Chương 4: I/O Interface bus overview doc

P&I Ch4 - Bus 1
ch 4. I/O Interface bus overview
Giíi thiÖu bus chuÈn cho ghÐp nèi, më réng:
– ISA/ PC-104 – AT bus
– USB (Universal Serial Bus)
– Philips I
2
C
– PCI (Peripheral Component Interconnect)
– SCSI (Small Computer Systems Interface)
– GPIB (General Purpose Interface Bus)
– Siemens Profibus, ASi bus, Multi Point Buses
– IEEE 1394
–
P&I Ch4 - Bus 2
4.0. Khái niệm về bus:
PCB (Printed Cirrciut Board), Cable (Copper/
Optic), Slot, Connector
Nối nhiều thiết bị slave [master], dùng chung:
trong 1 thời điểm chỉ có 1 talker 1 hoặc nhiều
listener
Bus song song (n bit) hoặc nối tiếp (I
2
C, USB,
SSA, Profi, ASi, IEEE 1394 )
Thành phần (physical lines/ time sharing):
Address
Data
Control/ Status/Handshake/data check
[Power supply]
P&I Ch4 - Bus 3

4.1. industry small architecture (isa) bus:
ISA/ AT bus, 1984, IBM, PC-104 bus, Available in
Pentium, PowerPC Platforms
Để ghép thêm các card/ thiết bị I/O chuẩn với
Mother Board, 1 12 Slots, hiện tại các máy có thể
không dùng slot
8/ 16 bit for data transfers
4,77 => 8,33 MHz/11.1MHz => 2.75 MWps/5.5 MWps
max, DMA 16.
Only 1 BusMaster, CPU hoặc DMAC, w AEN
No data integrity, không kiểm tra parity, IO Check
Dùng để ghép với các thiết bị chậm, kiểu ký tự:
character typed devices : keyboard, mouse
Refer AT Technical Reference or TechHelp for
detail
P&I Ch4 - Bus 4
H×nh 4.1. AT/ ISA/ PC 104 bus
P&I Ch4 - Bus 5
4.2. Universal serial bus - usb:
P&I Ch4 - Bus 6
4.2. Universal Serial Bus Rev. 4.2.1: Topology
Rev.1.1:
23/09/1998
Chia thành
nhiều Tiers
Các Tiers nối
các thiết bị:
Hub hoặc
chức năng
Mỗi Tier có

Hub(s)
P&I Ch4 - Bus 7
4.3. usB: specifications
Chỉ có 1 USB host (USB
Controller) trong hệ
Devices, có 2 loại:
Hub, mở rộng thêm thiết bị nối vào USB
Các thiết bị chức năng nh ISDN, JoyStick, KB,
Printer, Digital Camera, Mass Storage
Thiết bị chuẩn interface USB theo:
USB Protocol
Chuẩn Hđ của USB: config và reset
Communication Standard
USB Controller/ Host polls bus & initiates all data
transfer
P&I Ch4 - Bus 8
Ưu điểm:
Tín hiệu vi sai phát/ thu, bọc kim, chống nhiễu
CRC Protection đ/v data & control fields
Tự phát hiện attach/ detach, xác định cấu hình
các thiết bị tự động ở mức hệ thống
TimeOut đ/v trờng hợp mất gói tin/ gói tin lỗi
P&I Ch4 - Bus 9
4.3. usB: Physical interface
• 1.5 Mbps – Low speed mode vµ 12Mbps (Revision 1.1)
• Nguån cÊp +5V, vµi metre
• Power managment
• Revision 2.0: 480Mb/s
P&I Ch4 - Bus 10
P&I Ch4 - Bus 11

P&I Ch4 - Bus 12
P&I Ch4 - Bus 13
P&I Ch4 - Bus 14
P&I Ch4 - Bus 15
P&I Ch4 - Bus 16
P&I Ch4 - Bus 17
4.4. Philips I
2
C bus
version 2.1. jan. 2000
Philips, 1992 Ver. 1.0; 1998 Ver 2.0, 2000: Ver 2.1,
dùng cho các hệ thống nhúng (embeded systems) nh
mobil phone, TV, pay phone, ATM
Không cần dùng bus interface chip(s), built-in
Integrated addressing & data-transfer, cho phép dùng
phần mềm để định cấu hình
Thêm/ bớt IC không ảnh hởng bus system
Đơn giản tìm lỗi, khoanh vùng lỗi nhanh
Giảm thiểu kích thớc: 2-wire serial, không cần các
mạch Addr Decoder và glue logic, dùng phần mềm
Truyền đồng bộ, 100 kb/s Standard-mode, 400 kb/s
Fast-mode, 3.4Mb/s HiSpeed-mode
P&I Ch4 - Bus 18
P&I Ch4 - Bus 19
Cã thÓ nèi nhiÒu Masters, trong 1 t/® chØ 01 BM’s Active
P&I Ch4 - Bus 20
H. 410a. Synchronous Serial Data & Clock
P&I Ch4 - Bus 21
Start(Rep Start, S) SCL=1, SDA= ↓
Stop (P): SCL=1, SDA= ↑

P&I Ch4 - Bus 22
P&I Ch4 - Bus 23
Multi byte R/W :Addr auto Inc/ Dec;
Master/ Slave :Send A[ck] (=0) hoÆc /A (NACK) (=1)
tïy thuéc bit tiÕp theo lµ data hay Stop
P&I Ch4 - Bus 24
Mét sè vi m¹ch dïng I
2
C bus:
• Dallas RTC 1307, 1308: 64 byte RAM & Real Time
Clock,
• Philips PCF 8593, Low Power Clock/ Calendar
• Atmel 93C46/24C96 EEROM
P&I Ch4 - Bus 25
4.5. PCI - Peripheral Component Interconnect
- 5/1993, Intel Ver. 2.0, Open standard,
- Local bus, trung gian gi
ữa Local và các bus chuẩn
khác (ISA, MC, EISA) thông qua PIC Bridge/Controller.
- Có kiểm tra parity cho Addr và Data
- Auto configuration of all PCI devices, share the same
IRQ. Disabling IRQ => cấm toàn bộ PCI devices.
- No DMA, device on PCI bus là bus master (Tốt cho việc
dùng MultiTasking OS).
- Burst mode: 32 bit @33MHz > 96 132MBps, tuỳ
thuộc số byte (từ 32 byte đến 4KB). Option 64bit
@33MHz > 264MBps, 64bit 66MHz.
-Most Platforms use:Intel, DEC Alpha, PowerPC, Spark
- Modern OS: Block Typed Devices: tần suất vận chuyển
cao, nhanh, data block