Travail élaboré par : KHOUAJA Nermine MAIEZ Sabrine GARNAOUI Inès Encadré par : Mme MALOUCHE...

Travail élaboré par :

KHOUAJA Nermine

MAIEZ Sabrine

GARNAOUI Inès

Encadré par :

Mme MALOUCHE Ibtissem

Exposé:

Les périphériques de communication

Année universitaire : 2014-2015

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PLAN

I• Présentation générale

II• Le périphérique USART

III• Le périphérique I2C

IV• Le périphérique SPI

V• Tableau comparatif

VI • Conclusion

I. Présentation générale:

La communication constitue une évolution causée par la convergence des technologies des télécommunications de l'informatique et des multimédias.

Cette convergence résulte de la numérisation de toutes les formes de signaux (voix, transmission de données, images et sons ) et de l'utilisation des périphériques de communication pour assurer l'émission et la réception de tous ces signaux.

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Présentation générale

Le périphériqu

e USART

Le périphériqu

e I2C

Le périphériqu

e SPI

Tableau comparatif Conclusion

Série :Exemple :RS232

Parallèle :Exemple : Le port d’une imprimante.

On s ’intéresse dans cet exposé au périphériques séries:

USART I2C SPI

4

Présentation générale

Le périphériqu

e USART

Le périphériqu

e I2C

Le périphériqu

e SPI

Tableau comparatif Conclusion

51980 

Communications série RS232

1981Cartes ISA

1990 : Cartes PCI

À partir du 1991 : Apparition de l’USART

Présentatio

n génér

ale

Le périphé

rique USART

Le périphé

rique I2C

Le périphérique

SPI

Tableau compar

atif

Conclusion

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II. Le périphérique USART

1. Définition:

USART est l’abréviation pour Universal Synchronous and Asynchronous serial Receiver and Transmitter.

C’est un système de communication point-à-point très flexible utilisé pour les communications séries, contenant un émetteur (convertisseur parallèle-série) et un récepteur (convertisseur série-parallèle).

Présentatio

n génér

ale

Le périphé

rique USART

Le périphé

rique I2C

Le périphérique

SPI

Tableau compar

atif

Conclusion

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2. Constitution d'une trame UART:

Un bit de start : (toujours à 0 ) permettant de la synchronisation du récepteur.Les bits des données : la taille peut fluctuer (généralement entre 5 et 9 bits).

Un bit de parité : (paire ou impaire ) pour détecter des erreurs de transmission.

Un bit de stop : (toujours à 1) indiquant la fin de la transmission de la donnée.

Présentatio

n génér

ale

Le périphé

rique USART

Le périphé

rique I2C

Le périphérique

SPI

Tableau compar

atif

Conclusion

Une trame USART est constituée des bits suivants:

8

3. Architecture

Présentatio

n génér

ale

Le périphérique USART

Le périphérique I2C

Le périphériq

ue SPI

Tableau compar

atif

Conclusion

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TX / RX BAUDS : la vitesse de transmission souhaitée.

Fck : la fréquence d'échantillonnage.

OVR_8 : sur échantillonnage de 8 ( 1 si elle est activée , 0 si elle est désactivée ).

USARTDIV :le numéro du point fixe (de fraction et de mantisse) dans USART_BRR.

Présentatio

n génér

ale

Le périphérique USART

Le périphérique I2C

Le périphérique

SPI

Tableau comparati

f

Conclusion

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Présentatio

n génér

ale

Le périphérique USART

Le périphérique I2C

Le périphérique

SPI

Tableau comparati

f

Conclusion

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Présentatio

n génér

ale

Le périphérique USART

Le périphérique I2C

Le périphérique

SPI

Tableau comparati

f

Conclusion

La réception 

La transmission

4. Avantages et inconvénients de l’USART:

Avantages Inconvénients

-Simplicité du point de vue nombres des signaux.

-Transferts bidirectionnels.

-Minimisation des pertes des données.

-Détection facile des erreurs.

-Lent en considérant la conversion parallèle/série et série/parallèle

-Plus difficile à mettre en œuvre.

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Présentation générale

Le périphérique

USART

Le périphérique

I2C

Le périphérique

SPI

Tableau comparatif Conclusion

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1992Version 1.0PHILIPS

1990Version 2.1PHILIPS

2007Version 3 NXP

1982PHILIPS

2013Version4

NXP

1-Bref historique :

2.Caractéristiques:

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Présentation générale

Le périphérique

USART

Le périphérique

I2C

Le périphérique

SPI

Tableau comparatif Conclusion

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Présentation générale

Le périphérique

USART

Le périphérique

I2C

Le périphérique

SPI

Tableau comparatif Conclusion

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Présentation générale

Le périphérique

USART

Le périphérique

I2C

Le périphérique

SPI

Tableau comparatif Conclusion

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Présentation générale

Le périphérique

USART

Le périphérique

I2C

Le périphérique

SPI

Tableau comparatif Conclusion

Comment permettre à plusieurs circuits logiques de connecter leurs sorties ensemble, sachant que certains circuits voudront imposer un niveau haut tandis que d'autres voudront imposer un niveau bas ?

Deux circuits qui tentent deprendre le contrôle du bus en même temps (ou àquelques nanosecondes d'écart près) ?

Deux maîtres prennent lecontrôle du bus en même temps ?

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Présentation générale

Le périphérique

USART

Le périphérique

I2C

Le périphérique

SPI

Tableau comparatif Conclusion

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Présentation générale

Le périphérique

USART

Le périphérique

I2C

Le périphérique

SPI

Tableau comparatif Conclusion

20

Présentation générale

Le périphérique

USART

Le périphérique

I2C

Le périphérique

SPI

Tableau comparatif Conclusion

21

Présentation générale

Le périphérique

USART

Le périphérique

I2C

Le périphérique

SPI

Tableau comparatif Conclusion

22

L’Acquittement(ACKnowledge)

E force la ligne SDA au niveau

bas

M envoie une impulsion sur

SCL

E libère SDA

Présentation générale

Le périphérique

USART

Le périphérique

I2C

Le périphérique

SPI

Tableau comparatif Conclusion

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Présentation générale

Le périphérique

USART

Le périphérique

I2C

Le périphérique

SPI

Tableau comparatif Conclusion

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Présentation générale

Le périphérique

USART

Le périphérique

I2C

Le périphérique

SPI

Tableau comparatif Conclusion

Gestion de conflits

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Présentation générale

Le périphérique

USART

Le périphérique

I2C

Le périphérique

SPI

Tableau comparatif Conclusion

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Présentation générale

Le périphérique

USART

Le périphérique

I2C

Le périphérique

SPI

Tableau comparatif Conclusion

Ralentissement de la vitesse

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Présentation générale

Le périphérique

USART

Le périphérique

I2C

Le périphérique

SPI

Tableau comparatif Conclusion

SynchronisationExemple d’un CAN

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Présentation générale

Le périphérique

USART

Le périphérique

I2C

Le périphérique

SPI

Tableau comparatif Conclusion

Avantages Inconvénients

La simplicité matérielle Moins de pins Moins de lignes Coût moins cher Half Duplex Série Synchrone Bus multi-Maitres Gestion de conflits Filtrage

intégré :réjection des pics parasites

Point de vue vitesse: Bus lent

Utilisé à courte distance  

4- Avantages et inconvénients du I2C:

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Présentation générale

Le périphérique

USART

Le périphérique

I2C

Le périphérique

SPI

Tableau comparatif Conclusion

30

Présentation générale

Le périphérique

USART

Le périphérique

I2C

Le périphérique

SPI

Tableau comparatif Conclusion

5-Applications

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Présentation générale

Le périphérique

USART

Le périphérique

I2C

Le périphérique

SPI

Tableau comparatif Conclusion

SPD EEPROM

LED/LCD

Puces NVRAM

DAC/ADCCapteurs de diagnostic

(Température..)

Le parole

Temps réel

Contrôle de la

puissance

IV. Le périphérique SPI

1. Définition

L’interface SPI (Serial Peripheral Interface) est un bus de communication série synchrone à haut débit.

Développé par Motorola et plus tard adopté par d'autres dans l'industrie.

Dédié aux applications nécessitant des transfert de flots de données.

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Présentation générale

Le périphérique

USART

Le périphérique

I2C

Le périphérique

SPI

Tableau comparatif Conclusion

1. MOSI : Master Out Slave In. 2. MISO : Master In Slave Out.3. SCLK : Horloge.4. SS : Slave Select.

2. Caractéristiques

Full duplex.Le bus SPI utilise quatre signaux logiques :

Figure : Communication SPI avec le composant "maître" et un composant "esclave".

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Présentation générale

Le périphérique

USART

Le périphérique

I2C

Le périphérique

SPI

Tableau comparatif Conclusion

3. Architecture

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Présentation générale

Le périphérique

USART

Le périphérique

I2C

Le périphérique

SPI

Tableau comparatif Conclusion

Le maître est responsable de la génération du signal d'horloge utilisé par l'esclave.

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Présentation générale

Le périphérique

USART

Le périphérique

I2C

Le périphérique

SPI

Tableau comparatif Conclusion

Avantages Inconvénients

Communication  Full duplex

Débit assez important .

Flexibilité de nombre de bits à transmettre.

 Simplicité de l’interface matérielle.

Esclaves utilisent l'horloge du maître, et n’ont pas besoin d’oscillateurs de précision. 

Ne s’utilise que sur de courtes distances.

 Pas de contrôle de flux matériel.

 Aucun accusé de réception esclave.

 Il ne peut y avoir qu’un seul maitre sur le bus.

4. Avantages et inconvénients du SPI

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Présentation générale

Le périphérique

USART

Le périphérique

I2C

Le périphérique

SPI

Tableau comparatif Conclusion

V. Tableau comparatif

I2C USART SPI

Synchronisation

Synchrone Synchrone/Asynchrone

Synchrone

Topologie 2lignes :SDA/SCL Multi-maîtres Gestion des

conflits Interconnexionde multiples boitiers dans différentes configurations :Maitre / Esclave, Maitre / Multiple esclaves, Multiple Maitres /Multiples esclaves ACK

2 lignes TX/RXBit de parité

Au minimum 4 lignes : SCLK, SS ,MISO et MOSI Aucun accusé de réception esclave: Pas de ACK

Sens de l’échange

Half-Duplex Full-Duplex Full-Duplex

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Présentation générale

Le périphérique

USART

Le périphérique

I2C

Le périphérique

SPI

Tableau comparatif Conclusion

I2C USART SPI

Vitesse de transmission

100-400 Kbps ou même 3.2Mbps

Majorité des implémentation utilise 100-400kbps

Valeur choisie dés le début

>1Mbps Lent en

considérant la conversion parallèle/série et série/parallèle

Vitesse calculée selon la fréquence

>20Mbps

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Présentation générale

Le périphérique

USART

Le périphérique

I2C

Le périphérique

SPI

Tableau comparatif Conclusion

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I2C USART SPI

Consommation consommation relativement élevée :dû à la configuration collecteur/ drain ouvert sur SDA et SCL (TTL)

Basse consommation

Consommation faible: signaux de type CMOS

Présentatio

n génér

ale

Le périphérique USART

Le périphérique I2C

Le périphérique

SPI

Tableau comparati

f

Conclusion

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En conclusion, l’apport de cet exposé se résume dans la découverte des différents périphériques de communication notamment les périphériques de communication série qui répondent aux besoins des utilisateurs dans plusieurs domaines tels que:

-Télécommunication -Traitement de signal -Robotique -Informatique

VI. Conclusion

Présentatio

n génér

ale

Le périphérique USART

Le périphérique I2C

Le périphérique

SPI

Tableau comparati

f

Conclusion

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