Gestion des p riph riques
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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

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Gestion des Périphériques

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Presentation Transcript


Gestion des p riph riques

Gestion des Périphériques

Année 2006 - 2007

(Transparents de F. Dromard)

Master ACSI


Gestion des p riph riques

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)

Master ACSI


Gestion des p riph riques

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

Master ACSI


Gestion des p riph riques

USB

Cables

  • Composés de 4 fils

  • 3 à 4 mètres maximum selon la qualité

+V

D

+

paire torsadée

D

-

GND

Master ACSI


Aspects lectriques

Aspects électriques

Master ACSI


Gestion des p riph riques

USB

Topologie

  • Connexions point à point bidirectionnelles

  • Extension par des hub

  • Arborescence orientée

  • Pas de boucle

Hub hôte

hub 2

nœud 2

nœud 1

nœud 3

hub 3

nœud 4

nœud 5

nœud 6

Master ACSI


Gestion des p riph riques

USB

Hub

bus pci

contrôleur USB

hôte

hub racine

hub 1

hub 2

device 1

device 2

device 3

device 4

device 5

Master ACSI


Gestion des p riph riques

répéteur

USB

Hub : organisation interne

données

alimentation

contrôleur

de hub

switch

Master ACSI


Gestion des p riph riques

USB

Hub : flux de données

flux descendant

(downstream)

flux montant

(upstream)

répéteur

répéteur

Master ACSI


Gestion des p riph riques

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 MHz

÷

12 000

1 KHz

T = 1 ms

Master ACSI


Gestion des p riph riques

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

480 MHz

÷

60 000

8 KHz

T = 125 µs

Master ACSI


Gestion des p riph riques

USB

Organisation générale

Système Hôte

Périphérique USB

impression

imprimante

logiciel client

fonction

logiciel

périphérique

logique USB

couche

USB

logiciel USB

contrôleur USB

Hôte + hub

Liaison

USB

couche

interface

contrôleur USB

matériel

Master ACSI


Gestion des p riph riques

Logiciel client

Pilote bus usb

Pilote contrôleur usb

Contrôleur USB

USB

Organisation logicielle

I/O Request Packets

IRP2

IRP1

IRP1

IRP2

Tr1- 0

Tr1- 1

Tr1- 2

Tr2- 0

Tr2- 1

Tr2- 2

trame 1

trame 2

trame 3

Tr1- 0

Tr2- 0

Tr1- 1

Tr2- 1

Tr1- 2

Tr2- 2

1 ms

ou

125 µs

1 ms

ou

125 µs

1 ms

ou

125 µs

matériel

Master ACSI


Gestion des p riph riques

USB

Types de transferts

  • Transferts de type «interruption»

  • Transferts de blocs

  • Transferts de contrôle

  • Transferts isochrones

Master ACSI


Types de paquets usb

Types de paquets USB

Paquet jeton

Paquet de données

Paquet « handshake »

Paquet « start of frame »

Master ACSI


Le champ pid

Le champ PID

Master ACSI


Usb et les endpoints

USB et les EndPoints

Master ACSI


Gestion des p riph riques

Master ACSI


Gestion des p riph riques

USB

Transactions (1)

  • Toujours à l’initiative de l’hôte

  • Composées de 1, 2 ou 3 paquets

    • Token packet

    • Data packet

    • Handshake packet

transaction

token packet

data packet

handshake packet

Master ACSI


Gestion des p riph riques

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

Master ACSI


Gestion des p riph riques

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

Master ACSI


Gestion des p riph riques

USB

Exemples de Transactions (1)

Mémoire hôte

Contrôleur

hôte

1

Transaction 1

descripteurs

de transferts

2

3

Transaction 2

4

Transaction 3

clavier

imprimante

1. Ctrl hôte prend le descripteur

2. C. h. génère une transaction IN

3. Clavier renvoie les données

4. C. h. met les données en mémoire

Données clavier

Master ACSI


Gestion des p riph riques

USB

Exemples de Transactions (2)

Mémoire hôte

Contrôleur

hôte

1

Transaction 1

descripteurs

de transferts

2

4

Transaction 2

Transaction 3

clavier

imprimante

3

1. Ctrl hôte prend le descripteur

2. C. h. génère une transaction OUT

3. C. h. prend les données en mémoire

4. C. h. envoie les données à l’impr.

Données clavier

Données impr.

Master ACSI


Gestion des p riph riques

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

    • ...

hôte

Ports A

Port B

Ports A

Master ACSI


Gestion des p riph riques

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

Master ACSI


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