unitate mentine semnalul pentru a indica faptul ca este activa.
Pinul 28 transporta semnalul Cable Select sau Spindle Synchron (CSEL sau SPSYNC), care are doua functii; totusi, o anumita unitate instalata poate utiliza numai una dintre cele doua functii.
Functia CSEL este cel mai mult utilizata si a fost conceputa sa controleze desemnarea unei unitati ca unitate master (unitate 0) sau slave (unitate 1), fara fixarea vreunui jumper de pe unitate.
Daca o unitate gaseste linia CSEL legata la masa, unitatea este master; daca linia CSEL este in aer (deschisa), unitatea este slave. Pentru a lega selectiv la masa linia CSEL putem instala cabluri speciale. Aceasta instalare este de obicei realizata prin intermediul unui aranjament de cablu in Y, avand la mijloc conectorul IDE de magistrala si fiecare unitate la capetele opuse ale cablului.
Una dintre ramificatiile cablului are linia CSEL conectata la masa, indicand o unitate master; cealalta ramificatie are linia CSEL in aer (firul intrerupt sau eliminat, facand ca unitatea de la acel capat sa fie de tip slave.
1 Comenzile ATA
Cea mai importanta comanda este Identify Drive, care face ca unitatea sa transmita un bloc de date de 512 octeti, care furnizeaza toate detaliile despre unitate.
Prin intermediul ei, orice program (inclusiv sistemul BIOS) poate afla cu exactitate tipul unitatii conectate, inclusiv producatorul, modelul, parametrii de functionare si chiar numarul de serie al unitatii. Multe sisteme BIOS moderne folosesc aceste informatii pentru a introduce automat acesti parametri in memoria CMOS, eliminand necesitatea ca utilizatorul sa-i introduca manual pe durata configurarii sistemului. Informatiile Identify Drive pot da urmatoarele date:
Numarul de cilindri in modul de translatie recomandat (prestabilit);
Numarul de capete in modul de translatie recomandat (prestabilit);
Numarul de sectoare pe pista in modul de translatie recomandat (prestabilit);
Numarul de capete in modul de translatie curent;
Numarul de sectoare pe pista in modul de translatie curent;
Producatorul si modelul;
Numarul de serie;
Tipul bufferului, indicand capacitatile de stocare in buffer si cache pentru sectoare.
Alte doua comenzi foarte importante sunt Read Multiple si Write Multiple.
Aceste comenzi permit transferuri de date din mai multe sectoare si, daca sunt combinate capacitatile de transfer in mod bloc Programmed I/E (PIO) ale sistemului, pot conduce la rate de transfer foarte mari, de multe ori chiar mai mari decat in cazul transferurilor PIO pe un singur sector.
Exista multe alte comenzi imbunatatite, inclusiv posibilitatea ca producatorul unitatii sa implementeze un set de comenzi proprii. Aceste comenzi sunt utilizate de un anumit producator pentru caracteristici specifice unitatilor proprii.
Adeseori, caracteristici ca formatarea la nivel fizic si gestionarea defectelor sunt controlate de comenzi proprii producatorului.
13. Categorii de unitati ATA IDE
Unitatile ATA-IDE pot fi impartite in trei categorii principale. Aceste categorii diferentiaza unitatile dupa functii (precum capacitatile de translatie) si model (care poate afecta o caracteristica precum formatarea la nivel fizic):
Unitati IDE neinteligente nu raspund la nici una dintre comenzile imbunatatite care sunt mentionate ca parte (optionala) a specificatiei ATA IDE, inclusiv comanda Identify Drive. Aceste unitati nu suporta nici translatia sectoarelor, situatie in care parametrii fizici ar putea fi modificati. Comenzile imbunatatite si suportul pentru translatia sectoarelor sunt caracteristicile care fac dintr-o unitate IDE o unitate inteligenta si care le lipsesc unitatilor IDE mai vechi.
Unitati IDE inteligente suporta comenzile ATA imbunatatite, precum comanda Identify Drive, si capacitatile de translatie a sectoarelor. Aceste unitati pot fi reconfigurate in doua moduri: in mod pur fizic si in mod translatat.
Cand aceste unitati functioneaza in mod translatat, o formatare la nivel fizic nu poate afecta factorii de intercalare si de skew si nici nu poate suprascrie lista cu defecte din fabrica. Totusi, in acest mod, un program de formatare la nivel fizic poate executa alocari suplimentare de defecte sau marcarea sectoarelor.
Daca unitatea este in modul fizic real, o formatare la nivel fizic rescrie anteturile sectoarelor si modifica factorul de skew al capetelor si cilindrilor.
Daca nu este executata corect, formatarea poate fi remediata de un program bun de formatare la nivel fizic, care sa ne permita sa stabilim factorul corect de skew al cilindrilor si capetelor. Aceasta operatie poate fi executata automat de programul de formatare recomandat de fabricantul unitatii (daca exista) sau de un alt program, ca de exemplu Disk Manager.
Unitati IDE inteligente cu inregistrare pe zone
Majoritatea unitatilor IDE moderne combina inteligenta cu capacitatea de inregistrare pe zone (Zoned Recording). Unitatea cu capacitatea de inregistrare pe zone are un numar variabil de sectoare pe pista in cateva zone de pe suprafata ei.
Deoarece sistemul BIOS al PC-ului poate controla numai un numar fix de sectoare pe toate pistele, aceste unitati trebuie sa functioneze intotdeauna in modul translatat. Din acest motiv, nu putem altera factorul de intercalare si factorii de skew stabiliti in fabrica si nu putem sterge lista de defecte.
Totusi, putem formata la nivel fizic aceste unitati si putem marca sectoarele defecte care au aparut pe durata vietii unitatii.
14. Standardul SATA
Este un standard derivat din ATA, destinat aceluiasi tip de periferice, dar cu o interfata de tip serial. Rata de transfer a interfetei este mai mare decat cea a standardului ATA si va continua sa creasca in versiunile viitoare.
In plus, standardul ATA ofera facilitatea numita bus mastering, prin care controlerul de disc comanda magistrala, degrevand procesorul de sarcina gestionarii transferului si marind astfel performantele.
15. Standardul SCSI
Este cel mai vechi standard pentru discurile hard (desi permite in principiu conectarea oricarui tip de periferic). Versiunile sale succesive au dus la cresterea continua a performantei, fie prin marirea latimii de banda (volumul de date care poate fi transferat printr-o singura operatie), fie prin cresterea frecventei de lucru.
Interfata SCSI a fost intotdeauna mai mult decat o interfata de disc si chiar mult mai adaptabila decat IDE, permitand atasarea unor dispozitive care nu stocheaza, precum scanerele.
Controlerele SCSI au folosit dintotdeauna bus mastering, iar tehnologia permite obtinerea unor rate de transfer net superioare standardelor concurente.
Datorita pretului mare, interfata SCSI nu este destinata calculatoarelor personale, ci statiilor de lucru si serverelor.
16. Standardul PCI
Standardul PCI permite conectare placilor de extensie si a inlocuit standardul mai vechi ISA, abandonat de producatori dupa doua decenii de utilizare.
Frecventa de operare a crescut in timp, ajungand pana la 133 MHz, la fel si latimea de banda. Principalele tipuri de periferice care utilizeaza interfata PCI sunt placile video, placile de sunet, modemurile interne etc.
In ultima vreme, performantele oferite de PCI incep sa fie considerate insuficiente, mai ales pentru placile grafice. Un standard derivat din PCI, numit PCI Express, a inceput sa fie folosit de placile de baza de varf, dar inlocuirea completa a interfetei PCI nu se intrevede in viitorul apropiat.
17. Standardul AGP
Standardul AGP a fost conceput special pentru deservirea placilor grafice.
Deoarece intr-un calculator exista mai multe sloturi PCI, perifericele care ocupa aceste sloturi trebuie sa imparta intre ele aceeasi cale de comunicare cu procesorul. Placile grafice fiind mari consumatoare de resurse, pot utiliza interfata AGP care le ofera o cale de comunicare privilegiata cu procesorul, pe care nu o impart cu alte periferice.
Desi, la fel ca in cazul celorlalte standarde, performantele au crescut cu fiecare versiune, AGP este depasit de noul standard PCI Express, astfel incat viitorul sau este nesigur.
18. Standardul PCMCIA
Standardul PCMCIA a fost conceput special pentru sistemele portabile.
Datorita miniaturizarii, intr-un laptop nu exista suficient spatiu pentru a dispune de sloturi PCI si, in general, nici o forma de a conecta periferice interne.
Standardul PCMCIA permite conectarea de periferice externe de orice tip, avand dimensiuni mici. Ca atare, sloturile PCMCIA reprezinta practic singura posibilitate de a extinde functionalitatea unui laptop.
19. Solutii alternative pentru porturile seriale si paralele
Pentru sistemele desktop si laptop devin disponibile doua noi arhitecturi de magistrale seriale de mare viteza, Universal Serial Bus (USB) si Fire Wire sau IEEE 1394. Acestea sunt porturi de comunicatie de mare viteza, care depasesc cu mult capacitatile porturilor seriale si paralele standard pe care le contin majoritatea sistemelor, si pot fi folosite ca o alternativa la interfata SCSI de mare viteza.
Aceste porturi pot oferi, in afara de performante, concentrarea dispozitivelor de I/E, la ele conectandu-se toate tipurile de periferice exterioare.
Ultima tendinta in proiectarea magistralelor periferice foarte performante este utilizarea unei arhitecturi seriale, prin care bitii sunt transmisi pe linie unul cate unul.
Arhitecturile paralele folosesc 8, 16 sau mai multe linii, transmitand bitii simultan. La aceeasi frecventa a ceasului, magistrala paralela este mai rapida; totusi, este mult mai simplu sa marim viteza unei conexiuni seriale decat a uneia paralele.
Conexiunile paralele au cateva probleme, cea mai serioasa fiind decalarea semnalului (signal skew) si variatia timpului de raspuns (jitter).
Decalarea si variatia timpului de raspuns reprezinta motivele pentru care magistralele paralele, ca SCSI, sunt limitate la distante de cel mult 3 m.
Desi cei 8 sau 16 biti de date sunt emisi simultan de emitator, in momentul in care ajung la receptor, intarzierile in propagare fac ca unii dintre biti sa ajunga inaintea altora. Cu cat cablul este mai lung, cu atat creste intervalul dintre sosirea la celalalt capat a primului si a ultimului bit.
Aceasta decalare a semnalului nu permite sa obtinem o rata mare de transfer.
Variatia timpului de raspuns reprezinta tendinta semnalului de a atinge nivelul maxim de tensiune intr-un timp variabil, nivel care fluctueaza pentru o scurta perioada de timp. In cazul unei magistrale seriale, datele sunt transmise bit cu bit.
Deoarece momentul in care ajunge fiecare bit nu are importanta, rata de ceas poate fi marita foarte mult.
In cazul unei rate de ceas foarte mari, semnalele paralele au tendinta sa interfereze intre ele. Comunicatia seriala, folosind una sau doua linii de semnal, are avantajul ca diafonia si interferenta in cablu sunt neglijabile.
Cablurile paralele sunt foarte scumpe. Pe langa faptul ca necesita multe fire suplimentare pentru transportul in paralel al mai multor biti, cablul trebuie realizat
intr-un mod special, pentru a preveni diafonia si interferenta intre liniile adiacente de date. Acesta este unul dintre motivele pentru care cablurile SCSI externe sunt atat de scumpe. Pe de alta parte, cablurile seriale sunt foarte ieftine, deoarece au foarte putine fire, iar cerintele de ecranare sunt mult mai simple, chiar si pentru viteze foarte mari. Din aceasta cauza, este mai usor sa transmitem date pe distante lungi si in siguranta in modul serial, in timp ce interfetele paralele au recomandate lungimi de cablu mai mici decat interfetele seriale.
Daca respectam specificatiile, cablurile seriale nu ar trebui sa fie mai lungi de 16 m, iar cablurile paralele nu ar trebui sa aiba mai mult de 3,5 m.
20. Interfata mecanica
Standardul 1 prevede reglementari si pentru cabluri si conectica, asigurand astfel interoperabilitatea intre configuratii si periferice diferite.
Lungimea cablului poate fi de 1 m. Un cablu paralel standard are la un capat un conector mama de tip DB 5 si la celalalt capat un conector Champ de de pini (Centronics). In interior, cablul poate avea de la 1 la fire conductoare, din care 1 pana la sunt fire de masa. Cablurile pot fi ecranate. Acest tip de cablu va opera la 10 Kbps cu o lungile de 1.8m. Pentru rate de transfer mai mari, sunt restrictii suplimentare legate de constructia cablului. Lungimile standard pentru cablu sunt de 3m, 6m si 9m.
Standardul 1284 defineste trei tipuri de conectori: conector 1 Tip A (DB , 1 Tip B (Centronics, pini) si 1284 Tip C (Mini-Centronics, pini).
Este reglementata si pozitionarea semnalelor la pinii conectorilor.
21. Principiile de proiectare ale interfetelor de intrare/iesire
Interfetele de intrare/iesire realizeaza adaptarea caracteristicilor tehnico-functionale ale unor echipamente periferice, la regulile de comunicatie ale magistralei. O interfata are in principiu doua parti:
O parte adaptata la semnalele si modul de functionare al magistralei pe care se conecteaza;
O parte specifica, adaptata la particularitatile functionale ale echipamentului pe care-l deserveste (disc, terminal video, etc.).
Exista o puternica tendinta de standardizare a interfetelor pentru anumite categorii de echipamente (ex: dispozitive de stocare externa a datelor, dispozitive de afisare, dispozitive de tiparire etc.).
Exemple de astfel de standarde sunt: interfata IDE sau ATA pentru unitati de stocare, standardul SVGA pentru dispozitive de afisare, interfata MIDI pentru dispozitive multimedia si altele.
In figura 5 este prezentata schema de principiu a unei interfete de intrare/iesire, in care se pot identifica urmatoarele blocuri functionale:
bloc de decodificare si selectie;
bloc de amplificare a semnalelor de pe magistrala;
registre de date pentru semnale de intrare;
registre de date pentru semnale de iesire;
registre de comanda si control;
registre de stare.
Fig. 5
Blocul de decodificare si selectie are rolul de a genera semnale pentru selectia registrelor (porturilor) interfetei, prin decodificarea semnalelor de adresa si comanda de pe magistrala. In mod uzual fiecare interfata are o adresa de baza si un set de adrese locale relative la adresa de baza.
Din aceasta cauza decodificarea adresei se face in doua trepte:
decodificatorul contine un submodul pentru decodificarea adresei de baza (adresa de placa sau de interfata);
al doilea submodul este pentru selectia registrelor in cadrul interfetei.
Semnalul de selectie a interfetei valideaza amlificatorul bidirectional de date si submodulul de decodificare a adreselor locale. In figura 6 se prezinta o schema de principiu a blocului de decodificare.
Fig. 6
Liniile superioare de adresa sunt utilizate pentru decodificarea adresei de baza iar cele inferioare pentru generarea semnalelor de selectie a registrelor (CS0-CSn).
Semnalele de comanda IORC si IOWC valideaza decodificarea adreselor; activarea unuia din cele doua semnale indica faptul ca adresele de pe magistrala adreseaza o interfata de intrare/iesire (este in curs de executie un ciclu de transfer in care este implicata o interfata de intrare/iesire).
In cazul magistralei PC semnalul AEN activ indica faptul ca transferul de date este cu acces direct la memorie (DMA).
La un transfer DMA liniile de adresa specifica o adresa de memorie, fapt pentru care decodificarea interfetei trebuie blocata. Intr-un ciclu DMA selectia unei interfete se face printr-un semnal de achitare a cererii DMA (DACKn).
Daca o anumita adresa este utilizata atat pentru selectia unui registru de intrare cat si a unui registru de iesire, atunci semnalele de comanda IORC sau IOWC vor valida semnalele de selectie (liniile punctate pe desen).
Principial exista mai multe moduri de selectare a adreselor de intrare/iesire:
selectie totala (toate liniile de adresa sunt utilizate in decodificare);
selectie partiala (numai o parte din liniile de adresa sunt folosite);
selectie liniara (fiecare linie de adresa selecteaza un anumit registru.
Prima metoda este rar utilizata deoarece necesita mai multe componente pentru decodificare, dar are avantajul ca poate folosi toate adresele din spatiul de adresare (la 16 linii de adresa sunt disponibile 64Ko de porturi de intrare si 64Ko de porturi de iesire). In cazul selectiei partiale se utilizeaza numai o parte din liniile de adresa, fapt ce duce la diminuarea spatiului de adresare.
Aceasta metoda este cea mai utilizata deoarece necesita un numar redus de componente si de cele mai multe ori spatiul fizic ocupat de porturile de intrare/iesire nu depaseste cateva sute de octeti. La calculatoarele compatibile IBM PC se utilizeaza numai primele 10 linii de adresa (A0 - A9), rezultand in acest fel un spatiu de adresare de 1Ko. Acest spatiu este partajat intre diferitele interfete ale calculatorului. Anumite zone au fost lasate libere pentru dezvoltari ulterioare sau pentru interfete proiectate de utilizator.
Selectia liniara se utilizeaza in cazul unor sisteme dedicate de dimensiuni mici (sisteme incapsulate), acolo unde numarul de porturi de intrare/iesire este foarte mic.
In acest caz numarul de adrese disponibile se reduce la numarul de linii de adresa. Valorile de adresa trebuie astfel alese incat o singura linie sa fie in starea activa (de obicei 0 logic), iar restul sa fie inactive.
Blocul de amplificare
Numarul de circuite conectate pe un semnal al magistralei este limitat de raportul dintre curentii de iesire si de intrare ai acestor circuite.
In tehnologia TTL acest raport este de aproximativ 10 (este mai mare la circuitele de amplificare), ceea ce inseamna ca maxim 10 circuite pot fi conectate pe un semnal al magistralei. Din aceasta cauza incarcarea datorata unei placi de interfata este limitata la o intrare de circuit. Rolul circuitelor de amplificare este de a satisface aceasta cerinta. Daca un anumit semnal de pe magistrala (ex: semnal de data) trebuie sa ajunga la mai multe intrari de circuit atunci semnalul respectiv trebuie amplificat.
In mod uzual semnalele de date si eventual cele de comanda sunt singurele semnale care necesita circuit de amplificare.
Pe liniile de date se plaseaza un amplificator bidirectional (ex: 74LS245) care este selectat ori de cate ori este selectata placa de interfata.
Directia de transfer este controlata de unul din semnalele de comanda (de obicei IORC).
In unele cazuri, pentru a reduce intarzierile produse prin comutarile repetate ale ampificatorului, se prefera mentinerea selectata a circuitului de amplificare si controlul transferului numai prin intrarea de directie.
In acest caz, daca interfata nu este selectata, sau se efectueaza un ciclu de scriere, amplificatorul este directionat spre interiorul placii (spre magistrala locala de date; directia se schimba numai la un ciclu de citire, cand datele de pe magistrala locala de date ajung pe magistrala sistem.
Blocul registrelor de intrare si iesire asigura transferul de date intre echipamentul periferic la care este conectata interfata si magistrala sistem.
Numarul de biti de date pe care se face transferul depinde de viteza perifericului. In mod uzual se utilizeaza registre de 8 sau 16 biti.
Unele interfete permit transferul de date intr-o singura directie (ex: interfata de imprimanta), caz in care registrele de date de sens opus lipsesc.
Cele mai multe interfete actuale sunt construite in jurul unui circuit specializat (controlor de interfata). In astfel de cazuri atat registrele de date cat si registrele de comanda si stare fac parte din aceste circuite (ex: controlor de interfata seriala, controlor de interfata floppy, controlor pentru transfer prin acces direct la memorie etc). Semnificatia registrelor si a bitilor in cadrul registrelor este indicata in foaia de catalog a acestor circuite. In ceea ce priveste selectia registrelor de date se pot face urmatoarele recomandari:
pentru registrele de intrare semnalul de selectie se va conecta pe intrarea de validare a iesirii circuitului (CS-Chip Select), pentru a putea controla momentul in care datele de intrare ajung pe magistrala; astfel se evita un conflict pe liniile de date ale magistralei;
pentru registrele de iesire semnalul de selectie se conecteaza la intrarea de inscriere a circuitului (CLK-Clock), pentru a asigura inscrierea in registru a datelor prezente pe magistrala; iesirile sunt de obicei valide tot timpul.
La calculatoarele de proces interfata de intrare/iesire face legatura dintre calculator si dispozitivele de automatizare distribuite in proces (senzori, elemente de actionare, controloare logice programabile etc.)
In acest caz se recomanda izolarea galvanica a semnalelor de intrare si iesire, pentru a evita transmiterea in calculator a unor tensiuni periculoase.
Izolarea se poate face prin optocuploare, transformatoare de semnal sau relee.
Registrele de stare grupeaza un numar de semnale/biti care indica starea interfetei si a echipamentului periferic la care este conectata interfata.
Informatiile de stare se refera la:
starea de functionare a echipamentului periferic (ex: oprit/pornit, operational/ neoperational etc.);
modul de desfasurare a transferului: transfer in curs de desfasurare, oprire temporara (pentru controlul fluxului de date), data prezenta la intrare, registru de iesire gol, terminarea transferului;
conditii de eroare (ex: eroare de paritate, eroare de sincronizare, lipsa unor conditii de transfer etc.)
Informatiile de stare pot ajuta la controlul fluxului de date si la solutionarea unor situatii de exceptie. Unele semnale de stare pot fi conectate astfel incat sa genereze intreruperi.
Registrele de comanda permit controlul prin program al functionarii interfetei si a echipamentului periferic. Prin registrele de control se pot specifica:
regimul/modul de lucru al interfetei (valabil mai ales la controloarele de interfata, proiectate pentru mai multe regimuri de lucru);
paramertii transferului de date (viteza/frecventa, numar de cuvinte transferate, formatul datelor transferate etc.);
setarea/resetarea unor semnale specifice interfetei (ex: selectie unitate, pornire/oprire, controlul fluxului de date prin semnale explicite etc.)
Functionarea magistralei universale seriale (USB)
In interiorul P.C., un controler de magistrala universala seriala (USB), compus dintr-un set de chipuri si conexiuni, actioneaza ca o interfata intre programe si componentele hardware.
Aplicatiile, sistemul de operare si driverele dispozitivelor care dau detalii referitoare la functionarea dispozitivelor hardware, trimit comenzi si date hub-ului gazda USB care este localizat pe controler.
De la hub-ul gazda pleaca conectori speciali sau porturi USB. Cablurile pereche cu cate patru fire se conecteaza in porturi. Un cablu se poate atasa la un alt hub, cu scopul de a furniza mai multe porturi, la care sunt atasate dispozitivele USB, care este ca un cordon digital de extensie.
Un cablu poate conduce direct la un dispozitiv USB, cum ar fi un monitor. USB suporta conexiuni pentru aproape orice tip de dispozitive periferice externe (monitor, mouse, tastatura, microfon, boxe, telefon, scanner, imprimanta, modem).
Doua dintre cele patru fire din cablu USB sunt folosite pentru alimentarea dispozitivelor periferice, iar celelalte doua linii, numite D+ si D-, sunt utilizate pentru transmiterea de date si comenzi. O tensiune mare pe D+ si mica pe D-, inseamna un bit 1, in timp ce o tensiune mare pe D- si mica pe D+, inseamna un bit 0.
Orice dispozitiv USB poate include, de asemenea, un hub, astfel incat un monitor, de exemplu, poate furniza porturi in care pot fi conectate boxe, microfon si tastatura. Aceste dispozitive pot, la randul lor, sa furnizeze porturi pentru alte componente hardware USB. De exemplu, un mouse si un stilou digital pot fi atasate la o tastatura care este atasata la monitor, acesta fiind atasat la hub-ul gazda.
Acest sistem de conexiuni arborescente permite magistralei universale seriale sa gestioneze pana la 127 de dispozitive. Cand conectam un nou dispozitiv USB intr-un port, acesta produce automat o modificare a tensiunii in unul din cele doua fire de date.
Daca dispozitivul periferic este de mare viteza, capabil sa transmita 12 Mbps (folosit pentru monitoare, scanner, imprimanta etc) acesta va modifica tensiunea firului D+. dispozitivele cu rata mica de transfer, de 1,5 Mbps (folosite pentru tastaura si mouse) vor modifica tensiunea firului D-. Un port conventional serial trimite numai 100Kbps, iar un port paralel, aproximativ 2,5 Mbps.
Controlerul gazda USB lucreaza cu tehnologie Plug&Play si permite configurarea automata a componentelor. P.C., prin identificarea acestora si stabilirea necesitatilor pentru transmiterea si receptionarea datelor, asociindu-i fiecarui dispozitiv un numar de identificare.
Dupa ce noul dispozitiv a devenit un membru oficial al magistralei, el isi ocupa locul in sistem atunci cand controlerul gazda aduna dispozitivele pentru a emite comenzi, pentru a intreba daca dispozitivul este gata sa transmita sau sa primeasca date si pentru a aloca portiuni din latimea de banda (capacitatea de transmitere a datelor) a magistralei pentru fiecare dispozitiv.
Controlerul trimite interogari sau comenzi in aval tuturor dispozitivelor periferice din USB de aprooximativ un milion de ori pe secunda. Fiecare dintre mesajele gazdei incepe cu un jeton care identifica dispozitivul periferic caruia ii este adresat, mesaj care merge la toate dispozitivele din magistrala, acesta fiind ignorat de dispozitivele care nu corespund adresei jetonului. Dispozitivele trimit date in amonte catre gazda numai daca gazda le acorda permisiunea. Magistrala universala seriala poate functiona cu trei tipuri de transferuri de date si asociaza prioritati de latime de banda in ordinea urmatoare:
Prioritatea cea mai inalta este o prioritate izocrona, sau in timp real, la care nu poate exista nicio intrerupere in fluxul de date, cum ar fi pentru aplicatiile video sau de sunet;
A doua prioritate permite transferurile de intreruperi numai atunci cand un dispozitiv (de exemplu o tastatura su un joystick) genreaza un semnal ocazional de intrerupere pentru a atrage atentia utilizatorului;
Prioritatea "cand timpul permite" permite transferurile in bloc de date pentru imprimante, scannere si camere digitale, atunci cand avem multe date de transmis, dar nu exista o urgenta pentru transmiterea datelor.
FUNCTIONAREA PORTULUI PARALELE IN CAZUL UNEI IMPRIMANTE
Semnalul transmis pe linia 13 a portului paralel, numita linie de selectare (select line) de la un dispozitiv periferic (de regula o imprimanta) anunta calculatorul ca dispozitivul este activat si gata sa primeasca date.
Datele sunt transmise pe liniile de la 2 la 9, sub forma unui semnal de tensiune inalta (~ 5 volti) pentru a semnifica un 1, sau un semnal de joasa tensiune (~ 0 volti), pentru a seminifica un 0. Dupa ce tensiunile au fost setate pentru toate liniile de date, linia 1 trimite un semnal stroboscopic (strobe) catre imprimanta timp de o mmicrosecunda, pentru a instiinta imprimanta ca trebuie sa citeasca tensiunile din liniile de date.
Un semnal de la imprimanta pe linia 11 anunta P.C.-ul cand dispozitivul este prea ocupat cu gestionarea byte-ului care a fost trimis, pentru ca acesta sa nu mai trimita urmatorul byte pana cand nu se finalizeaza receptia.
In cazul unei imprimante semnalul de ocupat poate fi generat deoarece imprimanta tipareste un ultim caracter, stocheaza byte-ul intr-o memorie tampon sau, memoria tampon este plina, hartia s-a blocat sau a intervenit o alta conditie care impiedica imprimanta sa primeasca alte date.
Un semnal de la imprimanta pe linia 10 confirma receptia datelor trimise pe liniile dela 2 la 9 si spune P.C.-ului ca dispozitivul este gata sa primeasca un alt caracter.
Linia 12 trimite un semnal de la imprimanta catre P.C., daca imprimanta a ramans fara hartie.
Linia 15 este folosita de imprimanta pe a spune P.C. ca exista o anumita conditie de eroare (de exemplu capul de tiparire blocat sau capac de protectie deschis), fara sa fie specificata eroarea.
Un semnal de la P.C. pe linia 16 determina imprimanta sa revina la starea initiala, ca si cum ar fi oprita si pornita.
Un semnal de tensiune mica sau zero de la P.C. pe linia 14 spune imprimantei sa aranjeze hartia cu un rand, atunci cand calculatorul primeste un cod de sfarsit de rand. Un semnal de tensiune inalta spune imprimantei sa avanseze hartia cu un rand numai atunci cand ea primeste un cod de avansare cu un rand de la imprimanta.
Un semnal de la P.C. pe lniia 17 spune imprimantei sa nu accepte date. Linia este folsoita numai de catre unele imprimante, care sunt concepute sa fie pornite si oprite de catre P.C.
Liniile de la 18 la 25 sunt simple linii de impamantar
AGP - Accelerated Graphics Port, este denumirea unui bus special dedicat placilor grafice moderne, care necesita viteze foarte mari de comunicatie cu procesorul si cu memoria, pentru a putea asigura un realism cat mai mare in jocurile 3D. Acest standard a fost conceput initial de Intel si a fost dezvoltat in variante succesive cu viteze 1x, 2x, 4x si 8X, transferul efectuandu-se pe 32 biti. Ultima dintre acestea, care ofera o viteza maxima de transfer de 133 MB/s pare a fi si ultima care va fi dezvoltata, deoarece acest standard va fi inlocuit de PCI Express PCI - Peripheral Component Interconnect. Acesta este un standard mai vechi de magistrala de comunicatii pe 32 biti intre procesor si componente. Viteza maxima de transfer posibila pe aceasta magistrala este de 132 MB/sec. Componentele care se adreseaza acestei magistrale sunt foarte variate: placi de sunet, modemuri, placi de retea, placi de achizitie video, controlere IDE, USB, FireWire suplimentare. ISA - Industry Standard Architecture este o magistrala de comunicatii deja depasita, dar inca folosita de calculatoarele vechi, de la cele echipate cu procesoare 286 la cele echipate cu procesoare din clasa Pentrium 2 sau K6-2, limitat la transferuri pe 8 si 16 biti. Suportul pentru aceasta magistrala a fost pastrat si in cipseturile noi, dar nici un producator care se respecta nu a mai inclus asemenea porturi in placile de baza, si nici nu s-au mai produs componente dedicate acestei magistrale. Ca si in cazul magistralei PCI, acestei magistrale ii erau destinate toate gamele de componente disponibile.
IDE/EIDE - Integrated Device (sau Drive) Electronics / Enhanced Integrated Device (sau Drive) Electronics este magistrala cea mai raspandita in PC-uri atunci cand vine vorba de unitatile de disc, fie ele hard disk-uri sau unitati CD-ROM. Pentru comunicatii se utilizeaza cabluri ce contin 40 sau 80 de fire, in functie de versiunea controlerului. ATA - Advanced Technology Attachment, nu este altceva decat numele dat de catre American National Standards Institute (ANSI) pentru magistrala IDE. Aceasta denumire a capatat insa un alt inteles prin atasarea unei valori, precum 33, 66, 100 si 133. Aceste valori indica viteza maxima de transfer in MB de care este capabila aceasta magistrala. Magistrala ATA 133 este insa suportata doar de hard disk-urile Maxtor, fiind dezvoltata de aceasta companie. Ceilalti producatori se multumesc cu interfata ATA 100. SCSI - Small Computer System Interface. In timp ce PC-urile se orintau catre alternative, Machintosh a adoptat magistrala SCSI ca standard de comunicatii. Este un standard de comunicatii robust care a evoluat in permanenta. Totusi acesta este mai greu de utilizat, datorita dificultatilor de instalare si configurare. Fiecare cablu SCSI necesita atasarea unui terminator pentru a putea utiliza componentele atasate.
Copyright © 2024 - Toate drepturile rezervate
