Bài giảng Thiết kế hệ thống nhúng - Bus và vào/ra trong hệ thống nhúng - Nguyễn Quốc Cường
Bus và Vào/Ra trong hệ thống
Nguyễn Quốc Cường
Bộ môn Kỹ thuật đo và Tin học công nghiệp
Trường Đại học Bách khoa Hà Nội
Tài liệu tham khảo
• « Embedded hardware known it all », Jack
Ganssle, Tammy Noergaard, Fred Eady, Creed
Huddleston, Lewin Edwards, David J. Katz, Rick
Gentile, Ken Arnold, Kamal Hyder, and Bob
Perrin
Vào/Ra của bo mạch
• Truyền thông tin vào hoặc ra khỏi bo mạch
đến các thiết bị I/O nối với hệ nhúng
I/O của bo mạch
• Một số loại I/O
– Mạng và truyền thông
– Thiết bị vào (bàn phím, chuột, điều khiển từ xa,…)
– Màn hình và các thiết bị in/out (màn hình chạm, CRT,
LED,..)
– I/O cho thiết bị lưu trữ (các bộ điều khiển ổ đĩa,…)
– I/O gỡ rối (JTAG, cổng nối tiếp , cổng song song,…)
– Các I/O thời gian thực, ADC,..
• Quản lý I/O
– Nối tiếp
– Song song
– Cả nối tiếp và song song
I/O nối tiếp
• Truyền và nhận dữ liệu một bit tại một thời điểm
• Truyền thông nối tiếp gồm
– cổng nối tiếp
– giao diện nối tiếp
– đơn công (simplex)
– song công (full-duplex)
– Bán song công (half-duplex)
• Dữ liệu có thể truyền
– Đồng bộ
– Không đồng bộ
Truyền đơn công
• Dữ liệu truyền theo một hướng
Bán song công
• Dữ liệu truyền theo hai hướng, tuy nhiên tại
một thời điểm chỉ có thể truyền nhận theo
một hướng
Song công
• Dữ liệu có thể truyền nhận theo hai hướng tại
một thời điểm
Truyền không đồng bộ
• Dữ liệu được chia thành các gói tin ( 4 đến 8 bit
hoặc 5 đến 9 bit)
• Các gói tín được thêm các bit START, STOP, parity
thành các khung truyền
• Giữa hai lần truyền là trạng thái nghỉ (idle)
Truyền không đồng bộ
• Bộ nhận và bộ truyền cần cùng một tốc độ truyền bit
(bit rate)
– Tốc độ truyền bit (bit rate) : số bit truyền trong một đơn vị
thời gian
– Baud : số ký hiệu (hoặc số xung) truyền trong một đơn vị
thời gian (baud và bit rate có thể khác nhau)
• Bộ truyền
– Đồng hồ của bộ truyền sẽ « khởi động » khi bắt đầu khung
truyền và chạy cho đến khi kết thúc khung truyền
• Bộ nhận
– Đồng hồ được khởi động khi bắt đầu một khung truyền
« delay » một khoảng thời gian phù hợp và sau đó lấy mẫu
tại thời điểm giữa của một bit
Truyền đồng bộ
• Bộ truyền và nhận có cùng một đồng hồ
• Khác với truyền không đồng bộ
– Không có trạng thái nghỉ
– Không cần start và stop bit
Truyền đồng bộ
• Tín hiệu clock có thể có đường riêng hoặc
chung với dữ liệu
Vào/Ra song song
• Truyền nhận nhiều bit đồng thời
• Một thiết bị vào/ra song song
– Một cổng song song
– Một giao tiếp song song
• Giống như Vào/Ra nối tiếp
– Đơn công, song công, bán song công
– Đồng bộ, không đồng bộ
Kết nối các phần tử vào/ra
• Các thiết bị vào/ra kết nối với hệ thống nhúng
thông qua cổng vào/ra
• Các cổng vào/ra kết nối với CPU, bộ điều khiển
vào /ra thông qua I/O bus
Kết nối các phần tử vào/ra
• Kết nối dùng dây dẫn
Kết nối các phần tử vào/ra
• kết nối không dây
Kết nối các phần tử vào/ra
Bus trên bo mạch
• Kết nối CPU, bộ nhớ và các thiết bị vào/ra
• Bus bao gồm các tín hiệu
– Dữ liệu
– Điều khiển
• Có 3 loại bus
– Bus hệ thống (system bus)
– Bus bảng mạch
– I/O bus
Bus trên bo mạch
• Bus hệ thống
– Kết nối bộ nhớ chính với bộ xử lý
– Thường ngắn và tốc độ cao
• Backplane bus
– Kết nối bộ nhớ, bộ xử ký và I/O trên một bus
• I/O bus
– Là phần mở rộng của bus hệ thống để kết nối các thiết bị vào/ra
với bộ xử lý
• Các bus có thể là
– bus « có khả năng mở rộng »: dễ dàng thêm thiết bị mới (như
PCI, USB,..)
– hoặc « không có khả năng mở rộng »: khó khăn khi thêm thiết bị
(như I2C)
Hiệu năng của bus
• Có thế đánh giá
– băng thông (bandwidth) là lượng dữ liệu một bus
có thể truyền trong một khoảng thời gian
độ rộng của bus (bus width) là số bit dữ liệu mà
bus có thể truyền trong một chu kỳ bus
20 trang
16480
Free
Bạn đang xem tài liệu "Bài giảng Thiết kế hệ thống nhúng - Bus và vào/ra trong hệ thống nhúng - Nguyễn Quốc Cường", để tải tài liệu gốc về máy hãy click vào nút Download ở trên
File đính kèm:
- bai_giang_thiet_ke_he_thong_nhung_bus_va_vaora_trong_he_thon.pdf
