Base des transmissions séries René Beuchat ?· Transmissions séries Base des transmissions séries…

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  • RB -2002

    1

    Transmissions sries

    Base des transmissions sries

    Ren Beuchat

    LAP/EPFL

    LSN/EIG/HESSO

  • RB -2002

    2

    Architecture dun systme inform

    atique

    MicroProcesseur

    MicroProcesseur

    Mmoire(s)

    Mmoire(s)

    D c o d e u rD c o d e u r

    Bus dadresse

    Bus de donnesP

    rogramme

    Donnes

    Pile

    Programme

    Donnes

    Pile

    Entres

    Sorties

    Entres

    Sorties

    Bus de contrle

    A23..A0

    D15..D0

  • RB -2002

    3

    Liaisons sries sur un ordinateur

    Clavier, souris (PS2, USB)

    Modem (RS232, V24)

    Ligne tlphonique (analogique, numrique)

  • RB -2002

    4

    Liaisons sries sur un ordinateur

    Liaisons multipoint (Ethernet 10 base2)

    Partage du mme cble par plusieurs

    utilisateurs

  • RB -2002

    5

    Liaisons sries sur un ordinateur

    Liaisons point point (Ethernet 10/100 Twisted)

    Liaison en toile

  • RB -2002

    6

    7 couches OSI de l'ISO

    Open SystemInterconnection

    International Standard Organization

  • RB -2002

    7

    Codage de bits

    Exemples de codages

  • RB -2002

    8

    Synchronisations

    Problmes de synchronisations :

    Niveau bit

    Niveau mot (assemblage de bits)

    Niveau message (assemblage de mots)

    Vitesse de transmission

  • RB -2002

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    Transmission asynchrone

    Synchronisation par mot :

    startbit

    donne (5..8 bits)

    parit (facultatif, paire/impaire)

    stop bit (1, 1.5, 2 au minimum)

    Vitesse de transmission PAR CHOIX EXTERNE

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    Transmission asynchrone, RS-232

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    Exemple, RS-232

    Transmission code "C", parit paire :

    ASCII C 16'43 2' 0100 0011

    LSb(bit 0) en premier

    '0'

    > +3V

    '1'

    < -3V

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    Exemple, RS-232

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    Connecteur RS-232, 25 ples

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    Connecteur RS-232, 9 ples

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    Dialogue RS-232

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    RS422-RS485, connexion physique

    Transmission diffrentielle, point point

    Transmission diffrentielle, multipoints

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    17

    Exemple asynchrone

    Interface srie asynchrone du 68331

    Module SCI, Serial Communication

    Interface

    Interface programmable intgre sur

    68331

    Programmation par registres de contrle

    et de statuts

    Transmission de donnes par registre de

    donne

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    18

    Modle interface srie 68331

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    19

    Programmation SCI (1)

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    Programmation SCI (2)

    Programme principal

    Initialisation SCI en transmission

    Boucle l'infini :

    Emission du code lu sur Mubus (interrupteurs)

  • RB -2002

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    Programmation SCI (3)

    Sous-programme mission d'un octet

  • RB -2002

    22

    Transmission par paquet (1), BISYNC

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    Transmission par paquet (2), HDLC

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    24

    Ethernet/IEEE 802.3

    Transmission par paquet

    Horloge code avec donnes

    Codage Manchester

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    Ethernet/IEEE 802.3

    TCP/IP

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    Interfaces sries Bus I2C

    Bus SPI

    Bus 1-Wire

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    Transmission synchrone

    Transmission de l'horloge et des donnes, ex :

    I2C, transmission par paquet

    SPI, transmission par mot (8 bits, QSPI 16 bits)

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    Interfaces sries

    Exemples de composants

    Interface asynchrone Modle interface srie 68331

    Interface SCI 68331

    Circuit i-Wire, uLANMmoire Dallas/maximuLAN

    Mmoire srie DS2224

    Circuit I2C I2C, exemple PCF8574 port //

    Port parallle PCF8574 (vieux composants)

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    Interfaces sries Bus I2C

    SMBus

    (SystemManagement Bus)

    Philips semiconductor

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    I2C

    Bus intercircuits

    Courte distance (~1 m)

    Multi-matres

    Multi-esclaves

    Horloge fournie par le matre

    Bus collecteur ouvert

    Transmission

    100 kbits/s (normal), 400 kbits/s (fast)

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    31

    I2C, exemple d'utilisations

    Extension de ports I/O par simple bus

    srie: port //, convertisseur A/D, D/A,

    mmoire srie, ctrl tuning, etc

    Ex. d'utilisation : chane hi-fi, TV, etc

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    32

    I2C, dfinitions

    Matre (master) :

    Unit qui met l'horloge, initie et termine le transfert

    Fournit l'adresse de l'esclave slectionn et le sens de transfert

    du cycle

    Esclave (slave) :

    Unit slectionne pour le transfert par un matre

    Il reoit l'adresse et le sens du transfert

    Quittance, s'il est l'unit slectionne

    Systme multi-matre(multimastersystem) :

    Systme o plusieurs matres peuvent prendre le bus sans

    corrompre les donnes

    Arbitrage (arbitration)

    Procdure pour prendre le bus si plusieurs matres dsirent le

    faire en mme temps

  • RB -2002

    33

    I2C, dfinitions

    Emetteur (emettor):

    Unit qui transmet une donne sur le bus

    Ecriture : l'metteur est le matre

    Lecture : l'metteur est l'esclave

    Rcepteur (receptor):

    Unit qui reoit une donne sur le bus

    Ecriture : le rcepteur est l'esclave

    Lecture : le rcepteur est le matre

    Synchronisation (synchronization)

    Mthode pour synchroniser l'horloge entre plusieurs

    circuits

  • RB -2002

    34

    I2C, interconnexion d'units

    2 lignes pour tous :

    SCL: CLk, horloge

    SDA: Data, donne

    Transmission :

    multipoint

    synchrone

    par paquet

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    I2C, interface sur bus

    SCL

    : CLk, horloge,

    toujours active par matre

    peut tre maintenue '0' par esclave

    SDA

    : Data, donne

    Lignes bidirectionnelles, collecteur ouvert

  • RB -2002

    36

    I2C, transmission d'un paquet START/STOP

    Stop : SCL '0'

    'H', puis SDA '0'

    'H'

    Start: SDA 'H'

    '0', puis SCL 'H'

    '0'

    Repos lignes 'H'

    Donnes changement avec SCL '0'

  • RB -2002

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    I2C lecture

    1er octet :

    adresse destinataire 7 bits

    sens du transfert 1 bits

    Acknowledge(quittance)

    matre

    matre esclave

    metteur

    esclave

    Rcepteur

    matre

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    I2C criture

    1er octet :

    adresse destinataire 7 bits

    sens du transfert 1 bits

    Acknowledge(quittance)

    matre

    matre esclave

    metteur

    matre

    Rcepteur

    esclave

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    I2C autres accs

  • RB -2002

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    I2C arbitrage multi-matres

    Collecteur ouvert & relecture donnes transmise :

    SCL activ par tous les matres '0'

    Mise de l'adresse destination SDA (msb

    lsb)

    Ds que tous relchent la ligne 'H'

    Tant qu'une adresse destination a un bit '0', matre

    correspondant continue la transmission

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    41

    I2C Ralentissement de l'horloge

    En maintenant l'horloge '0', un esclave

    peut ralentir la transmission

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    I2C, exemple PCF8574 port //

    Port parallle 8 bits P7..P0

    8 adresses slectionnables par 3 entres

    A2..A0

    4 bits d'adresse fixes '0100'

    Ancien circuit !

    Nouveau :

    PCF 9553..9558

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    I2C, exemple PCF8574 port //

    Ecriture I2C

    Lecture I2C

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    I2C, exemple PCF8574 port //

    Timing de transmission

  • RB -2002

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    I2C, exemple PCF8574 port //

    Un bit du 8574

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    Interfaces sries Bus SPI

    SynchronousPeripheralInterface

    Motorola

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    SPI, SynchronousPeripheralInterface (Motorola)

    Bus synchrone

    Horloge spare

    Transmission en full-duplex(in, out)

    Multi-matrepossible

    Slection de l'esclave par lignes

    spares

    Environ 1-4 Mbit/s

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    SPI, SynchronousPeripheralInterface (Motorola)

    MOSI

    Master Out, Slave In,

    Sortie sur le matre, entre sur l'esclave

    MISO

    Master In, Slave Out,

    Entre sur le matre, sortie sur l'esclave

    SCK

    Serial ClocK

    Horloge de transmission srie, fourni par le

    matre

    SS

    Slave Select, 1 par esclave

    Slection de l'esclave

    Environ 1Mbit/s

  • RB -2002

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    SPI, SynchronousPeripheralInterface (Motorola)

    Exemple :

    1 matre

    4 esclaves

  • RB -2002

    50

    SPI, SynchronousPeripheralInterface (Motorola)

  • RB -2002

    51

    SPI, SynchronousPeripheralInterface (Motorola)

    Exemple d'implmentation sur uC68HC11

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    Interfaces sries

    Bus 1-Wire, uLAN

    Dallas-Maxim

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    1-W

    ire, Dallas/Maxim

    Liaison srie un fil en modulation largeur d'impulsion

    Collecteur ouvert

    Startbit pour chaque bit, fournit par matre

    ~15 kbit/s

    50-600m

  • RB -2002

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    1-W

    ire, Dallas/Maxim

    Exemple de circuit, EconoRAM(ancien circuit)

  • RB -2002

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    1-W

    ire, Dallas

    Liaison srie un fil en modulation largeur d'impulsion

    Collecteur ouvert

    Startbit pour chaque bit, fournit par matre

    Ecriture

  • RB -2002

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    1-W

    ire, Dallas

    Liaison srie un fil en modulation largeur d'impulsion

    Collecteur ouvert

    Startbit pour chaque bit, fournit par matre

    Lecture

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    57

    Mmoire Dallas 1-W

    ire

  • RB -2002

    58

    Mmoire Dallas 1-W

    ire

    Communication :

    par collecteur ouvert

    synchronisation par bit

    activation startpar matre

  • RB -2002

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    Interfaces sries

    Ralisation de la

    fonction collecteur

    ouvert avec un port //

    programmable

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    Collecteur ouvert sur port //

    Modle d'un collecteur ouvert

  • RB -2002

    61

    Collecteur ouvert sur port //

    Modle d'un collecteur ouvert sur un port d'un

    interface programmable

    Utilisation de la direction du bit :

    entre 'Z'

    Sortie '0'

    '0'

  • RB -2002

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    Collecteur ouvert sur port // 68331

    PFPAR : Choix du mode (IRQ

    Port parallle)

    DDRF :

    Sens du port

    PortF:

    Donne du port

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    Collecteur ouvert sur port //

    ; Macros pour mettrela lignePortFbit 7 "0" ou"Z"

    IOZ: MACRO

    bClr.b#7,DDRF

    ; en entre Z

    ENDM

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