MIC7340 Entr

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MIC7340 Entrées sorties de base
ports sériels

• Mounir Boukadoum

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Transmission sérielle

• Transmet un mot binaire bit par bit, sur un seul
  fil
• La durée dun bit est spécifiée par une horloge
• En théorie, plus lente que la transmission
  parallèle en pratique, moins de fils gt moins
  dinterférence électromagnétique gt liens plus
  rapides et câbles plus longs

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Types de transmission sérielle

• Asynchrone
• Lintervalle séparant 2 caractères transmis est
  quelconque.
• Simple mais demande de détecter les débuts et fin
  des caractères ( overhead  lourd)
• Utilisation liaisons locales (pour la simplicité
  de linterface), vitesses faibles.
• Synchrone
• Les caractères sont transmis par blocs, sans
  temps mort entre caractères successifs
  ( overhead  léger)
• Architecture plus complexe quen mode asynchrone
• Les intervalles de temps entre les blocs doivent
  être remplis avec des caractères de
  synchronisation ( padding ).
• Une horloge précise doit assurer la
  synchronisation entre émetteur et récepteur
• Utilisation liaisons distantes, vitesses grandes.

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Exemple de trame dans un système de communication
sériel synchrone
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Synchronisation des données
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Vitesses de transmission normalisées (bits/s ou
bps)

• Asynchrones
• 5 (code Morse), 75 (Baudot), 110-150-300- 600
  (TTY, compteurs électriques avec modem), 1200-
  2400-4800-9600-(14400)-19200-(28800)-(33400)-
  38400, (56000, ), 57600, 115200
• Synchrones
• 8k (voix) à 64k (ISDN), 1,536 M (T1), 2,048 (E1),
  1 M-7M (ADSL), 12 M-3 (USB), etc.
• Baud ou bits/s ?
• Baud bit/s en tenant compte des bits de
  gestion

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Modes de liaison

• Simplex transmission unidirectionnelle
• Exemple télédistribution
• À lalternat (half-duplex) transmission
  bidirectionnelle non simultanée
• Exemple émetteur/récepteur radio, tranmission
  par packets (Ethernet/Internet), intercom
• Duplex transmission bidirectionnelle simultanée
• Exemple téléphone, la plupart des ports sériels
  dordinateurs

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Transfert sériel asynchrone

• Phases (protocole RS-232)
• Repos
• Bit de départ
• Données
• Parité
• Bit darrêt
• Repos ou début du transfert suivant

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UART

• Universal Asynchronous Receiver-Transmitter
• Encapsule la fonctionnalité dun port sériel
  asynchrone dans trois types de registres
• Contrôle
• État
• Données
• Peut détecter diverses erreurs
• Inclut les tampons dattente
• Inclut des signaux de commande de MODEM et de
  gestion de canal
• Certains génèrent lhorloge

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Protocole RS-232

• Protocole populaire pour le raccordement physique
  de deux ports sériels
• Définit plusieurs traits dun canal de
  communication par UART
• Équipements (DCE et DTE)
• Signaux et règles de synchronisation entre
  émetteur et récepteur
• Niveaux des signaux
• Connecteur physique
• Signaux de contrôle pour Modem

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Contrôle de flux

• Permet de contrôler le débit de lémetteur
• Adapte les capacités de transmission différences
  entre émetteur et récepteur
• Peut être implémenté en logiciel et en matériel
• Logiciel
• Codes XON/XOFF
• Matériel
• Lignes RTS/CTS

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Connecteurs RS-232
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(No Transcript)
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Liaison en série asynchrone générale

• UARTS
• Motorola 6850 ACIA
• General Instruments AY-3-1015D UART
• National Semiconductor 8250 ACE
• Intel 8251A USART (Synchrone / asynchrone)
• Intel 82050, 16450, 16550 Asynchronous
  Communications Controller (utilisé dans les PCs)
• Motorola MC2681 DUART

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Connection RS232 populaire (et simpliste !)
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Régistres du port SCI du 68HC11
17
Programmation du débit ( registre BAUD)
18
Exemple derreur de transmission débordement
19
Exemple derreur de transmission encadrement
20
Autres standards sériels RS
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Autres interfaces sériels

• SPI
• I2C
• USB (souvent associé à un port UART)
• 1-Wire, Fire-wire et autres
• SPI/I2C populaires pour ajouter des boîtiers dans
  un design
• USB populaire pour ajouter des périphériques
  externes

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SPI

• Serial Peripheral Interface
• Basé sur des registres à décalage
• Synchronisation des transferts assurée par une
  horloge
• Opère comme une courroie crénelée pendant que
  des bits sortent, dautres entrent
• Un seul maître et un ou plusieurs esclaves
• http//www.mct.net/faq/spi.html

• Terminologie
• MOSI ou SDI master out slave in
• MISO ou SDO Master in slave out
• CLK Horloge de synchronisation transferts sur
  front montant ou descendant (programmable)
• SS ou CS Slave select venant du maitre,
  habituellement actif bas

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Un exemple de port sériel synchrone
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Système SPI avec boîtiers en cascade
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SPI

• Séquence dévénements lors dun échange
• Les périphériques opèrent souvent en semi duplex

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I2C
Séquence dévènements lors dun échange (gérée
par le maitre)

• Génération du bit Start (S).
• Génération de ladresse de lesclave (ADDRESS)
• Génération du bit Read(R)1 / Write(W)0
• Attente du bit dacquiescement de lesclave (A)
• Génération/réception de loctet de données
  (DATA).
• Attente/envoi du bit dacquiescement (A)
• Génération du bit STOP (P) ou dun nouveau bit
  Start (S)
• Lors dun échange de plusieurs octets, les
  étapes 5 et 6 sont répétées                       
  

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USB

• données, permettant aux esclaves dêtre branchés
  et retirés en tout temps (Plug-and-Play).
• À la mise sous tension, lhôte scrute chaque
  esclave pour déterminer son type et vitesse et
  lui attribue une adresse (processus
  dénumération).
• Le processus dénumération est mis à jour
  lorsquun dispositif est branché ou retiré du
  réseau  
• Standard privé (payement de royautés ou usage
  dun composant qui la déjà)
• Protocole compliqué et difficile à déboguer
  mieux vaut utiliser des composants qui lont déjà
  !

• Universal Serial Bus
• Un maître et un ou plusieurs esclaves
• Utilise 4 lignes
• 5 V et masse (le maître peut générer 500 MA
  par prise)
• 2 lignes de données torsadées différentielles
  avec encodage NRZ
• Souvent utilisé dans les microordinateurs
  (apparait comme un port COM)
• Plusieurs versions
• 1.1 5 à 12 Mb/s
• 2.0 480 Mb/s
• 3.0 4.8 Gb/s (à venir)
• Les connecteurs sont tels que lalimentation est
  appliquée avant les

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Ports sériels dans un ??C

• Exemple du ADuC7026 (ARM7)
• 4 ports sériels intégrés, 1 UART et 3 synchrones
  (SPI ou I2C)
• Broches multiplexées

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Port UART du ADuC7026

• COMCON0
• Configuration de base des trames
• Baud rate
• Diviseur pour lhorloge