Прямой доступ к памяти — DMA
Прямой доступ к памяти (Direct Memory Access, DMA) позволяет выполнять пересылку данных между регистрами устройств и памятью, минуя центральный процессор. Для устройств, использующих DMA, различают два типа доступа.
Совместное использование прерываний
Линии запросов прерываний в компьютере, насыщенном дополнительными адаптерами, являются самым дефицитным ресурсом, поэтому возникает желание использовать эти линии совместно, то есть применять разделяемые прерывания между несколькими устройствами (shared interrupts).
Аппаратные прерывания
Аппаратные прерывания обеспечивают реакцию процессора на события, происходящие асинхронно по отношению к исполняемому программному коду.
Пространство физической памяти
Основную часть физического адресного пространства PC занимает оперативная память (ОЗУ), начинающаяся с нулевого адреса. В нее вклинивается область адресов AOOOOh-FFFFFh - Upper Memory Area (UMA), 384 Кбайт - верхняя память, зарезервированная со времен IBM PC для системных нужд.
Программно-управляемая реализация последовательных интерфейсов
Рассмотренные выше интерфейсы - PC, SMBus, SMI, SPI и JTAG - имеют общее свойство: они управляются и синхронизируются контроллером и не требуют фиксированной частоты синхронизации. Это позволяет для многих применений программно реализовать их на любом компьютере или микроконтроллере.
Интерфейс JTAG
Интерфейс JTAG (Joint Test Action Group) предназначен для тестирования сложных логических схем, установленных в целевое устройство.
Интерфейс SPI
применяется для связи микроконтроллеров с периферийными микросхемами и микросхемами памяти.
Шина управления SMI интерфейса МП
В спецификации IEEE 802.3u сетевой технологии Ethernet от 1995 г. появился интерфейс МП (Media Independent Interface - интерфейс, независимый от среды передачи), позволяющий отделять специфические устройства физического уровня (PHY) от вышестоящих уровней.
Сравнение шин I2C, ACCESS.bus и SMBus
Как видно из вышеприведенных описаний, все эти три шины являются «близкими родственниками»; однако они имеют ряд электрических, конструктивных и протокольных отличий.
Шина SMBus
Шина SMBus (System Management Bus - шина системного управления) - двухпроводной интерфейс для обмена данными между микросхемами различных системных компонентов компьютера, а также связи их с самим компьютером.
Шина ACCESS.Bus
Последовательная шина ACCESS.Bus (Accessory Bus) разрабатывалась фирмой DEC как унифицированный недорогой интерфейс взаимодействия компьютера с внешними устройствами - клавиатурой, координатными устройствами, текстовыми устройствами (принтеры, считыватели штрих-кодов), мониторами (в плане обмена управляющей и конфигурационной информацией по каналу VESA DDC).
Шина I2C
Шина Inter 1C Bus (шина соединения микросхем), или, кратко, PC, - синхронная последовательная шина, обеспечивающая двустороннюю передачу данных между подключенными устройствами.
Последовательные шины на базе I2C
Интерфейс последовательной шины PC, введенной фирмой Philips как простое и дешевое средство сопряжения микросхем бытовой электроники, стал фактическим промышленным стандартом для устройств различного назначения. Он очень удобен для обмена небольшими объемами данных, например, для конфигурации различных устройств. Спецификация шины PC определяет протокол двусторонней передачи данных по двум сигнальным линиям. Приложения этого протокола могут быть самыми разнообразными, информационная «начинка» зависит от конкретных применений. На основе интерфейса PC построены шины ACCESS.bus и SMBus
Интерфейс коммутируемой телефонной линии и телефонного аппарата
Коммутируемые линии (dial-up lines) являются наиболее распространенным внешним интерфейсом телефонной сети, к которому компьютер подключается с помощью модема. Эти линии являются аналоговыми, по одной двухпроводной линии передаются сигналы в обоих направлениях (прием и передача). Коммутируемые линии обеспечивают прохождение сигнала (речевого или данных через модем)
Сетевые адаптеры
Интерфейсы локальных сетей в ПК обеспечивают сетевые адаптеры, или сетевые интерфейсные карты (Network Interface Card, NIC). Адаптеры имеют передающую и принимающую части, которые в случае поддержки полного дуплекса должны быть независимы друг от друга. Задача передающей части: по получении со стороны центрального процессора (ЦП) блока данных и адреса назначения для передачи получить доступ к среде передачи, сформировать и передать кадр (добавить преамбулу, CRC-код), делая повторные попытки в случае обнаружения коллизий.
Стандарты и интерфейсы Ethernet
Технология Ethernet позволяет использовать различные среды передачи, для каждой из которой имеется стандартное название вида XBaseY
Miniature Card
Карты Miniature Card предназначены для использования в недорогих устройствах бытовой электроники в качестве сменной флэш-памяти, а также расширения динамической памяти.
SmartMedia Card
Карты SmartMedia Card, поддерживаемые ассоциацией PCMCIA, предназначены примерно для того же круга приложений, что и CompactFlash.
CompactFlash
Карты CompactFlash, поддерживаемые ассоциацией CFA (Compact Flash association), широко используются в различных электронных приборах
Интерфейсы и конструктивы твердотельных носителей информации
Твердотельные устройства хранения используются в миниатюрных компьютерах, а также компьютеризированных цифровых устройствах бытовой электроники - фотокамерах, плейерах, приемниках глобальной системы позиционирования (GPS), музыкальных инструментах и прочих.
Параллельный интерфейс АТА
Параллельный интерфейс АТА представляет собой шину, в которой все сигналы соответствуют стандартной логике ТТЛ
Интерфейс АТА/ATAPI (IDE)
Интерфейс ATA (AT Attachment for Disk Drives) разрабатывался в 1986-1990 гг. для подключения накопителей на жестких магнитных дисках к компьютерам IBM PC AT с шиной ISA.
Контроллер НГМД
Программное взаимодействие с НГМД производится через контроллер накопителей на гибких дисках FDC (Floppy Drive Controller), как правило, при участии контроллера DMA и прерываний.
Аппаратный интерфейс
Все сигналы интерфейса НГМД являются логическими с уровнями ТТЛ, активный уровень - низкий. Формирователи выходных сигналов накопителя имеют выход типа «открытый коллектор».
Интерфейс НГМД
Накопители на гибких магнитных дисках (НГМД) подключаются к контроллеру через специальный стандартный интерфейс. Основные функции по управлению НГМД, а также кодирование-декодирование данных выполняет контроллер, расположенный на большинстве современных системных плат. Раньше контроллер часто выносили на специальную карту расширения («в компании» с интерфейсом НЖМД). На плате электроники, установленной на корпусе НГМД, расположены только схемы приводов двигателей, усилители-формирователи сигналов записи и считывания и формирователи сигналов от датчиков.
Stfw.Ru