Bài giảng Kiến trúc máy tính - Chương 7: Cổng song song, Cổng tuần tự, Cổng USB

Nội dung text: Bài giảng Kiến trúc máy tính - Chương 7: Cổng song song, Cổng tuần tự, Cổng USB

1. Cổng Song Song Cổng tuần tự Cổng USB
2. CỔNG SONG SONG ◼ Gồm 3 thanh ghi riêng biệt: ◼ Thanh ghi dữ liệu (data register) ◼ Thanh ghi tình trạng (status register) ◼ Thanh ghi điều khiển (control register). ◼ Dùng các bit địa chỉ A0-A9 mã hóa quyết định thanh ghi họat động ◼ Dữ liệu được gửi đến cổng song song dưới dạng từng byte ký tự
3. ◼ Trọng tâm: thanh ghi dữ liệu. ◼ Máy cũ: thanh ghi dữ liệu là một chiều. Ghi vào. ◼ từ 386: thanh ghi dữ liệu vừa đọc được vứa ghi được (2 chiều bi-driectional) ◼ Truy cập máy in: ◼ CPU nạp dự liệu đến thanh ghi dữ liệu. ◼ Thanh ghi điều khiển quản lý cách hành sử của cổng. (thường tạo ra 1 ngắt IRQ7 cho LPT1 và IRQ5 cho LPT2). ◼ Thanh ghi tình trạng dọc về hệ thống xác định tình trạng máy in.
4. Các địa chỉ ngắt ◼ Ba thanh ghi như đệm 8bit dữ liệu. ◼ BIOS củ hỗ trợ 2,3 cổng song song ◼ BIOS hiện nay hỗ trợ 4 cổng song song: LPT1 LPT2 LPT3 LPT4 t/ghi dữ liệu 0378 0278h 03BCh 02BCh h t/ghi tình trạng 0379 0279h 03BDh 02BDh h t/ghi điều 037A 027Ah 03BEh 02BEh khiển h
5. ◼ Về sử dụng ngắt có 2 phương thức: ◼ Thăm dò cổng (polling). ◼ Phương thức được ưa dùng. ◼ Điều khiển bằng ngắt (interupt-driven). ◼ Hiệu qủa, nhưng dễ bị sa lấy vào họat động. CÁC ĐƯỜNG TÍN HIỆU ◼ Dùng đấu nối chữ D: 25 chân ◼ Mối nối kết song song ở máy in: 36 chân “kiểu Centronics”.
6. ◼ Các lọai đường tín hiệu: ◼ Các đường dữ liệu ◼ Các đường điều khiển ◼ Các đường nối đất. ◼ Tất cả các tín hiệu đều tương thích với TTL (từ 0 đến 5V, 0-0.8V: logic 0, +2.2V-5V:logic 1).
7. Họat động cổng song song ◼ Máy in phải đặt ở trạng thái online ◼ Các đường tín hiệu -Strobe và –acknowledge ở mức 1 ◼ Đường Busy ở mức 0. ◼ → máy in có thể tiếp nhận 1 byte dữ liệu ◼ Khi in CPU sẽ thăm dò và kiểm tra tình trạng cổng. Nều sẵng sàng?→ byte dữ liệu sẽ được ghi vào thanh ghi dữ liệu.
8. CÁC LỌAI CỔNG SONG SONG ◼ Có tính năng “Plug and Play”. Các mode của chuẩn IEEE 1248 ◼ Năm 1994, tổ chức IEEE ban hành phương thức truyền tín hiệu chuẩn dành cho mạch giao tiếp song song hai chiều. ◼ Standard Signaling Method for a Bi- Directional Parallel Interface: chuẩn IEEE1284.
9. ◼ Có 5 phương thức thọat động khác nhau: ◼ Compatibity mode ◼ Nibble mode ◼ Byte mode ◼ ECP mode ◼ EPP mode ➢ trừ Compatibity mode, các mode còn lại đều 2 chiều Compatibility mode ◼ IEEE 1284 tương thích ngược với lọai cổng song song truyền thống. ◼ Tín hiệu gửi dọc theo 8 đường dữ liệu. ◼ Đòi hỏi 4 lệnh I/O cho xuất 1 byte. ◼ Tốc đổ truyền 150KB/s
10. NIBBLE MODE: ◼ Truyền ngược mỗi lần 4 bit. ◼ Tốc độ hạn chế khoảng 50KB/s ◼ Ít khi được dùng. BYTE MODE: ◼ Truyền ngược mỗi lần 1 byte. ◼ Có thể dùng làm cổng nhập dữ liệu. ◼ chỉ tốn 1 chu kỳ I/O cho gửi 1 byte
11. ECP MODE: (Enhanced Capabilities Port) ◼ Truyền dữ liệu hai chiều trong còng 1 chu kỳ I/O duy nhất. ◼ Phần cứng tự động thực hiện những họat động đồng bộ hóa và bắt tay cho cổng. ◼ Có thể vận hành từ 800KB/s tới 2MB/s. ◼ Tùy thuộc vào thiết bị nào ở cổng và chất lượng cáp nối
12. EPP MODE (Enhanced Parallel Port) ◼ Đỉnh điểm của IEEE 1284 ◼ Giống ECP. ◼ Có thể truyền 800KB/s đến 2MB/s ◼ Cho phép nhiều thiết bị cùng có mặt trên một cổng. Trong khi vẫn giữ được khả năng định địa chỉ một cách khác biệt
13. CHẤT LƯỢNG CÁP ECP/EPP ◼ Giới hạn chiều dài (khỏang 3m) ◼ Qúa giới hạn, dễ bị nhiễu NHỮNG VẤN ĐỀ CỦA IEEE 1284 ◼ Đòi hỏi các cổng song song, cáp, thiết bị ngọai vi phải tuân thủ theo chuẩn IEEE 1284.
14. CỔNG TUẦN TỰ ◼ Chuyển dữ liệu song song từ bus thành chuỗi các bit tuần tự liên tiếp nhau. ◼ bổ xung các bit để lập khung. ◼ Tiếp nhận dữ liệu tuần tự, lọai bỏ khung, chuyển dữ liệu tuần tự ra dạng song song.
15. TÀI NGUYÊN ◼ Chip UART được điều khiển thông qua lọat các thanh ghi quan trọng ◼ Các phiên bản BIOS đời mới hỗ trợ đến 4 cổng (COM1, COM2, COM3, COM4). ◼ Kiểm tra các cổng theo thứ tự: 03F8h, 02F8h, 03E8h,02E8h,02E0h, 0338h, 0238h. Rồi tên các cổng được cấp phát. ◼ Các địa chỉ có thể hóan đổi nhau ◼ Thường COM1 là 03F8h. ◼ Các địa chỉ I/O dành cho COM được lưu trong RAM dành cho dữ liệu BIOS từ 0400h.
16. ◼ Đòi hỏi ngắt (IRQ4 cho COM1 và IRQ3 cho COM2)→ dễ nảy sinh xung đột, chỉ dùng 2 cổng. ◼ Các chân tín hiệu: ◼ Lọai 9 chân và 25 chân. ◼ Đường dữ liệu (data line) ◼ Đường điều khiển bắt tay (control hoặc handshaking line). ◼ Đường nối đất (ground line)
17. USB ◼ Giao tiếp đơn giản, ◼ Kết nối hot swappabledùng cho các thiết bị có tốc độ từ thấp đến trung bình. ◼ Monitor, máy quét, máy in, loa kỹ thuật số, modem, bản vẽ đồ họa, máy chụp hình kỹ thuật số, cần điều khiển game
18. HỌAT ĐỘNG ◼ Lọai tốc độ 12Mbps đối với thiết bị trung bình. ◼ 1.5Mbps lọai tốc độ thấp. ◼ sử dụng mô hình topology hình sao nhiều tầng (hub USB)