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Gestion des Périphériques

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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 p riph riques

Gestion des Périphériques

Année 2006 - 2007

(Transparents de F. Dromard)

Master ACSI

slide2
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

slide3
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

slide4
USB

Cables

  • Composés de 4 fils
  • 3 à 4 mètres maximum selon la qualité

+V

D

+

paire torsadée

D

-

GND

Master ACSI

slide6
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

slide7
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

slide8

répéteur

USB

Hub : organisation interne

données

alimentation

contrôleur

de hub

switch

Master ACSI

slide9
USB

Hub : flux de données

flux descendant

(downstream)

flux montant

(upstream)

répéteur

répéteur

Master ACSI

slide10
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

slide11
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

slide12
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

slide13

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

slide14
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

slide19
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

slide20
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

slide21
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

slide22
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

slide23
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

slide24
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

slide25
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