Piirien väliset ohjaus- ja tiedonsiirtoväylät H. Honkanen

Samankaltaiset tiedostot
MUISTIPIIRIT H. Honkanen

ELEC-A4010 Sähköpaja Arduinon väylät tutuiksi

TIES530 TIES530. A/D-muuntimet. Mikrokontrollerit - arkkitehtuuri. Mikrokontrollerit - arkkitehtuuri. A/D- ja D/A-muuntimet

1. Yleistä. 2. Ominaisuudet. 3. Liitännät

7.3. Oheisrautaa. DS

TIES530 TIES530. Moniprosessorijärjestelmät. Moniprosessorijärjestelmät. Miksi moniprosessorijärjestelmä?

Sulautetut järjestelmät

ELEC-C3240 Elektroniikka 2

Mikrokontrollerit. Mikrokontrolleri

I 2 C-VÄYLÄ: OMINAISUUDET JA MITTAUKSET

SPI-VÄYLÄN TOTEUTUS FPGA-PIIRILLE

Tietokone. Tietokone ja ylläpito. Tietokone. Tietokone. Tietokone. Tietokone

Ongelma(t): Mistä loogisista lausekkeista ja niitä käytännössä toteuttavista loogisista piireistä olisi hyötyä tietojenkäsittelyssä ja tietokoneen

A15 - Inertial Measurement Unit

Nokeval No Käyttöohje. Tekstinäyttö 580-ALF

Ongelma(t): Mistä loogisista lausekkeista ja niitä käytännössä toteuttavista loogisista piireistä olisi hyötyä tietojenkäsittelyssä ja tietokoneen

Arduino. Kimmo Silvonen (X)

BL40A1810 & BL40A1820 Mikroprosessorit A/B. Luento 6: Väylät ja keskeytykset

Asko Olli SULAUTETTUJEN JÄRJESTELMIEN VÄYLÄTEKNIIKAT. Opinnäytetyö Kevät 2010 Tekniikan yksikkö Tietotekniikka Sulautetut järjestelmät

OPERAATIOVAHVISTIMET 2. Operaatiovahvistimen ominaisuuksia

Digitaalitekniikka (piirit) Luku 15 Sivu 1 (17) Salvat ja kiikut 1D C1 C1 1T 1J C1 1K S R

ETT harjoitustyö: Sovitin 1-Wire-väylään

TIES530 - Sulautettujen järjestelmien arkkitehtuurit. Jukka Ihalainen, Tietoliikennelaboratorio,

P I C A X E O H J E L M O I N T I

Muistipiirit. Digitaalitekniikka (piirit) Luku 20 Sivu 1 (24)

Opinnäytetyö. Äänisignaalin ohjausjärjestelmä. Sampsa Salo


Väylät. Tietokoneen rakenne. Stallings: Ch 3 Mitä väylällä liikkuu? Väylän ominaisuuksia PCI-väylä PCI Express. Luento 2-1

Verilogvs. VHDL. Janne Koljonen University of Vaasa

Luento 2: Väylät Laitteiden väliseen kommunikointiin Tav. yleislähetys: kaikki kuulevat kaiken

Digitaalinen potentiometri Catalyst CAT5401

Arduino. Kimmo Silvonen (X)

CLPD ja FPGA piirien arkkitehtuuri ja ominaisuudet

A / D - MUUNTIMET. 2 Bittimäärä 1. tai. A / D muunnin, A/D converter, ADC, ( Analog to Digital Converter )

SM211 RS485 - JBUS/MODBUS mittarille SM103E. Käyttöohje

Pasi Vuorinen MIKROPROSESSORIOHJATTU 3D-RISTINOLLA

Nopea tiedonkeruulaitteisto radiokanavamittauksiin

wcontrol modulaarinen kiinteistön ohjausjärjestelmä

Yleinen arkkitehtuuri

A/D-muuntimia. Flash ADC

SM210 RS485 - JBUS/MODBUS mittarille SM102E. Käyttöohje

OHJAUSKORTIN SUUNNITTELU JA TO- TEUTUS

Luento 2: Väylät Luento 2. Luento 2-1 R/W. Req / Rel. - Ajoitus. Luento 2-3. Memory. Luento 2-5

SPA-ZC22 Väyläliitäntämoduuli

Tehtävä 2: Tietoliikenneprotokolla

LANGATTOMAN LIIKEMITTAUKSEN KEHITTÄMINEN

P89LPC935-MIKROKONTROLLERIN OMINAISUUDET JA KÄYTTÖ

Tietokoneenrakenneharjoitus

Käyttöohje V1.0 DCS771. USB-RS-485-muunnin

Pulssilaskuri ja I/O-konvertteri. Käyttöohje Versio 1.2

Mansour Ahmadi. Liikeanturin mittausjärjestelmän toteuttaminen. Insinöörityö Kajaanin ammattikorkeakoulu Tekniikka ja liikenne Tietotekniikka Aika

HARJOITUSTYÖ: LabVIEW, Liiketunnistin

Kehittyneiden Aaltomuotojen Käytettävyys HF-alueen Tiedonsiirrossa

Tietokoneen toiminta. Virtuaalilaboratoriotyö

KÄYTTÖOHJE FLSNIF KÄYTTÖÖNOTTO V2.2 ( ) 1 (5)

OHJ-1010 Tietotekniikan perusteet 4 op Syksy 2012

1 YLEISTÄ. Taitaja2002, Imatra Teollisuuselektroniikkatyö Protorakentelu 1.1 PROJEKTIN TARKOITUS

Arduino ohjelmistokehitys

ELEC-C5070 Elektroniikkapaja (5 op)

KÄYTTÖOHJE TEHR LU / TEHR-M

Nokeval Oy. Käyttöohje 7181

Työasema- ja palvelinarkkitehtuurit (IC130301) Apumuistit. Kiintolevyt. 5 opintopistettä. Petri Nuutinen

TURVALLISEN TEKNIIKAN SEMINAARI Laitteiden etähallinta tietoverkkojen välityksellä Jani Järvinen, tuotepäällikkö

Sekvenssipiirin tilat

MB 20 MODBUS RTU LIITYNTÄYKSIKKÖ SAR 410:LLE TEKNISET TIEDOT. MB 20 on liityntäkortti painesäädin SAR 410:n liittämiseksi Modbus RTU väylään.

SISÄLLYS sisällys 1 Tietokoneen toimintaperiaate ja käyttö 2 Tietokoneen historia 3 Tietokoneen rakenteen ja toiminnan perusteet

AUTO3030 Digitaalitekniikan jatkokurssi, harjoitus 2, ratkaisuja

Nokeval. No Kenttänäytöt 581D ja 582D sarjaviesteille RS-485/232

MB 20 MODBUS RTU LIITYNTÄYKSIKKÖ SAR 410:LLE TEKNISET TIEDOT. MB 20 on liityntäkortti painesäädin SAR 410:n liittämiseksi Modbus RTU väylään.

Vertti Poikola DDR3-MUISTIYMPÄRISTÖN VERIFIOINTI SIGNAALIANALYSAATTORILLA

Tietokoneen rakenne: Harjoitustyö. Motorola MC prosessori

GateWay v10 Laitekuvaus

Hammastankohissin modernisointi. Heikki Laitasalmi

Tietoliikenteen fyysinen kerros. Tietoliikenne kohtaa todellisuuden Kirja sivut 43-93

Projekti 05/26/ Wire -kikkare. Timo Raatikainen Arto Rantala Reijo Rantala

Satakunnan ammattikorkeakoulu OPINNÄYTETYÖ. Janne Äijälä

BL40A17x0 Digitaalielektroniikka A/B: Ohjelmoitavat logiikkapiirit

MPCC-työkalua voidaan käyttää yhden laitteen valvontaan ja yhden tai useamman laitteen konfigurointiin (Modbus broadcast, osoite 0).

Arduino. Kimmo Silvonen (X)

ERISTYSTASON VALVONTARELE MEV-7 (LC-7/6)

smartallinone Sarjaliikenteellä toimiva releohjain

ELEC-C5070 Elektroniikkapaja (5 op)

Dell Inspiron 560/570: Tekniset tiedot

Työasema- ja palvelinarkkitehtuurit IC Tallennusjärjestelmät. Tallennusjärjestelmät. 5 opintopistettä.

TIEP114 Tietokoneen rakenne ja arkkitehtuuri, 3 op. Assembly ja konekieli

Käyttöohje V1.0 RCS770. USB / RS-485 / RS-232 -muunnin

Q = pienin suunniteltu ilmamäärä ja k = puhaltimen tai iirispellin k-arvo.

ELEC-C5070 Elektroniikkapaja (5 op)

Projektityöt. Sami Alaiso, Jyri Lujanen 30. marraskuuta 2009

RTD-RA. realtime. Asennusohjeet. Suomi A B. Asennusohjeet Control Systems LEDS ALL DIMENSIONS IN MM

JUUSO PARTANEN SARJALIIKENNEANALYSAATTORIN KEHITTÄMINEN. Diplomityö

PR SARJA ASENNUS JA KYTKENTÄ

Tiedon esitysmuodot. Luento 6 (verkkoluento 6) Lukujärjestelmät Kokonaisluvut, liukuluvut Merkit, merkkijonot Äänet, kuvat, muu tieto

EMC Säteilevä häiriö

Kontrollerin tehonsäätö

1. Keskusyksikön rakenne

Talotekniikan IoT. Tiedonkerääminen ja välittäminen

PK-M128-MOOkit (MOOkit = Mikro-ohjain opiskelu/opetus-kitti) Täydentyvä dokumentti ver & &

KIINTEISTÖAUTOMAATION ETÄHALLINTA

PR SARJA ASENNUS JA KYTKENTÄ

Transkriptio:

Piirien väliset ohjaus- ja tiedonsiirtoväylät H. Honkanen Laitteiden sisäiseen tietoliikenteeseen on kehitetty omat dataväylänsä. Näistä tärkeimmät: 1 wire [ käyttää mm. Dallas, Maxim. ] I²C [ Trademark of Philips, yleisesti käytössä, mm Cypress PSoC ] 3 wire [ käyttää mm. Nordic semiconductor, Dallas, Maxim ] SPI [ Trademark of Motorola, yleisesti käytössä, mm Atmel, Dallas,Maxim ] Microwire [ Trademark of National semiconductor ] 1- wire 1-wire väylä sisältää nimensä mukaisesti vain yhden johtimen maantason lisäksi. 1-wire väylässä kaikilla komponenteilla on oma yksilöllinen 48 bittinen laiteosoitteensa. 1-wire väylän kautta voidaan jopa syöttää käyttöjännite hyvin pienikulutuksisiin laitteisiin Kuva: 1-wire väylän esittely ( Maxim )

Eri tilat erotetaan toisistaan pulssinpituuden perusteella Taulukko: Pulssipituudet 1-wire väylässä ( Dallas ) Kuva: Tila aikakaaviona

I 2 C VÄYLÄ, 2 Wire IIC väylässä on vain yksi kellolinja ja yksi kaksisuuntainen datalinja IIC väylässä ei tarvita erillistä kovokoodausta osoitteille, vaan dataliikenteen ensimmäisessä tavussa annetaan valitun piirin osoite I 2 C väylä tarvitsee vain kaksi linjaa: Kellolinja ( SCL, Serial Clock ), joka on yksisuuntainen ja kellopulssi tulee prosessorilta. Kellotaajuus 100 khz [ std ] tai 400 khz [ High speed ] Data ( SDA, Serial Data ), joka on kaksisuuntainen, sarjamuotoinen dataväylä GND, signaalimaa, joka on sama, kuin käyttöjännitemaa I 2 C väylässä piirityypillä on oma 7 bittinen laiteosoitteensa. Joissakin piireissä voidaan osoitteen loppuosa koodata kovolla. Tämä mahdollistaa useampien samantyyppisten piirien käytön samassa laitteessa. Ensimmäisen tavun seitsemän ensimmäistä bittiä määräävät laiteosoitteen ( piirin ) ja viimeinen kahdeksas bitti sen, onko kyseessä kirjoitus- vai lukutapahtuma I 2 C väylässä masterlaite ( prosessori ) määrää kaikki tapahtumat. Sieltä tulee kellosignaali ja masterlaite kutsuu orjapiirejään ( slave ) ohjelmansa mukaisesti. Orjapiiri ei pysty kutsumaan masterpiiriä IIC-väylän kautta, vaan tällaisen tarpeen tullessa on käytettävä normaaleja keskeytysrutiineja. I 2 C väylää käytetään yleisesti analogipiirien ohjausväylänä ( ADC, DAC, Juovaoskillattorit, näyttö, näppäimistö, yms ). Myös pieniä muistipiirejä voidaan liittää I 2 C väylään. ( Usein NV-RAM, EEPROM )

Tiedonsiirto I 2 C väylässä: 1. Tiedonsiirto IIC väylässä alkaa aina master-piirin generoimalla START pulssilla Start pulssissa datalinja ajetaan 1 tilasta 0 tilaan kellopulssin ollessa 1 tilassa. Datalinjan tila ei muutu kellopulssin 1 -tilassa muutoin, kuin START ja STOP pulssien aikana. 2. Ensimmäisessä tavussa masterpiiri generoi laiteosoitteen ja ilmaisee, onko kyseessä luku- vai kirjoitustapahtuma. Tavussa on seitsenbittinen laiteosoite ( = piiriosoite ) ja yksi R / W bitti (luku/kirjoitusbitti ). 3. Laiteosoitteensa tunnistanut orjapiiri kuittaa tavun vastaanotetuksi. Dataväylä on kaksisuuntainen, joten lähettävänä piirinä voi toimia myös orjapiiri 4. Nyt lähetetään varsinainen datatieto Tieto lähetetään tavuttain ( 8-bittiä kerrallaan ), jonka jälkeen vastaanottava piiri kuittaa aina tavun vastaanotetuksi. 5. Lähetys päättyy aina master-piirin generoimaan STOP pulssiin. STOP pulssissa datalinja ajetaan 0 tilasta 1 tilaan kellopulssin ollessa 1 tilassa Kuvassa esimerkki masterpiirin generoimasta tavusta. - Koska liikenne alkaa aina START käskyllä, on tämä ensimmäinen tavu ja sisältää piiriosoitteen ja R/W bitin. - STOP käsky tulee vasta tiedonsiirron päätyttyä, eikä näinollen koskaan käytännössä seuraa heti ensimmäistä tavua. Kellopulssi, SCL, tulee AINA masterpiiriltä.

Laiteosoitteet: Laite- eli tässä tapauksessa piiriosoitteet määräytyvät piirin tyypin mukaan. IIC- väylään kytkettäville orjapiireille on annettu oma seitsenbittinen laiteosoitteensa. Osa osoitebiteistä VOI OLLA koodattavia. - Koodausmenetelmänä käytetään yleensä ns. langoitettua logiikkaa, eli jokaista koodattavaa bittiä kohden on yksi piirinnasta, joka kytketään joko 0 - tai 1 tilaan, tämä tila on sitten kyseisen osoitebitin aktiivitila. Luku / Kirjoitus: Ensimmäisen tavun viimeinen bitti on R / W bitti 0 = KIRJOITUS ( Write ) 1 = LUKU ( Read ) Esimerkki dataliikenteestä: TDA8444 Octuple DAC with IIC-bus ( Philips ): Laiteosoite : 0100XXX Tässä piirityypissä on ( seitsemästä osoitebitistä ) kolme koodattavia osoitebittejä. Kiinteä osoiteosa: 0100 -> Koodataan esimerkkitapauksessamme laiteosoitteeksi : 0100 001

Esimerkki: Ohjataan koodaamamme TDA8444 DAC:n muunninta DAC3 ( 011 ). Ohjataan muuntimen bittikombinaatioksi 101100 ( 6 bittinen DAC ) Linkki: IIC allukointitaulukko: http://www.semiconductors.philips.com/acrobat/various/ic12_97_i2c_allocation.pdf Linkkejä: Muistipiirit

Esimerkki IIC väyläisetä EEPROM:sta ( Fairchild ) FM24C08 / FM24C09 3 wire 3 wire väylässä on yksi kaksisuuntainen dataväylä, sekä kellolinja 3 - wire väylässä piirin valinta tulee toteuttaa normaalilla osoitekoodauksella, CS:n aktivoinnilla Kellotaajuus: 500 khz 5 MHz Piirivalinta, CS, on 1 aktiivinen Linjat: o Data in/out o Clock o Chip select Ohjauskäskyt ( Luku/kirjoitus, yms.. ) annetaan ensimmäisessä tavussa, rakenne ei standardisoitu

SPI, Serial Peripheral Interface SPI väylässä on erilliset luku- ja kirjoitusväylät, sekä kellolinja SPI väylässä piirin valinta tulee toteuttaa normaalilla osoitekoodauksella, CS:n aktivoinnilla Linjat: o MOSI [ Master Out, Slave In ] o MISO [ Master In, Slave Out ] o SCL [ Serial Clock ] o CS [ Chip Select ] Ohjauskäskyt ( Luku/kirjoitus, yms.. ) annetaan ensimmäisessä tavussa, rakenne ei standardisoitu, esimerkiksi : Kirjoitustapahtuma: Lukutapahtuma:

SPI väyläisten piirien piiritunnus[ interface ] on 95 Kellotaajuutta ei standardoitu, käytössä jopa 100 MHz CS on nolla aktiivinen Kellopulssin polariteetti ei standardoitu: Esimerkki SPI väyläisestä muistipiiristä ( ST-microelectronics ):

Microwire Microwire väylässä on erilliset luku- ja kirjoitusväylät, sekä kellolinja Microwire väylässä piirin valinta tulee toteuttaa normaalilla osoitekoodauksella, CS:n aktivoinnilla Linjat: o Data in o Data out o Clock o Chip Select Microwire väylässä väylätunnus [ interface ] on 93 CS on 1 aktiivinen Toimintatila ( Luku/Kirjoitus/etc ) määritellään heti start bitin jälkeen 2:lla OPCODE bitillä. Esimerkki Microwire -liikenteestä

Esimerkki Microwave väyläisestä EEPROM:sta: ( Fairchild ) FM93C66 Connection diagrams Pin names Huom!!, koska I2C, SPI ja Microwire ovat rekisteröityjä tavaramerkkejä: Useat piirivalmistajat käyttävät 2 wire nimitystä väylästään, vaikka se toimiikin I²C väylän protokollan mukaisesti Vastaavasti 3 wire ja 4 wire nimityksiä käytetään SPI ja Microwire -protokollan mukaisissa väylissä