Интерфейсы

Материал из Tair Wiki
Перейти к: навигация, поиск

USB

USB - последовательный интерфейс передачи данных для среднескоростных и низкоскоростных периферийных устройств в вычислительной технике.
Для подключения устройств к шине USB используется четырёхпроводный кабель, при этом два провода (витая пара) в дифференциальном включении используются для приёма и передачи данных, а два провода - для питания периферийного устройства. Благодаря встроенным линиям питания USB позволяет подключать устройства без собственного источника питания.

USB 1.0

Спецификация выпущена 15 января 1996 года.
Технические характеристики:

  • два режима работы:
    • режим с низкой пропускной способностью (Low-Speed) — 1,5 Мбит/с
    • режим с высокой пропускной способностью (Full-Speed) — 12 Мбит/с
  • максимальная длина кабеля (без экрана) для режима Low-Speed — 3 м
  • максимальная длина кабеля (в экране) для режима Full-Speed — 5 м
  • максимальное количество подключённых устройств (включая размножители) — 127
  • возможно подключение «разноскоростных» периферийных устройств к одному контроллеру USB
  • напряжение питания для периферийных устройств — 5 В
  • максимальный ток, потребляемый периферийным устройством — 500 мА

USB 1.1

Спецификация выпущена в сентябре 1998 года. Исправлены проблемы и ошибки, обнаруженные в версии 1.0. Первая версия, получившая массовое распространение.

USB 2.0

Спецификация выпущена в апреле 2000 года.
USB 2.0 отличается от USB 1.1 введением режима High-speed (пометка на логотипе — «HI-SPEED»[2]). Для устройств USB 2.0 регламентировано три режима работы:

Low-speed 10 — 1500 Кбит/c (клавиатуры, мыши, джойстики)
Full-speed 0,5 — 12 Мбит/с (аудио-, видеоустройства)
High-speed 25 — 480 Мбит/с (видеоустройства, устройства хранения информации)

Недостатки:

Хотя теоретическая максимальная пропускная способность USB 2.0 составляет 480 Мбит/с (60 Мбайт/с), на практике обеспечить пропускную способность, близкую к пиковой, не удаётся (максимум 45 Мбайт/с[14], чаще до 30 Мбайт/с). Это объясняется тем, что шина USB является полудуплексной — для передачи данных в обе стороны используется всего одна витая пара, поэтому за один такт данные могут быть переданы только в одну сторону, и, соответственно, для двунаправленного обмена данными требуется 2 такта.

USB OTG

USB OTG (аббр. от On-The-Go) — дальнейшее расширение спецификации USB 2.0, предназначенное для лёгкого соединения периферийных USB-устройств друг с другом без необходимости подключения к ПК. Например, цифровой фотоаппарат можно подключать к фотопринтеру напрямую, если они оба поддерживают стандарт USB OTG. К моделям КПК и коммуникаторов, поддерживающих USB OTG, можно подключать некоторые USB-устройства. Обычно это флэш-накопители, цифровые фотоаппараты, клавиатуры, мыши и другие устройства, не требующие дополнительных драйверов к планшетам на свободных ОС можно подключать все, но это требует сборки собственного ядра. Этот стандарт возник из-за резко возросшей в последнее время необходимости надёжного соединения различных устройств без использования ПК.

При подключении через USB OTG ранг устройства (ведущий или ведомый) определяется наличием или, соответственно, отсутствием перемычки между контактами 4 (ID) и 5 (Ground) в штекере соединительного кабеля. В USB OTG кабеле такая перемычка устанавливается лишь в одном из двух разъёмов.

USB 3.0

Окончательная спецификация USB 3.0 появилась в 2008 году.
Технические характеристики:

Максимальная скорость передачи 5Гбит/с,
Максимальный ток, потребляемый периферийным устройством — 900 мА.

Приемущества:

Контроллер способен одновременно принимать и отправлять данные, что увеличило скорость работы.
USB 3.0 обеспечивает более высокую силу тока. Например, жесткий диск, который на USB 2.0 не включался, будет работать вполне стабильно. Увеличенная сила тока сокращает время зарядки устройств от USB. Силы тока теперь достаточно для подключения даже мониторов.
USB 3.0 совместим со старыми стандартами. Так, вы можете включить старое устройство в новый порт и оно будет работать на максимально возможной для него скорости. Обратное, разумеется, неверно — если вы подключите устройство USB 3.0 к порту USB 2.0, то скорость работы устройства будет ограничена скоростью работы порта.

Ethernet

Ethernet - семейство технологий пакетной передачи данных для компьютерных сетей. Стандарты Ethernet определяют проводные соединения и электрические сигналы на физическом уровне, формат кадров и протоколы управления доступом к cреде – на канальном уровне модели взаимодействия открытых систем.

SPI

SPI (англ. Serial Peripheral Interface, SPI bus — последовательный периферийный интерфейс, шина SPI) — последовательный синхронный стандарт передачи данных в режиме полного дуплекса, разработанный компанией Motorola для обеспечения простого и недорогого сопряжения микроконтроллеров и периферии. SPI также иногда называют четырёхпроводным (англ. four-wire) интерфейсом. В отличие от стандартного последовательного порта, SPI является синхронным интерфейсом, в котором любая передача синхронизирована с общимтактовым сигналом, генерируемым ведущим устройством (процессором). Принимающая(ведомая) периферия синхронизирует получение битовой последовательности стактовым сигналом. К одному последовательному периферийному интерфейсу ведущегоустройства-микросхемы может присоединяться несколько микросхем. Ведущее устройствовыбирает ведомое для передачи, активируя сигнал «выбор кристалла» (англ. chipselect) на ведомой микросхеме. Периферия, не выбранная процессором, непринимает участия в передаче по SPI.

GPIB

IEEE-488 - также известный как GPIB (англ. General Purpose Interface Bus) интерфейс подключения к шине цифровых измерительных приборов.