SLIDE - Giao Tiếp USB - Phân loại và cấu tạo ppt

Bộ điều khiển USB tự phát hiện và nhận biết khi thiết bị được kết nối hoặc ngắt kết nối... Thường dùng kết nối downstream trên thiết bị - Hệ thống được thiết kế sao cho không xảy ra hiệ

Giao Tiếp USB

1 Tổng quan về giao tiếp USB

- Giới thiệu

- Phân loại và cấu tạo

- Hoạt động

2 Giao tiếp USB với MSC-51

- Đặc điểm

- Cách thức

Giới Thiệu

• USB (Univeral Serial Bus) là

hình thức giao tiếp hữu dụng

với tính năng Plug and Play

• Ra đời từ năm 1996, là kết quả

của sự hợp tác của 7 công ty

hàng đầu thế giới: Compaq,

Digital Equipment Corporation,

IBM, Intel, Microsoft, NEC, và

Northern Telecom

• USB tao cơ hội cho các thiết bị

giao tiếp tốc độ cao: digital

camera, multimedia device,

telephone device, USB disk, …

Đặc Trưng

• Dễ sử dụng:

– Plug and Play: tính năng cho phép người sử dụng không cần tắt máy để cài đặt cấu hình Bộ điều khiển USB tự phát hiện và

nhận biết khi thiết bị được kết nối hoặc ngắt kết nối

• Hỗ trợ truyền dữ liệu thời gian thực:

– Ứng dụng này cho phép giao tiếp với các thiết bị multimedia để truyền tín hiệu âm thanh hoặc hình ảnh

• Mở rộng Port:

– USB cung cấp 1 giải pháp mở rộng port cho phép tối đa 127

thiết bị kết nối cùng lúc với 1 PC

– Với tốc độ kết nối mở rộng lên đến 480Mbps (USB 2.0), nhưng mục tiêu của USB là dành cho các thiết bị tốc độ thấp và trung bình như: keyboard, mice, modem, scanner,…

• Các chuẩn giao tiếp

– USB 1.0

– USB 1.1

– USB 2.0

Port Kết Nối USB

• Có 2 loại thông dụng là

– Kiểu A: bao gồm một hàng chân đánh số 1 2 3 4

Thường dùng kết nối upstream (trên PC).

– Kiểu B: gồm 2 hàng chân song song đánh số 2 1 3 4 Thường dùng kết nối downstream (trên thiết bị)

- Hệ thống được thiết kế sao cho không xảy ra hiện tượng đấu nối nhầm

Port Kết Nối USB

• Tín hiệu logic trên USB: sử dụng mã NRZI (Non Return Zero Invert )

– Logic ‘1’:

• D+ >2.8V

• D- <0.3V

– Logic ‘0’:

• D+ <0.3V

• D- >2.8V

• Trở kháng đường dây: 90 

Port Kết Nối USB

• USB sử dụng cáp 4 lõi (chính ), trong đó D+ và D- là hai sợi cáp xoắn chéo nhau và truyền dữ liệu dưới dạng vi phân, GND thường là lớp bọc kim bên ngoài, còn lại là +5VDC và cáp nối luôn được liên kết 1:1

Tốc Độ Kết Nối USB

• Để báo tốc độ kết nối thiết bị

USB phải có điện trở 1.5k kéo

lên nguồn ở ngõ D+ hoặc D-

Nó cũng dùng để host biết sự

hiện hữu của thiết bị

• Để chọn tốc độ Full speed

(12MBit/s), điện trở 1.5k được

kéo lên 3.3V ở ngõ D+

• Để chọn tốc độ Low speed

(1.5Mbit/s), điện trở 1.5k được

kéo lên 3.3V ở ngõ

D-• Một số thiết bị có điện trở

được xây dựng mạch bán dẫn,

có thể điều khiển bằng

firmware

Nguồn Điện Cung Cấp

• Một lợi điểm quan trọng của thiết bị USB

là không cần nguồn cấp điện bên ngoài

mà được cấp từ host

• Thiết bị USB có 3 chế độ nguồn:

– Low power: dòng cung cấp 100mA, điện áp trong khoảng 4.4V - 5.25V

– High power: dòng cung cấp tối đa 500mA, điện áp bus từ 4.75V-5.25V

– Self power: thiết bị được cấp nguồn từ bên ngoài

Các kiểu truyền

Truyền dữ liệu usb là giai đoạn nằm giữa phần mềm máy chủ và điểm cuối của thiết bị ngoại vi

Có 4 kiểu truyền USB:

- Control transfer:

– Truyền 2 hướng, hỗ trợ cài đặt, truyền thông tin giữa host và device

– Gồm 3 giai đoạn: setup, data, status

– Mục đích truyền thông tin khi thiết bị bắt đầu kết nối với host Mọi thiêt bị ngoại vi USB đều phải xử lí

được kiểu truyền này

- Isochronous transfer:

– Truyền 1 hướng hoặc 2 hướng

– Mục đích truyền dữ liệu với tốc độ cố định, bỏ qua lỗi

Các kiểu truyền

- Interrupt transfer:

– Chỉ truyền 1 hướng đi vào host

– Mục đích truyền dữ liệu nhỏ, không liên tục

– Ví dụ: thiết bị sử dụng interrupt như keyboard, mouse

- Bulk transfer:

– truyền 1 hướng hoặc 2 hướng

– mục đích truyền dữ liệu lớn, chính xác, không khắc khe về thời gian

– Ví dụ: scanner, printer, USB disk

Các loại gói dữ liệu

• Việc truyền dữ liệu cổng USB luôn được khởi động từ host

• Dữ liệu truyền đi gồm 5 loại gói:

– Token packet: báo mode truyền

– Start of Frame packet: chỉ thị bắt đầu 1 khung mới

– Data packet: chứa dữ liệu được truyền đi

– Handshake packet: dùng để xác nhận dữ liệu và báo lỗi

– Special packet: dùng để báo tốc độ mà host muốn truyền

Giao Tiếp với MSC-51

• Họ MSC-51 sử dụng mức logic TTL

Giao Tiếp với MSC-51

- Giao tiếp MSC-51 dùng FT232BM Đặc tính:

- Giao tiếp USB serial.

- Khả năng giao tiếp với MSC-51 bằng cách chuyển đổi USB <-> RS232

- Tương thích USB1.1 và USB2.0

- Tần số clock từ 6MHz-48MHz

Sơ Đồ Mạch

Chuyển Đổi RS232 và USB