串口&IEEE1394

目錄:第一部分:串口一.串行通信基本概况二.信号传输三.串行通信协议四.串行接口標准五.串行通信接口設計六.串口的測試第二部分:IEEE1394一.IEEE1394的定義二.IEEE1394的組成三.IEEE1394的网絡連接方式四﹒IEEE1394的線纜及接口五﹒IEEE1394的网絡特點及局限六.IEEE1394與USB比較七﹒IEEE1394的工作模式八.IEEE1394的應用一.串行通信基本概况1.定义采用一根通信线加一根地线的形式来逐位传输数据而进行通信的方式我们称之为串行通信.所用的接口即是串口.2.特点:A.成本低,传输距离长,可以利用现存信道配以适当通信接口实现串行通信.B.需要一系列约定来区分各种信号.C.其信息逻辑定义与TTL不兼容,故需电平转换.D.按信息格式可分为同步串行通信和异步串行通信.3.传输方式:A.信号传输方式:分为基波传输和调制載波传输.B.线路传输方式:分为单工,半双工,全双工和多双工传输.4.线路传输方式:A.单工传输方式:只能按一固定方向传输数据信息.B.半双工传输方式:使用同一根数据线进行双方向传输,即双方不能同时传输信息.C.全双工传输方式:数据输入输出线使用不同线路,即双方能同时进行发送和接受操作.D.多双工传输方式:以多路复用器为中介将多路信号复合成一多频段的单路信号进行传输的方式.二.信号传输1.信号调制与解调:以正玹波为载波并对其作相应变换而将数字信号转化为模拟信号进行传输的过程称之为调制;其逆过程称之为解调.(示意图如下)串行接口微型计算机串行接口微型计算机MODEMMODEM2.调制方式:A.幅移键控(ASK):以正玹波幅度在两种幅值之间切换表示数字信号1和0.B.频移键控(FSK):以正玹波幅度在两种频率之间切换表示数字信号1和0.C.相移键控(PSK):以正玹波幅度在两种相位之间切换表示数字信号1和0.3.信息的检错与纠错:A.改善线路电特性.B.采用奇偶校驗或方阵码检错,以反馈重发方式纠错.C.在高级通信控制规程中一般采用循环冗余码CRC检较,以自动纠错方式来纠错.D.采用高可靠编码方式进行传输.三.串行通信协议1.异步通信协议:a.特點及傳輸格式.异步傳輸格式亦稱起止式异步協議.其特點是通信雙方以一個字符(包括特定附加位)作為數据傳輸單位.且發送方傳送字符的間隔時間是不定的.在傳輸一個字符時總是以起始位開始,以停止位結束.傳輸步驟:無傳輸,開始傳輸,數据傳輸,奇偶校驗,停止傳輸.b.錯誤檢測:奇偶錯超越錯幀格式錯2.同步通信協議a.面向字符的同步協議b.面向比特的同步協議c.面向字節計數的同步協議3.异步通信与同步通信的比較:异步:兩字符間時間間隔是不固定的,同一字符中相臨代碼間隔是固定的.同步:每時每刻在鏈路上都有字符信息傳送,每個字符間的時間間隔是相等的.,相臨代碼間的時間間隔也是固定的.且對時鐘要求嚴格.四.串行接口標准串行通信的線路連接時,通常要解決兩個問題:一是,計算机与外設之間要共同遵守的約定,物理接口標准;二是,按接口標准設置計算机与外設之間進行串行通信的接口電路.1.EIARS-232C接口標准A.美國電子工業協會EIA与BELL等公司一起開發的1969年公布的通信協議,RS表示推荐標准,232是識別代號,C是標准的版本號.B.机械特性要求:常用的有DB-25,DB-9兩种連接器;電纜長度要求在50英尺內.C.電气特性:2.RS-422,RS-423,RS-485接口標准這些標准總的目標:a.与RS-232C兼容b.支持更高的傳輸速率c.支持更遠的傳送距离d.增加信號引腳數目五.串行通信接口設計1.串行通信接口的基本任務a.進行串/并轉換b.實現串行數据格式化c.可靠性校驗d.實施接口与DCE(數据通信設備)之間的聯絡控制2.串行接口電路的組成由可編程串行接口芯片,附加地址譯碼電路,波特率發生器,以及EIA与TTL電平轉換器六.串口的測試兩种測試類型:純軟件測試,既涉及硬件又涉及軟件的測試.1.Microsoft系統診斷程序2.Windows中的I/O端口故障診斷3.使用回送測試的高級診斷下面簡要介紹一下IEEE1394:一.IEEE1394的定義IEEE1394,一種串行接口標准,是一種數據傳輸的開放式技術標准,這種接口標准允准電腦電腦外設,各種家電非常簡單的連接在一起,從IEEE1394可以連接多種不同外設的功能來看,也可以稱為總線,即一種連接外部設備的機外總線IEEE1394Apple稱之為FireWire(火線)Sony稱之為I--Link二.IEEE1394的組成1.物理層(physicalLayer)提供設備和線纜電氯和機械之間的連接,處理數據傳輸和接受確保所有設備可以正常訪問總線,該功能由硬件來實現2.鏈路層(LinkLayer)提供同步和異步模式下的數據包接收確認,定址,數據較驗,以及數據分禎等,該功能由硬件來實現二.IEEE1394的組成1.物理層(physicalLayer)提供設備和線纜電氯和機械之間的連接,處理數據傳輸和接受確保所有設備可以正常訪問總線,該功能由硬件來實現2.鏈路層(LinkLayer)提供同步和異步模式下的數據包接收確認,定址,數據較驗,以及數據分禎等,該功能由硬件來實現3.交易層(TransactionLayer)只處理異步數據包,提供Read,Write&Lock命令,Read命令向命令發出方傳回數據;Write命令向接收方發送數據;Lock命令通過生成往返通路實現Read和Write功能.4.串行總線管理提供全部總線的控制功能,包括確保向所有總線連接設備的電力供應,優化定時機制,分布同步通道,以及處理基本錯誤等三.IEEE1394的网絡連接方式總線管理接口异步事務接口等時事務接口總線管理器等時資源管理器循環標准串行總線管理層串行總線軟驅動器節點控制器交易層鏈路層物理層管理層服務交易層服務鏈路層服務物理層服務IEEE1394連接各種設備是一種拓扑結構,見下圖.PrinterIEEE1394IEEE1394ComputerComputer四﹒IEEE1394的線纜及接口6pin剖面圖下面為IEEE13946pin公/母接頭外觀下面為IEEE1394雙絞線內部連接五﹒IEEE1394的网絡特點及局限1﹒采用“級聯“的方式連接外設IEEE1394在一個短口上最多可以連接63個設備﹐設備間采用樹或菊花鏈結构﹒設備間電纜的最大長度是4.5m﹐采用樹形結构時可達16層﹐從主机到最末端外設總長可達72m(16*4.5)2﹒采用點對點結构任何兩個支持IEEE1394的設備可以直接連接﹐不需要通過電腦控制﹒3﹒安裝方便且容易使用允許即插即用﹐不必關机即可隨時動態配置外部設備增加或拆除后IEEE1394會自動調整拓扑結构﹐重設整個外設網路狀態﹒4﹒同一网絡中的數据可以以不同的速度進行傳輸﹐目前可實現100Mbps﹐200Mbps﹐400Mbps.5.每個网段最多可連接63個設備﹐節點間的距离不能超過4.5m﹐所以IEEE1394不适合在廣域网中使用﹒6﹒傳輸速度很高﹐可達100－400Mbps﹒目前3﹒2G的協定正在制定﹒六.IEEE1394與USB比較IEEE1394和USB都是串行的一種規范,因此它們有不少相似之處,主要表現在1.都可以提供即插即用及熱插拔的功能,安裝十分簡單2.都提供統一的通用接口,可提供總線供電方式.3.都采用了串接方式,可以連接多台設備.七﹒IEEE1394的工作模式1﹒IEEE1394標准定義了兩种總線數据傳輸模式﹐即﹕Backplane(底版)模式&Cable(線纜)模式﹒其中Backplane模式是与計算机并行總線同處在總線底板上﹐支持12.5,25,50Mbps的速率﹔Cable模式是用電纜連接的串行總線﹐支持100,200,400Mbps及更高的速率﹒2﹒IEEE1394可同時提供同步(Synchronous)和异步(Asynchronous)數据傳輸方式﹒同步傳輸只應用于實時性的任務﹐而异步傳輸則是將數据傳送到特定的地址(ExplicitAddress)﹒這一標准的協議稱為等時同步(Isosynchronous)﹒使用這一協議的設備可以從1394連接中獲得必要的帶寬﹒其余的帶寬﹐可以用于异步數据的傳輸﹒八.IEEE1394的應用1.電腦與外設之間的連接IEEE1394可以直接連接如HDD,打印機,掃描儀等2.電腦與消費性電子產品的連接IEEE1394可以與數碼相機,數碼攝影機,DVD播放機,視頻電話等3.家電產品的互聯如VCRHDTV音響等的數據傳輸,PS2也可以實現幾台機的互相連接進行游戲THANKS!