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Gestion des Périphériques. Année 2006 - 2007 (Transparents de F. Dromard). USB. Universal Serial Bus Spécifié par Intel, Compaq, Microsoft, NEC, Philips (standard industriel) Révision 1.1 en septembre1998 Révision 2.0 en avril 2000 Bus périphériques Plusieurs périphériques chaînés - PowerPoint PPT Presentation
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PERI Master ACSI cours 5 - 1
Gestion des Périphériques
Année 2006 - 2007
(Transparents de F. Dromard)
PERI Master ACSI cours 5 - 2
USB
Universal Serial Bus Spécifié par Intel, Compaq, Microsoft, NEC,
Philips (standard industriel) Révision 1.1 en septembre1998 Révision 2.0 en avril 2000
Bus périphériques Plusieurs périphériques chaînés Branchement à chaud (sous tension) Détection et configuration automatique des périphériques Bus à interrogation (un seul maître)
PERI Master ACSI cours 5 - 3
USB
Débits USB 1.1
Basse vitesse (low speed) : 1,5 Mb/s ou 187,5 Ko/s Pleine vitesse (full speed) : 12 Mb/s ou 1,5 Mo/s
USB 2.0 Haute vitesse (high speed) : 480 Mb/s ou 60 Mo/s
PERI Master ACSI cours 5 - 4
USB
Cables Composés de 4 fils 3 à 4 mètres maximum selon la qualité
+V
D
D
GND
paire torsadée-
+
PERI Master ACSI cours 5 - 5
Aspects électriques
PERI Master ACSI cours 5 - 6
USB
Topologie Connexions point à point bidirectionnelles Extension par des hub Arborescence orientée Pas de boucle
Hub hôte
nœud 1nœud 2hub 2
nœud 4nœud 3 hub 3
nœud 6nœud 5
PERI Master ACSI cours 5 - 7
USB
Hub
contrôleur USBhôte
hub racine
bus pci
hub 1hub 2
device 1 device 2
device 3 device 4 device 5
PERI Master ACSI cours 5 - 8
USB
Hub : organisation interne
contrôleurde hub
switch répéteur
alimentationdonnées
PERI Master ACSI cours 5 - 9
USB
Hub : flux de données
répéteurrépéteur
flux montant(upstream)
flux descendant(downstream)
PERI Master ACSI cours 5 - 10
USB
Principe d’utilisation de la liaison En 1.1
Temps découpé en tranches de 1 ms, les «trames» USB Plusieurs périphériques servis pendant chaque ms
En 1ms transfert de 12 Kbits soit 1,5 Koctets
÷12 000
12 MHz 1 KHzT = 1 ms
PERI Master ACSI cours 5 - 11
8 KHzT = 125 µs
USB
Principe d’utilisation de la liaison En 2.0
Temps découpé en tranches de 125 µs «microtrames» Plusieurs périphériques servis par tranche
En 125 µs transfert de 60 Kbits soit 7,5 Koctets
÷60 000
480 MHz
PERI Master ACSI cours 5 - 12
USB
Organisation générale
logiciel client fonction
logiciel USBpériphériquelogique USB
contrôleur USBHôte + hub contrôleur USBLiaison
USB
Système Hôte Périphérique USB
matériel
logiciel
impression imprimante
coucheinterface
coucheUSB
PERI Master ACSI cours 5 - 13
USB
Organisation logicielle
Logiciel client
Pilote bus usb
Pilote contrôleur usb
Contrôleur USB
I/O Request Packets
IRP1 IRP2
Tr1- 0 Tr1- 1 Tr1- 2 Tr2- 0 Tr2- 1 Tr2- 2
IRP1 IRP2
Tr1- 0 Tr2- 0 Tr1- 1 Tr2- 1 Tr1- 2 Tr2- 2
1 msou
125 µs
1 msou
125 µs
1 msou
125 µs
matériel
trame 1 trame 2 trame 3
PERI Master ACSI cours 5 - 14
USB
Types de transferts Transferts de type «interruption» Transferts de blocs Transferts de contrôle Transferts isochrones
PERI Master ACSI cours 5 - 15
Types de paquets USB
Paquet jeton
Paquet de données
Paquet « handshake »
Paquet « start of frame »
PERI Master ACSI cours 5 - 16
Le champ PID
PERI Master ACSI cours 5 - 17
USB et les EndPoints
PERI Master ACSI cours 5 - 18
PERI Master ACSI cours 5 - 19
USB
Transactions (1) Toujours à l’initiative de l’hôte Composées de 1, 2 ou 3 paquets
Token packet Data packet Handshake packet
token packet data packet handshake packet
transaction
PERI Master ACSI cours 5 - 20
USB
Transactions (2) Token packet
Toujours envoyé par l’hôte Type et direction de l’échange du paquet de donnée Adresse du destinataire (fonction) SOF, SETUP, OUT, IN
PERI Master ACSI cours 5 - 21
USB
Transactions (3) Data packet
Sens d’échange défini par le token packet Contient les données échangées
Handshake packet Envoyé par celui qui a reçu les données Acceptation ou refus de l’échange ACK, NACK, STALL
La norme
PERI Master ACSI cours 5 - 22
USB
Exemples de Transactions (1)
Contrôleurhôte
clavier imprimante
Transaction 1Transaction 2
Transaction 3
Données clavier
Mémoire hôte
descripteursde transferts
1
1. Ctrl hôte prend le descripteur2. C. h. génère une transaction IN3. Clavier renvoie les données4. C. h. met les données en mémoire
2
4
3
PERI Master ACSI cours 5 - 23
USB
Exemples de Transactions (2)
Contrôleurhôte
clavier imprimante
Transaction 1
Transaction 2Transaction 3
Données clavier
Mémoire hôte
descripteursde transferts
1
1. Ctrl hôte prend le descripteur2. C. h. génère une transaction OUT3. C. h. prend les données en mémoire4. C. h. envoie les données à l’impr.
2 4
3
Données impr.
PERI Master ACSI cours 5 - 24
USB
Configuration du Bus Etat initial
Tous les ports A sont désactivés Tous les ports B répondent à
l’adresse 0. Parcours de l’arbre
Activation premier port A Interrogation Si réponse, affectation d’une
adresse ...
Ports A
Port B
Ports A
hôte
PERI Master ACSI cours 5 - 25
USB
Interface : logiciel - matériel Trois spécifications d’interfaces
UHCI : Universal Host Controller Interface. usb 1.x OHCI : Open Host Controller Interface. usb 1.x EHCI : Enhanced Host Controller Interface. usb 2.0