173
Elektronski fakultet u Nišu Katedra za elektroniku Portovi i magistrale Student: Mentor: Vladimir Stefanović 11422 prof. dr Mile Stočev Milan Jovanović10236

Portovi i magistrale - Embedded Systems Research …es.elfak.ni.ac.rs/Papers/VStefanovic - MJovanovic - Portovi i... · performanse ali je, sa druge strane, ograničilo mogućnost

Embed Size (px)

Citation preview

Page 1: Portovi i magistrale - Embedded Systems Research …es.elfak.ni.ac.rs/Papers/VStefanovic - MJovanovic - Portovi i... · performanse ali je, sa druge strane, ograničilo mogućnost

Elektronski fakultet u Nišu Katedra za elektroniku

Portovi i magistrale Student: Mentor: Vladimir Stefanović 11422 prof. dr Mile Stočev Milan Jovanović10236

Page 2: Portovi i magistrale - Embedded Systems Research …es.elfak.ni.ac.rs/Papers/VStefanovic - MJovanovic - Portovi i... · performanse ali je, sa druge strane, ograničilo mogućnost

2

Sadržaj

Uvod 3 1.Magistrale 4 2.Portovi dati alfabetnim redom 36 3.Portovi personalnih računara 50 4.Poređenja i opisi PC interfejsa i portova 59 5.Hardver – mehaničke komponente 126

Page 3: Portovi i magistrale - Embedded Systems Research …es.elfak.ni.ac.rs/Papers/VStefanovic - MJovanovic - Portovi i... · performanse ali je, sa druge strane, ograničilo mogućnost

3

Uvod Sam rad se sastoji iz 5 dela u kojima su detaljno opisani PC portovi, magistrale, kao i razlike i sličnosti koje među njima postoje. U prvom poglavlju data je opšta podela magistrala, ukratko je opisan njihov način funkcionisanja, dati su odgovarajući standardi, generacije, a ukratko su opisane i suerbrze magistrale. U drugom poglavlju dat je alfabetni spisak portova, od kojih je većina obuhvaćena ovim radom. Treće poglavlje odnosi se na portove personalnih računara, kako Pentium tako i Apple i Mackintosh. Četvrti deo odnosi se na opisane portove i interfejse i njihovo međusobno poređenje. U ovom poglavlju date su i detaljne tabele u kojima su navedene i opisane neke od najvažnijih funkcija. I konačno, peto poglavlje se odnosi na hardver – USB portove, memorijske kartice SCSI portove.

U Nišu,

03.10.2008. godine

Page 4: Portovi i magistrale - Embedded Systems Research …es.elfak.ni.ac.rs/Papers/VStefanovic - MJovanovic - Portovi i... · performanse ali je, sa druge strane, ograničilo mogućnost

4

1. Magistrale Prilagodljivost personalnog računara - njegova sposobnost da se proširi pomoću više vrsta interfejsa dozvoljavajući priključivanje mnogo različitih klasa dodatnih sastavnih delova i periferijskih uredjaja - bila je jedan od ključnnih razloga njegovog uspeha. U suštini, moderni PC računarski sistem malo se razlikuje od originalne IBM konstrukcije - to je skup komponenata, kako unutrašnjih tako i spoljašnjih, medjusobno povezanih pomoću elektronskih magistrala, preko kojih podaci putuju, dok se obavlja ciklus obrade koji ih pretvara od podataka ulaza u podatke izlaza. Ove magistrale povezuju sve unutrašnje sastavne delove i spoljašnje uredjaje i periferale PC računara sa njegovom centralnom procesorskom jedinicom (CPU) i glavnom memorijom (RAM).

Najbrža od svih magistrala je veza izmedju procesora i njegove primarne keš memorije i ona se nalazi u samom čipu centralne procesorske jedinice. Na sledećem nivou naniže je sistemska magistrala, koja povezuje procesor sa memorijom, i to kako sa malom sekundarnom keš statičkom RAM (SRAM) memorijom, tako i sa daleko većom dinamičkom RAM (DRAM) memorijom. Sistemska magistrala je široka 64 bita i, za računare zasnovane na INTEL-ovoj konstrukciji, ograničavana je na 66 MHz do početka 1998. godine, kada je nov skup čipova Pentijum II to podigao na 100 MHz. Centralna procesorska jedinica ne komunicira sa memorijom direktno, već posredstvom čipa sistemskog kontrolera, koji upravlja glavnom magistralom i mostom izmedju nje i, u mo-dernim PC računarima, PCI magistrale. Procesori koji koriste arhitekturu udvojenih nezavisnih magistrala (Dual Independent Bus - DIB) - što je prisutno na Intelovim konstrukcijama od Pentijuma II nadalje - zamenili su jednostruku sistemsku magistralu sa dve nezavisne magistrale, jednom za pristupanje

Page 5: Portovi i magistrale - Embedded Systems Research …es.elfak.ni.ac.rs/Papers/VStefanovic - MJovanovic - Portovi i... · performanse ali je, sa druge strane, ograničilo mogućnost

5

glavnoj memoriji i drugom za pristupanje keš memoriji drugog nivoa. Ove magistrale se nazivaju čeona i pozadinska magistrala, respektivno.

Ključni koncept bio je otvorena arhitektura zasnovana na jednostavnoj magistrali za pro-širenje koja je olakšavala priključenje dodatnih sastavnih delova i uredjaja. Gotovo dve dekade posle njegovog uvodjenja, bilo je još uvek moguće uključiti originalne dodatne kartice u moderni PC računar što je danak opstanku snage konstrukcije. Dok je bilo mnogo ćorsokaka u tom periodu, evolucija konstrukcija standardne magistrale za proširenje je bila izuzetno zdrava tokom svih tih godina. Terminologija magistrala Savremen sistem može da se posmatra kao da sadrži samo dve klase magistrala: sistemsku magistralu, koja povezuje centralnu procesorsku jedinicu sa glavnom memorijom i keš memorijom drugog nivoa, i izvestan broj ulazno/izlaznih (I/O) magistrala, koje povezuju različite periferijske uredjaje sa centralnom procesorskom jedinicom, dok je ova poslednja povezana sa sistemskom magistralom putem "mosta", implementiranog u procesorskom skupu čipova.

Page 6: Portovi i magistrale - Embedded Systems Research …es.elfak.ni.ac.rs/Papers/VStefanovic - MJovanovic - Portovi i... · performanse ali je, sa druge strane, ograničilo mogućnost

6

U sistemima sa arhitekturom udvojenih nezavisnih magistrala (DIB), jedna sistemska ma-gistrala je zamenjena sa dve: "čeonom magistralom" ("frontside bus") za razmenu podataka izmedju centralne procesorske jedinice i glavne memorije i izmedju centralne procesorske jedinice i periferijskih magistrala, i "pozadinskom magistralom" ("backside bus") za pristupanje keš memoriji drugog nivoa. Upotreba udvojenih nezavisnih magistrala podiže performansu, omogućavajući centralnoj procesorskoj jedinici da pristupa podacima sa svake od njenih magistrala simultano i paralelno. Evolucija sistema magistrala za PC računare u periodu od više od jedne dekade rezultovala je pojavom mnoštva termina, od kojih je najveći broj zbunjujući, redundantan ili zastareo. Sistemska magistrala se često naziva "glavna magistrala", "procesorska magistrala" ili "lokalna magistrala". Alternativna generička terminologija za I/O magistralu uključuje "magistralu za proširenje", "spoljašnju magistralu", "host magistralu" kao i, sasvim zbunjujuće, "lokalnu magistralu". Dati sistem može da koristi izvestan broj različitih ulazno/izlaznih (I/O) sistema magistrala i tipično se mogu konkurentno implementirati sledeći: • ISA magistrala, najstarija, najsporija ulazno/izlazna (I/O) magistrala, koja će uskoro

postati zastarela; • PCI magistrala, prisutna na sistemima klase Pentijum od sredine 90-ih godina; • USB magistrala, zamena za PC serijski port, koja dozvoljava da se priključi do 127

uredjaja, upotrebom čvorišta ili zrakastog ulančavanja. ISA magistrala Kada se pojavila na prvom PC računaru, 8-bitna ISA magistrala je radila na učestanosti od skromnih 4,77 MHz - istom brzinom kao i procesor. Ona je godinama poboljšavana, da bi na kraju postala magistrala Industrijske Standardne Arhitekture (ISA) u 1982. godini, dolaskom računara IBM PC/AT koji je koristio procesor Intel 80286 i 16-bitnu magistralu za podatke. Na tom stepenu razvoja, ona je uspešno držala korak sa sistemskom magistralom, prvo na 6 MHz, a kasnije i na 8 MHz. ISA magistrala definiše 16-bitnu vezu koju pokreće generator takta od 8 MHz, što izgleda primitivno poredjeno sa brzinom današnjih procesora. Ona ima teoretsku brzinu prenosa podataka do 16 Mbajta u sekundi. Funkcionalno, ova brzina bi bila prepolovljena na 8 Mbajta u sekundi, zato što je jedan ciklus magistrale potreban za adresiranje, a još jedan ciklus magistrale za prenos 16 bitova podataka. U stvarnosti, magistrala može da prenosi oko 5 Mbajta u sekundi - još uvek dovoljno za mnoge periferijske uredjaje - i veliki broj ISA kartica za proširenje je osigurao njeno prisustvo u kasnim 90-im godinama. Kako su procesori postali brži i dobili šire staze za podatke, osnovna ISA konstrukcija nije bila u stanju da se promeni da bi držala korak. Čak i danas, većina ISA kartica ostaje na 8-bitnoj tehnologiji. Manji broj tipova sa stazama podataka od 16-bita - kontroleri čvrstih diskova, grafički adapteri i pojedini mrežni adapteri - ograničeni su niskim nivoima propusne moći ISA magistrale, pa ovi procesi mogu bolje da se opslužuju pomoću kartica za proširenje u priključcima bržih magistrala. Vodič za konstrukciju sistema PC99 - koji su zajedno napisale svemoćne firme Intel i Microsoft - kategorički zahtevaju uklanjanje priključaka ISA magistrale, što čini njeno preživljavanje u sledećem milenijumu veoma neverovatnim.

Page 7: Portovi i magistrale - Embedded Systems Research …es.elfak.ni.ac.rs/Papers/VStefanovic - MJovanovic - Portovi i... · performanse ali je, sa druge strane, ograničilo mogućnost

7

Kasniji standardi Medjutim, postoje oblasti gde je veća brzina prenosa podataka od suštinske važnosti. Grafički displeji visoke rezolucije zahtevaju masivne količine podataka, posebno da bi se prikazale animacija ili video punog pokreta. Moderni čvrsti diskovi i mrežni priključci su svakako sposobni za veće brzine. Prvi pokušaj da se zasnuje novi standard bio je Arhitektura mikro kanala (Micro Channel Architecture - MCA), uvedena od firme IBM. Ubrzo je sledio Prošireni ISA (Extended ISA - EISA), razvijen od strane konzorcijuma koji su osnovali IBM-ovi glavni suparnici. Mada oba ova sistema rade na brzinama generatora takta od 10 MHz i 8 MHz respektivno, oni su oba od 32 bita i sposobni su za brzine prenosa znatno iznad 20 Mbajta u sekundi. Kako i samo ime sugeriše, EISA slot može takodje da prihvati i konvencionalnu ISA karticu. Medjutim, MCA uopšte nije kompatibilan sa ISA. Nijedan od ovih sistema nije doživeo procvet, najviše zbog toga što su bili suviše skupi da bi se upotrebili na većini računara, pa su podržani samo na najmoćnijim serverima datoteka. Lokalna magistrala Matične ploče Intel 80286 mogle su da podržavaju rad procesora i slotova za proširenje na različitim brzinama preko iste magistrale. Medjutim, od uvodjenja čipa 386 u 1987. godini, na matičnim pločama postoje dva sistema magistrale. Pored "zvanične" magistrale - bila to ISA, EISA ili MCA - tu je bila takodje i "sistemska magistrala" koja povezuje sam procesor sa glavnom memorijom. Porast popularnosti Grafičke korisničke sprege (Graphical User Interface - GUI) - kao kod Microsoft-ovog operativnog sistema Windows - i, kao posledica, potreba za bržom grafikom, pokrenuli su koncept periferijskih uredjaja na lokalnoj magistrali. Magistrala putem koje su oni na početku bili povezani bila je opšte poznata kao "lokalna magistrala", zato što je njena velika brzina i osetrljiva priroda procesora značila da to može da radi samo na kratkim rastojanjima. Početni napori da se poveća brzina bili su vlasnički: proizvodjači su integrisali grafiku i kontroler čvrstog diska u sistemsku magistralu. To je omogućilo značajna poboljšanja performanse ali je, sa druge strane, ograničilo mogućnost nadgradnje sistema. Kao rezultat, u ranim 90-im godinama grupa proizvodjača grafičkih čipova i adaptera Video Electronics Standard Association (VESA), osnovala je ne-vlasnički standard za magistralu visokih performansi. U suštini, to je proširilo elektroniku sistemske magistrale 486 da bi se uključila dva ili tri slota za proširenje: VESA lokalna magistrala (VL-Bus). VL magistrala je dobro radila i mnoge kartice su postale dostupne, uglavnom grafički i IDE kontroleri. Najveći problem sa VL magistralom bio je u njenoj bliskoj spregnutosti sa glavnim pro-cesorom. Povezivanje suviše uredjaja unosilo je rizik interferencije sa samim procesorom, posebno ako su signali išli kroz slot. VESA standard je preporučivao da se koriste samo dva slota na frekvencijama do 33 MHz, ili tri ako su oni bili električki baferovani u odnosu na magistralu. Na višim frekvencijama nije trebalo priključivati više od dva uredjaja, a na 50 MHz ili više, trebalo ih je oba ugraditi u matičnu ploču. Činjenica da je VL magistrala radila na istoj frekvenciji generatora takta kao i centralna procesorska jedinica glavnog računara, postala je problem kako se brzina procesora

Page 8: Portovi i magistrale - Embedded Systems Research …es.elfak.ni.ac.rs/Papers/VStefanovic - MJovanovic - Portovi i... · performanse ali je, sa druge strane, ograničilo mogućnost

8

povećavala. Što se od periferijskih uredjaja zahtevalo da rade na većim brzinama, to su oni postajali skuplji, zbog teškoća koje su išle uz proizvodnju sastavnih delova velikih brzina. Kao posledicu, teškoće u implementaciji VL magistrale na novijim čipovima, kao što su 486 na 40 MHz i 50 MHz i novi Pentijum 60/66 MHz, stvorile su savršene uslove za novi Intelov standard za medjusobno povezivanje periferijskih komponenata PCI (Peripheral Component Interconnect). PCI magistrala Intelov originalni rad na standardu PCI bio je objavljen kao revizija 1.0 i prepušten posebnoj organizaciji, Specijalnoj interesnoj grupi za PCI (Special Interest Group - PCI SIG). Organizacija SIG je proizvela PCI lokalnu magistralu revizija 2.0 u maju 1993. godine: ona je uzela u obzir inženjerske zahteve od članova i dala potpunu definiciju sastavnih delova i konektora za proširenje, dakle nešto što bi moglo biti upotrebljeno za izradu sistema spremnih za proizvodnju, zasnovanih na tehnologiji 5 V. Van potreba za performansom, PCI je tragao da napravi lakše implementiranje proširivanja, ponudivši "priključi i radi" ("plug and play" - PnP) hardver - sistem koji omogućava personalnom računaru da se automatski podesi prema novim karticama kada se one priključe, izbegavajući potrebu da se proveravaju postavljanja kratkospojnika i nivoa prekida. Operativni sistem Windows 95, uveden leta te godine, obezbedio je softver operativnog sistema za podršku PnP hardvera, i sve tadašnje matične ploče su imale ugradjen BIOS posebno projektovan da radi sa PnP mogućnostima takvih sistema. Do 1994. godine PCI je bio zasnovan kao dominantan standard za lokalnu magistralu. Dok je VL magistrala bila u suštini proširenje magistrale, ili staze, koju je centralna pro-cesorska jedinica koristila da pristupi glavnoj memoriji, PCI je posebna magistrala, izolovana od centralne procesorske jedinice, ali ima pristup glavnoj memoriji. Kao takva, PCI magistrala je otpornija i više performanse od VL magistrale i, za razliku od ove poslednje koja je bila projektovana da radi brzinom sistemske magistrale, PCI magistrala se povezuje sa sistemskom magistralom putem elektronskih kola posebnog "mosta" i radi stalnom brzinom, nezavisno od procesorskog generatora takta. PCI standard je ograničen na pet konektora, mada svaki od njih može biti zamenjen sa dva uredjaja ugradjenih u matičnu ploču. Moguće je, takodje, da procesor podržava više od jednog čipa za most. Strožije je definisana od VL magistrale i nudi izvestan broj dodatnih osobina. Posebno, može da podržava kartice koje se napajaju iz obe vrste izvora od 5 V i 3,3 V, koristeći različite "priključke - ključeve" da bi se sprečilo da se kartica stavi u pogrešan slot.

Page 9: Portovi i magistrale - Embedded Systems Research …es.elfak.ni.ac.rs/Papers/VStefanovic - MJovanovic - Portovi i... · performanse ali je, sa druge strane, ograničilo mogućnost

9

U originalnoj implementaciji, PCI magistrala je radila na 33 MHz. To je kasnijom speci-fikacijom PCI 2.1 bilo podignuto na 66 MHz, udvostručujući efektivno teorijsku propusnu moć na 266 Mbajta u sekundi - 33 puta brže od ISA magistrale. Ona može da se konfiguriše i kao 32-bitna i kao 64-bitna magistrala, tako da mogu da se koriste bilo 32-bitne, bilo 64-bitne kartice. Implementacije od 64-bita koje rade na 66 MHz - još uvek retke sredinom 1999. godine - povećavaju propusni opseg na teorijskih 524 Mbajta u sekundi. PCI magistrala je takodje i mnogo "pametnija" od njene prethodnice ISA, jer dozvoljava deobu zahteva za prekidima (IRQ). To je korisno, jer najskuplji i najmoćniji sistemi mogu brzo da osete nedostatak zahteva za prekidima. Takodje, upravljanje PCI magistralom smanjuje vreme kašnjenja i ima za posledicu povećane brzine sistema. Od sredine 1995. godine, glavni po performansama kritični delovi personalnih računara su medjusobno komunicirali preko PCI magistrale. Najčešći uredjaji za PCI magistralu su kontroleri za disk i grafiku, koji su montirani direktno na matičnu ploču, ili na karticama za proširenje u PCI slotovima. PCI-X PCI-X verzija 1.0, dodatak visoke performanse specifikaciji PCI lokalne magistrale, razvijen zajedničkim naporima od strane firmi IBM, Hewlett-Packard i Compaq - inače konkurenata na tržištu PC servera - bio je jednoglasno odobren od strane Specijalne interesne grupe za periferijske komponente (PCI SIG) u jesen 1999. godine. Poptuno unazad kompatibilan sa PCI standardom, PCI-X je vidjen kao trenutno rešenje za povećane zahteve za ulazom/izlazom od strane aplikacija velikog propusnog opsega za preduzeća, kao što su Gigabit Ethernet, Fibre Channel, Ultra3 SCSI i grafika visoke performanse. PCI-X ne povećava samo brzinu PCI magistrale, nego i broj slotova velike brzine. U sa-dašnjoj konstrukciji, PCI slotovi rade na 33 MHz, a jedan slot može da radi na 66 MHz. PCI-X udvostručava sadašnju performansu standardnog PCI sistema, podržavajući jedan slot od 64-bita na 133 MHz, što daje ukupnu propusnu moć od 1 Gbajta u sekundi. Nova specifikacija takodje ima pojačani protokol radi povećanja efikasnosti prenosa podataka i pojednostavljenja električnih vremenskih zahteva, što je važan činilac na višim učestanostima generatora takta. Zbog svih tih dobitaka u performansi, PCI-X je bio postavljen kao privremena tehnologija, dok sva tri prodavca razvijaju dugoročniju arhitekturu ulazno/izlazne magistrale koja je nazvana Future I/O. Mada je moguća upotreba širom cele računarske industrije, očekuje se da početna primena PCI-X bude u proizvodima tipa servera i radnih stanica, ugradjenih sistema i u okruženju komunikacije podataka. Kao značajan razvoj, vidjen je simbolizam kartela proizvodjača koji stvaraju promene u arhitekturi PC servera, bez konsultovanja firme Intel. Suština spora je u tome ko će dobiti kontrolu nad budućom ulazno/izlaznom tehnologijom servera. Grupa PCI-X - već zabrinuta zbog Intelove rastuće dominacije u poslovanju sa hardverom - očekuje da otme deo kontrole razvijanjem i definisanjem ulazno/izlaznih standarda sledeće generacije, za koji se nadaju da će ih Intel eventualno podržati. Da li će to uspeti - ili otvoriti rat standarda - veliko je pitanje, obzirom da izgleda je trenutni efekat samo provociranje

Page 10: Portovi i magistrale - Embedded Systems Research …es.elfak.ni.ac.rs/Papers/VStefanovic - MJovanovic - Portovi i... · performanse ali je, sa druge strane, ograničilo mogućnost

10

Intela da se stavi na čelo druge grupe prodavaca koji razvijaju suparničku ulazno/izlaznu tehnologiju, koju oni nazivaju "Sledeća generacija ulaza/izlaza" (Next Generation I/O). PCI Express U prethodnom poglavlju opisani su opšti principi za rešavanje problema koje stvaraju prenosne linije i tehnike za postizanje vecih brzina prenosa podataka. U ovom poglavlju bice opisana jedna konkretna arhitektura za brzi U/I prenos - PCI Express. PCI Express predstavlja trecu generaciju brzih U/I magistrala (stariji naziv 3GIO - 3rd Generation I/O) koje se koriste za medusobno povezivanje perifernih uređaja. Prvu generaciju predstavljaju magistrale ISA, EISA, VESA i Micro Channel (MCA), dok bi drugu generaciju cinile PCI, AGP i PCI-X magistrale. Naslednik PCI magistrale PCI (Peripheral Component Interconnect) arhitekture su neprikosnoveno vladale tržištem PC računara više od jedne decenije. Međutim, sa porastom brzine procesora, memorije, kao i sa napretkom grafickih i mrežnih interfejsa, narasle su potrebe za vecom propusnošcu U/I magistrale. Konvencionalna PCI arhitektura, uprkos stalnom usavršavanju, nije u stanju da zadovolji ove potrebe. Zato je bilo potrebno razviti novu arhitekturu. PCI Express arhitekutra preuzela je sve kljucne karakteristike prethodne generacije magistrala, ali je donela i neka nova poboljšanja. PCI Express je u potpunosti softverski kompatibilna sa PCI i PCI-X što znači da stari operativni sistemi, drajveri i korisnički programi mogu bez ikakvih promena da rade na novim arhitekturama. Međutim, u hardverskom domenu, PCI Express se drasticno rezlikuje od svojih prethodnika. PCI i PCI-X su paralelne višetačkaste (multi-drop) magistrale, što znači da veci broj uređaja deli zajednicku magistralu. Za razliku od njih PCI Express je serijska magistrala kod koje se komunikacija ostvaruje po principu tačka-ka-tački (point-to-point). To praktično znači, da su jednom vezom povezana samo dva uređaja, čime se smanjuje električno opterećenje na vezi, a time se stvaraju uslovi za primenu viših taktnih frekvencija, odnosno za veću brzinu prenosa. Trenutno su na tržištu dostupni sistemi čija brzina prenosa iznosi 2,5 Gbit/s, mada je početkom ove godine (2007.) definisan novi standard PCI Express 2.0 sa brzinom prenosa od 5 Gbit/s. Serijska veza između dva uređaja ima za posledicu manji broj linija na štamapnim plocama čime se pojednostavljuje njihovo projektovanje i cena. Ono po cemu se PCI Express takođe razlikuje od svojih prethodnika jeste proširivost (skalabilnost). U zavisnosti od potreba broj traka za prenos podataka (Lanes) može se uvišestručavati i na taj način se može postici veca propusnost. Osim ovih, PCI Express nudi i neke nove mogućnosti kao što su kvalitet usluge (Quality of Service - QoS), Hot Plug/Hot Swap, kao i unapredene tehnike za upravljanje potrošnjom (power management). Kvalitet usluge omogućava da se performnse magistrale menjaju u zavisnosti od potreba konkretnog uređaja. Hot Plug/Hot Swap podrška olakšava izmenu kartica bez gašenja napajanja sistema. Unapređene tehnike za upravljanje potrošnjom smanjuju potrošnju, čime se omogućava primena ove arhitekture

Page 11: Portovi i magistrale - Embedded Systems Research …es.elfak.ni.ac.rs/Papers/VStefanovic - MJovanovic - Portovi i... · performanse ali je, sa druge strane, ograničilo mogućnost

11

u prenosivim uređajima. Poboljšan je i mehanizam za detekciju grešaka, kao i pouzdanost sistema što ovaj sistem čini pogodnim za primenu u savremenim serverima. Hot Plug, upravljanje potrošnjom, rukovanje greškama i prekidi ostvaruju se prenosom poruka po linijama za podatke (in-band) bez korišćenja dodatanih signalnih linija, čime se takode smanjuje ukupan broj linija kao i cena sistema. U buducnosti se ocekuje dalje povećanje brzine prenosa na 10 Gbit/s, što je otprilike i maksimalna brzina koja se može postići sa bakarnim linijama. Uporedne karakteristike PCI magistrala U Tabeli 1 prikazane su PCI magistrale koje su prethodile PCI Express magistrali i to:

• PCI magistrala na 33 MHz, • PCI magistrala na 66 MHz, • PCI-X magistrale na 66/133 MHz, • PCI-X magistrale na 266/533 MHz i najzad • PCI Express.

Tabela 1. PCI magistrale koje su prethodile PCI Express

Propusnost magistrala i broj slotova U Tabeli 2 prikazani su različiti tipovi PCI magistrala sa aspekta taktnih frekvencija, propusnosti, i broja slotova. Očigledno je da se sa povećanjem frekvencije povećava i propusnoost. Međutim, povećanje frekvencije ograničava opteretivost magistrale i broj konektora koji su dostupni za rad na toj frekvenciji. Drugim rečima, smanjenje opterećenja na magistrali jeste jedan od uslova za povećanje taktne frekvencije, a samim tim i propusnosti magistrale. Za datu magistralu postoji gornja granica, iznad koje nije moguće povećavati frekvenciju bez redizajniranja arhitekture. Drugi način za povećanje propusnosti magistrale jeste povećanje broja linija za prenos, ali se time povećava složenost sistema, otežava trasiranje magistrala na štampanim plocama i povećava se njihova površina. Takođe se povećava gabarit konektora i pakovanja integrisanih kola, što sve zajedno povećava cenu celokupnog sistema.

Page 12: Portovi i magistrale - Embedded Systems Research …es.elfak.ni.ac.rs/Papers/VStefanovic - MJovanovic - Portovi i... · performanse ali je, sa druge strane, ograničilo mogućnost

12

PCI Express magistrala PCI Express koristi brzu diferencijalnu vezu za prenos podataka, pri cemu se komunikacija vrši po principu tačka-ka-tački. U nastavku cemo sa nešto više detalja razmotriti osobine PCI Express magistrale. Link - komunikacija po principu tačka-ka-tački Fizicka veza izmedu dva PCI Express uređaja zove se Link. Svaki Link sastoji se od 1, 2, 4, 8, 12, 16 ili 32 para provodnika za svaki smer prenosa podataka (slika 1). Kao što je vec receno, ovi signalni parovi zovu se trake (Lanes). U zavisnosti od broja traka Link-ovi mogu biti tipa: x1, x2, x4, x8, x12, x16 i x32. Svaka traka za prenos podataka sastoji se od dva diferencijalna para provodnika - po jedan par za svaki smer. Drugim rečima, svaka traka sadrži 4 provodne linije. Tako se, na primer, Link tipa x1 sastoji od jedne trake za podatke, tj. sadrži po jedan diferencijalni par za svaki smer, što ukupno cini 4 signala. Link tipa x32 sadrži 32 trake za podatke, odnosno 128 signalnih linija. Broj linija za podatke isti je u oba smera.

Slika 1 PCI Express link Diferencijalni prenos PCI Express magistrale koriste diferencijalni način prenosa podataka. Na slici prikazan je primer elektricnog signala na PCI Express magistrali. Logička 1 predstavlja se pozitivnom razlikom napona izmedu D+ i D-. Logička 0 predstavlja se negativnom razlikom napona izmedu D+ i D-.

Page 13: Portovi i magistrale - Embedded Systems Research …es.elfak.ni.ac.rs/Papers/VStefanovic - MJovanovic - Portovi i... · performanse ali je, sa druge strane, ograničilo mogućnost

13

Maksimalna vrednost razlike napona izmedu D+ i D- zove se vršni diferencijalni napon (Differential Peak Voltage -V ) i on se, na predajnoj strani, kreće u opsegu od 400 ÷ 600 mV. To Diffp prakticno znači da se maksimalna razlika napona pri slanju logičke jedinice nalazi u opsegu od 400 ÷ 600 mV, dok se maksimalna (tačnije minimalna) negativna razlika napona, pri slanju logičke nule, kreće u opsegu -400 ÷ -600 mV. Diferencijalni napon od vrha-do-vrha (Differential Peak-to-Peak) predstavlja razliku logičkih nivoa kojima se predstavlja logička jedinica i logička nula i on se, na osnovu prethodnog, kreće u intervalu od 800 mV - 1200 mV. Kao što se može uočiti, radi se o malim naponima što omogućava vecu brzinu prenosa. Kada se drajver nalazi u stanju visoke impedanse, nema razlike izmedu napona na D+ i D-. Mogućnost predstavljanja trećeg stanja jeste još jedna prednost diferencijalnog načina prenosa.

Slika 2 Diferencijalni signal u PCI Express sistemima Adresni prostor PCI Express podržava iste adresne prostore kao i PCI: memorijski, U/I i konfiguracioni adresni prostor. Maksimalni konfiguracioni prostor za svaku funkciju proširen je sa 256 B na 4 kB. Međutim, da bi ovaj, dodatni konfiguracioni prostor mogao da se koristi potrebni su novi operativni sistemi, drajveri i korisnički programi. Takode, postoji i novi adresni prostor koji je rezervisan za poruke. Porukama se u PCI Express arhitekturi prenose različite komande za koje su se ranije koristile zasebne signalne linije, kao što su prekidi, informacije o greškama, i informacije vezane za upravljanje potrošnjom. Porukama se prenose i neke druge informacije koje definišu sami proizvođači. PCI Express transakcije PCI Express podržava iste transakcije kao i PCI i PCI-X. To su čitanje memorije, upis u memoriju, čitanje iz U/I uređaja, upis u U/I uređaj, čitanje konfiguracionog prostora i upis u konfiguracioni prostor. Pored ovih, PCI Express podržava i novi tip transakcija, a to su transakcije porukama. PCI Express transakcioni model Sve PCI Express transakcije mogu se podeliti u dve kategorije: non-posted transakcije i posted transakcije. Non-posted transakcije, kao što je čitanje memorije, koriste protokol deljenja transakcije sličan onom kod PCI-X magistrale. Na primer, requester šalje zahtev za čitanje memorije u obliku non-posted paketa. Completer odgovara slanjem paketa

Page 14: Portovi i magistrale - Embedded Systems Research …es.elfak.ni.ac.rs/Papers/VStefanovic - MJovanovic - Portovi i... · performanse ali je, sa druge strane, ograničilo mogućnost

14

sa traženim podacima. Kod posted transakcija, kao što je upis u memoriju, paketi se šalju jednosmerno od requester-a ka completer-u, bez odgovora od strane completer-a. Kvalitet usluge (Quality of Service - QoS), klase saobraćaja (Traffic Classes - TCs) i virtuelni kanali (Virual Channels - VCs) Kvalitet usluge (Quality of Service - QoS) je nova osobina PCI Express arhitekture, koja se odnosi na sposobnost rutiranja paketa koji potiču od različitih aplikacija sa različitim prioritetom. Time se obezbeđuje da pojedini paketi stižu na odredište u određenom roku, jer im se garantuje potrebna propusnost. Tako je npr. poželjno da se paketi koji nose video podatke prenose kroz sistem sa višim prioritetom i zagarantovanom propusnošcu, dok neki upravljački paketi ne moraju da imaju tako stroge vremenske zahteve. Prioritet paketa prilikom rutiranja kroz sistem, određen je brojem koji se naziva klasa saobraćaja (Traffic Class - TC). Ovaj broj može imati vrednost od 0 do 7, i odreduje ga drajver uređaja ili određena aplikacija. Na osnovu klase saobraćaja vrši se sortiranje paketa u tzv. bafere virtuelnih kanala (Virtual Channel - VC). Virtuelni kanali mogu da prihvataju pakete više različitih klasa saobraćaja, ali se paketi iste klase saobraćaja ne mogu slati u različite bafere virtuelnih kanala. Svaki virtuelni kanal ima određen prioritet, shodno prioritetu paketa koje sadrži u sebi. Upravljanje tokom podataka (Flow Control) Nakon prijema paketa, oni se smeštaju u bafer viruelnog kanala. Prijemnik periodicno obaveštava predajni uređaj o tome koliko slobodnog prostora ima u svom baferu. Predajnik ce poceti sa slanjem paketa jedino ako “zna” da ce prijemnik imati dovoljno prostora u svom baferu za smeštanje tog paketa. Protokol kojim se obezbeđuje da predajnik dobija informacije o raspoloživom prostoru bafera prijemnika, zove se upravljanje tokom (Flow Control). Zahvaljujuci ovom protokolu, eliminiše se potreba za ponovnim slanjem paketa (osim u slučaju da dode do greške prilikom prenosa), čime se poboljšava efikasnost prenosa podataka. Mehanicki faktori oblika PCI Express uređaji proizvode se u različitim oblicima kao što su PCI Express kartice slične PCI karticama, Mini PCI Express kartice, ExpressCard, Server IO Module (SIOM). PCI Express kartice, slične standardnim PCI karticama, namenjene su tržištu stonih (desktop) računara. Trenutno se, na matičnim plocama, sreću konektori tipa x1, x4, x8 i x16. Mini PCI Express kartice predstavljaju zamenu za Mini PCI kartice i prevashodno su namenjene tržištu prenosivih računara. Kao što im sam naziv kaže, znatno su manje od standardnih PCI Express kartica. ExpressCard je zamena za PC Card (CardBus). Ove kartice, koje su tipa PCMCIA, mogu se koristiti kako u stonim tako i u prenosivim računarima. ExpressCard koristi ili

Page 15: Portovi i magistrale - Embedded Systems Research …es.elfak.ni.ac.rs/Papers/VStefanovic - MJovanovic - Portovi i... · performanse ali je, sa druge strane, ograničilo mogućnost

15

PCI Express magistralu x1 ili USB magistralu za povezivanje sa ostalim komponentama računarskog sistema. Server IO Module (Serverski U/I modul) je namenjen tržištu servera i radnih stanica. PCI Express topologija U ovom odeljku bice definisani osnovni pojmovi koji su vezani za topologiju PCI Express sistema. Na slici prikazane su osnovne komponente PCI Express sistema.

Slika 3 Topologija PCI Express sistema Root Complex predstavlja komponentu koja povezuje CPU i memorijski podsistem sa PCI Express strukturom. On može da podržava jedan ili više PCI Express portova. U konkretnom slučaju, root complex podržava tri porta. Svaki je port povezan sa nekom krajnjom tačkom (endpoint device) ili sa komutatorom, koji forimira podhijerarhiju. Root complex generiše sve pomenute tipove transakcija na zahtev CPU-a. Preko root complex-a U/I uređaji komniciraju sa memorijom. Root complex koji ima više portova, ima mogućnost da rutira pakete sa jednog porta na drugi, iako se to, po specifikaciji, od njega ne traži. Root complex takode, sadrži centralne resurse kao što su hot plug kontroler, kontroler za upravljanje potrošnjom, kontroler prekida kao i logika za detekciju grešaka. Root complex vrši incijalizaciju u PCI Express sistemu, tako što numeriše magistrale, uređaje i funkcije. Ovim vrednostima definišu se requster ID i completer ID. Magistrala root complex-a, uređaj i funkcija se inicijalizuju na vrednost 0.

Page 16: Portovi i magistrale - Embedded Systems Research …es.elfak.ni.ac.rs/Papers/VStefanovic - MJovanovic - Portovi i... · performanse ali je, sa druge strane, ograničilo mogućnost

16

Hijerarhija (Hierarchy) je struktura koju čine svi uređaji i Link-ovi koji su povezani sa root complex-om, bilo direktno, preko njegovih portova, bilo indirektno, preko komutatora i mostova. Na slici 3, celokupna struktura koja je povezana sa sa root complex-om predstavlja hijerarhiju. Hijerarhijski domen (Hierarchy Domain) predstavlja strukturu koju čine uređaji i Link-ovi koji su vezani na jedan port root complex-a. Na slici 3 ima 3 hijerarhijska domena. Krajnje tačke (Endpoints) su svi uređaji koji nisu root complex ili komutatori, a koji su requester-i i completer-i PCI Express transakcija. To su periferni uređaji kao što su grafičke kartice, Ethernet i USB uređaji. Postoje dva tipa krajnjih tacaka: nasledene (legacy) krajnje tačke i (prave) PCI Express krajnje tačke. Svakoj krajnjoj tački dodeljuje se identifikator uređaja (requester ID ili completer ID), koji se sastoji od broja magistrale, broja uređaja i broja funkcije. Krajnje tačke su uvek numerisane brojem 0 na magistrali. Multifunkcijske krajnje tačke (Multi-Function Endpoints). Kao i PCI uređaji, PCI Express uređaji podržavaju do 8 funkcija po krajnjoj tački, pri cemu najmanje jedna ima broj 0. Međutim, PCI Express Link podržava samo jednu krajnju tacku sa brojem 0. Most PCI Experss-na-PCI(-X) (PCI Express-to-PCI(-X) Bridge) predstavlja, kao što mu samo ime kaže, most izmedu PCI Express strukture i PCI ili PCI-X hijerarhije. Requester je uređaj koji inicira transakciju u PCI Express sistemu. Root complex i krajnje tačke mogu biti requester-i. Completer je uređaj kome se obraca requester. Requester cita podatke iz completer-a, ili upisuje podatke u completer. Root complex i krajnje tačke mogu biti completer-i. Port predstavlja interfejs izmedu PCI Express komponente i Link-a. Sastoji se od diferencijalnih predajnika i prijemnika. Upstream port je port koji je usmeren ka root complex-u (naviše). Downstream port je port koji je usmeren od root complex-a (naniže). Portovi krajnjih tacaka su upstream portovi. Portovi root complex-a su downstream portovi. Ulazni port (Ingress Port) je port koji prima paket. Izlazni port (Egress Port) je port koji šalje podatke. Komutator (Switch) se može posmatrati kao logički element koji se sastoji od dva ili više logičkih mostova PCI-na-PCI (PCI-to-PCI bridge), pri cemu je svaki most povezan sa po jednim portom. Komutator na slici 3 koji ima 4 porta, sastoji se iz 4 virtelna mosta. Jedan port komutatora, koji je usmeren ka root complex-u, je upstream port. Svi ostali portovi koji su usmereni od root complex-a (ka uređajima koji se nalaze niže u hijerarhiji) su downstream portovi. Komutatori koriste dva arbitražna mehanizma: arbitraža portova i arbitraža virtuelnih kanala. Pomoću ovih mehanizama odreduje se prioritet, odnosno redosled kojim ce se paketi prosledivati od ulaznih ka izlaznim portovima. Primeri PCI Express arhitektura Na slici 4 prikazana je jedna tipicna PCI Express arhitektura za stone ili prenosive računare. Komponenta Memory bridge (memorijski most) zapravo je root complex o kome je je bilo reči u prethodnom odeljku. Veza izmedu Memory bridge-a i I/O bridge-a ostvaruje se pomoću PCI Express Link-a. PCI Express magistrala je, dakle, zamenila ranije korišceni Hub Link (slika 2.9). Komunikacija sa grafickom karticom, takode se ostvaruje preko PCI Express magistrale, umesto ranije korišcene AGP

Page 17: Portovi i magistrale - Embedded Systems Research …es.elfak.ni.ac.rs/Papers/VStefanovic - MJovanovic - Portovi i... · performanse ali je, sa druge strane, ograničilo mogućnost

17

magistrale. Switch (komutator) je ovde prikazan kao zasebni element, mada on može biti integrisan bilo u Memory bridge (root complex), bilo u I/O bridge. PCI slotovi ce verovatno još dugo vremena biti prisutni u PCI arhitekturama, sve dok ih PCI Express u potpunosti ne potisne iz upotrebe. U ostalom, to je bio slučaj i sa ISA slotovima kada su se pojavile PCI arhitekture.

Slika 4 Primer PCI Express arhitekture opšte namene za stone i prenosive računare (slika je preuzeta sa sajta http://www.pcisig.com , 31. 1. 2007) AGP Ma koliko PCI magistrala bila brza i široka, postojao je jedan zadatak koji je pretio da utroši ceo njen propusni opseg: prikazivanje grafike. Nekad davno, u doba ISA magistrale, monitori su bili pokretani pomoću jednostavnih kartica adaptera za monohromni displej (Monochrome Display Adaptor - MDA) i grafičke kolor matrice (Colour Graphics Array - CGA). Grafički CGA displej mogao je da prikaže četiri boje (dva bita podataka) pri rezoluciji ekrana od 320x200 piksela na 60 Hz, što je zahtevalo 128000 bita podataka po ekranu, ili samo 937 Kbajta u sekundi. XGA slika sa 16-bitnom dubinom boje zahteva 1,5 Mbajta podataka za svaku sliku i verikalnu brzinu osvežavanja od 75 Hz, što znači da je ta količina podataka potrebna 75 puta svake sekunde. Zahvaljujući modernim grafičkim adapterima, kroz magistralu za proširenje ne moraju svi ovi podaci da se prenose, ali trodimenzionalna (3D) tehnologija obrade slike je stvorila nove probleme. Trodimenzionalna (3D) grafika je omogućila da se modeluju kako fantastični, tako i rea-listični svetovi na ekranu, sa bezbrojnim detaljima. Preslikavanje teksture i skrivanje

Page 18: Portovi i magistrale - Embedded Systems Research …es.elfak.ni.ac.rs/Papers/VStefanovic - MJovanovic - Portovi i... · performanse ali je, sa druge strane, ograničilo mogućnost

18

objekata zahteva ogromne količine podataka, a grafički adapter treba brzo da pristupa tim podacima, da bi se izbeglo opadanje učestanosti kadrova i loše predstavljanje akcija. Počinjalo je da izgleda da najveći propusni opseg PCI magistrale od 132 Mbajta u sekundi nije na nivou zadatka. Intelovo rešenje je bilo da razvije Ubrzani grafički port (Accelerated Graphic Port - AGP) kao poseban konektor koji radi van procesorske magistrale. Skup čipova AGP dejstvuje kao posrednik izmedju procesora i keš memorije drugog nivoa, sistemske memorije, grafičke kartice i PCI magistrale. To se naziva ubrzanje četvorostranog porta.

AGP radi na brzini procesorske magistrale, sada poznate kao čeona magistrala. Na brzini generatora takta od 66 MHz, to je dvostruko više od brzine generatora takta PCI magistrale i znači da podiže maksimalnu osnovnu propusnu moć na 264 Mbajta u sekundi. Grafičkim karticama, posebno konstruisanim za njegovu podršku, AGP dozvoljava da se podaci šalju i za vreme uzlaznog i za vreme silaznog ciklusa generatora takta, udvostručavajući tako brzinu generatora takta na 133 MHz i vršni prenos na 528 Mbajta u sekundi. To se naziva X2. Da se poboljša dužina vremena u kome AGP može da održava ovaj vršni prenos, magistrala podržava protočnu obradu, što je još jedno poboljšanje u odnosu na PCI. Grafička kartica X2 sa protočnom obradom će moći da održava 80% od vršne propusne moći. AGP takodje podržava čekanje u redu do 32 komande, putem procesa koji se zove Adresiranje bočnog opsega (Sideband Addressing - SBA), u kome se komande šalju dok se podaci primaju. Prema informacijama iz firme Intel, to dozvoljava magistrali da održava vršnu performansu 95% od ukupnog vremena. AGP-ovo četvorostrano poboljšanje performanse i priroda posvećenosti grafičkim primenama osigurava da veliki prenosi podataka trodimenzionalne (3D) grafike ne usporavaju akciju na ekranu. Sa druge strane, ni prenosi grafičkih podataka neće biti prekidani od strane drugih PCI uredjaja. U početku namenjen uglavnom da pojača performanse trodimenzionalne grafike, AGP takodje obezbedjuje druga poboljšanja, posebno namenjena ovoj funkciji.

Page 19: Portovi i magistrale - Embedded Systems Research …es.elfak.ni.ac.rs/Papers/VStefanovic - MJovanovic - Portovi i... · performanse ali je, sa druge strane, ograničilo mogućnost

19

Pomoću svoje povećane brzine pristupanja sistemskoj memoriji preko PCI magistrale, AGP može da koristi sistemsku memoriju kao da se ona stvarno nalazi na grafičkoj kartici. To se zove Direktno izvršavanje memorije (Direct Memory Execute - DIME). Uredjaj nazvan Tabela za preslikavanje otvora za grafiku (Graphics Aperture Remapping Table - GART) upravlja adresama RAM memorije tako da one mogu da se dostavljaju u manjim skupovima, radije nego da se zauzmu jedno veliko područje, i predstavljaju DIME grafičkoj kartici kao da su iz dela memorije ugradjene na samoj kartici. Glavna primena DIME koncepta je da dozvoli upotrebu mnogo više tekstura, jer grafička kartica na taj način može da ima mnogo više memorijskog prostora za smeštanje korišćenih bit mapa. AGP je u početku bio raspoloživ samo na sistemima Pentijum II, zasnovanim na skupu čipova 440XL firme Intel. Medjutim, upurkos odsustvu Intelove podrške (i stoga zahvaljujući naporima drugih proizvodjača skupova čipova, kao na primer VIA), on je početkom 1998. godine našao svoje mesto na matičnim pločama konstruisanim za procesore klase Pentijum. Intelovo izdanje verzije 2.0 AGP specifikacije, kombinovano sa AGP Pro proširenjima te specifikacije, označilo je pokušaj ozbiljnog prodora AGP na tržištu radnih stanica za tro-dimenzionalnu (3D) grafiku. AGP 2.0 definiše novi režim 4X-prenosa koji dozvoljava četiri prenosa podataka po ciklusu generatora takta na AGP sprezi na 66 MHz. To omogućava maksimalni teorijski propusni opseg izmedju AGP uredjaja i sistemske memorije od 1 Gbajta u sekundi. Novi režim 4X ima mnogo veću potencijalnu propusnu moć od memorije SDRAM na 100 MHz (800 Mbajta u sekundi), tako da se potpuna korist neće videti sve do implementacije ili SDRAM memorije na 133 MHz ili Direktne Rambus DRAM memorije (DRDRAM) u drugoj polovini 1999. godine. AGP 2.0 će biti podržan skupovima čipova koji će biti uvedeni početkom 1999. godine da bi podržali Katmai procesor firme Intel. AGP Pro je fizička specifikacija namenjena zadovoljavanju potreba proizvodjača vrhunskih grafičkih kartica, koji su trenutno ograničeni maksimalnom električnom snagom koja se može povući od strane AGP kartica (oko 25 W). AGP Pro snabdeva kartice koje mogu da povuku do 100 W i upotrebiće nešto duži AGP slot, koje će takodje moći da prihvati i trenutno raspoložive AGP kartice. Kratak pregled interfejsa STANDARD TIPIČNE PRIMENE BRZINA PRENOSA IZGLEDI ISA Zvučne kartice,

modemi 2 Mbajta/s do 8,33 Mbajta/s

Očekuje se da iščezne na kraju 1999.

EISA Mreže, SCSI adapteri

33 Mbajta/s Gotovo je iščezao; zamenjen je sa PCI

PCI

Grafičke kartice, SCSI adapteri, zvučne kartice nove generacije

266 Mbajta/s

Standardna periferijska magistrala za dodatke u doglednoj budućnosti

AGP

Grafičke kartice

528 Mbajta/s

Standard u svim PC računa-rima zasnovanim na Intelu, počev od Pentijuma II;

Page 20: Portovi i magistrale - Embedded Systems Research …es.elfak.ni.ac.rs/Papers/VStefanovic - MJovanovic - Portovi i... · performanse ali je, sa druge strane, ograničilo mogućnost

20

koegzistira sa PCI Standardi koji dolaze Posle gotovo dve decenije, mnogi periferijski uredjaji su još uvek povezani na iste serijske i paralelne portove koji su bili prisutni i na prvim komercijalnim proizvodima i, uz izuzetak "priključi i radi" (PnP, Plug and Play) standarda stvorenih kao deo sistema Windows 95, "ulazno/izlazna tehnologija" PC računara nije se mnogo promenila od svog pronalaska 1981. godine. Dok su bili odgovarajući za tadašnje periferijske uredjaje, krajem 90-ih godina PC serijski i paralelni portovi počinju da nezadovoljavaju potrebe korisnika u brojnim važnim područjima: • Propusna moć: Serijski portovi mogu da prenesu najviše 115,2 Kbita u sekundi, a

paralelni portovi (zavisno od tipa) oko 500 Kbita u sekundi, ali uredjaji kao što je digitalna video kamera zahtevaju mnogo veći propusni opseg.

• Lakoća upotrebe: Priključivanje uredjaja na nasledjene portove može biti pipavo i zbunjujuće, naročito zrakasto ulančavanje uredjaja sa paralelnim priključcima kroz prolazne portove. Pored toga, portovi su uvek nezgodno postavljeni na zadnjoj strani PC računara.

• Hardverski resursi: Svaki port zahteva sopstvenu liniju za signal zahteva za prekidom (IRQ). Personalni računar ima ukupno 16 IRQ linija, od kojih su većina već zauzete. Neki PC računari imaju svega pet slobodnih IRQ linija pre nego što se instaliraju periferijski uredjaji.

• Ograničen broj portova: Većina PC računara ima par COM portova i jedan paralelni port. Može se dodati više COM portova i paralelnih portova, ali po cenu dragocenih IRQ linija.

Poslednjih godina ulazno/izlazna tehnologija je postala jedna od najuzbudljivijih i najdi-namičnijih oblasti inovacije u stonom računarstvu i dva nova standarda za serijske podatke će napraviti revoluciju u načinu priključivanja periferijskih uredjaja, što će dalje unaprediti koncept "priključi i radi" (PnP). Oni takodje obećavaju da eliminišu najveći broj briga i nevolja oko priključivanja uredjaja na računare, izmedju ostalog suvišne delove i zamršene žice koje su bile toliko uobičajene kod PC računara u prošlosti. Sa ovim novim standardima, svakom korisniku će biti moguće da priključi gotovo neograničen skup uredjaja na računar za samo nekoliko sekundi, bez potrebe za nekim tehničkim znanjem. USB Zajednički razvijena od strane firmi Compaq, Digital, IBM, Intel, Microsoft, NEC i Northern Telecom, Univerzalna serijska magistrala (Universal Serial Bus - USB) nudi novi standardizovani konektor za priključivanje svih uobičajenih ulazno/izlaznih uredjaja na jedan port, pojednostavljujući tako današnju mnogobrojnost portova i konektora. Značajan podsticaj za USB standard pojavio se u septembru 1995. godine sa najavom široke industrijske inicijative da se stvori standard otvorenog kontrolera matičnog računara (host controller interface - HCL) za USB. Podržan od strane 25 kompanija, cilj

Page 21: Portovi i magistrale - Embedded Systems Research …es.elfak.ni.ac.rs/Papers/VStefanovic - MJovanovic - Portovi i... · performanse ali je, sa druge strane, ograničilo mogućnost

21

ove inicijative bio je da se firmama, uključujući tu i proizvodjače PC računara, olakša da brže razviju proizvode koji zadovoljavaju USB standard. Ključni momenat bila je definicija javne sprege za matični računar, koju inače USB specifikacija nije definisala, što je omogućilo priključivanje na USB magistralu. Može da se priključi do 127 uredjaja, pomoću zrakastog ulančavanja ili upotrebom USB čvorišta koje, sa svoje strane, ima izvestan broj USB utičnica i priključaka za PC računar ili drugi uredjaj. To može da bude drugo čvorište na koje može da se priključi do sedam drugih periferijskih uredjaja, i tako dalje. Uz signal, USB prenosi i napajanje od 5 V, tako da mali uredjaji, kao što su ručni skeneri ili zvučnici, ne moraju da imaju sopstveni energetski kabl.

Uredjaji se uključuju direktno u četvoropinsku utičnicu na PC računaru ili na čvorištu, upotrebom pravougle utičnice Tipa A. Svi kablovi su stalno priključeni na uredjaj imaju utikač Tipa A. Uredjaji koji koriste poseban kabl imaju pravouglu utičnicu Tipa B i kabl koji ih povezuje ima utikač Tipa A i Tipa B.

USB prevazilazi ograničenja u brzini koje imaju serijski portovi zasnovani na univerzalnom asinhronom prijemniku/predajniku (UART). USB radi na zapanjujućih 12 Mbita u sekundi, što je brzo kao mrežne tehnologije tipa Ethernet i Token Ring i obezbedjuje dovoljni propusni opseg za sve današnje periferijske iredjaje, kao i za mnoge za koje se previdja da će se pojaviti. Na primer, propusni opseg USB će podržati uredjaje kao što su spoljašnji CD-ROM pogoni i jedinice magnetne trake, kao i sprege za ISDN i PABX. On je takodje dovoljan da se prenese audio signal direktno u zvučnike opremljene digitalno-analognim pretvaračima, čime se eliminiše potreba za zvučnom karticom. Ipak, USB nije namenjen da zameni mreže. Da bi se smanjili troškovi, njegov domet je ograni-

Page 22: Portovi i magistrale - Embedded Systems Research …es.elfak.ni.ac.rs/Papers/VStefanovic - MJovanovic - Portovi i... · performanse ali je, sa druge strane, ograničilo mogućnost

22

čen na 5 metara izmedju uredjaja. Manja brzina komuniciranja od 1,5 Mbita u sekundi može da se postavi za uredjaje manje brzine, kao što su tastature i miševi, čime se vrše uštede radi uredjaja kojima su više performanse zaista potrebne. USB je konstruisan da bude jednostavan za korisnika i pravi "priključi i radi" koncept. On eliminiše potrebu da se instaliraju kartice za proširenje unutar PC računara i zatim rekonfiguriše sistem. Umesto toga, ova magistrala dozvoljava da se periferijski uredjaji priključe, konfigurišu, koriste i isključe dok računar i ostali periferijski uredjaji rade. Nema potrebe da se instaliraju upravljački programi, da se razmišlja o tome koji serijski ili paralelni port da se izabere i brine o postavljanju IRQ signala, DMA kanala i ulazno/izlaznih adresa. USB sve to postiže upravljanjem priključenim periferijskim uredjajima pomoću kontrolera montiranog na matičnoj ploči PC računara ili na PCI dodatnoj kartici. Glavni kontroler i pomoćni kontroleri na čvorištima upravljaju USB periferijskim uredjajima, pomažući na taj način da se smanji opterećenje vremena centralne procesorske jedinice PC računara i da se poboljša ukupna sistemska performansa. Sa druge strane, USB sistemski softver koji je instaliran u okviru operativ-nog sistema, upravlja glavnim kontrolerom. Podaci na USB prolaze dvosmernim tokom kojim upravlja glavni kontroler i pomoćni kontroleri na čvorištima. Poboljšana verzija upravljanja magistralom dozvoljava da se delovi ukupnog propusnog opsega magistrale stalno rezervišu za odredjene periferijske uredjaje, što je tehnika koja se zove izohroni prenos podataka. USB interfejs sadrži dva glavna modula: Serijski sprežni mehanizam (Serial Interface Engine - SIE), odgovoran za protokol magistrale i Osnovno čvorište (Root Hub), koji se koristi za povećanje broja USB portova. USB magistrala daje 0,5 A (500 miliampera) struje kroz svaki port. Stoga, uredjaji male potrošnje koji bi normalno mogli da zahtevaju poseban adapter naizmenične struje, mogu da se napajaju kroz kabl - USB omogućava da PC računar automatski detektuje kolika je električna energija potrebna i da je isporuči uredjaju. Čvorišta mogu da izvuku svu potrebnu električnu energiju od USB magistrale, ili mogu da se napajaju iz sopstvenih adaptera naizmenične struje. Čvorišta koja se napajaju sa najmanje 0,5 A po portu, obezbedjuju najveću fleksibilnost za buduće uredjaje koji će se dalje priključivati. Portovi su pomoću kola za prekidanje izolovani jedni od drugih, tako da jedan kratko spojeni uredjaj neće isključiti ostale. Ono što koncept USB obećava je PC računar sa jednim USB portom umesto današnjih četiri ili pet različitih konektora. Na to bi bio priključen jedan veliki uredjaj sa sopstvenim napajanjem - na primer monitor ili štampač - koji bi radio kao čvorište, povezujući druge manje uredjaje kao što su miš, tastatura, modem, skener dokumenata, digitalna kamera i tako dalje. Kako mnogi od upravljačkih programa USB uredjaja nisu bili dostupni do objavljivanja standarda, ovo obećanje nije moglo da se realizuje pre pojave operativnog sistema Windows 98. Ipak, čak i posle toga, upotreba je bila razočaravajuća. Za to ima više razloga. Bilo je žalbi da je USB arhitektura suviše složena i da je nezgrapan stek protokola posledica potrebe da se podržava tako mnogo različitih tipova periferijskih uredjaja. Sa druge strane, smatra se da koncept čvorišta samo prebacuje troškove i složenost sa sistemske jedinice na tastaturu ili monitor. Medjutim, najveću prepreku uspehu USB magistrale verovatno predstavlja standard IEEE 1394 FireWire (doslovno "vatrena žica").

Page 23: Portovi i magistrale - Embedded Systems Research …es.elfak.ni.ac.rs/Papers/VStefanovic - MJovanovic - Portovi i... · performanse ali je, sa druge strane, ograničilo mogućnost

23

To je još jedan standard za brzu periferijsku magistralu koji su razvili Apple Computer, Texas Instruments i Sony i koji su podržali Microsoft i Adaptec - specijalizovana firma za SCSI, kao i mnogi drugi. On je bio zamišljen da bude komplementaran sa USB, pre nego da mu bude alternativa, jer je moguće da dve magistrale koegzistiraju u jednom sistemu, slično kao što to danas čine paralelni i serijski portovi. Medjutim, postoje izveštaji da su, na primer, glavni proizvodjači štampača mnogo više zainteresovani za1394 nego za USB iz jednostavnog razloga jer je za digitalne kamere mnogo pogodniji priključak 1394 od USB porta. IEEE 1394 Široko poznat i pod nazivom FireWire, standard IEEE 1394 bio je potvrdjen od strane In-stituta inženjera elektrotehnike i elektronike (IEEE) 1995. godine. Originalno je zamišljen od strane firme Apple, koja trenutno prima 1 $ od autorskih prava po portu, a do sada se više firmi priključilo Trgovinskom udruženju 1394, izmedju ostalih i Microsoft, Philips, National Semiconductor i Texas Instruments. IEEE 1394 je na više načina sličan USB, ali mnogo brži. Oba su serijski interfejsi zamenljivi u toku rada, ali IEEE 1394 obezbedjuje širok propusni opseg i brzi prenos podataka koji daleko prevazilazi ono što nudi USB. Postoje dva nivoa sprege u IEEE 1394, jedan za magistralu na osnovnoj ploči u računaru i drugi za spregu tačka-na-tačku izmedju uredjaja i računara preko serijskog kabla. Jednostavan most spaja dva okruženja. Magistrala na osnovnoj ploči podržava brzine prenosa podataka od 12.5, 25 ili 50 Mbita u sekundi, a sprega za kabl brzine od 100, 200 i 400 Mbita u sekundi - oko četiri puta brže od Ethernet veze 100BaseT (100 Mbita u sekundi) i daleko brže od 1,5 ili 12 Mbita u sekundi koje pruža USB. Specifikacija 1394b ima za cilj da usvoji različito kodiranje i šemu za prenos podataka koja će omogućiti brzinu reda veličine 800 Mbita u sekundi, 1.6 Gbita u sekundi, pa i više. Sposobnost velikih brzina čini IEEE 1394 upotrebljivim za povezivanje digitalnih kamera, kamkordera, štampača, televizijskih uredjaja, mrežnih kartica i uredjaja masovne memorije sa PC računarom.

IEEE 1394 konektori za kablove su konstruisani sa električnim kontaktima unutar strukture konektora, sprečavajući tako bilo kakav električni udar za korisnika ili prljanje kontakata rukama korisnika. Ovi konektori su izvedeni od konektora Nintendo GameBoy. Testiran u radu od strane dece svih uzrasta, ovaj mali i fleksibilni konektor se pokazao kao veoma trajan. Ovi konektori se veoma lako koriste u situacijama kada korisnik mora da ih priključi na slepo u utičnice na zadnjoj strani mašine. Nisu potrebni terminatori niti identifikatori za ručno postavljanje.

Page 24: Portovi i magistrale - Embedded Systems Research …es.elfak.ni.ac.rs/Papers/VStefanovic - MJovanovic - Portovi i... · performanse ali je, sa druge strane, ograničilo mogućnost

24

IEEE 1394 koristi kabl sa šest provodnika (dužine do 4,5 metra), od kojih su dva para za prenos podataka, a jedan par za napajanje uredjaja. Konstrukcija podseća na standardni kabl Ethernet 10BaseT. Snaga kabla je odredjena da bude od 8V do 40V jednosmerrnog napona sa strujom do 1,5A i koristi se da održi kontinuitet fizičkog sloja kada je uredjaj isključen ili neispravan - što je jedinstvena i veoma važna osobina za serijsku topologiju - i da obezbedi napajanje za uredjaje koji su priključeni na magistralu. Kako se standard razvija, očekuju se nove konstrukcije kabla koje će dozvoliti veća rastojanja bez repetitora i sa većim propusnim opsegom.

U središtu svake IEEE 1394 veze je fizički sloj i poluprovodnički čip sloja linka, standard IEEE 1394 zahteva dva čipa po uredjaju. Fizički interfejs (PHY) je mešoviti signalni uredjaj koji povezuje na PHY drugih uredjaja. On se sastoji od logike potrebne za arbitražu i za funkcije inicijalizacije magistrale. Interfejs LINK povezuje PHY sa unutrašnjim delovima uredjaja. On predaje i prima pakete podataka formatirane po standardu 1394 i podržava asinhrone ili izohrone prenose podataka. Obezbedjenje i asinhronog i izohronog formata na istom interfejsu dozvoljava se rad na istoj magistrali za primene kako u oblastima koje nisu kritične u realnom vremenu, kao što su štampači ili skeneri, tako i tamo gde je rad u realnom vremenu bitan, kao što je to kod video i

Page 25: Portovi i magistrale - Embedded Systems Research …es.elfak.ni.ac.rs/Papers/VStefanovic - MJovanovic - Portovi i... · performanse ali je, sa druge strane, ograničilo mogućnost

25

audio funkcija. Svi PHY čipovi koriste istu tehnologiju, dok LINK zavisi od vrste uredjaja. Takav pristup dozvoljava IEEE 1394 da radi kao sistem ravnopravnih uredjaja, za razliku od USB koji je klijent-server konstrukcija. To ima za posledicu da sistemu IEEE 1394 ne treba ni server ni PC računar. Asinhroni prenos je tradicionalan metod predaje podataka izmedju računara i periferijskih uredjaja, gde se podaci šalju u jednom pravcu, a zatim se daje potvrda prijema od strane onoga ko je tražio podatak. Asinhroni prenos podataka daje veći značaj samoj isporuci od njenog trajanja. Prenos podataka se garantuje, a ponovni pokušaji podržavaju. Izohroni prenos podataka osigurava tok podataka po unapred postavljenoj brzini, tako da aplikacija može da ga opsluži u odredjenom vremenu. Ovo je posebno važno za vremenski kritične multimedijalne podatke, gde njihova pravovremena isporuka eliminiše potrebu za skupim baferovanjem. Izohroni prenosi podataka rade na način difuznog emitovanja, gde jedan ili mnogo 1394 uredjaja mogu da "slušaju" podatke koji se emituju. Više kanala (do 63) izohronih podataka može simultano da se prenosi preko magistrale 1394. Pošto izohroni prenosi mogu da zauzmu maksimalno 80 procenata propusnog opsega magistrale 1394, ima još dovoljno propusnog opsega za dodatne asinhrone prenose.

Podesiva arhitektura IEEE 1394 i fleksibilna topologija jednakih nadležnosti čine ovu spregu idealnom za povezivanje uredjaja velikih brzina: svega, od računara i čvrstih diskova do digitalnog audio i video hardvera. Slika prikazuje dva odvojena radna područja povezana preko 1394 mosta. Radno područje #1 obuhvata video kameru, PC računar i video rekorder, koji su svi povezani pomoću IEEE 1394. PC računar je takodje povezan sa udaljenim štampačem preko 1394 repetitora, koji povećava razdaljinu izmedju uredjaja pojačavajući 1394 signale. Na 1394 magistrali može da se napravi do 16 skokova izmedju bilo koja dva uredjaja. Izmedju mosta i štampača upotrebljen je 1394 razdvajač, da se obezbedi drugi port za priključenje mosta magistrale 1394. Razdvajači obezbedjuju korisnicima veću fleksibilnost topologije. Radno područje #2 sadrži samo PC računar i štampač na segmentu magistrale 1394, plus vezu ka mostu magistrale. Most magistrale 1394 izoluje prenos podataka unutar svakog

Page 26: Portovi i magistrale - Embedded Systems Research …es.elfak.ni.ac.rs/Papers/VStefanovic - MJovanovic - Portovi i... · performanse ali je, sa druge strane, ograničilo mogućnost

26

od radnih područja. Mostovi magistrale 1394 dozvoljavaju da se odabrani podaci propuštaju iz jednog u drugi segment magistrale. Zato PC računar #2 može da zahteva podatke slike od video rekordera u radnom području #1. Kako je kabl 1394 sa napajanjem, sprega signala PHY se uvek napaja i video podaci se prenose čak i kada je PC računar #1 isključen. Na svaki segment IEEE 1394 magistrale može da se priključi do 63 uredjaja. U ovom tre-nutku, svaki uredjaj može da bude udaljen do 4,5 metra; veće razdaljine su moguće sa i bez repetitorskog hardvera. Specificirana su poboljšanja današnjih kablova da bi se dozvolila veća rastojanja. Preko 1000 segmenata magistrale može da se priključi preko mostova, obezbedjujući tako veliki potencijal rasta. Dodatna osobina je mogućnost da se transakcije različitih brzina pojave na istom medijumu uredjaja. Na primer, neki uredjaji mogu da komuniciraju brzinom od 100 Mbita u sekundi, dok drugi to čine brzinama od 200 i 400 Mbita u sekundi. Uredjaji za IEEE 1394 mogu da se priključuju u toku rada - dodaju na, ili uklanjaju sa magistrale - čak i kada je magistrala u punoj operativnosti. Promene u topologiji iznad konfiguracije magistrale se automatski prepoznaju. Ova "uključi i radi" osobina eliminiše potrebu za adresnim prekidačima i drugim intervencijama korisnika za konfigurisanje magistrale. Kao paketna tehnologija zasnovana na transakcijama, 1394 može da se organizuje kao da je memorijski prostor, povezan izmedju uredjaja, ili kao su uredjaji smešteni u slotovima na glavnoj osnovnoj ploči. Adresiranje uredjaja je na 64 bita, podeljeno na 10 bita za identifikaciju mreže, 6 bita za identifikaciju čvora i 48 bita za memorijske adrese. Posledica je sposobnost adresiranja 1023 mreže od 63 čvora, svaki sa po 281 Tbajta memorije. Adresiranje zasnovano na memoriji, pre nego adresiranje kanala, vidi resurse kao registre ili memoriju kojoj može da se pristupa pomoću transakcija tipa procesor-ka-memoriji. U osnovi, to sve znači lako umrežavanje - na primer, digitalna kamera može lako da šalje slike direktno na digitalni štampač, bez posredstva računara - i lako se vidi da bi pomoću IEEE1394 PC računar mogao da izgubi svoj dominantni položaj u medjusobno povezanom okruženju i bude samo jedan vrlo inteligentni uredjaj. Potreba za dva umesto jednim silicijumskim čipom će periferijske uredjaje za IEEE 1394 učiniti skupljim od onih za, recimo, SCSI, IDE ili USB. Zato su oni nepogodni za periferijske uredjaje male brzine. Medjutim, primenljivost za vrhunske primene, kao što je obrada digitalnog videa, čini očigledno ovaj standard predodredjenim da bude u glavnim tokovima sprega potrošačke elektronike - za povezivanje kamera i video rekordera, kućne elektronike i televizora. Do danas, njegova primena je uglavnom došla do izražaja u oblasti digitalnih kamkordera, gde je ovaj standrad poznat kao iLink. 1997. godine, firme Compaq, Intel i Microsoft su predložile industrijski standard koji je nazvan Device Bay. Kombinovanjem brze sprege IEEE 1394 sa spregom USB, Device Bay nudi slot u koji mogu da se stave periferijski uredjaji kao što su čvrsti diskovi ili DVD-ROM. Sledeća godina pokazala se, medjutim, problematičnom za IEEE 1394, jer je Apple objavio zahteve za autorskim pravima za korišćenje tehnologije koji su smatrani preteranim, što je zastrašilo mnoge proizvodjače poluporovodnika koji su prihvatili standard. Bez obzira na ta pitanja, i uglavnom zbog podrške izohronom prenosu podataka - do 2000. godine FireWire je postao favorizovana tehnologija u oblasti video zapisa. Zaista, njegova upotreba kao sprege za čvrsti disk nudi brojne prednosti u odnosu na SCSI. Mada njegova maksimalna brzina prenosa podataka od 400 Mbita u sekundi (ekvivalent od 50 Mbajta u sekundi) nije tolika kao kod SCSI standarda Ultra160,

Page 27: Portovi i magistrale - Embedded Systems Research …es.elfak.ni.ac.rs/Papers/VStefanovic - MJovanovic - Portovi i... · performanse ali je, sa druge strane, ograničilo mogućnost

27

FireWire pobedjuje u lakoći instalacije. Dok SCSI uredjaji zahtevaju unapred dodeljene identifikatore i da oba kraja magistrale budu sa terminatorima, IEEE 1394 dinamički dodeljuje adrese u letu i ne zahteva terminatore. Kao i kod USB, uredjaji za FireWire se takodje uključuju i isključuju u toku rada, bez potrebe za isključenjem napona napajanja računara za vreme instalacije. Kombinovano sa nepostojanjem ranijih nevolja, kao što su dodeljivanje IRQ i DMA signala - te karakteristike čine IEEE 1394 savršenim za "uključi i radi" instalaciju bez problema. Uprkos svemu tome, kao i planovima mnogih proizvodjača matičnih ploča sa ugradjenim IEEE 1394 kontrolerima za drugu polovinu 2000. godine, budući uspeh FireWire daleko od toga da je osiguran - a objavljivanje predložene specifikacije USB 2.0 od strane Foruma Intelovog Razvoja (Intel Developer Forum - IDF) u februaru 1999. godine, značajno je komplikovalo sliku budućih dogadjanja. USB 2.0 Firme Compaq, Hewlett-Packard, Intel, Lucent, Microsoft, NEC i Philips zajedno vode razvoj sledeće generacije specifikacije USB 2.0 koja će dramatično proširiti sposobnosti do nivoa potrebnog da se obezbedi podrška budućih klasa periferijskih uredjaja visokih performansi. U vreme odžavanja IDF u februaru 1999. godine, projektovane performanse su prevazilazile postojeće od 10 do 20 puta. Do održavanja sledećeg IDF u septembru 1999. godine, na osnovu inženjerskih studija i ispitivanja, ove procene su narasle na 30 do 40 puta u odnosu na performanse specifikacije USB 1.1. Sa takvim nivoima performanse, opasnost da bi USB mogao biti marginalizovan od strane konkurentske magistrale IEEE 1394, izgleda da je konačno proterana za sva vremena. Zaista, pristalice standarda USB istrajavaju na tome da se dva standarda okreću različitim zahtevima, jer je cilj USB 2.0 da obezbedi podršku za potpun skup popularnih PC periferijskih uredjaja - sadašnjih i budućih - dok IEEE 1394 ima u vidu povezivanje audio i vizuelnih uredjaja potrošačke elektronike, kao što su digitalni kamkorderi, digitalni video rekorderi, digitalni video diskovi i digitalna televizija. USB 2.0 će proširiti sposobnosti sprege od 12 Mbita u sekundi, što je dostupno na USB 1.1, do izmedju 360 i 480 Mbita u sekundi na USB 2.0, obezbedjujući vezu za periferijske uredjaje sledeće generacije koji će biti komplementarni sa PC računarima veće performanse. Očekuje se da će USB 2.0 biti i unapred i unazad kompatibilan sa USB 1.1, što će rezultovati glatkim prelaskom za krajnjeg korisnika. Očekuje se da će USB 2.0 dovesti do razvoja periferijskih uredjaja više performanse, što će doneti nove primene PC računarima u drugoj polovini 2000. godine. Brzina prenosa podataka USB 1.1 od 12 Mbita u sekundi je dovoljna za PC periferijske uredjaje kao što su telefoni, digitalne kamere, miševi, digitalne upravljačke palice, table, uredjaji kaseta, traka i disketa, digitalni zvučnici i štampači. Veći propusni opseg USB 2.0 će dozvoliti višu funkcionalnost PC periferijskih uredjaja, uključujući kamere velike rezolucije za video konferencije, skenere sledeće generacije i brze jedinice memorije. Postojeći USB periferijski uredjaji će raditi u oviru sistema USB 2.0 bez ikakvih promena. Uredjaji kao što su miševi, tastature i računarske igre neće zahtevati performansu veću od one koju nudi USB 2.0 i radiće kao uredjaji USB 1.1. Očekuje se da svi USB uredjaji koegzistiraju u okviru sistema USB 2.0. Veća brzina USB 2.0 će veoma proširiti skup periferijskih uredjaja koji će moći da se priključe na PC računar. Ova

Page 28: Portovi i magistrale - Embedded Systems Research …es.elfak.ni.ac.rs/Papers/VStefanovic - MJovanovic - Portovi i... · performanse ali je, sa druge strane, ograničilo mogućnost

28

povećana performansa će takodje dozvoliti većem broju USB uredjaja da dele raspoloživ propusni opseg magistrale, sve do arhitektonskih granica USB. Uzevši u obzir osnovu već instaliranog USB, kompatibilnost unazad USB 2.0 bi mogla da se pokaže kao ključna prednost u borbi sa IEEE 1394 za mesto potrošačkog interfejsa u budućnosti. Prva generacija Kod starijih računara magistrale su bile gomila žica povezanih sa memorijom i perifernim uređajima. Skoro uvek je postojala jedna magistrala za memoriju i jedna za periferne uređaje i njima se pristupalo pomoću posebnih instrukcija, drugačijeg tajminga i protokola. Prva komplikacija ovakve realizacije je bila obrada prekida. Da bi se izvršila ulazno-izlazna operacija program je morao čekati da periferija postane spremna. Ovo je bilo očigledno gubljenje vremena za programe koji izvršavaju druge poslove. Takođe, ukoliko program pokuša da nastavi te druge poslove, možda će mu trebati mnogo više vremena da ponovo proveri da li je uređaj spreman i može rezultirati gubljenjem podataka. Zato su projektanti omogućili da periferija prekida procesor. Ti prekidi su morali da budu poređani po prioritetima zato što procesor može da obrađuje samo jedan prekid u datom vremenu, a neki uređaji su više zavisni od vremena od drugih. Kasnije su računari počeli da dele memoriju između nekoliko procesora. Na njima je takođe pristup magistrali trebao da bude organizovan. Klasičan, prost način organizacije prekida je ulančavanje. DEC (Digital Equipment Corporation) je zaključio da je postojanje dve magistrale suvišno i skupo za masovnu proizvodnju malih računara i pridružio perifernu magistralu memorijskoj. Tako su periferije postale memorijske lokacije. U to vreme ovo je bio vrlo hrabar potez. Kod mikroračunara sistem magistrala bio je pasivna ploča povezana sa pinovima procesora. Memorija i ostali uređaji su dodavani na ovu ploču i koristili iste adresne i data pinove kao i sam procesor. U nekim slučajevima (npr. personalni računar) instrukcije još uvek generišu signale koji mogu biti iskorišćeni za implementaciju stvarne ulazno-izlane magistrale. U mnogim mikrokontrolerima i danas ne postoji ulazno-izlazna magistrala. Komunikacija je kontrolisana od strane procesora, koji čita i piše podatke sa uređaja kao da su oni memorijski blokovi u ciklusima koje generiše takt procesora. Uređaji traže opsluživanje signalizirajući na druge pinove procesora, obično korišćene za neke oblike prekida. Na primer, disk kontroler signalizuje procesoru da su novi podaci spremni za čitanje, i u tom trenutku procesor će da pomeri podatke tako što će pročitati memoriju koja odgovara tom disku. Skoro svi računari tog doba su radili na ovom principu, počevši od Ѕ-100 magistrale (IEEE-696), koja je bila sastavni deo Altair 8800 (1975) i nastavljajući se kroz IBM PC u osamdesetim godinama 20. veka. Ovi prosti sistemi magistrala su imali ozbiljnu manu. Sva periferija je morala da radi na istoj brzini i deli isti takt. Povećavanje brzine procesora nije bila prosta stvar, zato što se samim tim povećava i brzina svih ostalih uređaja. Ovo često vodi u nezgodnu situaciju gde vrlo brz procesor mora da se uspori da bi mogao da komunicira sa ostalim uređajima. Iako prihvatljiv za računare specijalne namene, ovaj problem nije dugo tolerisan za personalne računare.

Page 29: Portovi i magistrale - Embedded Systems Research …es.elfak.ni.ac.rs/Papers/VStefanovic - MJovanovic - Portovi i... · performanse ali je, sa druge strane, ograničilo mogućnost

29

Drugi problem je što je procesor potreban sa sve operacije, tako da ako je on zauzet drugim zadacima, prava propustljivost (brzina) magistrale se smanjuje dramatično. Ovakvi sistemi magistrala su teški za podešavanje kada su sastavljeni od opreme dostupne u radnjama. Primera radi, svaki dodati uređaj zahteva mnogo džampera da bi se postavile memorijske adrese, ulazno-izlazne adrese, prioriteti i broj prekida. Druga generacija Druga generacija magistrala, kao Nu magistrala (NuBus), rešava neke od ovih problema. Ona je podelila računar na dva "sveta", procesor i memoriju na jednu stranu i razne uređaje na drugu, sa kontrolerom između njih. Ovo je omogućilo da procesor poveća brzinu bez uticaja na magistralu. Takođe, drastično je smanjena potreba za korišćenje procesora prilikom pomeranja podataka, tako da su sada uređaji mogli da komuniciraju međusobno bez ometanja procesora. Ovo vodi do boljih performansi sistema, ali zahteva od perifernih uređaja da budu više kompleksni. Problem brzine često se rešava proširivanjem magistrale, pomerajući se sa 8-bitne paralelne magistrale u prvoj generaciji na 16-bitne ili 32-bitne u drugoj, isto kao i dodavanjem softverskih paketa (poznatih kao Plug-n-Play) da podrže ili zamene džampere. Međutim, ovaj noviji sistem je nasledio neke osobine od svojih ranijh rođaka. Zapravo svi uređaji na magistrali su morali da komuniciraju na istoj brzini. Pošto je procesor bio izlovan, bio je u mogućnosti da poveća brzinu zajedno sa memorijom, ali to povećanje je bilo brže nego povećanje brzine magistrale sa kojom su komunicirali. Rezultat je mnogo manja brzina magistrale nego što moderni sistemi zahtevaju, i procesor je postao "gladan" za podacima. Praktično, čest slučaj ovoga problema su grafičke kartice. One nadmašuju čak i nove PCI sisteme pa su stoga računari počeli sadržavati AGP sisteme samo da bi njih obsluživali. Do 2004. AGP je nadjačan modernim grafičkim karticama i počeo se zamenjivati novim PCI Express sistemima. Povećanje broja perifernih uređaja dovelo je do upotrebe njihovih sopstvenih magistrala. Kada su disk drajvovi prvi put predstavljeni, oni su dodavani računaru preko kartica konektovanih na magistralu, pa zato računari imaju toliko mnogo slotova na magistrali. Međutim, kroz 1980e i 1990e, novi sistemi kao SCSI i IDE su predstavljeni kao rešenje ovog problema, ostavljajući mnoge slotove praznim. U današnje vreme na tipičnom računaru postoje oko pet različitih magistrala koje podržavaju mnoge uređaje. Raslojavanje je zatim postalo popularno. Koncept lokalna magistrala je postao suprotan od koncepta spoljašna magistrala. Ranije razmatran kao sistem magistrala dizajniran za korišćenje od strane unutrašnjih uređaja (npr grafička kartica), a kasnije kao magistrala dizajnirana za dodavanje eksternih uređaja (npr. skener). Treba dodati da lokalna znači veću blizinu procesoru od ISA magistrale. IDE je eksterna magistrala, iako se skoro uvek nalazi unutar računara. Treća generacija Treća generacija magistrala tek dolazi na tržište i uključuje HyperTransport i InfiniBand magistrale. One sadrže osobine koje im omogućuju da rade na vrlo visokim brzinama kako bi podržale memoriju i grafičke kartice, ali takođe podržavaju sporije brzine za komunikaciju sa sporim uređajima kao što su diskovi. Takođe teže da budu veoma

Page 30: Portovi i magistrale - Embedded Systems Research …es.elfak.ni.ac.rs/Papers/VStefanovic - MJovanovic - Portovi i... · performanse ali je, sa druge strane, ograničilo mogućnost

30

fleksibilne u smislu fizičkih povezivanja, omogućujući da budu korišćene kao unutrašnje magistrale, kao i za međusobno povezivanje različitih računara. Ovo dobodi do teških problema u slučaju obsluživanja različitih zahteva, tako da se pristupa softverskom rešavanju problema. Generalno, treća generacija magistrala teži da liči više na mrežu nego na originalnu zamisao magistrale, s razvijenijim protokolom nego današnji sistemi, dok omogućuju da više uređaja korisi istu magistralu odjednom. Superbrze magistrale K8 je velika revizija K7 arhitekture, a najznačajnije unapređenje je dodavanje 64-bitnih ekstenzija na x86 set instrukcija (zvanično nazvan AMD64, je implementacija x86-64), ugradnja memorijskog kontrolera na sam procesor i implementacija izuzetno brze magistrale nazvane HyperTransport. Opteron, predstavljen 22. aprila, 2003, je bio prvi produkt ove arhitekture. Njega je pratio Athlon 64 23. septembra 2003. Brzina Hyper Transport magistrale: Od brzine sistemske magistale ne zavisi samo brzina procesora već i brzina memorije i brzina Hyper Transport (HT) magistrale. Kod s754 procesora HT radi na 800MHz, a kod s939 na 1000Mhz, što znači da je množilac HT magistrale 4 za s754 odnosno 5 za s939. Dakle brzina HT-a se računa tako što se radni takt sistemske magistrale pomnoži sa 4, odnosno 5. Ako se radni takt sistemske magistrale poveća sa 200 na 250 onda će HT raditi na 4x250=1000 MHz, što nije dobro. Ako se radni takt sistemske magistrale poveća na 300MHz, brzina procesora će da se poveća na 8x300=2400MHz, a HT će raditi na 4x300=1200 MHz. HyperTransport U HyperTransport konzorcijum (koji je osnovao AMD pre četiri godine) udružene su firme Sun, Cisco, Agilent, VIA, nVIDIA, Toshiba i mnoge druge. Ovaj konzorcijum će krajem godine da objavi novu specifikaciju HyperTransport 2.0 arhitekture koja bi prenos podataka između čipova trebalo da ubrza do teoretskog limita od 40 gigabajta u sekundi. HyperTransport (HT), koji je ranije bio poznat kao LDT (Lightning Data Transport),je dvosmerni serijsko/paralelni link velikog opsega, malog kašnjenja koji međusobno povezuje dve tačke, koji je na tržište izbačen 2 aprila 2001. godine HyperTransport konzorcijum je zadužen za promociju i razvoj HyperTransport tehnologije. Ova tzehnologija se koristi od strane AMD-a i Transmeta za x86 procesore, PMC-Sierra, Broadcom, i Raza Microelectronics kod MIPS mikroprocesora. AMD, NVIDIA, VIA i SiS kod PC čipseta, HP, Sun Microsystems, IBM, i Flextronics kod servera, Cray, Newisys, QLogic, i XtremeData, Inc. za računarstvo sa odličnim performansama, i Cisco Systems kod rutera. Tačnije, po svakom paru pinova brzina prenosa trebalo bi da bude od 3 do 5 MB/s, što znači da bi 16-bitni HyperTransport link trebalo da ima 20 GB/s, a 32-bitni HyperTransport link brzinu prenosa do 40 GB u sekundi. U ovoj specifikaciji je i PCI-Express arhitektura a od ovog unapređenja će prvi imati koristi proizvođači procesora kao AMD i Apple, čiji će Opteron, Athlon64 (AMD K9 arhitektura) i G5 procesori verovatno već sredinom sledeće godine da koriste magistrale sa prenosima podataka do 40 GB/s.

Page 31: Portovi i magistrale - Embedded Systems Research …es.elfak.ni.ac.rs/Papers/VStefanovic - MJovanovic - Portovi i... · performanse ali je, sa druge strane, ograničilo mogućnost

31

HyperTransport je originalno razvijen kao nova ulazno-izlazna metoda za multiprocesorske servere, zasnovane na AMD čipovima i tehnologiji nazvanoj Lightning Data Transport (LDT). Ova tehnologija je trebalo da zameni sadašnje različite magistrale u PC računarima. Prva implementacija HyperTransport tehnologije nudi maksimalan protok podataka od 6.4 GB/s, čak 24 puta brže od PCI magistrale (266 MB/s). HyperTransport je kompatibilan sa postojećim operativnim sistemima i ne zahteva posebne modifikacije OS-a ili drajvera, a može da se koristi u različitim prilikama u kojima je potreban brz prenos velikih količina podataka. HyperTransport veze imaju dva jednosmerna point-to-point linka, koji mogu da budu 2, 4, 8, 16 ili 32-bitni (u svakom smeru). Koriste se dva pina po svakom bitu za suprotne smerove, sa diferencijalnim otporom (100 ohm) za jeftine PCB-e. HyperTransport I/O ima prenos 800 megabita u sekundi po pinu (takt 400 MHz). Tako 8-bita u svakom smeru daju 800 MB/s (svaki smer), tj. 1.6 GB/s opsega. Za multiprocesing, 16-bita u svakom smeru daje ukupno 6.4 GB/s, brz prenos koji može da se iskoristi za komunikaciju između procesora u višeprocesorskim sistemima. HyperTransport je dizajniran kako bi bio osnovni deo od kojeg bi se gradila enterprise serverska rešenja, zasnovana na AMD procesorima i podržalo lančano povezivanje do 32 uređaja (čipa) po svakom kanalu. Zajedničku HyperTransport magistralu može da koristi više uređaja. Danas ovu tehnologiju za povezivanje procesora i kao zamenu za PCI magistralu koriste još IBM i Apple, u svojim konfiguracijama i serverima sa Ponjer4 i G5 (PonjerPC 970/FX) procesorima, VIA i nVIDIA takođe koriste HyperTransport u svojim proizvodima namenjenim radu sa AMD procesorima, kao i Majkrosoftova Džbodž konzola, a tu su Sun Microsystems serveri i prenosivi računari sa Transmeta Efficeon procesorom. Link velikih brzina sa više mogućih putanja HyperTransport ima 4 verzije sa različitim brzinama — 1.x, 2.0, 3.0, i 3.1 — koje rade na frekvencijama od 200 MHz do 3.2 GHz. To je takođe a DDR ili "Double Data Rate" konekcija, što znači da se informacije šalju i za početne i za krajnje signale takta. Usled toga maksimalna moguća brzina je 6400 MT/s kada magistrala radi na 3.2 GHz. Radna frekvencija je samopodesiva u zavisnosti od potrebe. HyperTransport podržava i autopodesivi opseg, koji varira od 2 do 32 linka. Kada je brzina maksimalna uz maksimalni opseg, sa interkonekcijom od 32 bita bryina prenosa je 25.6 GB/s (3.2 GHz/lane * 2 bits/Hz * 32 lanes * 1 bajt / 8 bita) u jednom smeru, ili 51.2 GB/s po linku, što ovu magistrlu čini bržom od mnogih postojećih. Takođe, linkovi različitih širina se mogu kombinovati u samo jednom sistemu (na priemr, link sa 16 linija može biti usmeren ka jednom PC-u dok se ka perifernom uređaju može uputiti link sa 8 linija), što omogućava mnogo bržu interkonekciju između CPU-a, a ka perifernim uređajima moguće je koristiti mnogo manje brzine. Ova tehnologija ima i jako malo kašnjenje u odnosu na ostala rešenja, upravo zbog jako malog preopterećenja. Električno gledano, HyperTransport je sličan kao LVDS (Low Voltage Differential Signaling) koji radi na 2.5 V. Paketska orijentacija

Page 32: Portovi i magistrale - Embedded Systems Research …es.elfak.ni.ac.rs/Papers/VStefanovic - MJovanovic - Portovi i... · performanse ali je, sa druge strane, ograničilo mogućnost

32

HyperTransport je paketski orijentisan, pri čemu se svaki paket sastoji od skupa 32-o bitnih reči, bez obzira koja je fizička širina opsega. Prva reč u paketu uvek sadrži polje komande. Mnogi paketi imaju 40-o bitne adrese. Kada je potrebno adresiranje sa 64 bita, potrebno je dodavanje dodatnog 32-o bitnog kontrolnog paketa. Informacije u paketu se šalju odmah nakon kontrolnog paketa. HyperTransport paketi ulaze u interkonekciju u segmentima koji su poznati kao vremenski bitovi. Broj bitova vremena zavisi od širine linka. HyperTransport takođe podržava upravljanje sistemom, interapt signala, tetsiranje uređaja ili procesora, I/O transakcije, kao i opšti transport podataka. Ova magistrala podržava sve različite vrste write komandi – one koje su postavljene i one koje nisu. Postavljene komande ne zahtevaju odziv od ciljne destinacije. One se obično koriste za uređaje koi imaju veliki opseg kao što su saobraćaj sa uniformnim pristupom memoriji (Uniform Memory Access) ili transferi sa direktnim pristupom memoriji. Komande koje nisu postavljene zahtevaju odziv od strane destinacije u formi “zadatak izvršen”. Napajanje HyperTransport takođe podržava upravljanje napajanjem s obzirom da je izrađebn u skaldu sa specifikacijama Napredne Konfiguracije i Interfejsa Napajanja. Ovo znači da promene u sleep stanju procesora (C stanje) može da signalizira promene u stanju uređaja (Dstanje), tj., može da isključi napajanje diskova kada CPU pređe u sleep stanje (stanje hibernacije). HyperTransport 3.0 ima dodatne mogućnosti koje omogućavaju centralizovani menadžment napajanja i kontrolu. Primena HyperTransport magistrale Zamena prednjih portova Primearna namena HyperTransport porta je zamena prednjih portova, koji se trenutno razlikuju kod svakog tipa računara. NA primer, Pentium se ne može priključiti na PCI Express port. Kako bi se sistem proširio, prednji port se preko adaptera mora povezati na neki od ovih portova kao što su AGP ili PCI Express. Sa druge strane, HyperTransport je otvoremna specifikacija koja je na tržište izbačena od strane vlikog broja kompanija. Jedan HyperTransport adapter čip radiće na velikom broju mikroprocesora sa HyperTransport standardom. NA primer, Broadcom HT-1000 i HT-2000 uređaji za kontrolu servera mogu da rade sa velikim brojem različitih mikroporcesora sa HyperTransport standardom. AMD koristi HyperTransport kao port na prednjem kraju za Opteron, Athlon 64, Turion 64, i Phenom familije pro. Interkonekcije mikroprocesora Još jedna primena HyperTransport standarda je interkonekcija za NUMA multiprocesorske kompjutere. AMD koristi HyperTransport sa ekstenzijom cash

Page 33: Portovi i magistrale - Embedded Systems Research …es.elfak.ni.ac.rs/Papers/VStefanovic - MJovanovic - Portovi i... · performanse ali je, sa druge strane, ograničilo mogućnost

33

memorije kao delom njihove Direct Connect arhitekturekod Opteron i Athlon 64 FX (Dual Socket Direct Connect) DSDC arhitekture procesora. Zamena rutera ili portova sviča HyperTransport se takođe može primeniti kao port kod svićeva i rutera. Ruteri i svičevi imaju višestruke mrežne interfejse i podaci se moraju slati između ovih portova što je moguće brže, npr., Eternet ruter sa brzinom od 100 Mbit/s Ethernet mora da ima maksimalnih 800 Mbit/s internog opsega (100 Mbit/s * 4 porta * 2 smera). HyperTransport umnogome prevazilazi opseg koji je potreban za ovu aplikaciju. Međusobno povezivanje ko-procesora Pitanje kašnjenja i opsega između CPU-a i ko-procesora je obično ogromna prepreka kada je u pitanju implementacija. U skorije vreme, ko-procesori kao što je FPGA pojavili su se na tržištu i njima se može pristupiti preko HyperTransport porta. Trenutna generacija FPGA koja dolazi od dva proizvođača (Altera i Xilinx) može direktno da podržava HyperTransport interfeja i da istovremeno IP jezgro bude dostupno.

HyperTransport proizvodi

BCM1480 – 64-bitni MIPS Quad Multiprocesor

Page 34: Portovi i magistrale - Embedded Systems Research …es.elfak.ni.ac.rs/Papers/VStefanovic - MJovanovic - Portovi i... · performanse ali je, sa druge strane, ograničilo mogućnost

34

BCM1520 – 64-bitni MIPS Multiprocesor

RM11200 64-bitni MIPS Multiprocesor

Page 35: Portovi i magistrale - Embedded Systems Research …es.elfak.ni.ac.rs/Papers/VStefanovic - MJovanovic - Portovi i... · performanse ali je, sa druge strane, ograničilo mogućnost

35

8132 HyperTransport to Dual PCI-X 2.0 Bridge

8151 Grafički Tunel

AGP 3.0 – Podržava AGP-8X

Page 36: Portovi i magistrale - Embedded Systems Research …es.elfak.ni.ac.rs/Papers/VStefanovic - MJovanovic - Portovi i... · performanse ali je, sa druge strane, ograničilo mogućnost

36

2. Portovi dati alfabetnim redosledom Ovo je primarna lista svih kompjuterskih, procesorskih, IC i kablovskih portova koji su dati na ovom sajtu. Portovi su navedeni pod imenom koje je već dato; ipak, neki od portova mogu biti poznati i pod drugačijim imenom. 10Base2 / 10Base5 Eternet koji se prenosi putem koaksijalnog kabla, maksimalna dužina je 500 metara, maksimalna brzina 10Mbits/sec. 10BaseT Eternet koji se prenosi putem upredenih žica, maksimalna dužina je 100 metara, maksimalna brzina 10Mbits/sec. 10GFC 10 gigabitni optički kanal, koji ima brzinu od 12.75GBd [GigaBaud]. 100BaseX Eternet koji se prenosi putem koaksijalnog kabla, upredenih žica ili optičkog kabla, maksimalne dužine 100 metara, maksimalna brzina 10Mbits/sec. 1000BaseKx Giabitni serijski rad. 802.11 definiše WLAN (Wireless Local Area Network) korišćenjem Eternet protokola koji radi na 2.4 GHz i 5GHz u ISM opsezima. Access Bus (Pristupni Port) je serijski port male brzine koji služi za povezivanje PC-a i perifernih uređaja. Pristupni port se takođe koristi u DDC-u (Display Data Channel) video standarda za dvosmernu komunikaciju između monitora i PC-a. Pristupni čvor koristi I2C port kao interfejs električnog hardvera. Pristupni port koristi serijski sat i serijsku radnu liniju koja radi na brzini od 100 Kbps preko kabla dužine 10 metara. ADB Bus (Apple Desktop Bus) je serijski port koji je korišćen kod Apple računara za komunikaciju sa mišem i tastaturom. Kabl se sastoji od jedne linije sa podacima [ADB], linije za napajanje [+5v] i uzemljenja. Maksimalna brzina prenosa bila je 125 Kbps. ADB port se danas ne koristi kod PC-a i zamenjen je pomoću Fireware-a. AES/EBU [Audio Engineering Society/European Broadcasting Union] je jedno od zajedničkih imena za standard digitalnog audio prenosa. Standat+rd je takođe poznat kao XLR uazo što je AES/EBU digitalni interfejs obično implementovan korišćenjem 3-0 pinskog XLR konektora, a to je isti tip konektora koji se koristi i kod profesionalnih mikrofona. Jedan kabl nosi audio podatke i levog i desnog kanala. AES/EBU je alternativa za S/PDIF [Sony/Philips Digital Interface] standard. S/PDIF je format fajla za audio transfer koji se koristi kod RCA konektora. AGP Bus (Accelerated Graphics Port), se koristi kao lokalni video port kod PC-a. AGP port je unapređen Pralelni PCI port sa nekoliko dodatih signala. Brzina AGP-a je 2.1GB/s. PCI-Express port na grafičkim karticama je zamenjen AGP portovima kod PC-a.

Page 37: Portovi i magistrale - Embedded Systems Research …es.elfak.ni.ac.rs/Papers/VStefanovic - MJovanovic - Portovi i... · performanse ali je, sa druge strane, ograničilo mogućnost

37

AMR Bus (Audio/Modem Riser) specifikacija definiše OEM PC Riser interfejs na matičnim pločama, koji podržava i audio i modemske funkcije. MR slot obezbeđuje modemske, a AMR slot obezbeđuje i audio i modemske funkcije. ASI (Advanced Switching Interconnect) ATA Bus IDE/ATA paralelni port za PC koji se koristi za međusobno povezivanje matičnih ploča i hard diskova, disk drajva, flopi ili CD drajva. IDE: Integrated Drive Electronics, ATA: Advanced Technology Attachment. Nema razlike između IDE i ATA interfejs čvorova. Maksimalna brzina je 133Mbps, pri čemu je maksimalna dužina kabla za povezivanje 18 inča1. ATM Bus (Asynchronous Transfer Mode [ATM] koristi Synchronous Optical Network/Synchronous Digital Hierarchy (SONET/SDH), DS-3/E3 kao fizički medijum. Automobilski portovi MOST Bus, J1850 Bus, D2B, CanBus, IDB1394, FlexRay, byteflight, OBDII … Avionski portovi ARINC, SFODB, SpaceWire, MIL-STD-1553, MIL-STD-1760, MIL-STD-1776 Bluetooth Bezični primopredajnik koji funkcioniše u ISM opsegu od 2.4GHz. byteflight se koristi za aplikacije kod kojih je sigurnost od kritične važnosti kod motornih vozila (vazdušni jastuci). Byteflight je TDMA [Time Division Multiple Access] protokol koji radi brzinom od 10Mbps preko dvo- ili trožilnih plastičnih optičkih vlakana (Plastic Optical Fibers POF). CableCARD HDTV kabl čija je baza PCMCIA, koji se koristi kod HDTV-a. CAN Bus (Controller Area Network CAN) specifikacija definiše nivo podataka, ISO 11898 definiše fizički nivo. Maksimalna dužina bakarnog kabla je 1000 metara. Koristi se kao port kod industrijskih primena kao i u automobilskoj industriji. CardBus predstavlja 32-o bitnu PCMCIA karticu koja radi na 33MHz. CardBus je zamenio 16-o bitnu PC Card verzoju PCMCIA standarda. C-Bus I kao i C-Bus II razvijeni su od strane Corollary Inc. kao multiprocesorska čip set arhitektura koja se koristi kod matičnih ploča sa više od samo jednog procesora. Centronics Bus Jednosmerni paralelni periferni interfejs kod PC-a, koji se obično koristi kao port za štampače. Maksimalna preporučena dužina za kabl štampača je 12 fita. Centronics paralelni port je 1995. godine zamenjen IEEE-1284 portom štampača.

1 1 inch=0.0254 m

Page 38: Portovi i magistrale - Embedded Systems Research …es.elfak.ni.ac.rs/Papers/VStefanovic - MJovanovic - Portovi i... · performanse ali je, sa druge strane, ograničilo mogućnost

38

CGA [Color Graphics Adapter]: CGA standard [1981] podržava nekoliko različitih modova; tekst mod sa najvećim kvalitetom je 80x25 karaktera u 16 boja. Ovaj standard je zastareo. CMR Bus (Chaintech Mulmedia Riser) koristi se kod Chaintech matičnih ploča kao ekspanzioni slot, na osnovu CMC7.1. ovo je njihov način implementacije CNR specifikacije. COM [Computer-on-Modules] Standard ugrađene kompjuterske ploče koji se kontroliše pomoću PICMG. COM koristi ETX form faktor koji je originalno razvijen od strane Kontron-a. COM Express [Computer-on-Modules Express] Standard ugrađene kompjuterske ploče koji se kontroliše pomoću PICMG. COM koristi ETX form faktor koji je originalno razvijen od strane Kontron-a. Com Express podržava PCI Express, Serial ATA, Serial DVO i LVDS. COM Express je PCI Express verzija za ETX (Embedded Technology eXtended) čiji je form faktor: 95mm x 111.6mm (5.75 x 8 inča). CompactFlash Card Flash Memory kartica radi na principu ATA drajva koji koristi Flash memoriju. Urešaji su veličine 1/3 Tipa II PC kartice. Compact PCI port cPCI port je ugrađen PCI port koji koristi Euro-card form faktor. CompactPCIexpress PCI Express [PCIe] na 3U x 160mm form faktoru u cPCI okruženju. CompactTCA nudi fabričku podršku koja je slična AdvancedTCA portu ali sa smanjenim opsegom u obliku 6U "CompactPCI kompatibilnog" form faktora. Control S Bus Sony S-Link; Control-S, i Control-A se više ne koriste. CSA Bus [Communication Streaming Architecture] Intel koristi CSA arhitekturu koja je zasnovana na HubLink arhitekturi. CSA obezbeđuje dvosmerni izlazni opseg od 266 MB u sekundi (2 Gbps). CSA je port koji je napravljen sa zadatkom da povezuje Memory Controller Hub (MCH) na čipsetu. CT Bus [Computer Telephony] port je port za komunikaciju, odnosno telekomunikacije koji je implementovan ili na PCI ili cPCI karticama kao port drugog reda sa kojim se uređaj povezuje preko kabla. DataFlash Card Prenosiva Flash Memory kartica. Jedna vrsta velikog broja Flash memorijskih kartica. Device Bay Periferni uređaj koji se povezuje putem USB-a i/ili Firewire-a sa PC-em, ali od 2001. godine nije kompatibilan sa Window-som.

Page 39: Portovi i magistrale - Embedded Systems Research …es.elfak.ni.ac.rs/Papers/VStefanovic - MJovanovic - Portovi i... · performanse ali je, sa druge strane, ograničilo mogućnost

39

Domestic digitalni port (Domestic Digital Bus [D2B] je sistem optičkih portova koji povezuje audio, video, kompjuterske periferne uređaje i telefonske komponente u strukturu prstena unutar vozila. Mercedes-Benz koristi kombinaciju topologija prstena i zvezde [sa maksimalnom dužinom optike od 10 metara [1 sprega] ili 7 metara [2 sprege]. DSI Bus (Distributed Systems Interface) koji je razvijen od strane Motorole kao port za zaštitu. DSI je dvožični serisjki port koji povezuje senzore i komponente u vozilu. DSL ima maksimalnu dužinu kabla od 18,000 fita, ali brzina i dužina kabla zavise od tipa DSL-a. Naziva se i xDSL. DVI Bus DVI [Digital Visual Interface] je standardan kod digitalnih displeja velike brzine i visoke rezolucije. EBX specifikacija Form faktor ugrađene matične ploče koji iznosi 8.00" x 5.75", predstavlja standard ugrađenih matičnih ploča koje su podržane od strane PICMG. EBX form faktor se koristi kao PC104 platforma. EBX nije standard za portove već standard za matične ploče. EGA [Enhanced Graphics Adapter]: EGA standard [1984] ponudio je poboljšane rezolucije kao i više boja u odnosu na CGA. EGA je obezbeđivao izlaz od čak 16 boja (odbaranih iz palete od 64 boja) na rezolucijama ekrana od 640x350, ili 80x25 tekst saMonitori imaju digitalni interfejs. EIA-232 Bus EIA232 je standradni interfejs serijskog porta koji se koristi kod personalnih računara. Maksimalna brzina je 20kbps, preko kabla čija je maksimalna dužina 20 meters. EIA-232 je isti standard kao i RS-232. EIA-422/EIA485 Bus EIA422/EIA485 [RS422/RS485] ima maksimalnu dužinu kabla od 1200 metra sa brzinom od 200kbps preko uravnoteženog (diferencijalnog) interfejsa. EIA-423 Bus EIA423 [RS423] standard za portove. EIA-449 kablovski portovi EIA-449 interfejs za portove kablova. Maksimalna dužina kabla je 60 metara [2.1Mbps]. EIA-530 kablovski portovi Definiše interfejs za povezivanje kablova korišćenjem korišćenjem EIA422 /EIA423 u vidu svog električnog interfejsa. Maksimalna dužina kabla je 60 metara [2.1Mbps]. EIA-568 / EIA-569 Bus Telekomunikacije u komercijalnim zgradama koje koriste standardne provodnike otpornosti od 100 oma, nezaštićene i upredene. EIA-644 Bus (Low Voltage Differential Signaling [LVDS]) standard za instalacije.

Page 40: Portovi i magistrale - Embedded Systems Research …es.elfak.ni.ac.rs/Papers/VStefanovic - MJovanovic - Portovi i... · performanse ali je, sa druge strane, ograničilo mogućnost

40

EISA (Extended Industry Standard Architecture [EISA] ili Enhanced ISA) port: 8MHz @ 8/16/32 bita, 32 bitni adresni port; PC Ekspanzioni Port, koji je kompatibilan sa ISA. ISA kartica može da radi sa EISA slotom, ali EISA kartica ne radi sa AT slotom. EISA port (u jednom od modova) koristi obe ivice vremenskog signala, pri čemu se viša ivica koristi za izlaznu adresu, a niža ivica za unos podataka. Takođe, dostupna su još tri različita moda za transfer. EISA kartica je iste veličine kao i AT karticaNove adresne linije se završavaju sa "LA#". Ovaj port se više ne koristi i zamenjen je sa PCI i AGP portovima. Ugrađene PCI-X specifikacije [ePCI-X], PICMG 1.2 specifikacije definišu matematički i električni interfejs koji su podrška standardnom form factor-u PCI kompjuterskih sistema koji imaju bilo koji od dva PCI/PCI-X porta ili samo jedan PCI/PCI-X port. Dokument takođe definiše električne i mehaničke konekcije za kompjuter sa samo jednom matičnom pločom. Ova specifikacija je unapređena PCI-ISA specifikcija. PCI-X mogućnosti su dodate PCI portu i ISA port je zamenjen PCI-X porta, na PCI-ISA radnoj ploči. Radna ploča ima iste dimenzije kao i PCI-ISA ali komponente se većim delom nalaze na PCI strani a slot zauzima PCI poziciju EPIC (Embedded Platform for Industrial Computing) sa form faktorom: 4.5" x 6.5". EPIC je manji od EBX standarda. EPIC predstavlja ugrađeni SBC format koji takođe podržava PC/104 module. Ethernet Bus Standard za Eternet Portove koristi se u LAN okruženima. Normalna implementacija ide preko koaksijalnog ili kabla sa ukrštenim provodnicima pri brzinama od 10Mbps ili 100Mbps. ETX; (Embedded Technology eXtended) sa form faktorom: 95mm x 111.6mm (5.75 x 8 inches). Predstavlja ugrađeni standard za matične ploče koji podržava PICMG. ETX nije standard za portove već standard za matične ploče. Brzi port (FastBus) IEEE standard 960-1993 definiše mehaničke, električne i protokolne nivoe. FastBus koristi 32-o bitnu adresni i port za podatke. Standardni uređaj ima 26 slota. FDDI protokol (Fiber Distributed Data Interface) protokol. Fiber Channel (Kanal optičkih vlakana) Koristi se za prenos podataka ka radnim stanicama, mainfrejm računarima, desktop računarima, urešajima za skladištenje podataka, displejima i perifernim uređajima. Kanal optičkih vlakana sastoji se od optičkih vlakana [400MBps] ili provodnika od bakra [100MBps] . FireWire Bus IEEE 1394 [FireWire] port, koristi se kao serijski port velike brzine izmešu PC-a i perifernih uređaja. Flexbus razvijen je kako bi povezao frejmer i maper fizičkog nivoa (Physical layer PHY) kod SONET/SDH sa IC-em kako bi se povezali uređaji kao što SAR i mrežni procesori

Page 41: Portovi i magistrale - Embedded Systems Research …es.elfak.ni.ac.rs/Papers/VStefanovic - MJovanovic - Portovi i... · performanse ali je, sa druge strane, ograničilo mogućnost

41

za ATM mod, paketi koji se prenose putem SONET-a (POS), i Eternet aplikacije. Flexbus 3 radi brzinom od 2.5Gbps (OC-48); Flexbus 4; SPI-4 radi brzinom od 10Gbps (OC-192). FlexRay Bus je Point-to-Point [topologija zvezda] brzine od 10Mbps port koji se koristi u automobilskoj industriji, a koji funkcioniše preko UTP ili STP kabla. FPDI-1 [Flat Panel Display Interface] opisuje električni, logički i konektorski interfejs između displeja flat panela i kontrolera displeja u integrisanom okruženju. Futurebus predstavlja speifikaciju porta za backplane. Gigabit Ethernet (Gigabitni Eternet) radi pomoću ili kablova od bakra čija je skraćenica [STP, Shielded Twisted Pair], [UTP, Un-Shielded Twisted Pair], ili CAT-5 optičkog kabla ili kabla od bakra. Gigabitni Eternet takođe radi pri brzini od preko 1GHz. GigaBridge PICMG 2.16 R1.0 predstavlja PCI tehnologiju prekidanja koja je razvijena od strane PLX Technology Inc. On radi u skalabilnoj topologiji u vidu prstena koja podržava brzine od OC-12 do OC-48. GigaBridge koristi 6.4-Gbit/s LVDS interfejs za link. GPIB Bus IEEE-488 paralelni port opreme, digitalni interfejs za programabilnu instrumentaciju koji radi brzinom od 1MBytes/s preko kabla maksimalne dužine 20 metara, ili 2 metra po uređaju. H-Bus H-port je dizajniran kao ulazni port za prenos digitalnih medijskih strimova iz višestrukih izvora, a koristi se kod host uređaja. H-port je razvijen od strane MIT-a, i radi brzinom od 640 Mbps. HIC (IEEE-1355) je dvosmerna serijska interkonekcija koja gradi skalabilni paralelni sistem korišćenjem parova jendosmernih linija. HIC radi sa kablovima dužine između 1 do 10 metra sa brzinama od 38MBps preko bakarnog kabla, i preko optičkog kabla dužine između 100 i 3000 metara sa brzinom od 169MBps. HIPPI (High-Performance Parallel Interface) Paralelni HIPPI radi sa brzinom od 200 MBps [HIPPI-1600], kablom od 25 metara, koji je izrađen od bakra. Serijski HIPPI radi sa brzinom od 200 MBps [HIPPI-1600 Serial], koristi koaksijalni kabl za razdaljine od 25 metara, a za udaljenosti od 1 km koristi optičke kablove za Multi Mode ili 10 km za Single Mode. HIPPI-6400 radi brzinom od 1.6Gbps.) HPIB Bus IEEE-488 paralelni port za opremu, koji se takođe naziva GPIB. HSSI Bus (High Speed Serial Interface) koristi se kod iznajmljenih linija [kao što je DS3] i WAN mreža. Maksimalna brzina je 52Mbps pri čemu se koristi diferencijalni ECL [Emitter Coupled Logic] preko STP (Shielded Twisted Pair) kabla sa maksimalnom dužinom od 50 fita.

Page 42: Portovi i magistrale - Embedded Systems Research …es.elfak.ni.ac.rs/Papers/VStefanovic - MJovanovic - Portovi i... · performanse ali je, sa druge strane, ograničilo mogućnost

42

HubLink Bus Intel koristi HL arhitekturu kod svojih 8xx čipseta, kao interfejs između ima takođe širinu od 8 bita i opseg od 532 Mbps. HyperTransport Bus Port koji međusobno povezuje dve tačke koje imaju (najmanje) dva jednosmerna linka. Ima brzinu od 2, 4, 8, 16 ili 32 bita [u oba pravca] pri čemu je brzina prenosa podataka za svaki par 800Mbs i 400MHz. Formalni naziv je (Lightning Data Transport LDT). Koristi se kod mobilnih personalnih računara, servera, mrežne opreme, ugrađenih aplikacija i komunikacionoj opremi. I2C Bus Inter-IC [I2C] originalno je dizakjniran kao interfejs za kontrolu rada baterije, a adanas se korsti kod mikrokontrolerskih, potrošačkih i telekomunikacionih kontrola, i predstavlja port za dijagnostiku i upravljanje napajanjem. Postoje tri brzine: Standardna, 100kbps, Brzi mod, 400kbps, i mode velike brzine, 3.4Mbps. I2O Bus (Intelligent Input/Output [ili Intelligent I/O] ovaj port je dizajniran kako bi eliminisao I/O uska grla korišćenjem specijalnih I/O prcesora. To je port koji se više zasniva na softverskoj a ne na hardverskoj arhitekturi. I2S Bus je serijski port koji je dizajniran za digitalne audio uređaje. On rukuje audio podacima odvojeno od signala sata. Ovaj port se sastoji od tri linnije serijskih portova: linije kanalom sa dvostrukim vremenskim multipleksiranjem (TDM), linije za odabir reči i linije sata. IBA Bus (Intermediate Bus Architecture) napajanje koje koristi kabl ili PWB od jednog naponskog regulatora ka bilo kom drugom regulatoru. IDE Bus IDE/ATA paralelni port u personalnim računarima koristi se za hard diskove, flopi i CD drajvove. IDE (Integrated Drive Electronics) port, koji predstavlja paralelni 16-o bitni paralelni interfejs, menja se Seerijskim ATA portom [SATA]. Poslednja verzija IDE porta [ATA-7] radi pri brzini od 133 Mbps i preko kabla u vidu trake od 18 inča. IEEE-488 Digitalni interfejs za programabilnu instrumentaciju, HPIB paralelni port za opremu koji se takođe naziva i GPIB. IEEE-1174 Serijski interfejs za programabilnu instrumentaciju u osnovi predstavlja IEEE-488 koji radi preko RS-232 linka. IEEE-1174.0 definiše električne i mehaničke implementacije preko RS-232. IEEE-1174.1 definiše portove preko GPIB u serijskom interfejsu. IEEE-1174.2 daje detaljnije informacije o funkcionalnosti i implementaciji potrebnog IEEE-488.2 preko serijskog linka. [EIA/TIA-574]. IEEE-1284 PC dvosmerni paralelni periferisjki interfejs, koji se najviše koristi kod portova za štampače, i uopšetno za periferne interfejse. Maksimalna preporučena dužina kabla je 25 fita.

Page 43: Portovi i magistrale - Embedded Systems Research …es.elfak.ni.ac.rs/Papers/VStefanovic - MJovanovic - Portovi i... · performanse ali je, sa druge strane, ograničilo mogućnost

43

IEEE-1355 HIC port je dvosmerna serijska interkonekcija koja stvara skalabilni paralelni sistem korišćenjemparova jednosmernih linija. IEEE 1394 Bus IEEE 1394 standard za port koji koristi CAT5 kabl omogućava brzine od100Mbps duž kabla od 100m. IEEE-1596 (SCI Scalable Coherent Interface). SCI je skalabilna mreža, čvorovi su povezani pomoću jednosemrnih linkova od tačke do tačke (prsten). Opseg raste sa brojem čvorova. SCI linkovi rade brzinom od 1 Gbps [serujski], ili 1 GBps [16-o bitni paralelni], pri čemu se koriste optička vlakna ili upredene žice. iLink Sonijevo ime za FireWire; OP i.Link je baziran na IEEE1394a-2000 koje koristi plastično optičko vlakno sa samo jednim jezgrom. InfiniBand bus koristi dvosmerni diferencijalni LVDS par žica, preko optičkog ili bakarnog kabla. ISA/AT Bus iIBM kompatibilan ISA AT port: 8MHz @ 8 i 16 bita port za podatke, 24 bit port za adrese, +/- 12 volti, +/- 5 volti, 15 Interapt linija. Standardni strujni nivo za drajv je 24mA. AT kartica koristi standardne konektore koji postoje kod XT konektora i koji su dodati na konektor koji se nalazi pozadi sa istim razmakom među pinovima od 0.1 inča od centra do centra. Dodatni konektor ima samo 38 (19 po jednoj strani) prstiju, do je XT konektor imao 62 (32 po jednoj strani) prsta. Matična ploča bi se onda mogla prihvatiti ili kao kartica od 8 ili 16 bita u 8-o bitnom slotu (XT), ili (ukoliko postoji konektor) kartica od 16 bita u AT slotu. Dodatni konektori obezbeđuju dodatne 4 adresne linije i 8 dodatnih linija za podatke. Ovaj port je danasa zastareo i zamenjen je PCI portom. ISA/XT Bus IBM kompatibilni ISA XT port: zastareo; 4.77MHz @ 8 bita, +/- 12 volti, +/- 5 volti. XT port koristio je 62 pina (0.1 inča) edge connector; 31 pinova sa jedne strane kartice. Koristio je jedan oscilator na 14.31818MHz podeljen 3. 8 linijama za podatke, 0 do 7 (LSB=0). 20 adresnih linija, 0 do 19 (LSB=0). 1 linija sata (4.77MHz). 1 linija za reset, 8 Interapt linija. Neke 8-o bitne kartice imaju dodatke koji povećavaju njihovu veličinu. Ove kartice nisu kompatibilne 16-o bitnim portom. XT port koristi J1 konektor (A/B), AT koristi J1 (A/B), J2 (C/D). ISA XT port je zastareo, zamenjen je ISA AT portom. ISDN Bus [Integrated Services Digital Network]. Joystick Interface Bus Džojstik port koji se koristi kod personalnih računara ima 15 pinski D konektor i sledeće izlazne pinove: Pin 1; +5Vdc, Pin 2; Džojstik/A desni taster, Pin 3; Džojstik /A X koordinata, Pin 4; uzemljenje, Pin 5; uzemljenje, Pin 6; Džojstik /A Y- koordinata, Pin 7; Džojstik /A levi taster, Pin 8; +5Vdc, Pin 9; +5V dc, Pin 10; Džojstik /B desni taster, Pin 11; Džojstik /B X koordinata, Pin 12; MIDI izlaz, Pin 13; Džojstik /B Y koordinata, Pin 14; Džojstik /B levi taster, Pin 15; MIDI izlaz.

Page 44: Portovi i magistrale - Embedded Systems Research …es.elfak.ni.ac.rs/Papers/VStefanovic - MJovanovic - Portovi i... · performanse ali je, sa druge strane, ograničilo mogućnost

44

JTAG Bus [JTAG: Joint Test Action Group]. Keyboard Interface Bus (Port za interfejs tastature) Serijske tastature koje se koriste kod PC-a predstavljaju 6 pinski cirkularni DIN. Izlazni pin za tastaturu ili miša je: Pin 1; Podaci, Pin 2; Rezervisan, Pin 3; uzemljenje, Pin 4; +5 Vdc, Pin 5; Sat, Pin 6; Rezervisan. Još jedna varijanta je 5-o pinski DIN; koristi Pin 1; Sat, Pin 2; Podaci, Pin 3; Rezervisan, Pin 4; uzemljenje, Pin 5; +5 volts. Neki noviji računari korisste USB portove za ove funckije. LIN bus [Local Interconnect Network] koristi se za komunikaciju unutar vozila kao i mrežni serijski port između inteligentnih senzora i aktuatora. LIN specifikacija obuhvata transmisioni protokol (fizički i sloj podataka) kao i medijum za prenos. Maksimalna brzina na LIN-u je 19200 bauda. LVDS Bus [Low Voltage Differential Signaling] LVDS/M-LVDS je jedini električni standard koji funkcioniše na udaljenostima os 10 metara. M-Bus je protokol [EN1434-3] za daljinsko očitavanje brojila za potrošnju električne i toplotne energije. Fizički nivo podržava kako prenos podataka tako i napajanje preko dvožičnog kabla. Razmena podataka prati Master-Slave strukturu kod koje je PCD master dok su sva brojila slave. MCA (Micro Channel Architecture) port: zastareo; 10MHz @ 16 ili 32 bita, uP nezavisan, asinhroni, IBM vlasništvo na PS2 računarima. Sa poboljšanjima brzina porta može da dostigne i vrednost od 80MBps. MCI pojavio se samo kod IBM PS2 serije računara kojih već dugi niz godina nema na tržištu. MDA [Monochrome Display Adapter]: izbačen je na tržište od strane IBM-a kao port za originalne PC-e. MDA je monohromski, standard za tekst koji omogućava prikazivanje 80x25 karaktera. Zastareo. MICROWIRE Bus MICROWIRE je [full-duplex] serijski standard interfejsa koji je definisan od strane National Semiconductor. MICROWIRE protokol je u suštini skup SPI interfejsa, CPOL = 0 i CPHA = 0. MICROWIRE radei sa brzinama do 3Mbps. MIL-STD-1553 Bus MIL1553B je dualni redundantni diferencijalni port definisan vojnim standardima 1553 [MIL-STD-1553]. Radi na 1.0 megaherca (MHz). Mini PCI Predstavlja verziju PCI kartice. Mini PCI koristi podskup PCI specifikacija, i električno je identična sa Peripheral Component Interface. Mini PCI koristi port za podatke od 32 bita koji radi u verziji 3.3. Ploča koristi 124-o pinske prste. Postoje Tip I i Tip II, kao i Tip III ploča. Dimenzije za Tip IIIA su 59.75 mm x 50.95 mm x 5mm. Mini PCI dizajniran je za tržište Laptopova/Notebook-a i mobilne sisteme.

Page 45: Portovi i magistrale - Embedded Systems Research …es.elfak.ni.ac.rs/Papers/VStefanovic - MJovanovic - Portovi i... · performanse ali je, sa druge strane, ograničilo mogućnost

45

Port za interfejs miša Serijski port za miša koji se koristi kod PC-a predstavlja 6-o pinski Circular DIN. Izlazni pin za tastaturu ili miša je: : Pin 1; Podaci, Pin 2; Rezervisan, Pin 3; uzemljenje, Pin 4; +5 Vdc, Pin 5; Sat, Pin 6; Rezervisan. Od sredine 2005 veliki deo računra se izrađuje bez ovog porta, pri čemu se akcenat stavlja na USB konekciju. MPI Bus Serijski port za mikroprocesorski interfejs (MicroProcessor Interface MPI) bus koji se sastoji od dvosmerne linije sa podacima [DIO], i linije sata [DCLK]. Frekvencija sata je 4.096MHz. MPI port je sinhroni Master/Slave serijski port. Koristi reči od 8 bita. MTM Bus Serijski port sa 5 žica koji se koristi za testiranje i održavanje. Multibus I/II IEEE-1296 je imao port sa 32 bita koji je radio brzinom od 80MBps, a veličina kartice bila je 3U x 220mm, i 6U x 220mm. Ovaj port je zastareo ali se ipak još uvek koristi; nije preporučljiv za novije dizajne. Multimedia Card Multimedia Card [MMC] je još jedna kartica koja spada u flash memory tip formata. Njena veličina je 32 mm x 24 mm x 1.4 mm NMEA 2000 predstavlja interfejs CANbus linka za plovila u mornarici. NUBus (IEEE Std 1196-1987) Predstavlja jednostavan 32-o bitni port. Kod Apple [Macintosh i NeXT kompjuteri] predstavlja ekspanzioni port sa 32-o bitnom adresom i 32-o bitnim portom koji radi na 10MHz, sa izlazom od 40MBps. Karzica ima form factor od 12" x 7". Nubus je zastareo i zamenjen je PCI portom. OP iLink Sonijevo ime za FireWire; OP i.Link je baziran na IEEE1394a-2000 koje koristi plastično optičko vlakno sa samo jednim jezgrom. PCI bus (Peripheral Component Interface PCI) port u početku je razvijen kao ekspanzija lokalnog porta za PC. Prva verzija PCI porta radila je na 33MHz sa 32-o bitnim portom (133MBps), dok trenutna verzija radi na 66MHz na portu od 64 bita. PCI-X bus PCI-X predstavlja poboljšanje trenutne 64-o bitne 66MHz PCI specifikacije porta. Minimalna brzina sata za PCI-X je 66MHz [PCI-X 66]. Dodatne brzine na portovima imaju: PCI-X 133, PCI-X 266 i PCI-X 533 koji obezbeđuju brzine čak do 4.3GBps [PCI-X 1066 u radovima]. PCI-X je kompatibilan sa PCI. PCI Express bus Serijski PCI port koristi dva niskonaponska diferencijalna LVDS para, na 2.5Gb/s u oba pravca. Koristi 8B/10B kodiranje, i podržava širine portova od 1x, 2x, 4x, 8x, 12x, 16x, 32x. Napravljen je sa namerom da zameni PCI port; PCI, i PCI-X. PCIe trenutno menjaju AGP slot na PC matičnim pločama. PCI-ISA Koristi se za uklanjanje svih aktivnih uređaja sa matične ploče na samo jednu karticu. Kartica kontrolera koja se koristila u sistemu imala je prste [edge konektore] i za PCI i za ISA portove, dok je matična ploča imala samo obične konektore. Pomoću njih lako je dodati nove kartice matičnim pločama koje imaju ili ISA ili PCI portove. Zato što

Page 46: Portovi i magistrale - Embedded Systems Research …es.elfak.ni.ac.rs/Papers/VStefanovic - MJovanovic - Portovi i... · performanse ali je, sa druge strane, ograničilo mogućnost

46

se samo konektori nalaze na matičnoj ploči, vreme popravke je povećano a vreme kvara smanjeno. Standard je PICMG 1.0. Specifikacija se koristi u ugrađenim ili industrijskim kompjuterskim sistemima. Noviji standard, koji se naziva ePCI-X uklanja zastareli ISA port i mneja ga sa PCI-X interfejsom. PC/104 bus PC/104 port koristi se kao ugrađeni PC port, koji kombinuje IBM kompatibilne ISA portove; XT, i AT portove sa različitim form faktorom [Veličina kartice]. Ploče se postavljaju jedna iznad druge. PCI/104-Plus uvodi PCI port, a PCI/104 uklanja IBM PC XT i AT portove pri čemiu ostaje samo PCI sa ugrađenim form faktorom. IBM 4MHz XT port ima “širinu” od 8 bita, i zajedno sa 16-o bitnim AT portom predstavlja još jedan tip kartice. PCI/104-Plus specifikacija dodala je 33MHz PCI port. PCI-104 standard odnosi se na 33MHz PCI port, ali uklanja ISA portove. Ovaj standard ne podržava 66MHz PCI. PCMCIA PC kartica Implementacija 16-o bitnog ISA porta na PCMCIA kartici: koristi se kao kartica koju je moguće uklanjati kako bi se proširila ili smanjila memorija ili radi nekih drugih funkcija na PC-u. PCMCIA port za karticu Implementacija 32-o bitnog PCI porta u PCMCIA form faktoru: koristi se kao kartica koju je moguće uklanjati kako bi se proširila ili smanjila memorija ili radi nekih drugih funkcija na PC-u. PCMCIA ExpressCard ExpressCard "Newcard" predstavlja novi form faktor za PCMCIA kartice i koristi ili USB ili PCI Express portove. Dimenzije su 34mm x 75mm. Dimenzije dvostruke kartice su 54mm x 74mm. Jednostruka kartica se naziva ExpressCard/34, dok se dvostruka naziva ExpressCard/54. Obe kartice su 5 mm visoke. PISA bus PC ekspanzioni port [PCI + ISA]: Normalna ISA kartica sa dodatnim redom pinova iznad ISA pinova. Ova kartica se obično može naći u OEM industrijskim ili ugrađenim kompjuterima. PISA standard je kombinacija ISA, i PCI porta na jednoj kartici. ISA i PCI prsti se nalaze jedni povrh drugih. PISA port se koristi kod Ugrađenih Industrijskih Kompjuterskih portova, a ne kod PC-a. Sličan standard za portove iz PICMG koristi i ISA i PCI portove interfejsa ali se prsti nalaze jedni iza drugih, ne jedni preko drugih. QuickRing bus QuickRing koristi 6 signala sa podacima pri brzini od 175 MHz kako bi postigao izlaz od 200 MB/sec/linku. Šest signala sa podacima koriste SCI P1596.3 Low Voltage Differential Signaling (LVDS) protokol radi male disipacije snage kao i radi što boljeg “imuniteta” na smetnje. Ovaj port je zastareo, zamenjen je PCI portom. RapidIO RapidIO se koristi u ugrađenim aplikacijama od kojih se očekuje odlična performansa kao što su umrežavanje, skladištenje, multimedija i obrada signala. RapidIO koristi LVDS.

Page 47: Portovi i magistrale - Embedded Systems Research …es.elfak.ni.ac.rs/Papers/VStefanovic - MJovanovic - Portovi i... · performanse ali je, sa druge strane, ograničilo mogućnost

47

Reduced Size Multimedia Card Multimedijalna kartica redukovane veličine [RS-MMC] je još jedan tip formata fleš memorijske karice. Veličina uređaja je 24 mm x 16 mm x 1.4 mm. RS-232 port RS232 je standardni port serijskog interfejsa koji se koristi kod personalnih računara. Maksimalna brzina je 20kbps, duž maksimalne udaljenosti kabla od 20 metara. RS-422 Bus EIA422/EIA485 je standardni port serijskog interfejsa koji se koristi kod personalnih računara. RS-423 Bus EIA423 je standardni port serijskog interfejsa koji se koristi kod personalnih računara RS-449 kablovski port EIA-530 i 449 su standardni portovi serijskog interfejsa koji se koriste kod personalnih računara. RS485 Bus EIA485 je standardni port serijskog interfejsa koji se koristi kod personalnih računara. RS-530 kablovski port EIA-530 i 449 su standardni portovi serijskog interfejsa koji se koriste kod personalnih računara. RS-644 Bus LVDS (Low Voltage Differential Signaling) standard za instalacije. Sbus [IEEE-1496] je kompjuterska ekspanziona kartica koja se koristi kod Sun radnih stanica. Sbus koristi 32-o bitni adresni i port za podatke koji rade na 25MHz za prenose podataka brzinom od 100Mbps. Ovaj port je zastareo i zamenjen je PCI portovima. SCbus SCbus je zasnovan na SCSA specifikaciji [Signal Computing System Architecture] kao samostalna komponenta, sa jednim raspodeljenim modelom za komutaciju. SCbus je port za komunikaciju između dve ploče sa 16 ili 32 žice, dvosmeran, bit-serijski, sa vremenskim multipleksiranjem TDM [Time Division Multiplexing], koji je razvijen za kompjutersku telefoniju. Njegov kapacitet je 512, 1024 or 2048 [64kbit/s] vremenskih slotova u zavisnosti od upotrebljene vremenske frekvencije. Maksimalna fizička dužina je 50cm preko flet kabla. SCI (Scalable Coherent Interface). SCI je skalabilna mreža, čvorovi su povezani pomoću jednosemrnih linkova od tačke do tačke (prsten). Opseg raste sa brojem čvorova. SCI linkovi rade brzinom od 1 Gbps [serujski], ili 1 GBps [16-o bitni paralelni], pri čemu se koriste optička vlakna ili upredene žice. SCI Bus Serial Communications Interface is an asynchronous serial communications bus used between uP [CPUs] and peripheral devices [EPROMs for example]. Two signal lines are used with SCI: TXD [Transmit], RXD [Receive]. The two wire bus operates in Full-duplex [transmitting and receiving at the same time]. SCI uses either an 8 or 9 bit data format, with data being sent NRZ [non-return-to-zero] encoding.

Page 48: Portovi i magistrale - Embedded Systems Research …es.elfak.ni.ac.rs/Papers/VStefanovic - MJovanovic - Portovi i... · performanse ali je, sa druge strane, ograničilo mogućnost

48

Serial ATA port SATA; Novi serijski port između matične ploče i hard diska koji je zadužen za azmenu IDE [Paralelni ATA, PATA] standardni port. Serijski ATA koristi samo 4 signalna pina, čime se poboljšava efiksanost pinova preko paralelnog ATA interfejsa koji koristi 26 signalnih pinova između uređaja. Serial SCSI Bus Serial Attached SCSI [SAS] uses the SCSI protocol with a Serial ATA physical interface runing at 1.5Gbps or 3.0Gbps. SAS may soon replace parallel SCSI: SAS description, pinouts and links Serijski port za čuvanje podataka (Storage Architecture Bus) specifikacija definiše fizički medijum, koji obuhvata TTL diferencijalne drajvere/prijemnike, konektore ui kablove. Radi u full duplexu sa brzinom od 20MBps u oba pravca, sa maksimalnom dužinom kabla 680 metara. Ovaj port je zastareo. SMbus (System Management Bus) je dvožični interfejs koji je zasnovan na I2C portu. Dve linije se nazivaju SMBCLK, i SMBDAT i rade na frekvenciji od 100KHz. SMbus se koristi za komunikaciju između IC-a, temperaturnih senzora, napajanja za smart baterije. SMLink je opcioni SMBus za upravljanje eksternim sistemima. Njegovo napajanje je obično 3.3V. SONET (Synchronous Optical NETwork Links) SPDIF [Sony/Philips Digital Interface] koristi se kod digitalnih audio proizvoda dok se AES3 interfejs koristi kod profesionalnih proizvoda. SPI Bus (Serial Peripheral Interface [SPI-port] je 4-o žični komunikacioni interfejs koji se koristi kod velikog broja mikroprocesorskih perifernih čipova. SPI kolo je sinhroni serijski link za podatke koji ima Master/Slave interfejs. SSFDC Bus (Solid State Floppy Disk Card), mala memorijska kartica tipa NAND koju je moguće uklanjati po želji [37mm x 45mm x 0.76mm i težine 2g]. Razvijena od strane Toshiba-e. SSI Bus (Synchronous Serial Interface) [SSI] port sastoji se od četiri signala: SCLK, SDATA, SDEN0, i SDEN1. SDATA je dvosmerna [sa tri stanja] linija podataka koja zahteva pull-up ili pull-down otpornik. Podaci se šalju u vidu 8-o bitnih bajtova, pri čemu je LSB prvi. STBus (Serial Telcom) port. ST-BUS je sinhroni serijski port velike brzine, koji se koristi za prenos informacija u digitalnim formatima. STD32 8/16/32 bitni TTL port koji radi na 32MBps. STD port i STD32 kartice za port se ne mogu uzajamno menjati i nisu kompatibilne. Ovaj port je zastareo ali se i danas koristi; nije preporučljiv za novije dizajne.

Page 49: Portovi i magistrale - Embedded Systems Research …es.elfak.ni.ac.rs/Papers/VStefanovic - MJovanovic - Portovi i... · performanse ali je, sa druge strane, ograničilo mogućnost

49

STEbus 8-o bitni port za podatke koji koristi TTL logiku, sa 20 adresnih linija. Oni se javljaju ili kao 3U ili kao 6U format ploče. SVGA [Super VGA] nudi više boja i rezolucija; ipak, SVGA u praksi ne postoji kao zaseban standard. Primarni standard se odnosi na BIOS, i na način na koji računar komunicira sa monitorom. VESA Display Data Channel [DDC] predstavlja VESA standard koji definiše na koji način treba čitati određene pinove kod standardnih SVGA monitora kako bi do kraja iskoristili sve prednosti monitora. USB port (Universal Serial Bus) obezbeđuje dvosmernu komunikaciju između PC-a i perifernih uređaja, preko diferencijalnog kabla serijskog interfejsa. Mod sa malom brzinom radi na 1.5Mbps i koristi se za uređaje kao što je miš. Mod pune brzine radi pri brzini od 12Mbps. Mod velikih brzina [definisan pomoću USB 2.0] obezbeđuje brzine od 480Mbps. VGA [Video Graphics Array]: VGA [1987] predstavlja skup svih poboljšanja EGA. Stariji displeji slali su digitlane signale ka monitoru, dok VGA (i kasniji standardi) šalju analogne signale. Ova promena je bila neophodna kako bi se uvela veća preciznost kada su boje u pitanju. VESA (Video Electronic Standards Association)/Loklani port (VLB ili VL-Port): ima brzinu od 33MHz i koristi transfer podataka od 16-bita ili 32-bita, dok je za adrese predviđeno 30 bita. Takođe za multipleksiranje je dostupan port od 64 bita kojim se dodaje još 32 bita na adresnom portu. Maksimalan broj uređaja povezan na ovaj port je 3. VLB se nalazi na standardnoj 16-o bitnoj ISA kartici sa dodatnim pinovima koji se potrebni za VLB interfejs, čime se omogućava ISA kartici da koristi isti slot. VLB kartici nije potrebno korišćenje ISA porta i može da zahteva samo korišćenje VLB konektora. Danas je ovaj port zastareo i zamenjen je AGP slotom. XGA [Extended Graphics Array]: IBM je uveo [1990] XGA interfejs kao preteču svom 8514/A displeju.

Page 50: Portovi i magistrale - Embedded Systems Research …es.elfak.ni.ac.rs/Papers/VStefanovic - MJovanovic - Portovi i... · performanse ali je, sa druge strane, ograničilo mogućnost

50

3. Portovi personalnih računara Ovo je podpodela glavnog Stabla Portova Interfejsa za PC portove. Interfejs portovi dizajnirani za rad sa PC-jem (Personal Computers) su dati u daljme delu teksta. Neki od ovih portova su takođe sposobni i za rad preko odgovarajućih kablova. Svaka komponenta u listi ima detaljan opis za sam port kao i pristupne linkove za komponente i IC proizvođače. Portovi se koriste kod IBM PC-a ili Apple kompjutera. Takođe je dato i nekoliko SUN portova. Video portovi koji rade preko kabla koji povezuje računar i monitor su takođe dati na samom kraju teksta. PC kablovi i portovi slotova AC97 Audio Codec '97) specifikacije interfejsa definišu audio i modemske funkcionalnosti za PC sisteme. AC97 standard ustvari nije port. On je razvijen od strane Intela 1997. godine. Access Bus (Pristupni Port) – je serijski port male brzine koji služi za povezivanje PC-a i perifernih uređaja. Pristupni port se takođe koristi u DDC-u (Display Data Channel) video standarda za dvosmernu komunikaciju između monitora i PC-a. Pristupni čvor koristi I2C port kao interfejs električnog hardvera. Pristupni port koristi serijski sat i serijsku radnu liniju koja radi na brzini od 100 Kbps preko kabla dužine 10 metara. ACR Bus (Advanced Communication Riser), ACR port, je još jedna kompjuterska OEM Riser specifikacija Najnovija verzija obezbeđuje podršku modemima, podršku za LAN i xDSL, kao i audio podršku. ACR je potomak CNR-a i AMR-a. ACR standardi su kompatibilni sa AMR-om. ADB Bus (Apple Desktop Bus) je serijski port koji je korišćen kod Apple računara za komunikaciju sa mišem i tastaturom. Kabl se sastoji od jedne linije sa podacima [ADB], linije za napajanje [+5v] i uzemljenja. Maksimalna brzina prenosa bila je 125 Kbps. ADB port se danas ne koristi kod PC-a. AGP Bus (Accelerated Graphics Port), se koristi kao lokalni video port kod PC-a. AGP port je unapređen Paralelni PCI port sa nekoliko dodatih signala. Brzina AGP-a je 2.1GB/s. PCI-Express port na grafičkim karticama je zamenjen AGP portovima kod PC-a. AIMM Bus (AGP Inline Memory Module) definiše memorjsku karticu koja se ubacuje u AGP slot, na matičnim pločama koje na sebi imaju integrisanu grafiku (kojima nije potrebna grafička kartica). AIMM kartica obezbeđuje dodatnih 4MB video memorije. Ovo rešenje se više ne primenjuje. AMR Bus (Audio/Modem Riser) specifikacija definiše OEM PC Riser interfejs na matičnim pločama, koji podržava i audio i modemske funkcije. MR slot obezbeđuje modemske, a AMR slot obezbeđuje i audio i modemske funckije. Kompjuterski portovi za Apple i Macintosh [MAC] kompjutere ATA Bus IDE/ATA paralelni port za PC koji se koristi za međusobno povezivanje matičnih ploča i hard diskova, disk drajva, flopi ili CD drajva. IDE: Integrated Drive Electronics, ATA: Advanced Technology Attachment. Nema razlike između IDE i ATA

Page 51: Portovi i magistrale - Embedded Systems Research …es.elfak.ni.ac.rs/Papers/VStefanovic - MJovanovic - Portovi i... · performanse ali je, sa druge strane, ograničilo mogućnost

51

interfejs čvorova. Maksimalna brzina je 133Mbps, pri čemu je maksimalna dužina kabla za povezivanje 18 inča2. ATX Form Card Connector Pinout ATX Form Card je dizajniran kako bi se ubnapredio stariji model AT form factor n amatičnim pločama koji dozvoljava korišćenje ATX konektora. Ovo se na kraju pretvorilo u prevođenje hedera sa dva pina koji se nalazi kod AT matičnih ploča u konektor koji se nalazi na prednjem kraju I/O panela. ATX Riser Card Riser kartica koja se koristi kada su u pitanju matične ploče sa ATX form faktorom. ATX Riser card omogućava dizajniranje kompakntih PC kućišta bez postojanja ekspanzionih slotova, mada postoje dodatni slotovi u vertikalnom pravcu koji se dodaju upravo pomoću Riser kartice koja na sebi ima konektore za slotove. Audio Codec 97 AC97 interfejs specifikacija definiše audio i funkcionalnosti modema za PC sisteme. Najnovija verzija je izbačena na tržište 2002. godine. CardBay Koristi se za dodavanje USB-a na PC karticu PCMCIA formata. CardBay je prvi put izbačen na tržiše 2001, ali je postao nepotrebna pojavom ExpressCard-a. CardBus predstavlja 32-o bitnu PCMCIA karticu koja radi na 33MHz. CardBus je zamenio 16-o bitnu PC Card verzoju PCMCIA standarda. C-Bus i C-Bus II su razvijeni od strane Corollary Inc. kao skup multiprocesorske čip arhitekture koja se koristi na matičnim pločama koje imaju više od jednog procesora. Ovaj čip se danas ne implementuje. Centronics Parallel Port Pin koji se koristi u PC-u koji ima dvosmerni paralelni periferni interfejs, i obično se koristi ka port za štampače. Centronics port ima maksimalnu dužinu kabla od 12 fita3. Centronics port je danas zamenjen od strene IEEE-1248. CMR Bus (Chaintech Mulmedia Riser) koristi se kod Chaintech matičnih ploča kao ekspanzioni slot, na osnovu CMC7.1. ovo je njihov način implementacije CNR specifikacije. CNR Bus Komunikaciona i mrežna riser specifikacija definiše OEM (Original Equipment Manufacturer) riser na matičnoj ploči kao i interfejs za podršku audio, modemskim i interfejskima lokalne mreže kod osnovnih ločigičkih čipsetova. Ovaj standard nema podršku za ekspanzione slotove, ali OEM koji je već ugrašen u matičnu ploču uključuje i konektor matične ploče [CNR konektor]. Interfejs portovi koju su obuhvaćeni su AC '97, SMB i USB. Veličina ploče kao i pinovi su takođe definisani pomoću specifikacije. Intel više ne proizvodi CNR slotove na svojim Pentium 4 procesorskim matičnim pločama. CompactFlash Card Flash Memory kartica radi na principu ATA drajva koji koristi Flash memoriju. Urešaji su veličine 1/3 Tipa II PC kartice. DataFlash Card Pokretna Flash Memory kartica. Jedna vrsta velikog broja Flash memorijskih kartica. Device Bay Definisana periferija form factora-a koja se povezuje preko USB-a i/ili Fireware-a sa PC-em, ali od 2001. godine nije je moguće koristiti na Windows platformama. DIB (Dual Independent Bus) arhitektura dvostrukih nezavisnih portova razvijena je od strane Intela. DIB se sastoji od dva porta, interfejsa od procesora ka glavnoj memoriji [Port-Prednje-Strane], kao i L2 cache porta [Port-Zadnje-Strane]. DIB interfejs 2 1 inch=0.0254 m 3 1 feet=0.3048 m

Page 52: Portovi i magistrale - Embedded Systems Research …es.elfak.ni.ac.rs/Papers/VStefanovic - MJovanovic - Portovi i... · performanse ali je, sa druge strane, ograničilo mogućnost

52

dozvoljava istovremeni pristup L” kešu i sistemskoj memoriji ili O/I. DIB Arhitektura je takođe korišćena zajedno sa AMD procesorima. DVI Bus DVI [Digital Visual Interface] je standardan kod digitalnih displeja velike brzine i visoke rezolucije. EIA-232 Bus EIA232 je standradni interfejs serijskog porta koji se koristi kod personalnih računara. Maksimalna brzina je 20kbps, preko kabla čija je maksimalna dužina 20 meters. EIA-232 je isti standard kao i RS-232. EISA (Extended Industry Standard Architecture [EISA] ili Enhanced ISA) port: 8MHz @ 8/16/32 bita, 32 bitni adresni port; PC Ekspanzioni Port, koji je kompatibilan sa ISA. ISA kartica može da radi sa EISA slotom, ali EISA kartica ne radi sa AT slotom. EISA port (u jednom od modova) koristi obe ivice vremenskog signala, pri čemu se viša ivica koristi za izlaznu adresu, a niža ivica za unos podataka. Takođe, dostupna su još tri različita moda za transfer. EISA kartica je iste veličine kao i AT karticaNove adresne linije se završavaju sa "LA#". Ovaj port se više ne koristi i zamenjen je sa PCI i AGP portovima. Ugrađene PCI-X specifikacije [ePCI-X], PICMG 1.2 specifikacije definišu matematički i električni interfejs koji su podrška standardnom form factor-u PCI kompjuterskih sistema koji imaju bilo koji od dva PCI/PCI-X porta ili samo jedan PCI/PCI-X port. Dokument takođe definiše električne i mehaničke konekcije za kompjuter sa samo jednom matičnom pločom. Ova specifikacija je unapređena PCI-ISA specifikcija. PCI-X mogućnosti su dodate PCI portu i ISA port je zamenjen PCI-X porta, na PCI-ISA radnoj ploči. Radna ploča ima iste dimenzije kao i PCI-ISA ali komponente se većim delom nalaze na PCI strani a slot zauzima PCI poziciju ePCI-X Definisan je u listingu ugrađenog PCI-X. ESDI (Enhanced Small Device Interface) Hard disk od 20Mbkoji je prethodio ATA diskovima. Danas se ne koristi. Ethernet Bus Standard za Eternet Portove koristi se u LAN okruženima. Normalna implementacija ide preko koaksijalnog ili kabla sa ukrštenim provodnicima pri brzinama od 10Mbps ili 100Mbps. Ekspanzioni portovi za personalne računare ExpressCard PCMCIA ExpressCard "Newcard" je novi form faktor za PCMCIA kartice koji koristi ili USB PCI ekspres portove. Nova kartica ima dimenzije 34mm x 75mm. Kartica dvostruke širine je 54mm x 74mm. Jedna kartica se naziva ExpressCard/34, a kartica dvostruke širine je ExpressCard/54. Obe kartice su visoke 5mm. Fiber Channel (Kanal optičkih vlakana) Koristi se za prenos podataka ka radnim stanicama, mainfrejm računarima, desktop računarima, urešajima za skladištenje podataka, displejima i perifernim uređajima. Kanal optičkih vlakana sastoji se od optičkih vlakana [400MBps] ili provodnika od bakra [100MBps] . FireWire Bus IEEE 1394 [FireWire] port, koristi se kao serijski port velike brzine izmešu PC-a i perifernih uređaja. Flash Memory Card portovi Pošto postoji veliki broj formata Flash memory kartica, mi ćemo navesti samo neke: SD Card, CompactFlash, SmartMedia...

Page 53: Portovi i magistrale - Embedded Systems Research …es.elfak.ni.ac.rs/Papers/VStefanovic - MJovanovic - Portovi i... · performanse ali je, sa druge strane, ograničilo mogućnost

53

Gigabit Ethernet (Gigabitni Eternet) radi pomoću ili kablova od bakra čija je skraćenica [STP, Shielded Twisted Pair], [UTP, Un-Shielded Twisted Pair], ili CAT-5 optičkog kabla ili kabla od bakra. Gigabitni Eternet takođe radi pri brzini od preko 1GHz. GPA Bus (Graphics Performance Accelerator [GPA]) definiše memorijsku karticu koja se ubacuje u AGP slot na matičnim pločama koje imaju integrisanu grafiku. AIMM kartica obezbeđuje dodatnih 4MB video memorije. Ranije ime za ovaj interfejs bilo je AGP Inline Memory Module [AIMM] HD Audio Novi standard PC audio kodeka koji je zamenio AC97. Hard-Drive buses [pre ATA ili IDE] koristili su se za povezivanje interfejsa sa hard diskovima, a to su: XTA, ST506, i ESDI. XTA [XT Attachment] – predstavlja implementaciju ATA koja je jako retko korišćena, a koja je koristila integrisani 8-o bitni XT kontroler. ESDI [Enhanced Small Device Interface], smatra se prethodnikom ST506/412 koji je imao veće brzine transfera i bio je u mogućnosti da se koristi i za hard diskove koji su većih dimenzija. ESDI koristio je iste veze sačinjene od dva kabla kao i ST506. Ovi interfejsi se više ne koriste i zamenjeni su ATA (IDE) portovima. HTX Slot Takođe se naziva i HT slotom za EATX matične ploče servera koji koriste HyperTransport Daughtercards. HyperTransport Bus Port koji međusobno povezuje dve tačke koje imaju (najmanje) dva jednosmerna linka. Ima brzinu od 2, 4, 8, 16 ili 32 bita [u oba pravca] pri čemu je brzina prenosa podataka za svaki par 800Mbs i 400MHz. Formalni naziv je (Lightning Data Transport LDT). Koristi se kod mobilnih personalnih računara, servera, mrežne opreme, ugrađenih aplikacija i komunikacionoj opremi. IDE Bus IDE/ATA paralelni port u personalnim računarima koristi se za hard diskove, flopi i CD drajvove. IDE (Integrated Drive Electronics) port, koji predstavlja paralelni 16-o bitni paralelni interfejs, menja se Seerijskim ATA portom [SATA]. Poslednja verzija IDE porta [ATA-7] radi pri brzini od 133 Mbps i preko kabla u vidu trake od 18 inča. ISA/AT Bus iIBM kompatibilan ISA AT port: 8MHz @ 8 i 16 bita port za podatke, 24 bit port za adrese, +/- 12 volti, +/- 5 volti, 15 Interapt linija. Standardni strujni nivo za drajv je 24mA. AT kartica koristi standardne konektore koji postoje kod XT konektora i koji su dodati na konektor koji se nalazi pozadi sa istim razmakom među pinovima od 0.1 inča od centra do centra. Dodatni konektor ima samo 38 (19 po jednoj strani) prstiju, do je XT konektor imao 62 (32 po jednoj strani) prsta. Matična ploča bi se onda mogla prihvatiti ili kao kartica od 8 ili 16 bita u 8-o bitnom slotu (XT), ili (ukoliko postoji konektor) kartica od 16 bita u AT slotu. Dodatni konektori obezbeđuju dodatne 4 adresne linije i 8 dodatnih linija za podatke. Ovaj port je danasa zastareo i zamenjen je PCI portom. ISA/XT Bus IBM kompatibilni ISA XT port: zastareo; 4.77MHz @ 8 bita, +/- 12 volti, +/- 5 volti. XT port koristio je 62 pina (0.1 inča) edge connector; 31 pinova sa jedne strane kartice. Koristio je jedan oscilator na 14.31818MHz podeljen 3. 8 linijama za podatke, 0 do 7 (LSB=0). 20 adresnih linija, 0 do 19 (LSB=0). 1 linija sata (4.77MHz). 1 linija za reset, 8 Interapt linija. Neke 8-o bitne kartice imaju dodatke koji povećavaju njihovu veličinu. Ove kartice nisu kompatibilne 16-o bitnim portom. XT port koristi J1 konektor (A/B), AT koristi J1 (A/B), J2 (C/D). ISA XT port je zastareo, zamenjen je ISA AT portom.

Page 54: Portovi i magistrale - Embedded Systems Research …es.elfak.ni.ac.rs/Papers/VStefanovic - MJovanovic - Portovi i... · performanse ali je, sa druge strane, ograničilo mogućnost

54

IEEE-1284 PC dvosmerni paralelni periferisjki interfejs, koji se najviše koristi kod portova za štampače, i uopšetno za periferne interfejse. iLink je Sonijevo ime za FireWire; i.Link je baziran na IEEE-1394 koji koristi konvencionalne metalne provodnike. JBus razvijen od strane Sun-a za svoje računare, predstavlja port od 128 bita, koji radi na 200MHz [sa tri opterećenja]. Ipak, JBus ima izlaz od samo 3.2 Gbita/s Joystick Interface Bus Džojstik port koji se koristi kod personalnih računara ima 15 pinski D konektor i sledeće izlazne pinove: Pin 1; +5Vdc, Pin 2; Džojstik/A desni taster, Pin 3; Džojstik /A X koordinata, Pin 4; uzemljenje, Pin 5; uzemljenje, Pin 6; Džojstik /A Y- koordinata, Pin 7; Džojstik /A levi taster, Pin 8; +5Vdc, Pin 9; +5V dc, Pin 10; Džojstik /B desni taster, Pin 11; Džojstik /B X koordinata, Pin 12; MIDI izlaz, Pin 13; Džojstik /B Y koordinata, Pin 14; Džojstik /B levi taster, Pin 15; MIDI izlaz. Keyboard Interface Bus (Port za interfejs tastature) Serijske tastature koje se koriste kod PC-a predstavljaju 6 pinski cirkularni DIN. Izlazni pin za tastaturu ili miša je: Pin 1; Podaci, Pin 2; Rezervisan, Pin 3; uzemljenje, Pin 4; +5 Vdc, Pin 5; Sat, Pin 6; Rezervisan. Još jedna varijanta je 5-o pinski DIN; koristi Pin 1; Sat, Pin 2; Podaci, Pin 3; Rezervisan, Pin 4; uzemljenje, Pin 5; +5 volts. Neki noviji računari korisste USB portove za ove funckije. LPT port, [line printer terminal] stariji termin koji se danas odnosi na interfejs paralelnog porta. Dva glavna interfejsa paralelnih portova uključuju Centronics interfejs ili IEEE 1284 interfejs. Pralelni port u poslednje vreme biva zamenjen USB interfejsom ili Eternet portom. Mekintoš (Macintosh) kompjuterski portovi MCA (Micro Channel Architecture) port: Dizajniran je da koriguje probleme koji su se javili sa ISA portomakli se nikad nije primenio na nakim drugim računarima sem na računarima IBM-a. Port je zastareo i zamenjen je PCI portom; 10MHz @ 16 ili 32 bita, uP nezavistan, asinhroni, koristi se na PS2 računarima. Sa unapređenjima brzina porta je 80Mbps. Memory Stick Flash Memory Stick Flash je još jedan tip formata memorijske kartice. Veličina uređaja je 50 mm x 21 mm x 2.8 mm. MIDI Interface Port [Musical Instrument Digital Interface] koristi 5-o pinski cirkularni DIN konektor. Postoje tri različita izlazna pina; MIDI In, MIDI Out, i MIDI Thru. MIDI signali se takođe mogu pronaći na standardnim zvučnim karticama Joystick/MIDI sa 15-o pinskim konektorom. Mini PCI Predstavlja verziju PCI kartice. Mini PCI koristi podskup PCI specifikacija, i električno je identična sa Peripheral Component Interface. Mini PCI koristi port za podatke od 32 bita koji radi u verziji 3.3. Ploča koristi 124-o pinske prste. Postoje Tip I i Tip II, kao i Tip III ploča. Dimenzije za Tip IIIA su 59.75 mm x 50.95 mm x 5mm. Mini PCI dizajniran je za tržište Laptopova/Notebook-a i mobilne sisteme. Mini PCI Express Predstavlja mini verziju PCI Express kartice. Mini PCI Express dizajnirana je za tržište Laptopova/Notebook-a i mobilne sisteme. Njena veličina je 51mm x 30mm. Većina Mini PCI EXpress kartica se uklapa u laptopove zato što su upola manje u odnosu na Mini PCI ploče.

Page 55: Portovi i magistrale - Embedded Systems Research …es.elfak.ni.ac.rs/Papers/VStefanovic - MJovanovic - Portovi i... · performanse ali je, sa druge strane, ograničilo mogućnost

55

Minijaturne kartice Predstavljaju manju verziju za implementaciju kartica PCMCIA. Dimenzije su: 3.5mm x 33mm x 38mm (VxDxŠ). Električne specifikacije su podskup standarda za PC kartice, koji su ograničeni samo na memorijske aplikacije. Za podatke koristi port od 16 bita kao i 24-o bitni adresni port koji jednoj kartici omogućava da memoriše do 64MB. Port za interfejs miša Serijski port za miša koji se koristi kod PC-a predstavlja 6-o pinski Circular DIN. Izlazni pin za tastaturu ili miša je: : Pin 1; Podaci, Pin 2; Rezervisan, Pin 3; uzemljenje, Pin 4; +5 Vdc, Pin 5; Sat, Pin 6; Rezervisan. Od sredine 2005 veliki deo računra se izrađuje bez ovog porta, pri čemu se akcenat stavlja na USB konekciju.

Port za interfejs modema Tipovi matičnih ploča Multimedijalne kartice Multimedijalna kartica [MMC] je još jedan tip formata memorijske kartice. Dimenzije uređaja su 32 mm x 24 mm x 1.4 mm. NUport (IEEE Std 1196-1987) Predstavlja jednostavan 32-o bitni port. Kod Apple [Macintosh i NeXT kompjuteri] predstavlja ekspanzioni port sa 32-o bitnom adresom i 32-o bitnim portom koji radi na 10MHz, sa izlazom od 40MBps. Karzica ima form factor od 12" x 7". Nubus je zastareo i zamenjen je PCI portom. OP iLink Sonijevo ime za FireWire; OP i.Link je baziran na IEEE1394a-2000 koje koristi plastično optičko vlakno sa samo jednim jezgrom. PATA Port za disk drajv Nezvanično ime za IDE/ATA paraleni port koji se kod PC-a koristi za hard disk drajvove, flopi i CD drajvove. Integrated Drive Electronics [IDE] port predstavlja 16-o bitni parelelni kablovski interfejs, koji je danas zamenjen Serijskim ATA portom [SATA]. Poslednja verzija IDE porta [ATA-7] radi na 133MBps preko trakastog kabla od 18 inča. PC POrt XT, AT, ISA, i EISA predstavljaju zastarele portove. PC/104 port PC/104 port koristi se kao ugrađeni PC port, koji kombinuje IBM kompatibilne ISA portove; XT, i AT portove sa različitim form faktorom [Veličina kartice]. Ploče se postavljaju jedna iznad druge. PCI/104-Plus uvodi PCI port, a PCI/104 uklanja IBM PC XT i AT portove pri čemiu ostaje samo PCI sa ugrađenim form faktorom. IBM 4MHz XT port ima “širinu” od 8 bita, i zajedno sa 16-o bitnim AT portom predstavlja još jedan tip kartice. PCI/104-Plus specifikacija dodala je 33MHz PCI port. PCI-104 standard odnosi se na 33MHz PCI port, ali uklanja ISA portove. Ovaj standard ne podržava 66MHz PCI. PCI Port (Peripheral Component Interface PCI) port u početku je razvijen kao ekspanzija lokalnog porta za PC. Prva verzija PCI porta radila je na 33MHz sa 32-o bitnim portom (133MBps), dok trenutna verzija radi na 66MHz na portu od 64 bita. PCI-X port PCI-X predstavlja poboljšanje trenutne 64-o bitne 66MHz PCI specifikacije porta. Minimalna brzina sata za PCI-X je 66MHz [PCI-X 66]. Dodatne brzine na portovima imaju: PCI-X 133, PCI-X 266 i PCI-X 533 koji obezbeđuju brzine čak do 4.3GBps [PCI-X 1066 u radovima]. PCI-X je kompatibilan sa PCI. PCI Express port Serijski PCI port koristi dva niskonaponska diferencijalna LVDS para, na 2.5Gb/s u oba pravca. Koristi 8B/10B kodiranje, i podržava širine portova od 1x, 2x,

Page 56: Portovi i magistrale - Embedded Systems Research …es.elfak.ni.ac.rs/Papers/VStefanovic - MJovanovic - Portovi i... · performanse ali je, sa druge strane, ograničilo mogućnost

56

4x, 8x, 12x, 16x, 32x. Napravljen je sa namerom da zameni PCI port; PCI, i PCI-X. PCIe trenutno menjaju AGP slot na PC matičnim pločama. PCI-ISA Koristi se za uklanjanje svih aktivnih uređaja sa matične ploče na samo jednu karticu. Kartica kontrolera koja se koristila u sistemu imala je prste [edge konektore] i za PCI i za ISA portove, dok je matična ploča imala samo obične konektore. Pomoću njih lako je dodati nove kartice matičnim pločama koje imaju ili ISA ili PCI portove. Zato što se samo konektori nalaze na matičnoj ploči, vreme popravke je povećano a vreme kvara smanjeno. Standard je PICMG 1.0. Specifikacija se koristi u ugrađenim ili industrijskim kompjuterskim sistemima. Noviji standard, koji se naziva ePCI-X uklanja zastareli ISA port i mneja ga sa PCI-X interfejsom. PCMCIA PC kartica Implementacija 16-o bitnog ISA porta na PCMCIA kartici: koristi se kao kartica koju je moguće uklanjati kako bi se proširila ili smanjila memorija ili radi nekih drugih funkcija na PC-u. PCMCIA port za karticu Implementacija 32-o bitnog PCI porta u PCMCIA form faktoru: koristi se kao kartica koju je moguće uklanjati kako bi se proširila ili smanjila memorija ili radi nekih drugih funkcija na PC-u. PCMCIA ExpressCard ExpressCard "Newcard" predstavlja novi form faktor za PCMCIA kartice i koristi ili USB ili PCI Express portove. Dimenzije su 34mm x 75mm. Dimenzije dvostruke kartice su 54mm x 74mm. Jednostruka kartica se naziva ExpressCard/34, dok se dvostruka naziva ExpressCard/54. Obe kartice su 5 mm visoke. PictBridge obezbeđuje servise štampanja između uređaja kao što su fštampači i digitalna kamera. Standard koji je primenjen je CIPA DC-001 i koristi USB kao fizički sloj. PISA port PC ekspanzioni port [PCI + ISA]: Normalna ISA kartica sa dodatnim redom pinova iznad ISA pinova. Ova kartica se obično može naći u OEM industrijskim ili ugrađenim kompjuterima. PISA standard je kombinacija ISA, i PCI porta na jednoj kartici. ISA i PCI prsti se nalaze jedni povrh drugih. PISA port se koristi kod Ugrađenih Industrijskih Kompjuterskih portova, a ne kod PC-a. Sličan standard za portove iz PICMG koristi i ISA i PCI portove interfejsa ali se prsti nalaze jedni iza drugih, ne jedni preko drugih. PISA express port PC ekspanzioni port [PCI + PCie]:modelovan na osnovu PISA Form Faktora. Port može da podrži maksimalno dva PCIe x1 slota, jedan PCIe x4 slot, jedan PCIe x16 slot, tri PCI slota, jedan LPC port, i dve Express kartice, tvrdi kompanija. Dodatno, standard obuhvata konekcije za napajanje koje se kompatibilne sa ATX i BTX standardima matičnih ploča. Ova kartica se obično može naći u OEM industrijskim ili ugrađenim računarima. Razvijena je od strane Kontron-a. QuickRing port QuickRing koristi 6 signala sa podacima pri brzini od 175 MHz kako bi postigao izlaz od 200 MB/sec/linku. Šest signala sa podacima koriste SCI P1596.3 Low Voltage Differential Signaling (LVDS) protokol radi male disipacije snage kao i radi što boljeg “imuniteta” na smetnje. Ovaj port je zastareo, zamenjen je PCI portom. RapidIO RapidIO se koristi u ugrađenim aplikacijama od kojih se očekuje odlična performansa kao što su umrežavanje, skladištenje, multimedija i obrada signala. RapidIO koristi LVDS.

Page 57: Portovi i magistrale - Embedded Systems Research …es.elfak.ni.ac.rs/Papers/VStefanovic - MJovanovic - Portovi i... · performanse ali je, sa druge strane, ograničilo mogućnost

57

Reduced Size Multimedia Card Multimedijalna kartica redukovane veličine [RS-MMC] je još jedan tip formata fleš memorijske karice. Veličina uređaja je 24 mm x 16 mm x 1.4 mm. Riser kartice Ova kartica obuhvata:

− ACR [Advanced Communication Riser], − AMR [Audio/Modem Riser], i − CMR [Communication and Networking Riser].

Riser pristup je dizajniran da iskoristi najosnovnije instalacije i kontrole funkcije koju vrši riser slot tako da se funkcije mogu implementovati sa minimalnim troškovima Riser ploča Ovo je sekundarna definicija riser kartice. Ona predstavlja “proširenu” karticu koja se ubacuje u ekspanzioni slot kartice, a konektori karticu prihvataju u horizontlanom pravcu. RS-232 port RS232 je standardni port serisjkog interfejsa koji se koristi kod personalnih računara. Maksimalna brzina je 20kbps, duž maksimalne udaljenosti kabla od 20 metara. SATA port Serijski ATA predstavlja novi serijski port podataka između matične ploče i hard diska, koji menja starije IDE [Parelelni ATA] standardne portove. Serijski ATA koristi samo 4 pina za signale, i ove 4 linije se koriste za primanje i slanje različitih parova informacija. SD kartica [Secure Digital] kartica. Memorijska kartica veličine poštanske markice koja se može ubacivati i izbacibati iz uređaja. Dimenzije su 32 mm [visina] x 24 mm [širina] x 2.1 mm [debljina] za SD kartice. Dok miniSD kartica ima dimenzije 21.5 mm [visina] x 20 mm [širina] x 1.4 mm [debljina]. SDIO kartica [Secure Digital I/O] kartica. Memorijska kartica veličine poštanske markice koja se može ubacivati i izbacibati iz uređaja. Dimenzije su 32 mm [visina] x 24 mm [širina] x 2.1 mm [debljina] za SD kartice. Serial ATA port SATA; Novi serijski port između matične ploče i hard diska koji je zadužen za azmenu IDE [Paralelni ATA, PATA] standardni port. Serijski ATA koristi samo 4 signalna pina, čime se poboljšava efiksanost pinova preko paralelnog ATA interfejsa koji koristi 26 signalnih pinova između uređaja. SIOM [Server I/O Module], novi form faktor modul koji koristi PCI Express. Modul se sastoji od PC ploče koja je okružena metalnim kućištem. Postoje dve verzije, sa jednostrukom i dvostrukom širinom. Oba modula imaju istu visinu i dubinu, pri čemu se razlikuju samo u širini. Modul se sa matičnom pločom povezuje preko prstiju koji se nalaze na PWB. Jednostruki modul podržava x8 dok dvostruki podržava x16 PCIe linije.

Page 58: Portovi i magistrale - Embedded Systems Research …es.elfak.ni.ac.rs/Papers/VStefanovic - MJovanovic - Portovi i... · performanse ali je, sa druge strane, ograničilo mogućnost

58

USB port (Universal Serial Bus) obezbeđuje dvosmernu komunikaciju između PC-a i perifernih uređaja, preko diferencijalnog kabla serijskog interfejsa. Mod sa malom brzinom radi na 1.5Mbps i koristi se za uređaje kao što je miš. Mod pune brzine radi pri brzini od 12Mbps. Mod velikih brzina [definisan pomoću USB 2.0] obezbeđuje brzine od 480Mbps. Interfejsi za PC video kablove MDA [Monochrome Display Adapter]: izbačen je na tržište od strane IBM-a kao port za originalne PC-e. MDA je monohromski, standard za tekst koji omogućava prikazivanje 80x25 karaktera. Zastareo. CGA [Color Graphics Adapter]: CGA standard [1981] podržava nekoliko različitih modova; tekst mod sa najvećim kvalitetom je 80x25 karaktera u 16 boja. Ovaj standard je zastareo. EGA [Enhanced Graphics Adapter]: EGA standard [1984] ponudio je poboljšane rezolucije kao i više boja u odnosu na CGA. EGA je obezbeđivao izlaz od čak 16 boja (odbaranih iz palete od 64 boja) na rezolucijama ekrana od 640x350, ili 80x25 tekst saMonitori imaju digitalni interfejs. VGA [Video Graphics Array]: VGA [1987] predstavlja skup svih poboljšanja EGA. Stariji displeji slali su digitlane signale ka monitoru, dok VGA (i kasniji standardi) šalju analogne signale. Ova promena je bila neophodna kako bi se uvela veća preciznost kada su boje u pitanju. XGA [Extended Graphics Array]: IBM je uveo [1990] XGA interfejs kao preteču svom 8514/A displeju. SVGA [Super VGA] nudi više boja i rezolucija; ipak, SVGA u praksi ne postoji kao zaseban standard. Primarni standard se odnosi na BIOS, i na način na koji računar komunicira sa monitorom. VESA Display Data Channel [DDC] predstavlja VESA standard koji definiše na koji način treba čitati određene pinove kod standardnih SVGA monitora kako bi do kraja iskoristili sve prednosti monitora. SXGA [Super Extended Graphics Array]: Rezolucija ekrana od 1280 x 1024. UXGA [Ultra Extended Graphics Array]: Rezolucija ekrana od 1600 x 1200. WXGA [Wide Extended Graphics Array]: Rezolucija ekrana od 1366 x 768.

Page 59: Portovi i magistrale - Embedded Systems Research …es.elfak.ni.ac.rs/Papers/VStefanovic - MJovanovic - Portovi i... · performanse ali je, sa druge strane, ograničilo mogućnost

59

4. Poređenja i opisi PC interfejsa i portova U prethodnom delu teksta naveli smo neke od IBM, Macintosh i SGI interfejsa za portove. U većini slučajeva na matičnim pločama već postoje slotovi za dodatne kartice sistema. Dodatni slotovi se nazivaju ekspanzionim slotovima. Broj ekspanzionih slotova varira u zavisnosti od različitih matičnih ploča. Ali stvarni broj maksimalnih ekspanzionih slotova zavisi od interfejsa porta koji je upotrebljen. Na primer, PC-XT i PC-AT portovi mogu imati maksimalno 8 ekspanzionih slotova.

Standardi za PC portove Port Brzina Tip Opis Napon RS-323 19.2 Kbps Neuravnotežen 20 metara 5 V Pristupni port 100 Kbps Neuravnotežen 10 metara 5V I2C port 3.4 Mbps Neuravnotežen 2 žice TTL SMPort 100 KHz Neuravnotežen 2 žice TTL 10Base2 10 Mbps Neuravnotežen 183 metara,

IEEE-802 ECL

10Base5 10 Mbps Uravnotežen 500 metara, IEEE-802

ECL

10Base-T 10 Mbps Uravnotežen 100 metara, kabl kat 3

ECL

100Base-T 10 Mbps Uravnotežen 100 metara, kabl kat 5

+/- 1.0v

RapidIO 10 Gbps Uravnotežen LVDS LVDS HyperTransport 800 Mbps Uravnotežen 2/4/8/16/32

bita LVDS

FireWire 1394a

400 Mbps Diferencijalni Sličan USB-u 0.6-0.8V

FireWire 1394b

800 Mbps Diferencijalni 1394b 0.6-0.8V

USB 12 Mbps Diferencijalni USB 1.1 0.3-3.6V USB 480 Mbps Diferencijalni USB 2.0 0.3-3.6V ATA-1 8.3 Mbps 8 bita IDE Zstareo ATA-2/3 16 Mbps 16 bita EIDE TTL ATA-4 33 Mbps 16 bita ATA/33 TTTTLL ATA-5 66 Mbps 16 bita ATA/66 TTL ATA-6 100 Mbps 16 bita ATA/100 TTL ATA-7 133 Mbps 16 bita ATA/133 LVDS Serial ATA 150 MBps Diferencijalni 2 dif para Zastareo SCSI-1 5 MBps 8 bita Periferna TTL

Page 60: Portovi i magistrale - Embedded Systems Research …es.elfak.ni.ac.rs/Papers/VStefanovic - MJovanovic - Portovi i... · performanse ali je, sa druge strane, ograničilo mogućnost

60

kontrola SCSI-2 40 MBps 8/16/32 bita 11 uređaja TTL SCSI-3 40 MBps 8/16 bita 16 uređaja TBD Ultra 160 SCSI 160 MBps 32 bita 4 uređaja TBD Ultra 320 SCSI 320 MBps 32 bita 4 uređaja TBD Ultra 640 SCSI 640 MBps 32 bita 4 uređaja TTL PC-XT 4.7 MHz 8 bita PC port TTL PC-AT (ISA) 8 MHz 16 bita PC port TTL EISA 8 MHz 32 bita PC port TTL Mikro kanal 10 MHz 32 bita PC port TTL VESA (VLB) 33 MHz 32/64 bita PC port TTL PISA Combo Combo ISA-OCI

combo TTL

PCI 33/66 MHz 32/64 bita PC lokalni port

CMOS

PCI-X 533 MHz 32/64 bita ISA TTL PC kartica 8 MHz 16 bita PCI PCI Port za kartice 33 MHz 32 bita PC lokalni

port PCI

AGP 66 MHz 8/16/32 bita PC lokalni port

TTL

AGP 2x 133 MHz 8/16/32 bita 533 MB/s TTL AGP 4x 266 MHz 8/16/32 bita 1066 MB/s TTL AGP 8x 533 MHz 8/16/32 bita 2.1 GB/s TTL PCI Express 2.5 Gb Do 32 bita Serijski PCI LVDS

Pristupni port

AC ’97 opis Audio Codec specfikacija koja je puštena na tržište 1997 [AC '97] definiše arhitekturu i digitalni interfejs, naročito dizajniran za implementaciju audio i modemskih I/O funkcionalnosti kod PC-a. Obuhvataju i Modem Codec [MC '97], kao i kombinovani Audio/Modem Codec standard [AMC '97]. Trenutna verzija AC '97 proizvedena je 2002. Specifikacija je izbačena na tržište od strane Intela. AC-97 specifikacija definiše preporučeni 48-o pinski QFP IC paket. Nivo i vremenski lsed and timing], fizički interfejs, i protokol serijskog interfejsa. Stereo kodeci od 16 bita sa full-duplex-om definisani su u 48-o pinskom QFP paketu.

Page 61: Portovi i magistrale - Embedded Systems Research …es.elfak.ni.ac.rs/Papers/VStefanovic - MJovanovic - Portovi i... · performanse ali je, sa druge strane, ograničilo mogućnost

61

MIC izlaz je definisan. I glavni stereo ulaz [LINE-OUT], kao i sekundarna izlazna linija [AUX-OUT] su definisane. Opcioni digitalni S/PDIF izlaz je takođe definisan. Postoje i Digital Controller specifikacije koje se nazivaju i DC'97.

Opis pristupnih portova Access.Bus predstavlja pristupni port male brzine koji je predviđen za tržište PC-a. Access.Bus koristi I2C port kao nardver električnog interfejsa ali definiše sopstveni fizički interfejs. On takođe definiše i komunikacioni protokol, kao i informacije o drajveru uređaja za svaki od interfejsa. Konektor sa 4 pina kao i 4-o žični ojačan kabl dat je u specifikacijama. ACCESS.bus radi na 100 Kbps pri čemu je maksimalna dužina kabla 10 metara, mada se repetitor može dodati kako bi se povećala dužina kabla. Access.Bus koristi iste signale kao i I2C port. Access.Bus specifikacije navode i serisjki pR otpornik od 820 Ω minimalnih i 51 Ω maksimalnih koji se nalazi kod domaćina. Napajanje se kreće između +4.75v i 5.25v, pri čemu startovanje iznosi oko 100ms. Napon napajanje se možda ne koristi za sve uređaje koji su povezani. Opis porta I2C port [Inter-IC Bus] ili [IIC Bus] originalno je dizajniran kao interfejs za kontrolu stanja baterije. I2C koristi dvosmernu Serial Clock Line [SCL] i Serial Data Lines [SDA]. Obe linije prelaze preko otpornika pR . Otpornik sR je opcioni i koristi se za ESD zaštitu. Postoje tri moda rada: standardni; 100kbps [Bita u sekudni], Brzi mod; 400kbps, Mod velike brzine 3.4Mbps. Maksimalna kapacitivnost je 400pF, što predstavlja ograničenje kada je u pitanju broj uređaja na maksimalnoj dužini linije. Bilo koji Podaci i vreme se šalju od strane Mastera; link može imati i po nekoliko Matera i Slave-a na samo jednom portu, ali samo Masteri mogu biti aktivni u bilo kom vremenskom trenutku. I2C definiše električni nivo i protokol i razvijen je od strane Filips poluprovodnika.

Apple Desktop port ADB port [Apple Desktop Bus] predstavlja serijski port koji se koristi na Apple računarima za korišćenje miša ili tastature. Tabla se sastoji od dvosmerne linije za

Page 62: Portovi i magistrale - Embedded Systems Research …es.elfak.ni.ac.rs/Papers/VStefanovic - MJovanovic - Portovi i... · performanse ali je, sa druge strane, ograničilo mogućnost

62

podatke [pin 1], linije za napajanje od +5 volti [pin 3] kao i linije za uzemljenje [pin 4]. Neki od sistema za napajanje koriste i pin 2. Maksimalna brzina prenosa je 125kbps, mada je stavrana brzina porta bila mnogo manja. Maksimalna dužina kabla bila je 5 metara, koristi se muški konektor Mini-DIN sa 4 pina. Ipak, postoje i kablovi koju su dugi 6 i 12 fita. ADB port je OBSOLETE i zamenjen je Firewire portom. ADB portovi u vidu USB adapter kablova se takođe proizvode čime se dozvoljava da se stariji periferni uređaji koriste kod novijih MAC računara.

Broj pina Funkcija 1 Podaci 2 Napajanje 3 +5 volti 4 Uzemljenje

AGP port Opis AGP porta AGP [Accelerated Graphics Port] predstavlja port od tačke do tačke koji za signaliziranje koristi 1.5 volti ili 3.3V. Glavna primena AGP porta je kod lokalnih video portova kod IBM kompatibilnih PC-a. AGP interfejs port zasnovan je na PCI [Peripheral Component Interface] specifikacijama, pri čemu se PCI specifikacija koristi kao osnova. AGP dodaje još 20 signala koji ne postoje kod PCI porta. AGP specifikacija definiše aspekte Protokola, Elektročne i Mehaničke aspekte porta. Mehaničke definicije obuhvataju konektore i AGP ploču [dodatna kartica]. Veličina kartice i 1.5v i 3.3v konektori su takođe definisani u specifikacijama. Postoji 5 definisanih konektora: AGP 3.3v, AGP 1.5v, AGP Universal, AGP Pro Universal, AGP Pro 3.3v, i AGP Pro 1.5v. PCI i AGP ploče se mehanički ne mogu zameniti. AGP 1.0 specifikacija definiše brzine 1x i 2x sa 3.3v povezanim konektorom. AGP 2.0 specifikacija definiše brzine 1x, 2x i 4x sa 3.3v, ili 1.5v povezanim konektorom ili “Univerzalni” konektor koji podržava oba tipa kartice.

Page 63: Portovi i magistrale - Embedded Systems Research …es.elfak.ni.ac.rs/Papers/VStefanovic - MJovanovic - Portovi i... · performanse ali je, sa druge strane, ograničilo mogućnost

63

AGP Pro specifikacija definiše brzine 1x, 2x i 4x sa 3.3v, ili 1.5v povezanim konektorom ili “Univerzalni” konektor koji podržava oba tipa kartice. AGP 3.0 specifikacija definiše brzine 1x, 2x, 4x i 8x povezanim konektorom 1.5v povezanim konektorom ili 1.5v AGP Universal / Pro konektor. Svako unapređenje predstavlja skup moda 1x, tako da 4x podržava i 1x mod. Osnovna brzina je 66MHz, ali kako bi postigli brzine od 2x, 4x, i 8x sat se duplira svaki put. AGP (1x): 66MHz sat, 8 bajta/satu, opseg: 266MB/s [3.3V ili 1.5V pomeranje signala] AGP 2x: 133MHz sat, 8 bajta/satu, opseg: 533MB/s [3.3V ili 1.5V pomeranje signala] AGP 4x: 266MHz sat, 16 bajta/satu, opseg: 1066MB/s [1.5V pomeranje signala] AGP 8x: 533MHz sat, 32 bajta/satu, opseg: 2.1GB/s [0.8V pomeranje signala], i dalje koristi napajanje od 1.5 volti sa matične ploče. AGP port za podatke može biti od 8, 16, 24, 32, ili 64 bita. Ulsed vremenskog ograničenja maksimalna dužina porta je 9 inča. Impedansa izznosi 65 oma +/- 15 oma (ne postoji krajni otpornik). Za port čija je brzina 8x potrebno je da port ima paralellni završetak ili završetak od 50 oma. AGP interfejs je optimizovan za FR4 PCB dizajne. I nivo 4 layer i PCB nivoa 6 su primeri koji su obrađivani. Ne funckionišu sve AGP kartice sa svim AGP slotovima. Za poređenje koristite sledeću tabelu.

Poklapanje AGP kartica / matična ploča

AGP 2.0 kartice AGP 3.0 kartice Matična ploča

3.3 Konektor

1.5 Konektor

Univerzalni Konektor

Univerzalni AGP 3.0 Konektor

AGP 3.3 Konektor

AGP 3.3 Radi Pogrešno priključeno

Radi Pogrešno priključeno

Pogrešno priključeno

AGP 1.5 Pogrešno priključeno

Radi Radi Radi Nema funkcije

AGP Univerzal

Radi Radi Radi Radi Nema funkcije

Univerzal AGP 3.0

Pogrešno priključeno

Radi Radi Radi Radi

AGP 3.0 Pogrešno priključeno

Nema funkcije

Nema funkcije

Radi Radi

Page 64: Portovi i magistrale - Embedded Systems Research …es.elfak.ni.ac.rs/Papers/VStefanovic - MJovanovic - Portovi i... · performanse ali je, sa druge strane, ograničilo mogućnost

64

AGP standardi i specifikacije Od sredine 2005 veliki broj matičnih ploča prešao je sa AGP slota za kartice na PCI Express slot, mada kod nekih postoji mogućnost da se napravi izbor između ova dva slota. Matične ploče sa AMD ili Intelovim procesorima prelaze ka PCIe interfejs portovima, mada se ustvari čip-setovi menjaju kako bi se podržao PCIe. Standardna zamena za AGP port je PCI Express x16 port, koji ima 4 puta veću brzinu u odnosu na standardnu brzinu 8x kod AGP-a.

AIMM port Opis AIMM porta AGP slot Inline Memory Module [AIMM] definiše memorijksu karticu koja se ubacuje u AGP slot, na PC kartici sa integrisanim grafičkim jezgrom, kome nije potrebn a dodatna grafička kartica. AIMM kartica predstavlja korišćenje lokalnog memorisjkog podsistema za grafiku koja je integrisana u logički čip-set. Dodatnih 4MB [SDRAM] za video memoriju moguće je koristiti kod AIMM kartice, i to raspoređenu kao 1Mx32 bita. AIMM funkcije se vrše ili 3.3V AGP slotu ili univerzalnom AGP slotu za karticu. AIMM moduli se danas nazivaju Graphics Performance Accelerator [GPA] karticama. GPA [AIMM] memorijska ploča postoji samo na nekoliko tipa matičnih ploča. Matične ploče koje koriste Intelov 815E čip-set i integrisanu grafikudozvoljavaju korišćenje GPA memorijskih modula. GPA ploče su potrebne samo radi poboljšanja video performanse. Postojeći čip-set obezbeđuje jako malo video memorije, tako da je ona povećana za 4MB. Za optimalnu performansu AGP kartica bi morala da se koristi u video slotu umesto na AIMM ploči. Specifikacije definišu električne i mehaničke karakteristike GPA [AIMM] ploče. Date su veličina i raspored ploče. Takođe su dati slotovi i pinovi i preporuke. Preporučena ploča ima 4 sloja sa kontrolisanom impedansom od 60 Ω, pri čemu jedan sloj služi za napajanje, jedan za uzemljenje i dva sloja su signalna sloja. Nominalna debljina ploče je 62 mm. AIMM pinovi na ploči Pinovi koji se nalaze na AIMM memorisjkom modulu su TBD.

Apple kompjuterski portovi Veliki broj Apple ili Mekintoš kompjuterskih portova dato je u daljem delu teksta. Za svaki od portova dat je i kratak opis. Ipak, nisu date informacije koje se tiču električnih standrda ili informacije o kablovima. Veliki broj interfejsa, mada ne svi, danas se čak i ne koriste i ne proizvode.

Page 65: Portovi i magistrale - Embedded Systems Research …es.elfak.ni.ac.rs/Papers/VStefanovic - MJovanovic - Portovi i... · performanse ali je, sa druge strane, ograničilo mogućnost

65

U danešnje vreme, IBM kompatibilni PC-i i Apple kompjuteri koriste iste standardizovane interfejse. Ranije su računari različitih kompanija koristili različite interfejse koji su bili standardizovani samo za nihove računare. Današnja Mac mini ponuda Apple-a ima sledeći interfejs: 120 V, 10/100 BASE-T Ethernet interfejs na RJ-45, modemski interfejs na RJ-11, DVI/VGA video konektor, dva USB konektora, FireWire 400 konektor, i Audio konektor. Očigledno je da se LocalTalk interfejsi više ne korise u novijim Apple proizvodima. Ima sledeći električni interfejs: dva DVI video konektora, dva USB konektora, jedan FireWire 400 inetrfejs, jedan FireWire 800 interfejs, jedan interfejs Gogabitnog Eterneta na RJ45 konektoru, modemski interfejs na RJ-11 Telco konektoru. Dodatno, postoji veliki broj drugih interfejsa koji imaju dva posrta za entene (jedan je Bluetooth inrterfejs a drugi spada u kategoriju nekoliko audio interfejsa). Local-Talk 8-o pinski Mini DIN Pinout Postoje 3 i više različitih pinout tabli koje se razlikuju od uređaja do uređaja. Iz Mac mini interfejsa koji je naveden u prethodnom delu očigledno je da se AppleTalk interfejsi dati na ovoj stranici više ne proizvode. Pinout serijskog interfejsa RS-232 Postoje 3 i više različitih pinout tabli koje se razlikuju od uređaja do uređaja. Tehnička diskusija o RS-232 interfejs portu data je na EIA-232 stranici. 36-o pinski Centronic pinout Originalni Centronic paralelni interfejs zamenjen je IEEE-1284 interfejsom, ali se u velikom broju slučajeva termin Centronic i dalje koristi. I zastareli Centronic interfejs i IEEE1284 interfejs su pralelni portovi koji rade pri relativno malim brzinama a koriste veliki broj konektora i veliki broj linija za podatke. Najnoviji pristup je korišćenje USB interfejsa, koji koristi samo četiri žice i radi pri brzini od 800Mbps. Veliki broj novih računara se proizvode sa USB interfejsom, a neki sa starim paralelnim tipom interfejsa.

36-o pinski Centronic pinout

Pin # Ime pina Opis 1 Busy Uređaj je zauzet 2 Select Uređaj je priključen 3 /ACK Prijem podataka 4 /Fault Uočen je problem 5 Paper ERR Nestalo je papira 6 Data 1 Bit podataka 1 7 Data 2 Bit podataka 2

Page 66: Portovi i magistrale - Embedded Systems Research …es.elfak.ni.ac.rs/Papers/VStefanovic - MJovanovic - Portovi i... · performanse ali je, sa druge strane, ograničilo mogućnost

66

8 Data 3 Bit podataka 3 9 Data 4 Bit podataka 4 10 Data 5 Bit podataka 5 11 Data 6 Bit podataka 6 12 Data 7 Bit podataka 7 13 Data 8 Bit podataka 8 14 /INIT Signal za resetovanje 15 /STROBE Prenos podataka ka štampaču 16 /Select IN Odabir datog porta 17 /AUTO FEED Auto dodavanje papira 18 Tied High Logička funkcija 19 Signal GND (Busy) Osnova za signal zauzeto 20 Signal GND (Select) Osnova za signal zauzeto 21 Signal GND (/ACK) Osnova za signal odabira 22 Signal GND (/Fault) Osnova za signal ACK 23 Signal GND (Paper ERR) Osnova za signal greške 24 Signal GND (DATA 1) Osnova za signal nestanka papira 25 Signal GND (DATA 2) Osnova za signal DATA 1 26 Signal GND (DATA 3) Osnova za signal DATA 2 27 Signal GND (DATA 4) Osnova za signal DATA 3 28 Signal GND (DATA 5) Osnova za signal DATA 4 29 Signal GND (DATA 6) Osnova za signal DATA 5 30 Signal GND (DATA 7) Osnova za signal DATA 6 31 Signal GND (DATA 8) Osnova za signal DATA 7 32 Signal GND (/INIT) Osnova za signal /INIT 33 Signal GND (/STROBE) Osnova za signal /STROBE 34 Signal GND (/SELECT IN) Osnova za signal odabir porta 35 Signal GND (/AUTO FD) Osnova za signal dodavanje papira 36 Peripheral Logic High Linija zauzeta podacijma visokog prioriteta

8-o pinski RJ45 pinout Apple pinout Ethernet porta i signala naziva se 8-o pinski RJ45 pinout konektorom.

Page 67: Portovi i magistrale - Embedded Systems Research …es.elfak.ni.ac.rs/Papers/VStefanovic - MJovanovic - Portovi i... · performanse ali je, sa druge strane, ograničilo mogućnost

67

RJ-45 konektor

Pin # Ime pina Opis 1 TXP Prenos – pozitivan 2 TXN Prenos – negativan 3 RXP Prijem – pozitivan 4 NC Ne koristi se 5 NC Ne koristi se 6 RXN Prijem – negativan 7 NC Ne koristi se 8 NC Ne koristi se

Apple 300/1200 Modem Pin Out

9-o pinski (muški) D-Sub konektor

Pin # Ime pina Opis 1 n/c Nije konektovan 2 DSR Spremni podaci za prenos 3 GND Uzemljenje 4 n/c Nije konektovan 5 RxD Prijem podataka 6 DTR Terminal za podatke 7 DCD Izlaz iz modema 8 GND Uzemljenje

Apple LaserWriter AppleTalk serijski pinout

9-o pinski (muški) D-Sub konektor se ne može pronaći kod Apple proizvoda novijeg datuma, pošto su LAN imterfejsi povezani preko Eternet port konktora.

9-o pinski (muški) D-Sub konektor

Pin # Ime pina Opis 1 GND Uzemljenje

Page 68: Portovi i magistrale - Embedded Systems Research …es.elfak.ni.ac.rs/Papers/VStefanovic - MJovanovic - Portovi i... · performanse ali je, sa druge strane, ograničilo mogućnost

68

2 n/c Nije konektovan 3 GND Uzemljenje 4 TXD+ Prenos – pozitivan 5 TXD- Prenos – negativan 6 n/c Nije konektovan 7 RXCLK TRxC za Zilog 8530 8 RXD+ Prijem – pozitivan 9 RXD- Prijem – negativan

Apple LaserWriter serijski pinout

25-o pinski D-Sub konektor

Pin # Ime pina Opis 1 GND Uzemljenje 2 TXD- Prenos – negativan 3 RXD- Prijem – negativan 4 RTS Potreba za slanjem 5 CTS Odobrenje za slanje 6 DSR Podaci spremni za slanje 7 GND Uzemljenje 8 DCD Detektovan nosilac podatak 20 DRT- Terminal podataka spreman 22 RING ?

Apple IIc pinout za džojstik Trenutni interfejs za džojstik kod Apple račinara koriste USB interfejs a ne koriste 9-o pinski (muški) D-Sub konektor. Ipak, pinout za 9-o pinski (muški) D-Sub konektor nalazi se na ovoj stranici. Pinout za Macintosh konektor tastature

Trenutni interfejs tastature kod Apple računara koristi USB interfejs.

RJ11 Pin-Out

Pin # Ime pina Opis 1 GND Uzemljenje 2 KBD1 Sat tastature

Page 69: Portovi i magistrale - Embedded Systems Research …es.elfak.ni.ac.rs/Papers/VStefanovic - MJovanovic - Portovi i... · performanse ali je, sa druge strane, ograničilo mogućnost

69

3 KBD2 Podaci tastature 4 +5V +5 VDC

Apple Macintosh pinout konektora miša Najnoviji konketor za miša kod Apple računara koristi USB interfejs.

9-o pinski D-Sub konektor

Pin # Ime pina Opis 1 GND Uzemljenje 2 +5V +5 VDC 3 GND Uzemljenje 4 X2 Linija horizontalnog pomeraja (povezan sa VIA PB4 linijom) 5 X1 Linija horizontalnog pomeraja (povezan sa SCC DCDAlinijom) 6 TBD TBD 7 SW- Linija točkića na mišu 8 Y2 Linija vertikalnog pomeraja (povezan sa VIA PB4 linijom) 9 Y1 Linija vertikalnog pomeraja (povezan sa SCC DCDAlinijom)

ISA port/ AT port

PC/PC-AT opis i pinout ISA (AT) port: ISA port radi na 8MHz sa portom za podatke od 8 i 16 bita, 24-o bitnim adresnim portom inapajenjem od +/- 12 volti, +/- 5 volti, 15 Interapt linija. Standradni drajv ima straujni nivo od 24mA ya sve signale na portu. AT kartica koristi standardne konektore koje obezbeđuje XT port kao i dodatni konektor. Dodatni konektor. Dodatni konektor ima 62 prsta (32 prsta sa svake strane): Matična ploča može da prihvati karticu od 8 ili 16 bita u slotu od 8 bita (XT), ili karticu od 16 bita u AT slotu. Maksimalni broj ekspanzionih slotova je 8. Neke od Interapt linija su rezervisane. Do 2001, velika većina računara se proizvodila samo sa PCI slotovima. Ali kombinacija ISA AT ekpsanzionih slotova, i PCI slotova je još uvek uobičajena. PC ISA port je zstareo i ne bi smeo da bude korišćen u novijim dizajnima. Ustvari, svi ovde navedeni portovi su zastareli i zamenjeni su PCI portovima. Do sredine 2004 većina kompanija je proizvodila matične ploče sa PCI ekpsanzionim slotovima [koji su zamenili ISA slotove] i PCI-Express slotovima, u kombinaciji sa 1x PCIe slotovima i 16x PCIe slotovima, koji su zamenili AGP ekspanzione slotove. Od 2005 PCI-express slotovi se nalaze na većini matičnih ploča, ali AGP ekspanzioni slotovi su i dalje prisutni [naročito na AMD matičnim pločama].

Page 70: Portovi i magistrale - Embedded Systems Research …es.elfak.ni.ac.rs/Papers/VStefanovic - MJovanovic - Portovi i... · performanse ali je, sa druge strane, ograničilo mogućnost

70

Dodatne informacije o portovima PC-a: ISA (XT) port: zastareo; 4.77MHz @ 8 bita, +/- 12 volti, +/- 5 volti. Koristi jedan oscilator na 14.31818MHz koji je podeljen sa 3. linija za podatke, 0 do 7 (LSB=0). 20 adresnih linija, 0 do 19 (LSB=0). 1 linija za sat (4.77MHz). 1 reset linija, 8 interapt linija. XT port koristi konektore J1 (A/B), AT koristi J1 (A/B), J2 (C/D). maksimalan broj ekspanzionih portova je 8 i oni se mogu pronaći na kompatibilnim IBM matičnim pločama MCA (Micro Channel Architecture) port: zastareo; 10MHz @ 16 ili 32 bita, uP nezavisan, asinhroni, IBM vlasništvo na PS2 računarima. Sa poboljšanjima brzina porta može da dostigne i vrednost od 80MBps. MCI pojavio se samo kod IBM PS2 serije računara kojih već dugi niz godina nema na tržištu. EISA (Extended Industry Standard Architecture) ili (Enhanced ISA) port: 8MHz @ 8/16/32 bita na portu za podatke, 32-o bitni adresni port; PC ekspanzioni port kompatibilan sa ISA. ISA kartica može da radi sa EISA slotom, ali EISA kartica ne radi sa AT slotom. EISA port (u jednom od modova) koristi obe ivice vremenskog signala, pri čemu se viša ivica koristi za izlaznu adresu, a niža ivica za unos podataka. Takođe, dostupna su još tri različita moda za transfer. EISA kartica je iste veličine kao i AT kartica. Nove adresne linije se završavaju sa “LA#”. Ovaj port se više ne koristi i zamenjen je sa PCI i AGP portovima. PCI Port (Peripheral Component Interface PCI) port u početku je razvijen kao ekspanzija lokalnog porta za PC. Prva verzija PCI porta radila je na 33MHz sa 32-o bitnim portom (133MBps), dok trenutna verzija radi na 66MHz na portu od 64 bita. PISA PISA (PCI + ISA) port PC ekspanzioni port [PCI + ISA]: Normalna ISA kartica sa dodatnim redom pinova iznad ISA pinova. Ova kartica se obično može naći u OEM industrijskim ili ugrađenim kompjuterima. PISA standard je kombinacija ISA, i PCI porta na jednoj kartici. ISA i PCI prsti se nalaze jedni povrh drugih. PISA port se koristi kod Ugrađenih Industrijskih Kompjuterskih portova, a ne kod PC-a. Sličan standard za portove iz PICMG koristi i ISA i PCI portove interfejsa ali se prsti nalaze jedni iza drugih, ne jedni preko drugih. Kontrolna kartica koja se koristi u sistemu ima konketore i za PCI i za ISA portove, dok matična ploča ima samo obične konektore. VESA (Video Electronic Standards Association)/Loklani port (VLB ili VL-Port): ima brzinu od 33MHz i koristi transfer podataka od 16-bita ili 32-bita, dok je za adrese predviđeno 30 bita. Takođe za multipleksiranje je dostupan port od 64 bita kojim se dodaje još 32 bita na adresnom portu. Maksimalan broj uređaja povezan na ovaj port je 3. VLB se nalazi na standardnoj 16-o bitnoj ISA kartici sa dodatnim pinovima koji se potrebni za VLB interfejs, čime se omogućava ISA kartici da koristi isti slot. VLB kartici nije potrebno korišćenje ISA porta i može da zahteva samo korišćenje VLB konektora. Danas je ovaj port zastareo i zamenjen je AGP slotom.

Page 71: Portovi i magistrale - Embedded Systems Research …es.elfak.ni.ac.rs/Papers/VStefanovic - MJovanovic - Portovi i... · performanse ali je, sa druge strane, ograničilo mogućnost

71

Dimenzije kartica

PC Bus Connector Manufacturers PCAT konektor: Card Edge tip, 100 pina, dvostruki red pinova (50 pina na jednoj strani) pri čemu je rastojanje između centara 0.1 inč. IBM XT slot koristi levi deo konektora (J1). IBM AT slot dodao je desni deo konektora (J2). AT koristi ceo konektor, J1 i J2. Konektor ima delioc koji ga deli na grupe sa 62 i 36 kontakta.

IDE (ATA) port

Opis IDE/ATA paralelnog porta Za ovaj port postoje dva naziva IDE (Integrated Drive Electronics) port i izraz koji se danas više koristi port sa ATA (Advanced Technology Attachment) specifikacijom [ATA port]. IDE se koristi kod PC-a kao port za hard disk ili periferni port za povezivanje PC matične ploče sa hard diskom. IDE port je paralelni port. Pošto danas postoji serijska specifikacija za ATA kao Serial ATA [SATA] specifikacija za paralelni ATA [IDE] danas se naziva PATA. Postoji veliki broj verzija ATA portova, pri čemu smo mi naveli sve postojeće verzije. Takođe naveden je i SATA koji je zamenio ATA port. ATA-1 (IDE), [zastareo] 8.3MB/sec, 8 ili 16 bita podataka, konektor u vidu trake sa 40 pinova. Maksimalni broj uređaja na portu je 2. Koristi PIO modove 0, 1 ili 2. Nije imao nikavu ispravku greški koje se se javljale u portu. ATA-1 specifikacija je izbačena 1994, a povučena 1999.

Page 72: Portovi i magistrale - Embedded Systems Research …es.elfak.ni.ac.rs/Papers/VStefanovic - MJovanovic - Portovi i... · performanse ali je, sa druge strane, ograničilo mogućnost

72

ATA-2 (EIDE, ili Fast ATA), [zastareo] 16.6MB/sec, 8 ili 16 bita podataka, konektor u vidu trake sa 40 pinova. Maksimalni broj uređaja na portu je 4. Koristi PIO modove 0, 1, 2, 3, ili 4. ATA-2 specifikacija je izbačena 1995 a povučena 2001. ATA-3, 16MB/sec, 16 bita podataka, konektor u vidu trake sa 40 pinova. Koristi PIO modove 0, 1, 2, 3, ili 4 i Multiword DMA modove 1 i 2. Obuhvata CRC. ATAPI (ATA Packet Interface) predstavlja CD-ROM stranu interfejsa. Koristi isti konektor kao i ATA, i ima jedan dodataka za analogni i jedan za digitalni audio. ATA-3 specifikacija je izbačena 1997 a povučena 2002. ATA-4 Ultra-ATA/33, 33MB/sec, 16 bita podataka, konektor u vidu trake sa 40 pinova. Koristi PIO modove 0, 1, 2, 3, ili 4 i Multiword DMA modove 1 i 2 i Ultra DMA modove 0, 1, i 2. Radi sa 120nS Strobes, 33MBps Brzina transfera = [(1/120nS) x 2 bajta x 2]. Gde je 120nS vreme ciklusa za 4 periode sata na 30nS. Dodata CRC provera. ATA-4 specifikacija je izbačena 1998. ATA-5 Ultra-ATA/66, 66MB/sec, 16 bita podataka, konektor u vidu trake sa 40/80 pinova, sa dodatnih 40 pinova koji su uzemljeni. Novi kabl omogućava da ATA/5 radi brže u odnosu na ATA/3. Koristi PIO modove 0, 1, 2, 3, ili 4 i Multiword DMA modes 1 i 2 i Ultra DMA modove 0, 1, 2, 3 i 4. Radi sa 60nS Strobes. 66MBps brzina transfera = [(1/60nS) x 2 bajta x 2]. Gde je 60nS vreme ciklusa za 2 periode sata sa 30nS. ATA-5 specifikacija je izbačena 2000. ATA-6 Ultra-ATA/100, 100MB/sec, 16 bita podataka, konektor u vidu trake sa 40/80 pinova, sa dodatnih 40 pinova koji su uzemljeni. Koristi PIO modove0, 1, 2, 3, ili 4 i Multiword DMA modove 1 i 2 i Ultra DMA modove 0, 1, 2, 3, 4 i 5. 100MBps brzina transfera = [(1/40nS) x 2 bajta x 2]. Gde je 40nS vreme ciklusa za 2 periode sata sa 20nS. ATA-6 specifikacija je izbačena 2002. ATA-7 Ultra-ATA/133, 133MB/sec, 16 bita podataka, konektor u vidu trake sa 40/80 pinova, sa dodatnih 40 pinova koji su uzemljeni. Koristi PIO modove 0, 1, 2, 3, ili 4 i Multiword DMA modove 0, 1 i 2 i Ultra DMA modove 0, 1, 2, 3, 4, 5 i 6. 133MBps brzina transfera = [(1/30nS) x 2 bajta x 2]. Gde je 30nS vreme ciklusa za 2 periode sata sa 15nS. ATA-7 specifikacija je izbačena 2005. Serial ATA: (Ver 1.0) Serijalizovani ATA veće brzine. Serijska verzija IDE [ATA] specifikacije. Koristi 4-o žični provodni kabl sa dva diferencijalna para [Tx/Rx], plus dodatna 3 pina za uzemljenje kao i odvojeni pin za napajanje. Brzina protoka podataka je 150MBps [1.5GHz] pri čemu se koristi 8B/10B kodiranje i promene od 250mV u signalu. Serial ATA nije kompatibilan sa IDE [Parallel ATA] zato što im se konektori razlikuju, naponski nivoi su im različiti, kao i format podataka [SATA šalje jedan po jedan bit dok PATA šalje 16 bita istovremeno]. SATA ne može da stvori interfejs sa IDE portom. Ne postoji kabl pomoću kojih bi se SATA i IDE povezali. Ipak, moguće je kupiti konvertor koji će konvertovati SATA u PATA.

Page 73: Portovi i magistrale - Embedded Systems Research …es.elfak.ni.ac.rs/Papers/VStefanovic - MJovanovic - Portovi i... · performanse ali je, sa druge strane, ograničilo mogućnost

73

ATA-# interfejs za disk drajvove; definiše fizički i električni sloj kao i protokol signaliziranja. Brzina prenosa podataka zavisi od moda prenosa koji se koristi. Postoje 3 osnovna moda: PIO, Multiword DMA, i Ultra DMA. PIO Modovi: 0 [3.3MB/s], 1 [5.2MB/s], 2 [8.3MB/s], 3 [11.1MB/s], 4 [16.7MB/s] Multiword DMA Modovi: 0 [4.2MB/s], 1 [13.3MB/s], 2 [16.7MB/s] Ultra DMA Modovi: 0 [16.7MB/s], 1 [25.0MB/s], 2 [33.3MB/s], 3 [44.4MB/s], 4 [66.7MB/s], 5 [100.0MB/s] Napon (+5 / + volti) se sprovodi preko konektora sa četiri pina (sem ako se ne koristi konektor sa 50 pina). Postoji nekoliko modova koji su do danas definisani: Active, Idle, Standby, i Sleep. Active: normalan rad. Idle: snaga je isključen ali se primaju komande. Standby: ugašen uređaj ali sa jednim malim aktivnim delom. Sleep: elektronika ne reaguje sem kada dođe do resetovanja napajanja.

IDE konektori i kablovi Napajanje (konektor sa 4 pina, cnetri na 0.2 inča), koristi 18 AWG kabl; Na svim tipovima interfejsa ne postoji odvojen konektor.

Page 74: Portovi i magistrale - Embedded Systems Research …es.elfak.ni.ac.rs/Papers/VStefanovic - MJovanovic - Portovi i... · performanse ali je, sa druge strane, ograničilo mogućnost

74

1: +12 volti 2: +12v uzemljenj [GND] 3: +5v uzemljenje [GND] 4: +5 volti Podaci (impedansa kabla od 70 do 90 Ω, veličina žice od 30 AWG , IDC završetak) ..... (ATA-1 do ATA-4) traka sa 40 pinova / IDC konektor / flat kabl (ograničeni 28AWG) dužina od 18 inča [maksimalna dužina kabla] ..... (ATA-5 / ATA-6) traka sa 80 pinova /IDC kabl, konektor sa 40 pina, koji se slaže sa ATA-2/ATA-1, dužina od 18 inča (12 inča od domaćina do uređaja 0, 6 inča uređaj 0 do 1). Konektor drajva predstavlja hedere sa 40 pina; sa dve kolone od 20 pina. Kabl sa 40 pina zahteva postojanje dodatnog kabla za napajanje. Konektor je zaključan, pri čemu je 20 pina uklonjeno. Napajanje i prenos podataka mogu biti iskombinovani u jedan hibridan konektor. Takođe, moguće je koristiti i hedere sa 44 pina i pre pina 1, dolazi ključ, koji je praćen sa dva seta pina koji se koriste na pločama. Takođe, možemo definisati i 68-o pinski konektor kao standard i to je konektor koji se koristi kod PCMCIA.

Pin # Funkcija signala Pin # Funkcija signala 1 Reset 2 Uzemljenje 3 Data 7 4 Data 8 5 Data 6 6 Data 9 7 Data 5 8 Data 10 9 Data 4 10 Data 11 11 Data 3 12 Data 12 13 Data 2 14 Data 13 15 Data 1 16 Data 14 17 Data 0 18 Data 15

Page 75: Portovi i magistrale - Embedded Systems Research …es.elfak.ni.ac.rs/Papers/VStefanovic - MJovanovic - Portovi i... · performanse ali je, sa druge strane, ograničilo mogućnost

75

19 Uzemljenje 20 Ključ 21 DMARQ 22 Uzemljenje 23 DIOW- 24 Uzemljenje 25 DIOR- 26 Uzemljenje 27 IORDY 28 CSEL 29 DMARK- 30 Uzemljenje 31 INTRQ 32 IOCS16- 33 DA! 34 PDIAG- 35 DA0 36 DA2 37 CS1FX 38 CS3FX 39 DASP- 40 Uzemljenje

Pinout za ATA konektor sa 40 pinova već su prikazani. Kabl sa 80 pinova ima sve parne kablove koje su uzemljene. Znači, svaki pin nakon pina 1 ide na sledeći pin. Pin 2 [uzemljenje] se pomera ka pinu 3, pin 3 ka pinu 5, a pin 4 ka pinu 7, pin 5 ka pinu 9, itd.

Pinout IDE konektora za napajanje

Pin # Funckija signala 18 AWG provodnici 1 + 12 V DC Žut 2 + 12 V Return Crn 3 + 5 V Return Crn 4 + 5 V DC Crven

AT form kartica

Opis AT kartice AT Form kartica možda ne izgleda kao kartica, ali ona menja interfejs hedera na matičnoj ploči AT stila i I/O konektor. AT Form Card možda izgleda kao kartica Riser tipa ili kartica sa raspredom konektor/kabl. ATX matična ploča definiše lokaciju, postavku i tip prednjeg panela za I/O, dok AT matična ploča to ne čini. AT matična ploča je zastarla od 1997 kade je proizvedena ATX matična ploča. Postoji veliki broj interfejsa koji se zasnivaju na AT matičnoj ploči a koji nisu uzeti u obzir kada je I/O u pitanju. Matična ploča sadrži dual-in-line heder kome se može pristupiti od strane AT Form Card.

Pin # Funkcija signala Pin # Funkcija signala 1 USB +1 5vdc 10 Pin za zakjlučavanje

Page 76: Portovi i magistrale - Embedded Systems Research …es.elfak.ni.ac.rs/Papers/VStefanovic - MJovanovic - Portovi i... · performanse ali je, sa druge strane, ograničilo mogućnost

76

2 USB +2 5vdc 11 Miš 3 USB -1 Podaci 12 Podaci miša 4 USB -2 Podaci 13 Uzemljenje 5 USB +1 Podaci 14 Uzemljenje 6 USB +2 Podaci 15 IR Hi 7 Uzemljenje 16 IR ulaz 8 Uzemljenje 17 IR, + 5vdc 9 PS/2 + 5vdc 18 IR izlaz

Pinout ATX matične ploče ATX: Format matične ploče je 12" široka x 9.6" debela (305mm x 244mm). ATX matična ploča je u suštini Baby AT matična ploča rotirana za 90stepeni u kućištu. Ploča je zarotirana u kućištu kako bi se obezbedio što bolji protok vazduha. Vrsta napajanja određuje standard kome pripada ova matična ploča, a u našem slučaju to je ATX12V koje indikuje da napajanje ima tri pinuot ploče.

Pin # Funkcija signala Pin # Funkcija signala 1 +3.3 VDC 10 +3.3 VDC 2 +3.3 VDC 11 -12 VDC 3 COM 12 COM 4 + 5VDC 13 PS_ON# 5 COM 14 COM 6 + 5VDC 15 COM 7 COM 16 COM 8 + 5 VSB 17 + 5VDC 9 +12 VDC 18 + 5VDC

Konektor za napajanje ATX od +12v

Pin # Funkcija signala Pin # Funkcija signala 1 COM 10 + 12 VDC 2 COM 11 + 12 VDC

Pinout konektora za napajanje flopija

Pin # Funkcija signala 1 +5 VDC

Page 77: Portovi i magistrale - Embedded Systems Research …es.elfak.ni.ac.rs/Papers/VStefanovic - MJovanovic - Portovi i... · performanse ali je, sa druge strane, ograničilo mogućnost

77

2 COM 3 COM 4 + 12VDC

Heder spoljašnje snage koristi se za napajanje perifernih komponenti naponom od 5 ili 3.3 volta.

Pinout konektor za AUX napajanje

Pin # Funkcija signala 1 COM 2 COM 3 COM 4 + 3.3VDC 5 + 3.3 VDC 6 + 5VDC

Pin trećeg senzora je relativno nov i omogućava matičnoj ploči da podesi brzinu ventilatora u slučaju temperaturnih promena. Pin 3 možda nije uvek dostupan, ali je u tabeli naveden.

Pin # Funkcija signala 1 GND 2 + 12 volti 3 Senzor

Konektor za napajanje za Serial ATA drajv, odnosno za hard disk drajv (HDD) predstavlja novi standard za hard disk drajvove, koji koristi serijski interfejs (za razliku od velikog paralelnog kabla u vidu trake koji se koristio u prošlosti).

SATA napajanje

Pin # Funkcija signala 1 +3.3 VDC 2 +3.3 VDC 3 +3.3 VDC 4 COM 5 COM 6 COM

Page 78: Portovi i magistrale - Embedded Systems Research …es.elfak.ni.ac.rs/Papers/VStefanovic - MJovanovic - Portovi i... · performanse ali je, sa druge strane, ograničilo mogućnost

78

7 + 5 VDC 8 + 5 VDC 9 + 5 VDC 10 COM 11 COM 12 COM 13 + 12 VDC 14 + 12 VDC 15 + 12 VDC

Riser kartice

Opis riser kartica

Postoje tri osnovna riser standarda ACR [Advanced Communication Riser], AMR [Audio/Modem Riser], i CMR [Communication and Networking Riser]. Svaki standard ima i odgovarajuće tehničke informacije. Riser pristup dizajniran je da da osnovne instaliranja i kontrole u funkciji jednog riser slota tako da se date funkcije mogu implementovati sa minimalnim troškovima, bez potrebe postojanja PCI interfejsa.

Opis ACR Riser porta

Advanced Communication Riser, predstavlja još jednu Riser specifikaciju. Ova najnovija verzija omogućava modemsku podršku, LAN i xDSL podršku, kao i audio podršku. Pre ACR postojali su CNR i AMR. ACR standard je kompatibilan sa AMR.

Opis AMR Riser porta Audio/Modem Riser specifikacija definiše hardverski skalabilni OEM PC riser karticu matične ploče kao i interfejs, koji podržavaju i audio i modemske funkcije. MR slot obezbeđuje modemske funkcije, dok AMR slot obezbeđuje i audio i modemske funkcije. Modem je WinModem.

Opis CNR Riser port Communication and Networking Riser: Ova specifikacija definiše hardverski skalabilni OEM riser matične ploče i interfejs koji podržava interfejse za audio, modemsek i LAN interfejse u logici čipseta. Ovaj standard ne podržava ekspsnziione slotove, ali OEM koji je ugrađen u ploču ima svoj konektor [CNR konektor]. Portovi koi podržavaju ovaj interfejs su AC '97, SMBus i USB uključujući interfejs LAN-a i napajanja. Veličina ploče i pinout su takođe definisani u specifikacijama za ATX serije.

Page 79: Portovi i magistrale - Embedded Systems Research …es.elfak.ni.ac.rs/Papers/VStefanovic - MJovanovic - Portovi i... · performanse ali je, sa druge strane, ograničilo mogućnost

79

PCMCIA 32-o bitni port

Opis CardBus

PCMCIA Definiše i električne i fizičke specifikacije za 68-o pinski interfejs koji se nalazi u jendom od 3 form faktora, koji se jedinu razlikuju u debljini. Tip I: 3.3mm x 85.6mm x 54.0mm (TxLxW), Verzija 2.1 dozvoljava da se dužina poveća od 50mm na 135mm Tip II: 5.0mm x 85.6mm x 54.0mm (TxLxW), Verzija 2.1 dozvoljava da se dužina poveća od 50mm na 135mm Tip III: 10.5mm x 85.6mm x 54.0mm (TxLxW) Naziva se CardBus kada se implementuje lokalni PCI port (32 bita podataka samo). CardBus radi sa 32 bita na 33MHz. Maksimalna brzina prenosa je 132MBps. CardBus koristi samo 3.3v VCC kao napajanje. Cardbus uređaji se ponašaju kao Master ili Slave, dok se 16-o bitna PC kartica ponaša samo kao Slave. CardBus je potpuno kompatibilan sa PCMCIA [PC-card design]; ipak mogu se pojaviti poteškoće kada je u pitanju kompatibilnost sa starijim verzijama PCMCIA standarda. Miniature Card predstavlja minijaturnu implementaciju PCMCIA. Dimenzije su: 3.5mm x 33mm x 38mm (TxLxW). Električne specifikacije su podskup specifikacija PC Card standarda, ograničene samo na memorijske apliakcije. Koristi 16-o bitni port za podatke kao i 24-o bitni port za adrese koji jednoj kartici omogućavaju da skladišti do 64MB. CardBus aplikacije: memorijska kartica, modemska [RJ11 interfejs] kartica, bežični interfejs, eternet interfejs [RJ45], CompactFlash čitač kartica [sa adapterom].

CardBus pinout

Pin # Ime signala Funkcija signala Pin

# Ime signala Funkcija signala

Page 80: Portovi i magistrale - Embedded Systems Research …es.elfak.ni.ac.rs/Papers/VStefanovic - MJovanovic - Portovi i... · performanse ali je, sa druge strane, ograničilo mogućnost

80

1 Ground ----- 35 GND Uzemljenje

2 CAD0 Bit adrese/podataka 0, I/O 36 CCD1 Detektovanje

kartice

3 CAD1 Bit adrese/podataka 1, I/O 37 CAD2 Bit adrese/podataka

2, I/O

4 CAD3 Bit adrese/podataka 3, I/O 38 CAD4 Bit adrese/podataka

4, I/O

5 CAD5 Bit adrese/podataka 5, I/O 39 CAD6 Bit adrese/podataka

6, I/O

6 CAD7 Bit adrese/podataka 7, I/O 40 RFU Rezervisano za

narednu upotrebu

7 CC/BE0 Bajt koji se koristi 41 CAD8 Bit adrese/podataka 8, I/O

8 CAD9 Bit adrese/podataka 9, I/O 42 CAD10 Bit adrese/podataka

10, I/O

9 CAD11 Bit adrese/podataka 11, I/O 43 CVS1 ---, I

10 CAD12 Bit adrese/podataka 13, I/O 44 CAD13 Bit adrese/podataka

13, I/O

11 CAD14 Bit adrese/podataka 14, I/O 45 CAD15 Bit adrese/podataka

15, I/O

12 CC/BE1 Bajt koji se koristi 46 CAD16 Bit adrese/podataka 16, I/O

13 CPAR Bit parnosti, I 47 RFU Rezervisano za narednu upotrebu

14 PERR Greška parnosti, I 48 CBCLOCK -- 15 CGNT Posmatranje porta, I 49 CSTOP -- 16 CINT Ready/Port, O 50 CDEVSEL Odabir uređaja 17 Vcc Napon napajanja 51 Vcc --

18 Vpp1 Napon programiranja 1 52 Vpp2 Napon

programiranja 2 19 CCKL Sat porta 53 CTRDY --

20 CIRDY Spreman, I 54 CFARME Indikator frejma podataka

21 CC/BE2 Bit koji se koristi2 55 CAD17 Bit adrese/podataka 17, I/O

22 CAD18 Bit adrese/podataka 18, I/O 56 CAD18 Bit adrese/podataka

18, I/O

23 CAD20 Bit adrese/podataka 20, I/O 57 CVS2 --

Page 81: Portovi i magistrale - Embedded Systems Research …es.elfak.ni.ac.rs/Papers/VStefanovic - MJovanovic - Portovi i... · performanse ali je, sa druge strane, ograničilo mogućnost

81

24 CAD21 Bit adrese/podataka 21, I/O 58 CRST Reset

25 CAD22 Bit adrese/podataka 22, I/O 59 CSERR Resetovanje sistema

26 CAD23 Bit adrese/podataka 23, I/O 60 CREQ Zahtev za

arbitražom

27 CAD24 Bit adrese/podataka 24, I/O 61 CC/BE3 Bajt koji se koristi 3

28 CAD25 Bit adrese/podataka 25, I/O 62 CAUDIO Izlaz audio kartice,

O

29 CAD26 Bit adrese/podataka 26, I/O 63 CSTSCHG --

30 CAD27 Bit adrese/podataka 27, I/o 64 CAD28 Bit adrese/podataka

28, I/O

31 CAD29 Bit adrese/podataka 29, I/o 65 CAD30 Bit adrese/podataka

30, I/O

32 RFU Rezervisano za narednu upotrebu 66 ACD31 Bit adrese/podataka

31, I/O

33 CCLKRUN --, O 67 CCD2 Detektovanje kartice2

34 GND Uzemljenje 68 GND Uzemljenje

Centronics PinOut, interfejs konektora

Paralelni port Centronics pinout konektora za PC kod Centronics standardnog paralelnog porta (Standard Parallel Port SPP) je dat u daljem delu teksta. Centronics paralelni kabl ima maksimalnu dužinu od 12 fita a koristi konektor od 36 pina. Centronics interfejs je postao nepotreban i zastareo sa pojavom IEEE-1284 godine 1995. IEEE-1284 port koji ga je zamneio ovaj port ima maksimalnu dužinu od 25 fita. Funkcije i pinouti ova dva porta se razlikuju. Centronics interfejs je 8-o bitni paralelni, jednosmerni port. Paralelni port, odnosno njegov interfejs koristi konektor od 36 pina na strani štampača i 25-o pinski D-Sub konektor na strani PC-a. Konektor D-Sub pinouta koji se koristi kod računara dat je u tabelama koje se nalaze u daljem delu teksta. Ne postoji jasno definisan standard kada je Centronics interfejs u pitanju, on varira od porizvođača do proizvođača. Maksimalna moguća brzina prenosa je 150kbps, ali su tipične vrednosti obično negde oko 10kbps. Električni interfejs je koristio TTL logičke nivoe. Linije za prenos podatak koristile su 74LS374 IC, dok su kontrolne linije koristile 7405 IC.

Page 82: Portovi i magistrale - Embedded Systems Research …es.elfak.ni.ac.rs/Papers/VStefanovic - MJovanovic - Portovi i... · performanse ali je, sa druge strane, ograničilo mogućnost

82

36-o pinski Centronics PinOut

Pin # Ime pina Opis 1 /STROBE Drugi nazivi su /PSTROBE, HostCLK) 2 D0 Bit podataka 0 3 D1 Bit podataka 1 4 D2 Bit podataka 2 5 D3 Bit podataka 3 6 D4 Bit podataka 4 7 D5 Bit podataka 5 8 D6 Bit podataka 6 9 D7 Bit podataka 7 10 /ACK Potvrda o primljenim podacima 11 BUSY Prijem, čekanje ili potvrda 12 PAPER ERROR Greška/neodstatak papira 13 SELECT Out Signal za odabir uređaja 14 /AUTOFEED Dodavanje ppira 15 Select IN 16 Signal GND Logičko uzemljenje 17 CHASSIS GND Uzemljenje zaštite 18 +5 V PULLUP + 5V DC 19 GND Uzemljenje signala (STROBE uzemljenje) 20 GND Uzemljenje signala (uzemljenje DATA 0) 21 GND Uzemljenje signala (uzemljenje DATA 1) 22 GND Uzemljenje signala (uzemljenje DATA 2) 23 GND Uzemljenje signala (uzemljenje DATA 3) 24 GND Uzemljenje signala (uzemljenje DATA 4) 25 GND Uzemljenje signala (uzemljenje DATA 5) 26 GND Uzemljenje signala (uzemljenje DATA 6) 27 GND Uzemljenje signala (uzemljenje DATA 7) 28 GND Uzemljenje signala (uzemljenje potvrde) 29 GND Uzemljenje signala (uzemljenje signala BUSY) 30 /GNDRESET Resetovanje uzemljenja 31 /RESET Otkazivanje trenutnog posla 32 /FAULT Greška u radu štampača 33 0 V Signal uzemljenja

Page 83: Portovi i magistrale - Embedded Systems Research …es.elfak.ni.ac.rs/Papers/VStefanovic - MJovanovic - Portovi i... · performanse ali je, sa druge strane, ograničilo mogućnost

83

34 n/c Nije povezan 35 +5 V + 5V DC 36 /SLCT IN Odabir ulaza

Signali konektora za PC Centronics dati su u daljem delu teksta. Ovi bitovi obuhvataju 8 linija podataka:

− Strobe, − Busy, − Acknowledge, − Select, − Paper Empty, − Fault, − Initialize Printer, − Select Printer, i − Auto Feed line.

Centronics port je obezbeđivao paralelni port za IBM kompatibilne personalne računare. Centronics port imao je maksimalnu dužinu kabla od oko 12 fita. Centronics port je zamenjen portom IEEE-1284 koji je mehanički kompatibilan sa Centronics portom, ali su funkcije pinova zamenjene. Neki od uređaja ne koriste sve pinove: Apple LaserWriter Pro 600/630 ne koristi pinove18, i 33 - 36 Apple LaserWriter Select 310 ne koristi pinove 14 - 16, 18, 31, 33 - 36 Apple LaserWriter Select 360 ne koristi pinove 14, 15, 34, 36. Pinovi 18, 33, 35 se takođe ne koriste. Apple LaserWriter 16/600 ne koristi pinove 15, 34. Pinovi 18, 33, 35 se takođe ne koriste. Apple LaserWriter 12/640 ne koristi pinove15, 33, 34, 35. Vremenski tok događaja za SSP interfejs je prikazan na slici. Transfer počinje kada je Štampač spreman da primi podatke i BUSY dobija jako malu vrednost. Host zatim postavlja podatke na izlaz porta i čeka 500 nS [minimalno] pre nego što Strobe postane aktivan [mala vrednost]. Strobe je aktivan narednih 500 nS, minimalno. Host leaves ostavlja validen podatke na portu narednih 500 nS nakon kojih se Strobe uklanja. Kada Štampač jednom primi podatke Busy linija postaje aktivna i indicira nam da se podaci obrađuju. Kada štampač završi sa podacima, on aktivira ACK liniju za minimalnih 500 nS, a zatim ponovo pokreće BUSY liniju.

Page 84: Portovi i magistrale - Embedded Systems Research …es.elfak.ni.ac.rs/Papers/VStefanovic - MJovanovic - Portovi i... · performanse ali je, sa druge strane, ograničilo mogućnost

84

Centronisc standardni paralelni port (SPP); vremenski tok Opis signala 36-o pinskog Centronics-a

Data8 - Data1 Jednosmerne linije podataka

STROBE* Podaci su validni za vreme trajanja niske vrednostui impulsa na liniji

AUTOFD* Korišćenje ove linije varira. Većina štampača izvršava svoje operacije kada je vrednost ove linije mala.

INIT* Ova linija se održava na minimalnoj vrendoszi od 50 ms kako bi se resetovao štampač i ispaznila memorija štampača

SelectIn* Ova linija ima nisku vrednost kako bi mogao da se odabere preiferni uređaj.

ACK* Vrednost linije je mala kada se priamju podaci i kada postoji mogućnost za primanjem dodatnih podataka.

BUSY Korišćenje ove linije varira. Za vreme štampanja na papiru vrednost ove linije je visoka.

PEerror Korišćenje ove linije varira. Vrednost je visoka kada se ubacuje novi list papira.

Select Ova linija ima visoku vrednost kada je periferni uređaj spreman za rad.

FAULT* Korišćenje ove linije varira. Ukoliko dođe do pojave greške, vrednost ove linije je niska.

CompactFlash kartica

Opis CompactFlash kartice

CompactFlash (CF) Definiše i električne i fizičke specifikacije za 50-o pinski interfejs koji se nalazi u jendom od 2 form faktora, koji se jedinu razlikuju u debljini. Tip I: 3.3mm x 36.4mm x 42.8mm (TxLxW). Tip II: 5.0mm x 36.4mm x 42.8mm (TxLxW). Verzija 2.1 dozvoljava da se dužina poveća od 50mm na 135mm. Debljina se može povećati na udaljenosti od 39.5 mm od konektora. CF kartica tipa I radi u slotu koji je predviđen i za tip I i za tip II. CompactFlash kartica koristi flash uređaje kako bi čuvala podatke bez potrebe za postojanjem baterije. CompactFlash kartice se koriste kao prenosici uređaj za skladištenje podataka korišćenjem ATA kompatibilnosti. CompactFlash kartice koje su napravljene u verziji 2 ili više imaju brzine od 16MBps.

Page 85: Portovi i magistrale - Embedded Systems Research …es.elfak.ni.ac.rs/Papers/VStefanovic - MJovanovic - Portovi i... · performanse ali je, sa druge strane, ograničilo mogućnost

85

IC interfejsa porta za CompactFlash CompactFlash i CF+ kartice rade koristeći ili 5.0V [75mA] ili 3.3V [100mA] korišćenjem standardnih CMOS nivoa. CF+ je kompatibilna ili sa TTL-om ili CMOS-om. CompactFlash, Pinout CompactFlash koristi 50-o pinski konektor. Aktivni niski signal koristi prefiks '-'. CompactFlash kartica radi u jendom od tri modova. Funkcije svakog pina se menjaju sa svakim modom. Tri moda su:

− PC Card ATA koja koristi I/O mod, − PC Card ATA koja koristi Memory mod, i − True IDE mod koji je kompatibilan sa većinom IDE drajvova.

Pinout DataFlash kartice

Opis DataFlash memorijske kartice

DataFlash koristi 7-o pinski konektor [1 kolona sa 7 pina]. Konektor sa 7 pina ima centre pinova raspoređene na po 2.5 mm. Sedmo inski interfejs sastoji se od po tri pina koji su posvećeni:

− SPI serijskom portu [SCK, SI, i SO], − Chip Select signalu [CS], − Chip Reset [RESET], − Write Protect liniji [WP], i − Izlaznom Ready/Busy [RDY/Busy] signalu.

Svi kontrolni signali, sem RDY signala imaju niske vrednosti kada su aktivni. SPI interfejs koristi Serial Clock [SCK] liniju, Serial Input [SI], i Serial Output [SO] liniju. DataFlash ima kapacitete od 2, 4, i 8Mbyte.

Page 86: Portovi i magistrale - Embedded Systems Research …es.elfak.ni.ac.rs/Papers/VStefanovic - MJovanovic - Portovi i... · performanse ali je, sa druge strane, ograničilo mogućnost

86

Dimenzije DataFlash kartice su: 1.4mm debljina x 24mm širina x 32mm dužina. Kartice sa sedam pinova imaju form faktor koji je kompatibilan sa standardom MultiMedia kartica i pinout koji je kompatibilan sa SPI verzojom MMC kartice.

DataFlash pinout

Pin # Ime pina Opis 1 CS* Odabir čipa 2 SI Serijski ulaz 3 GND Uzemljenje 4 Vcc Napajanje (2.7 ili 3.6 V) 5 SCK Serijski sat 6 NC Nije povezan 7 SO Serijski izlaz

Na slici su prikazani različiti standardi (poređenje standarda) za različite memorijske kartice. Većina njih je već opisana do sada.

Digital Visual Interface [DVI] DVI opis DVI [Digital Visual Interface] je standard za digitalne displeje velikih brzina i visoke rezolucije. Na slikama prikazan je ženski konektor od 24 pina koji se nalazi na samom računaru. Dijagram konektora kao i pinout tabela prikazane se su za DVI - digitalni i

Page 87: Portovi i magistrale - Embedded Systems Research …es.elfak.ni.ac.rs/Papers/VStefanovic - MJovanovic - Portovi i... · performanse ali je, sa druge strane, ograničilo mogućnost

87

analogni; 29 pina ima modifikovan konektor, D stila. DVI-D digitalni konektor ima 24 pina i izgleda isto kao i 4 analogna “C” pina. DVI interfejs se može naći u velikom broju uređaja kao što su TV prijemnici, kompjuteri, monitori i video kartice.

DVI konektor

Tabela DVI pinouta

29-o pinski DVI pinout konektora i imena signala

Pin # Ime signala Pin

# Ime signala Pin # Ime signala

1 TMDS Data2- 9 TMDS Data1- 17 TMDS Data0- 2 TMDS Data2+ 10 TMDS Data1+ 18 TMDSData0+

3 TMDS Data2/4 Shield 11 TMDS Data1/3 Shield 19 TMDS Data0/5

Shield 4 TMDS Data4- 12 TMDS Data3- 20 TMDS Data5- 5 TMDS Data4+ 13 TMDS Data3+ 21 TMDS Data5+

6 DDC Clock [SCL] 14 +5 V Power 22 TMDS Clock Shield

7 DDC Data [SDA] 15 Ground (for +5 V) 23 TMDS Clock +

8 Analog vertical sync 16 Hot Plug Detect 24 TMDS Clock -

C1 Analog Red C2 Analog Green C3 Analog Blue C4 Analog Horizontal Sync C5 Analog GND Return:

Page 88: Portovi i magistrale - Embedded Systems Research …es.elfak.ni.ac.rs/Papers/VStefanovic - MJovanovic - Portovi i... · performanse ali je, sa druge strane, ograničilo mogućnost

88

(analog R, G, B)

Pinout tabela koja je data daje nam pinoute za DVI-I konektore, koji podržavaju prenos kako analognih tako i digitalnih signala. Single Link DVI koristi 12 od svih dostupnih pinova i pri tome obezbeđuje maksimalnu širinu opsega od 165MHz. Single Link konektori ne koriste pinove 4, 5, 12, 13, 20 i 21. Dual link DVI se implementira kada se koriste sva 24 pina pri čemu se obezbeđuje opseg od 2 x 165MHz. Analogni signali se implementiraju kosiršćenjem pinova C1 - C5. Pinovi DDC interfejsa koriste I2C port interfejsakao i DDC Data za SDA, i DDC Clock za SCL.

EIA-232 port

EIA-232 Description RS232 specifikacija definiše mehaničke, električne i funkcionalne karakteristike. RS232 predstavlja nebalansiran, jednosmerni interfejs – signal je uzemljen. RS232 drajveri imaju kontrolisanu brzinu odziva, normalni nivo izlaznog signala je +5 volti i koristi Asinhrono Frejmovanje sa NRZ kodiranjem.

RS232 interfejs je sinhron kada se koriste i časovnici (DA / DB), u suprotnom je asinhron. RS232 ima mogućnosti za prenos brzinom od 20kbps. Koristi se TIA/EIA-562 (niskonaponska verzija RS232) ili TIA/EIA 423 za veće brzine prenosa. Maksimalna dužina kabla nije definisana, ali je maksimalna kapacitivnost linije 2500pF, sa impedansom opterećenja od 3K do 7K oma. Na ovaj način se dobija maksimalna dužina kabla manja od 20 metara. RS-232 ne definiše koji se protokol Nivoa 2 mora koristiti. Podaci se obično šalju kao reči od 7 do 8 bita. START bit označava početak frejma. Startni bit ima malu vrednost. Gornja slika pokazuje frem od 8 bita podataka. Reč podataka sledi nakon bita početka; ločički visoka vrednost pojaviće se kao nizak napon između -3 i –15 volti. Označen bit parnosti (koji uvek ima nisku vrednost) može se koristiti, ili paran/neparan bit parnosti, ili čak i nula ako su u pitanju neparan broj. Paran bit parnosti biće 1 ukioliko je broj nula/jedinica parana, a ukoliko je taj broj neparan, broj će biti 0. Bit parnosti se ne koristi u prethodnom primeru. Bit koji označava kraj će uvek pratiti polje sa podacima.

Page 89: Portovi i magistrale - Embedded Systems Research …es.elfak.ni.ac.rs/Papers/VStefanovic - MJovanovic - Portovi i... · performanse ali je, sa druge strane, ograničilo mogućnost

89

Stop bit se koristi kako bi logički signal postavio na visoku vrednost nakon kraja frejma. Na taj način, kada dođe novi bit za početak tako da će uvek postojati razlika između traja bita koji ima visku vrednost, i bita za početak čija je vrednost mala.

EIA/TIA-232-F standardi EIA/TIA-232-F interfejs između opreme terminala podataka i opreme krajnjeg kola koji koriste serijsku ninarnu razmenu podataka. EIA/TIA-561 Asinhroni interfejs sa 8 pozicija između opreme terminala podataka i opreme krajnjeg kola koji koriste serijsku ninarnu razmenu podataka. EIA/TIA-574 Asinhroni interfejs sa 9 pozicija između opreme terminala podataka i opreme krajnjeg kola koji koriste serijsku ninarnu razmenu podataka. V.28: Električne karakteristike za neuravnotežena kola razmene sa dvostrkim strujama.

Page 90: Portovi i magistrale - Embedded Systems Research …es.elfak.ni.ac.rs/Papers/VStefanovic - MJovanovic - Portovi i... · performanse ali je, sa druge strane, ograničilo mogućnost

90

TIA/EIA-694 je još jedan električni standard koji je veoma sličan standardu TIA/EIA-232-F,ali ima veće brzine prenosa (512 kbps). To je jedini električni standard, za koji se smatralo da će predstavljati referencu za sve ostale, kao što su TIA/EIA-723. TIA/ EIA-694 nam daje standarde za neuravnotežene, jednosmerne interfejse koji povezuju dve tačke. MIL-STD-188C [Vojni standard 188C] sličan je sa TIA/ EIA-232-F za neuravnotežene interfejse koji povezuju dve tačke. MIL-STD-188C koristi izlaz porta čiji je maksimalni napon 7 volti. EIA-334-A definiše kvalitet signala kod sinhronih serijskih DTE/DCE interfejsa. Ovaj standard sadrži sve sinhrone standarde. EIA-363 definiše kvalitet signala kod asinhronih serijskih DTE/DCE interfejsa. Ovaj standard sadrži sve asinhrone standarde. EIA-404-A definiše kvalitet signala kod start-stop asinhroni serijskih DTE/DCE interfejsa. Pinout EIA-232 porta Specifikacija nam samo definiše pinout za D konektor sa 25 pina, mada se 9-o pinski mnogo češće koristi (definisan EIA-574). EIA-561 se odnosi na konektor sa 8 pina (RJ-45). RS232C se odnosi na DB25, a RS232D na RJ45.

Pinout DB-9 konektora

Pin # Ime pina Opis 1 CD Nosilac detektovan 2 RXD Prijem podataka 3 TXD Slanje podataka 4 DTR Terminal sa podacima je spreman 5 GND Uzemljenje 6 DSR Podaci su spremni 7 RTS Zahtev za slanjem 8 CTS Odobreno slanje 9 RI Indikator prstena

Page 91: Portovi i magistrale - Embedded Systems Research …es.elfak.ni.ac.rs/Papers/VStefanovic - MJovanovic - Portovi i... · performanse ali je, sa druge strane, ograničilo mogućnost

91

Pinout DB-25 konektora

Pin #

Ime signala Funkcija signala Pin

# Ime signala Funkcija signala

1 ---- Zaštitno uzemljenje 14 SBA Sedkundarni emitovan element

2 TXD Emitovani podaci 15 DB DCE element

3 RXD Primljeni podaci 16 SBB Sekundarni primljeni podaci

4 RTS Zahtev za slanjem 17 DD Vremsnki tok primljenog elementa

5 CTS Odobrenje za slanje 18 ---- Nedodeljeno

6 DSR Spremni podaci 19 SCA Sekundarni zahtev za slanjem

7 GND Uzemljenje signala 20 DTR Terminal podataka spreman

8 CD Nosilac detektovan 21 CG Detektor kvaliteta signala

9 ---- +Napon 22 RI Detektor prstena 10 ---- -Napon 23 CH/CI Detektor brzine signala 11 ---- ---- 24 DA DTE element 12 SCF Detektor druge linije 25 ---- Nedodeljeno

13 SCB Sekundarno odobrenje slanja 26 ---- ----

RJ-45 konektor

Pin # Ime pina Opis 1 RI Indikator prstena 2 DCD Nosilac detektovan 3 DTR Terminal sa podacima spreman 4 GND Uzemljenje signala 5 RXD Primanje podataka 6 TXD Slanje podataka 7 CTS Odobrenje slanja

Page 92: Portovi i magistrale - Embedded Systems Research …es.elfak.ni.ac.rs/Papers/VStefanovic - MJovanovic - Portovi i... · performanse ali je, sa druge strane, ograničilo mogućnost

92

8 RTS Zahtev za slanjem

TXD: Transmit Data; Podaci koji se šalju Terminalu Podataka. RXD: Receive Data; Podaci koji se šalju iz Skupa Podataka i koji se primaju pomoću Terminala Podataka. DTR: Data Terminal Ready; Koristi se od strane Terminala Podataka kako bi se Skupu Podataka poslao signal da je spreman za rad. DSR: Data Set Ready; Koristi se od strane Skupa Podataka kako bi se Terminalu Podataka signaliziralo da je spreman za rad i da je spreman da primi podatke, aktivan je. RTS: Request To Send; Koristi se od strane Terminala Podataka kako bi se Skupu Podataka signaliziralo sa će početi slanje podataka. Skup Podataka neće poslati podatke zajedno sa signalom. CTS: Clear To Send; Koristi se od strane Skupa Podataka kako bi se Terminalu Podataka signaliziralo da će početi sa slanjem podataka. CD: Carrier Detect; Koristi se od strane Skupa Podataka kako bi se Terminal Podataka detektovao nosioca RI: Ring Indicator; Koristi se od strane Skupa Podataka kako bi se Terminalu Podataka prenelo kako postoje uslovi za obaveštavanjem. GND: Ground; Zajednička veza svih interfejsa.

Kompjuteri ili periferije koje za svoju komunikaciju koriste serijske kablove podeljeni su u dve kategorije. To su DCE (Data Communications Equipment) i DTE (Data Terminal Equipment). Oprema za komunikaciju su periferni uređaji kao što su modem, ili ploter, dok je krajna oprema sam računar ili terminal. Null Modem kabl se koristi za povezivanje dva DTE uređaja. Null Modem kablu su potrebne samo tri žice:

− TD prema RD, − RD prema TD, i − SG prema SG.

Page 93: Portovi i magistrale - Embedded Systems Research …es.elfak.ni.ac.rs/Papers/VStefanovic - MJovanovic - Portovi i... · performanse ali je, sa druge strane, ograničilo mogućnost

93

Ostali pinovi se mogu ukrstiti kod svakog krajnjeg konektora [DTR prema DSR, CD] i [RTS prema CTS].

Null Modem kabl (Pinout 25-o pinskok D konektora)

Pin #

Ime signala Funkcija signala Kabl Pin

# Ime signala Funkcija signala

2 RXD Primljeni podaci ukršten 3 RXD Primljeni podaci 3 TXD Emitovani podaci ukršten 2 TXD Emitovani podaci

4 RTS Zahtev za slanjem ukršten 5 CTS Odobrenje za slanje

5 CTS Odobrenje za slanje ukršten 4 RTS Zahtev za slanjem

6 DSR Spremni podaci ukršten 20 DTR Terminal sa podacima spreman

7 GND Uzemljenje signala

ukršten 7 GND Uzemljenje signala

8 CD Nosilac detektovan

ukršten 20 DTR Terminal sa podacima spreman

20 DTR Terminal sa podacima spreman

ukršten 6 DSR Spremni podaci

20 DTR Terminal sa podacima spreman

ukršten 8 CD Nosilac detektovan

Eternet portovi

Standard Eternet mreže u osnovnom opsegu

IEEE 802.3 Eternet interfejs je kablovki port koji za komunikaciju koristi bakarni vod ili optički kabl. Interfejs od bakra koristi ili koaksijalni vod ili diferencijalni upredeni par žica, dok optički kabl, kao što i samo ime kaže, koristi optički vod. Eternet mreža je definisana standardom IEEE 802.3. Pored toga što definiše normalnu signalizaciju kod Eterneta, IEEE 802.3af definiše neiskorišćene linije koje jednosmernom strujom napajaju periferne uređaje. IEEE 802.3af, ili Napajanje Preko Eterneta (Power Over Ethernet) opisan je na POE interfejs stranici. IEEE 802.3ah, ili Etenret u Prvoj Milji (Ethernet in the First Mile) opisan je na EFM interfejs stranici.

Page 94: Portovi i magistrale - Embedded Systems Research …es.elfak.ni.ac.rs/Papers/VStefanovic - MJovanovic - Portovi i... · performanse ali je, sa druge strane, ograničilo mogućnost

94

Eternet standard koristi Mančester Kodiranje i Dekodiranje. Kontrola pristupa se obezbeđuje putem (Carrier Sense Multiple Access with Collision Detect) CSMA_CD. Preamble Field: Obrazac od 56 bita za zamenu jedinica i nula koje se koriste za sinhronizaciju sata prijemnika sa dolaznim paketima podataka. SFD Field: Start Frame Delimiter Field, indicira početak frejma; [10101011].

Eternet paketi 10Base2, ili Thin-net Ethernet ima mogućnost prenosa podataka brzinom od 10Mbita/sec. [+/-0.01%] za prenos preko BNC kablova koji formiraju Eternet arhitekturu, za razdaljine do 183 metara. Uređaji koji pripadaju ovom podsistemu zahtevaju interkonekciju preko BNC konektora i koaksijalnih kablova (~RG-58), i moraju biti u skladu sa IEEE802 specifikacijom. Kabl ima karakterističnu impedansu od 50 oma ± 2 oma. Normalna konekcija između dva uređaja odvija se preko “T” konektora kod svakog od uređaja. Svaki uređaj bi od drugog uređaja morao da bude udaljen najmanje 0.5 metara. BNC terminatori od 50 oma se koriste na kraju svakog lanca. Ukupan broj uređaj na jednom lancu je 30, i to je obično odgovarajuća linearna konfiguracija. 10Base5, ili Thick-net Ethernet ima mogućnost prenosa podataka brzinom od 10Mbita/sec. [+/-0.01%] za prenos preko BNC kablova koji formiraju Eternet arhitekturu, za razdaljine do 500 meters. Uređaji koji pripadaju ovom podsistemu zahtevaju interkonekciju preko BNC konektora i koaksijalnih kablova (~RG-8), i moraju biti u skladu sa IEEE802 specifikacijom. Kabl ima karakterističnu impedansu od 50 oma ± 2 oma. Normalna konekcija između dva uređaja odvija se preko “AUI” konektora kod svakog od uređaja. Svaki uređaj bi od drugog uređaja morao da bude udaljen najmanje 2.5 metara. BNC terminatori od 50 oma se koriste na kraju svakog lanca. Jedna strana lanca mora imati uzemljeni otpornik na svom kraju. Ukupan broj uređaj na jednom lancu je 100. 10BaseT i [100BaseTX] ima mogućnost prenosa podataka brzinom od 10Mbita/sec. Za prenos se koriste STP (Shielded Twisted Pair) ili UTP (Un-shielded Twisted Pair) (100 oma) kablovi, koji formiraju Eternet arhitekturu. Uređaji koji pripadaju ovom podsistemu zahtevaju interkonekciju preko BNC konektora i koaksijalnih kablova RJ45-tip konektora i upredeni par kablova (28 AWG minimum), i moraju biti u skladu sa IEEE802 specifikacijom. Ova intekonkcija je PTP konekcija (Point-To-Point), i obično je topologija u vidu zvezde. Dužina je obično 100 metara. 10BaseT koristi "Category 3". 100BaseTX koristi "Category 5". Nominalna impedansa kabla od 100 oma mora biti između 85 i 115 oma. Ukupan broj uređaj na jednom lancu je 2.

Page 95: Portovi i magistrale - Embedded Systems Research …es.elfak.ni.ac.rs/Papers/VStefanovic - MJovanovic - Portovi i... · performanse ali je, sa druge strane, ograničilo mogućnost

95

10BaseF ima mogućnost prenosa podataka brzinom od 10Mbita/sec. Za prenos se koriste optička vlakna koja formiraju Eternet arhitekturu. Uređaji koji pripadaju ovom podsistemu zahtevaju interkonekciju preko optičkih konektora i optičkih kablova i moraju biti u skladu sa IEEE802 specifikacijom. Ova intekonkcija je PTP konekcija (Point-To-Point), i obično je topologija u vidu zvezde. Dužina je obično 1000 metara. U donjoj tabeli data je lista nekih od navedenih tipova. Ukupan broj uređaj na jednom lancu je 2. 100BaseT Ethernet 100Mbit/sec preko upredenog para kablova. Gigabitni Eternet koristi ili STP bakar, UTP [CAT-5] bakar, ili optičko vlakno. Interfejs koristi konverter Gigabitnog Eterneta (Gigabit Interface Converter GBIC). Pri radu preko ovih kablova koristi se jedna od tri talasne dužine 850nm, 1300nm, ili 1550nm. 1000BaseSx Radi preko optičkog vlakna koje radi na talasnoj dužini od 780nm, maksimalna dužina je 500 metara. 1000BaseLx Radi preko optičkog vlakna koje radi na talasnoj dužini od 1300nm, maksimalna dužina je 3 km. 1000BaseCX [10Gbase-T] 10 Gigabita/sec PHY Eternet standard za upredeni par kablova. Kablovi mogu biti [CAT-6] sa žicama od bakra,, dužine do 55 metara, ili [CAT-7] sa žicama od bakra, dužine do 100 metara. 10 Gigabitni Eternet radi samo sa full-duplex operacijama. Impedansa je 150 oma. 1000Base-T [Gigabitni Eternet] radi sa kablovima dužine do 100 metara sa EIA568, 4-para [CAT-5] UTP [Un-Shielded Twisted Pair] 100 oma sa žicama od bakra.

Glavni Eternet formati

Protokol Frekvencija Udaljenost Kabl -- MHz Metara -- 10Base-2 10 183 Koaksijalni 10Base-5 10 500 Koaksijalni 10Base-T 10 100 STP/UTP 10Base-F 10 1000 Optički 100Base-T 100 100 STP/UTP 100Base-T4 100 100 STP/UTP 100Base-TX 100 100 STP/UTP 100Base-FX 100 -- Optički

Nomenklatura koja se koristi kod xBasex je:

Page 96: Portovi i magistrale - Embedded Systems Research …es.elfak.ni.ac.rs/Papers/VStefanovic - MJovanovic - Portovi i... · performanse ali je, sa druge strane, ograničilo mogućnost

96

10Base”X”; X se odnosi na udaljenost, 2 za 200 metara (tačnije, 183 metara), 5 za 500 metara, T za upredeni par, a F za optički kabl. 10, prvi broj, se odnosi na brzinu. 10 se odnosi na 10 MHz, 100 se odnosi na 100 MHz.

Pin-Out Eternet Porta 10BaseT

Pin # Naziv signala Funckija 1 TD+ Prenos podataka 2 TD- Prenos podataka 3 RD+ Prijem podataka 4 NC Bez konekcije 5 NC Bez konekcije 6 RD- Prijem podataka 7 NC Prijem podataka 8 NC Prijem podataka

10Base2 / 10BaseT Eternet Karakteristike

Page 97: Portovi i magistrale - Embedded Systems Research …es.elfak.ni.ac.rs/Papers/VStefanovic - MJovanovic - Portovi i... · performanse ali je, sa druge strane, ograničilo mogućnost

97

Portovi personalnih računara

PC kablovi i portovi slotova AC97 Audio Codec '97) specifikacije interfejsa definišu audio i modemske funkcionalnosti za PC sisteme. AC97 standard ustvari nije port. On je razvijen od strane Intela 1997. godine. Access Bus (Pristupni Port) – je serijski port male brzine koji služi za povezivanje PC-a i perifernih uređaja. Pristupni port se takođe koristi u DDC-u (Display Data Channel) video standarda za dvosmernu komunikaciju između monitora i PC-a. Pristupni čvor koristi I2C port kao interfejs električnog hardvera. Pristupni port koristi serijski sat i serijsku radnu liniju koja radi na brzini od 100 Kbps preko kabla dužine 10 metara. ACR Bus (Advanced Communication Riser), ACR port, je još jedna kompjuterska OEM Riser specifikacija Najnovija verzija obezbeđuje podršku modemima, podršku za LAN i xDSL, kao i audio podršku. ACR je potomak CNR-a i AMR-a. ACR standardi su kompatibilni sa AMR-om. ADB Bus (Apple Desktop Bus) je serijski port koji je korišćen kod Apple računara za komunikaciju sa mišem i tastaturom. Kabl se sastoji od jedne linije sa podacima [ADB], linije za napajanje [+5v] i uzemljenja. Maksimalna brzina prenosa bila je 125 Kbps. ADB port se danas ne koristi kod PC-a. AGP Bus (Accelerated Graphics Port), se koristi kao lokalni video port kod PC-a. AGP port je unapređen Pralelni PCI port sa nekoliko dodatih signala. Brzina AGP-a je 2.1GB/s. PCI-Express port na grafičkim karticama je zamenjen AGP portovima kod PC-a. AIMM Bus (AGP Inline Memory Module) definiše memorjsku karticu koja se ubacuje u AGP slot, na matičnim pločama koje na sebi imaju integrisanu grafiku (kojima nije potrebna grafička kartica). AIMM kartica obezbeđuje dodatnih 4MB video memorije. Ovo rešenje se više ne primenjuje. AMR Bus (Audio/Modem Riser) specifikacija definiše OEM PC Riser interfejs na matičnim pločama, koji podržava i audio i modemske funkcije. MR slot obezbeđuje modemske, a AMR slot obezbeđuje i audio i modemske funckije. ATA Bus IDE/ATA paralelni port za PC koji se koristi za međusobno povezivanje matičnih ploča i hard diskova, disk drajva, flopi ili CD drajva. IDE: Integrated Drive Electronics, ATA: Advanced Technology Attachment. Nema razlike između IDE i ATA interfejs čvorova. Maksimalna brzina je 133Mbps, pri čemu je maksimalna dužina kabla za povezivanje 18 inča4.

4 1 inch=0.0254 m

Page 98: Portovi i magistrale - Embedded Systems Research …es.elfak.ni.ac.rs/Papers/VStefanovic - MJovanovic - Portovi i... · performanse ali je, sa druge strane, ograničilo mogućnost

98

ATX Form Card Connector Pinout ATX Form Card je dizajniran kako bi se ubnapredio stariji model AT form factor n amatičnim pločama koji dozvoljava korišćenje ATX konektora. Ovo se na kraju pretvorilo u prevođenje hedera sa dva pina koji se nalazi kod AT matičnih ploča u konektor koji se nalazi na prednjem kraju I/O panela. ATX Riser Card Riser kartica koja se koristi kada su u pitanju matične ploče sa ATX form faktorom. ATX Riser card omogućava dizajniranje kompakntih PC kućišta bez postojanja ekspanzionih slotova, mada postoje dodatni slotovi u vertikalnom pravcu koji se dodaju upravo pomoću Riser kartice koja na sebi ima konektore za slotove. Audio Codec 97 AC97 interfejs specifikacija definiše audio i funkcionalnosti modema za PC sisteme. Najnovija verzija je izbačena na tržište 2002. godine. CardBay Koristi se za dodavanje USB-a na PC karticu PCMCIA formata. CardBay je prvi put izbačen na tržiše 2001, ali je postao nepotrebna pojavom ExpressCard-a. CardBus predstavlja 32-o bitnu PCMCIA karticu koja radi na 33MHz. CardBus je zamenio 16-o bitnu PC Card verzoju PCMCIA standarda. CNR Bus Komunikaciona i mrežna riser specifikacija definiše OEM (Original Equipment Manufacturer) riser na matičnoj ploči kao i interfejs za podršku audio, modemskim i interfejskima lokalne mreže kod osnovnih ločigičkih čipsetova. Ovaj standard nema podršku za ekspanzione slotove, ali OEM koji je već ugrašen u matičnu ploču uključuje i konektor matične ploče [CNR konektor]. Interfejs portovi koju su obuhvaćeni su AC '97, SMB i USB. Veličina ploče kao i pinovi su takođe definisani pomoću specifikacije. Intel više ne proizvodi CNR slotove na svojim Pentium 4 procesorskim matičnim pločama. CompactFlash Card Flash Memory kartica radi na principu ATA drajva koji koristi Flash memoriju. Urešaji su veličine 1/3 Tipa II PC kartice. DataFlash Card Pokretna Flash Memory kartica. Jedna vrsta velikog broja Flash memorijskih kartica. Device Bay Definisana periferija form factora-a koja se povezuje preko USB-a i/ili Fireware-a sa PC-em, ali od 2001. godine nije je moguće koristiti na Windows platformama. EISA (Extended Industry Standard Architecture [EISA] ili Enhanced ISA) port: 8MHz @ 8/16/32 bita, 32 bitni adresni port; PC Ekspanzioni Port, koji je kompatibilan sa ISA. ISA kartica može da radi sa EISA slotom, ali EISA kartica ne radi sa AT slotom. EISA port (u jednom od modova) koristi obe ivice vremenskog signala, pri čemu se viša ivica koristi za izlaznu adresu, a niža ivica za unos podataka. Takođe, dostupna su još tri različita moda za transfer. EISA kartica je iste veličine kao i AT karticaNove adresne linije se završavaju sa "LA#". Ovaj port se više ne koristi i zamenjen je sa PCI i AGP portovima.

Page 99: Portovi i magistrale - Embedded Systems Research …es.elfak.ni.ac.rs/Papers/VStefanovic - MJovanovic - Portovi i... · performanse ali je, sa druge strane, ograničilo mogućnost

99

ExpressCard PCMCIA ExpressCard "Newcard" je novi form faktor za PCMCIA kartice koji koristi ili USB PCI ekspres portove. Nova kartica ima dimenzije 34mm x 75mm. Kartica dvostruke širine je 54mm x 74mm. Jedna kartica se naziva ExpressCard/34, a kartica dvostruke širine je ExpressCard/54. Obe kartice su visoke 5mm. ISA/XT Bus IBM kompatibilni ISA XT port: zastareo; 4.77MHz @ 8 bita, +/- 12 volti, +/- 5 volti. XT port koristio je 62 pina (0.1 inča) edge connector; 31 pinova sa jedne strane kartice. Koristio je jedan oscilator na 14.31818MHz podeljen 3. 8 linijama za podatke, 0 do 7 (LSB=0). 20 adresnih linija, 0 do 19 (LSB=0). 1 linija sata (4.77MHz). 1 linija za reset, 8 Interapt linija. Neke 8-o bitne kartice imaju dodatke koji povećavaju njihovu veličinu. Ove kartice nisu kompatibilne 16-o bitnim portom. XT port koristi J1 konektor (A/B), AT koristi J1 (A/B), J2 (C/D). ISA XT port je zastareo, zamenjen je ISA AT portom. Mekintoš (Macintosh) kompjuterski portovi MCA (Micro Channel Architecture) port: Dizajniran je da koriguje probleme koji su se javili sa ISA portomakli se nikad nije primenio na nakim drugim računarima sem na računarima IBM-a. Port je zastareo i zamenjen je PCI portom; 10MHz @ 16 ili 32 bita, uP nezavistan, asinhroni, koristi se na PS2 računarima. Sa unapređenjima brzina porta je 80Mbps. Memory Stick Flash Memory Stick Flash je još jedan tip formata memorijske kartice. Veličina uređaja je 50 mm x 21 mm x 2.8 mm. Mini PCI Predstavlja verziju PCI kartice. Mini PCI koristi podskup PCI specifikacija, i električno je identična sa Peripheral Component Interface. Mini PCI koristi port za podatke od 32 bita koji radi u verziji 3.3. Ploča koristi 124-o pinske prste. Postoje Tip I i Tip II, kao i Tip III ploča. Dimenzije za Tip IIIA su 59.75 mm x 50.95 mm x 5mm. Mini PCI dizajniran je za tržište Laptopova/Notebook-a i mobilne sisteme. Mini PCI Express Predstavlja mini verziju PCI Express kartice. Mini PCI Express dizajnirana je za tržište Laptopova/Notebook-a i mobilne sisteme. Njena veličina je 51mm x 30mm. Većina Mini PCI EXpress kartica se uklapa u laptopove zato što su upola manje u odnosu na Mini PCI ploče. Minijaturne kartice Predstavljaju manju verziju za implementaciju kartica PCMCIA. Dimenzije su: 3.5mm x 33mm x 38mm (VxDxŠ). Električne specifikacije su podskup standarda za PC kartice, koji su ograničeni samo na memorijske aplikacije. Za podatke koristi port od 16 bita kao i 24-o bitni adresni port koji jednoj kartici omogućava da memoriše do 64MB.

Page 100: Portovi i magistrale - Embedded Systems Research …es.elfak.ni.ac.rs/Papers/VStefanovic - MJovanovic - Portovi i... · performanse ali je, sa druge strane, ograničilo mogućnost

100

Tipovi matičnih ploča NUport (IEEE Std 1196-1987) Predstavlja jednostavan 32-o bitni port. Kod Apple [Macintosh i NeXT kompjuteri] predstavlja ekspanzioni port sa 32-o bitnom adresom i 32-o bitnim portom koji radi na 10MHz, sa izlazom od 40MBps. Karzica ima form factor od 12" x 7". Nubus je zastareo i zamenjen je PCI portom. PCI Port (Peripheral Component Interface PCI) port u početku je razvijen kao ekspanzija lokalnog porta za PC. Prva verzija PCI porta radila je na 33MHz sa 32-o bitnim portom (133MBps), dok trenutna verzija radi na 66MHz na portu od 64 bita. PCI-X port PCI-X predstavlja poboljšanje trenutne 64-o bitne 66MHz PCI specifikacije porta. Minimalna brzina sata za PCI-X je 66MHz [PCI-X 66]. Dodatne brzine na portovima imaju: PCI-X 133, PCI-X 266 i PCI-X 533 koji obezbeđuju brzine čak do 4.3GBps [PCI-X 1066 u radovima]. PCI-X je kompatibilan sa PCI. PCI Express port Serijski PCI port koristi dva niskonaponska diferencijalna LVDS para, na 2.5Gb/s u oba pravca. Koristi 8B/10B kodiranje, i podržava širine portova od 1x, 2x, 4x, 8x, 12x, 16x, 32x. Napravljen je sa namerom da zameni PCI port; PCI, i PCI-X. PCIe trenutno menjaju AGP slot na PC matičnim pločama. PCMCIA PC kartica Implementacija 16-o bitnog ISA porta na PCMCIA kartici: koristi se kao kartica koju je moguće uklanjati kako bi se proširila ili smanjila memorija ili radi nekih drugih funkcija na PC-u. PCMCIA port za karticu Implementacija 32-o bitnog PCI porta u PCMCIA form faktoru: koristi se kao kartica koju je moguće uklanjati kako bi se proširila ili smanjila memorija ili radi nekih drugih funkcija na PC-u. Reduced Size Multimedia Card Multimedijalna kartica redukovane veličine [RS-MMC] je još jedan tip formata fleš memorijske karice. Veličina uređaja je 24 mm x 16 mm x 1.4 mm. Riser kartice Ova kartica obuhvata:

− ACR [Advanced Communication Riser], − AMR [Audio/Modem Riser], i − CMR [Communication and Networking Riser].

Riser ploča Ovo je sekundarna definicija riser kartice. Ona predstavlja “proširenu” karticu koja se ubacuje u ekspanzioni slot kartice, a konektori karticu prihvataju u horizontlanom pravcu. SD kartica [Secure Digital] kartica. Memorijska kartica veličine poštanske markice koja se može ubacivati i izbacibati iz uređaja. Dimenzije su 32 mm [visina] x 24 mm [širina] x

Page 101: Portovi i magistrale - Embedded Systems Research …es.elfak.ni.ac.rs/Papers/VStefanovic - MJovanovic - Portovi i... · performanse ali je, sa druge strane, ograničilo mogućnost

101

2.1 mm [debljina] za SD kartice. Dok miniSD kartica ima dimenzije 21.5 mm [visina] x 20 mm [širina] x 1.4 mm [debljina]. SDIO kartica [Secure Digital I/O] kartica. Memorijska kartica veličine poštanske markice koja se može ubacivati i izbacibati iz uređaja. Dimenzije su 32 mm [visina] x 24 mm [širina] x 2.1 mm [debljina] za SD kartice. SIOM [Server I/O Module], novi form faktor modul koji koristi PCI Express. Modul se sastoji od PC ploče koja je okružena metalnim kućištem. Postoje dve verzije, sa jednostrukom i dvostrukom širinom. Oba modula imaju istu visinu i dubinu, pri čemu se razlikuju samo u širini. Modul se sa matičnom pločom povezuje preko prstiju koji se nalaze na PWB. Jednostruki modul podržava x8 dok dvostruki podržava x16 PCIe linije.

Apple Desktop port ADB port [Apple Desktop Bus] predstavlja serijski port koji se koristi na Apple računarima za korišćenje miša ili tastature. Tabla se sastoji od dvosmerne linije za podatke [pin 1], linije za napajanje od +5 volti [pin 3] kao i linije za uzemljenje [pin 4]. Neki od sistema za napajanje koriste i pin 2. Maksimalna brzina prenosa je 125kbps, mada je stavrana brzina porta bila mnogo manja. Maksimalna dužina kabla bila je 5 metara, koristi se muški konektor Mini-DIN sa 4 pina. Ipak, postoje i kablovi koju su dugi 6 i 12 fita. ADB port je OBSOLETE i zamenjen je Firewire portom. ADB portovi u vidu USB adapter kablova se takođe proizvode čime se dozvoljava da se stariji periferni uređaji koriste kod novijih MAC računara.

Broj pina Funkcija 1 Podaci 2 Napajanje 3 +5 volti 4 Uzemljenje

Page 102: Portovi i magistrale - Embedded Systems Research …es.elfak.ni.ac.rs/Papers/VStefanovic - MJovanovic - Portovi i... · performanse ali je, sa druge strane, ograničilo mogućnost

102

Pinout PC EISA kartice i veličina ploče EISA (Extended Industry Standard Architecture) ili Unapređeni ISA port radi na 8MHz i koristi port sa 8/16/32 bita za podatke. EISA intefejs je bio još jedan ekspanzioni PC port koji je bio kompatibilan i sa ISA portom. ISA kartica radi sa EISA slotom, ali EISA ploča ne radi sa AT slotom. Svi PC-XT i PC-AT pinovi se nalaze na EISA ploči/konektoru. Pravi EISA pinovi nalaze se ispod XT i AT pinova na EISA ploči. EISA port (u jednom od modova) koristi obe ivice sata, pri čemu se ivica sa rastom koristi sa izlaznu adresu, a opadajuća ivica se koristi za slanje podataka ka portu. Postoje tri moda transfera. EISA kartica ima dimenzije koje su iste kao i dimenzije AT kartica. Nove alinije adresa se završavaju "LA#", i sve adrese su fiksirane. Veličina ploče i pinouta za EISA arhitekturu je prikazan na slikama. EISA port se takođe naziva i The Board size and Pinout for the Extended Industry Standard Architecture [EISA] bus is shown below. The EISA bus may also be called the Enhanced ISA bus. The EISA bus is obsolete and should not be used for new systems. However the pin out table may be used for legacy computer systems.

PC ISA EISA pinout konektora

Page 103: Portovi i magistrale - Embedded Systems Research …es.elfak.ni.ac.rs/Papers/VStefanovic - MJovanovic - Portovi i... · performanse ali je, sa druge strane, ograničilo mogućnost

103

Pin J1 J2

# A kolona B kolona

E kolona

F kolona C kolona D kolona G

kolona H kolona

1 Provera kanala

Uzemljenje CMD GND Sistem

uključen

Odabiranje memorije od 16 bita

LA7 LA8

2 Podaci 7 Reset START +5 volti

Nefiskirana adresa 22

Oadbiranje čipa od 16 bita

GND LA6

3 Podaci 6 +5V EXRDY +5 volti

Nefiskirana adresa 23

IRQ10 LA4 LA5

4 Podaci 5 IRQ9 EX32 Rezervisano

Nefiskirana adresa 21

IRQ11 LA3 +5 volti

5 Podaci 4 -5V GND Rezervisano

Nefiskirana adresa 20

IRQ12 GND LA2

6 Podaci 3 DMA zahtev 2

KEY KEY Nefiskirana adresa 19

IRQ15 KEY KEY

7 Podaci 2 -12V EX16 Rezervisano

Nefiskirana adresa 18

IRQ14 SD17 SD16

8 Podaci 1 Nulto stanje

SLBURST

Rezervisano

Nefiskirana adresa 17

DMA ACK0

SD19 SD18

9 Podaci 0 +12V MSBURST

+ 12 volti

Isčitavanje memorije

DMA zahtev 0 SD20 GND

10 I/O kanal spreman

Uzemljenje W/R M/IO

Ispisivanje memorije

DMA ACK5 SD22 SD21

11 Adresa

Ispisivanje realne memorije

GND LOCK Podaci 8 DMA zahtev 5

GND SD23

12 Adresa 19

Isčitavanje realne memorije

REZERVISANO

REZERVISANO

Podaci 9 DMA ACK6 SD25 SD24

Page 104: Portovi i magistrale - Embedded Systems Research …es.elfak.ni.ac.rs/Papers/VStefanovic - MJovanovic - Portovi i... · performanse ali je, sa druge strane, ograničilo mogućnost

104

13 Adresa 18

I/O upisivanje

REZERVISANO

GND Podaci 10 DMA

zahtev 6 SD26 GND SD27

14 Adresa 17

I/O Čitanje

REZERVISANO

Rezervisano Podaci 11 DMA

ACK7 SD28 KEY

15 Adresa 16

DMA ACK3 GND BE3 Podaci 12 DMA

zahtev 7 KEY SD29

16 Adresa 15

DMA zahtev 3

KEY KEY Podaci 13 +5V GND +5 volti

17 Adresa 14

DMA ACK2 BE1 BE2 Podaci 14

Master Uzemljenje

SD30 +5 volti

18 Adresa 13

DMA zahtev 1

LA31 BEQ Podaci 15 N/A SD31 MAK

19 Adresa 12

Osvežavanje GND GND

N/A N/A MREQ

20 Adresa 11 CLK LA30 +5 volti N/A N/A N/A N/A

21 Adresa 10 IRQ7 LA28 BEQ N/A N/A N/A N/A

22 Adresa 9 IRQ6 LA27 GND N/A N/A N/A N/A

23 Adresa 8 IRQ7 LA25 LA26 N/A N/A N/A N/A 24 Adresa 7 IRQ5 GND LA24 N/A N/A N/A N/A 25 Adresa 6 IRQ4 KEY KEY N/A N/A N/A N/A 26 Adresa 5 IRQ3 LA15 LA16 N/A N/A N/A N/A

27 Adresa 4

Brojanje terminala

LA13 LA14 N/A N/A N/A N/A

28 Adresa 3 Fiskirana adresa LA12 +5 volti N/A N/A N/A N/A

29 Adresa 2 -5V LA11 +5 volti N/A N/A N/A N/A

30 Adresa 1 Oscilator GND GND

N/A N/A N/A N/A

31 Adresa 0 Uzemljenje LA9 LA10 N/A N/A N/A N/A

Page 105: Portovi i magistrale - Embedded Systems Research …es.elfak.ni.ac.rs/Papers/VStefanovic - MJovanovic - Portovi i... · performanse ali je, sa druge strane, ograničilo mogućnost

105

PCXT pinout porta koristi konektore iz kolone J1 A/B, a PCAT pinout porta koristi kolone J1 [A/B kolone] i J2 [C/D kolone]. PC EISA pinout porta koristi konektore iz kolona i J1 i J2. EISA port dodao je kolone 'E', 'F', 'G', i 'H' za XT i AT pinove. Pinovi su napravljeni od bakra i namešteni na PWB pri čemu se njihovi centri nalaze na međusobnom rastojanju od 0.1 inča. PCAT port [ISA] predstavlja unapređenje originalnog PCXT porta, a EISA port je unapređeni PC-AT port. ISA radi u EISA slotu, ali EISA kartica ne radi u AT slotu. Pozicija konektora kao i raspored na ploči su prikazani na gornjim slikama. Obe slike prikazuju PCAT karticu, ali prva je prikazana u obliku u kom je prikačena na PCI port. Date su i dogovarajuće dimenzije kartice.

PCMCIA Express kartica ExpressCard PCMCIA ExpressCard "Newcard" je novi form faktor za PCMCIA kartice koji koristi ili USB PCI ekspres portove. Nova kartica ima dimenzije 34mm x 75mm. Kartica dvostruke širine je 54mm x 74mm. Jedna kartica se naziva ExpressCard/34, a kartica dvostruke širine je ExpressCard/54. Obe kartice su visoke 5mm. Oba tipa kartica mogu da stanu u veći soket, dok manje kartice staju samo u manje sokete.

Tip I: 3.3mm x 85.6mm x 54.0mm (TxLxW), Verzija 2.1 dozvoljava da se dužina poveća od 50mm na 135mm Tip II: 5.0mm x 85.6mm x 54.0mm (TxLxW), Verzija 2.1 dozvoljava da se dužina poveća od 50mm na 135mm Tip III: 10.5mm x 85.6mm x 54.0mm (TxLxW) Naziva se CardBus kada se implementuje lokalni PCI port (32 bita podataka samo). CardBus radi sa 32 bita na 33MHz. Maksimalna brzina prenosa je 132MBps. CardBus koristi samo 3.3v VCC kao napajanje. Miniature Card predstavlja minijaturnu implementaciju PCMCIA. Dimenzije su: 3.5mm x 33mm x 38mm (TxLxW). Električne specifikacije su podskup specifikacija PC Card standarda, ograničene samo na memorijske apliakcije. Koristi 16-o bitni port za podatke kao i 24-o bitni port za adrese koji jednoj kartici omogućavaju da skladišti do 64MB.

Page 106: Portovi i magistrale - Embedded Systems Research …es.elfak.ni.ac.rs/Papers/VStefanovic - MJovanovic - Portovi i... · performanse ali je, sa druge strane, ograničilo mogućnost

106

AIMM port Opis AIMM porta AGP slot Inline Memory Module [AIMM] definiše memorijksu karticu koja se ubacuje u AGP slot, na PC kartici sa integrisanim grafičkim jezgrom, kome nije potrebn a dodatna grafička kartica. AIMM kartica predstavlja korišćenje lokalnog memorisjkog podsistema za grafiku koja je integrisana u logički čip-set. Dodatnih 4MB [SDRAM] za video memoriju moguće je koristiti kod AIMM kartice, i to raspoređenu kao 1Mx32 bita. AIMM funkcije se vrše ili 3.3V AGP slotu ili univerzalnom AGP slotu za karticu. AIMM moduli se danas nazivaju Graphics Performance Accelerator [GPA] karticama. GPA [AIMM] memorijska ploča postoji samo na nekoliko tipa matičnih ploča. Matične ploče koje koriste Intelov 815E čip-set i integrisanu grafikudozvoljavaju korišćenje GPA memorijskih modula. GPA ploče su potrebne samo radi poboljšanja video performanse. Postojeći čip-set obezbeđuje jako malo video memorije, tako da je ona povećana za 4MB. Za optimalnu performansu AGP kartica bi morala da se koristi u video slotu umesto na AIMM ploči. Specifikacije definišu električne i mehaničke karakteristike GPA [AIMM] ploče. Date su veličina i raspored ploče. Takođe su dati slotovi i pinovi i preporuke. Preporučena ploča ima 4 sloja sa kontrolisanom impedansom od 60 Ω, pri čemu jedan sloj služi za napajanje, jedan za uzemljenje i dva sloja su signalna sloja. Nominalna debljina ploče je 62 mm. AIMM pinovi na ploči Pinovi koji se nalaze na AIMM memorijskom modulu su TBD.

Optički kanal Optički kanal (Fibre Channel) [FC] predstavlja PTP serijski dvosmerni interfejs koji radi brzinom od 1.0625Gbps. Protokoli koji ga podržavaju: SCSI, IP, ATM, HIPPI, IEEE 802.2 preko optike(10 kilometara), koaksijalni (75 metara) ili upredeni par žica (33 metara); između uređaja. Bakar podržava prenose do 100MBs, dok optika radi sa brzinama od 400MBs. Svaki uređaj se ponaša kao repetitor stvarajući komunikaiconu

Page 107: Portovi i magistrale - Embedded Systems Research …es.elfak.ni.ac.rs/Papers/VStefanovic - MJovanovic - Portovi i... · performanse ali je, sa druge strane, ograničilo mogućnost

107

putanju bilo koje dužine; uređaji su povezani u petlju [Token [Dual] Ring topologija]. Upredeni par žica je ukršten, sa TX linijama koje prelaze RX linije između prijemnika i predajnika. Podržava i backplane komunikacije, i tu takođe postoji petlja. Optički Kanal danas radi sa brzinom od 2.125 Gbps [200 Mbytes/sec] preko upredenog para žica od bakra ili optičke interkonekcije [optičke udaljenosti do 10 km]. Optički kanal se pre svega koristi kao SAN (storage-area networks)servera. 10 Gigabitni Optički Kanal [10GFC] predstavlja ekstenziju fizičkog nivoa optičkog kanala. 10GFC ima brzinu od 12.75GBd [GigaBaud] Komunikacija je asinhrona, odvija se na dvosmernom interfejsu sa promenljivom dužinom frejma do 2048 bajta, sa hederom od 24 bajta. Bajtovi imaju dužinu od 10 bita, svaki formira karakter, pri čemu 4 karakteri čine reč [Transmisiona Reč]. CRC se koristi za proveravanje greški [Cyclic Redundancy Check isti 32-o bitni CRC koji se koristi kod FDDI]. Optički Kanal koristi 8B/10B kodiranje. Električni Interfejs [EL] koristi ECL signalne nivoe preko neuravnotežene 75W linije ili uravnotežene 150W linije(a). LVPECL se koristi za signale velikih brzina, dok se SSTL_2 nivo koristi za kontrolne signale manje brzine. Optički kanal koristi: [LL]: (long wave laser) laser sa dugim talasima (1300 nm), [SL]: (short wave laser) Laser sa kratkim talasima (780 nm), ili [LE]: LED (1300 nm). Optika: .. konektori tipa SC za IEC 61754-4-5 .. konektori tipa SG za EIA-604-7 .. konektori tipa LC za EIA-604-10 .. konektori tipa MT-RJ za EIA-604-12 Električno neuravnoteženi: .. konektori tipa BNC, TNC za neuravnoteženi 75W električni interfejs za IEC 169-8, IEC 169-17 .. konektori tipa SMA za neuravnoteženi 50W električni interfejs za IEC 169-15 .. Električni interfejsi mogu da koriste i jedne i druge konektore. Kabl će se sastojati od TX+, TX-, RX+, RX- i kablovkog omotača. Električno neuravnoteženi: .. konektori tipa 9-Pin D-subminiature za uravnoteženi 75W električni interfejs za IEC 807-3

Page 108: Portovi i magistrale - Embedded Systems Research …es.elfak.ni.ac.rs/Papers/VStefanovic - MJovanovic - Portovi i... · performanse ali je, sa druge strane, ograničilo mogućnost

108

..... Pinout za 9-o pinski D Konektor: Pin 1 TX+, Pin 6 TX-, Pin 5 RX+, Pin 9 RX-, Zaštita kabla .. 8-o Pinski (RJ-like) tipkonektora za uravnpteženi 75W električni interfejs za IEC 61076-3-103 ..... Pinout za 8-o Pinski (RJ-like) konektor: Pin 1 TX+, Pin 3 TX-, Pin 6 RX-, Pin 8 RX+, Zaštita kabla Optički kanal koristi tri različite topologije: Point-To-Point; kod koje su samo dva uređaja direktno povezana. Arbitrated Loop (FC-AL); nadgledana petlja, sa čak 127 uređaja na samo jednoj mreži. Svaki uređaj mora da nadgleda mrežu kako bi joj pristupio. Fabrička; Switch se koristi za povezivanje uređaja. SCSI-FCP ANSI X3.269-1996 Protokol optičkog kanala za SCSI FC-FP ANSI X3.254-1994 mapiranje optičkog kanala za HIPPI-FC FC-AE ANSI xxxxx Optički kanal u avio okruženju FC-PI ANSI xxxxx Fizički interfejs optičkog kanala Slojevi optičkog kanala: FC-0: Fizički nivo [predajnici, prijemnici], signalizacija FC-1: Protokol za prenos, 8B/10B kodiranje karaktera FC-2: Protokol za signaliziranje, Medijsku kontrolu pristupa (Media Access Control MAC), format frejma, upravlajnje sekvencama, upravlajnje razmenom, kontrola protoka FC-3: Serbisi za višestruke portove na jednom čvoru FC-4: Protokol gornjeg nivoa (Upper Layer Protocol ULP) koji služi za mapiranje, SCSI, IP, ATM, HIPPI, IEEE 802.2

Pinout FC-AL 40-o pinskog koektora

Pin Funkcija Pin Funkcija 1 -EN port za zaobilazak A 21 Napajanje od 12 volti 2 12 volti 22 Uzemljenje

Page 109: Portovi i magistrale - Embedded Systems Research …es.elfak.ni.ac.rs/Papers/VStefanovic - MJovanovic - Portovi i... · performanse ali je, sa druge strane, ograničilo mogućnost

109

3 12 volti 23 Uzemljenje 4 12 volti 24 Ulaz + kanala 1 5 Rezervisano 25 Ulaz - kanala 1 6 Rezervisano 26 Uzemljenje 7 Aktivan LED izlaz 27 Ulaz + kanala 2 8 Sinhronizacija 28 Ulaz - kanala 2 9 Daljinski start 29 Uzemljenje 10 Zakasneli start 30 Izlaz + kanala 1 11 -EN port za zaobilazak B 31 Izlaz - kanala 1 12 SEL_6 32 Uzemljenje 13 SEL_5 33 Izlaz + kanala 2 14 SEL_4 34 Izlaz - kanala 2 15 SEL_3 35 Uzemljenje 16 Kvara na LED izlazu 36 SEL_2 17 Rezervisano 37 SEL_1 18 Rezervisano 38 SEL_0 19 5 volti 39 Rezervisano 20 5 volti 40 Napajanje od 5 volti

IC interfejsa; Optički kanal AMCC jedan port 2/1Gb optički kanal-to-PCI 64-o bitni, 66MHz ASIC kontroler, Quad transiver optičkog kanala Critical io Blok jezgra za ugrađene interfejse optičkog kanala Fairchild Semiconductor, Corp. IC transivera optičkog kanala Fujikura America, Inc. Diferencijalni PECL serijski I/O interfejs ICs Galazar Networks Inc. IC Mapera/Frejmera za Carrier Grade SAN servise preko SDH, SONET i PDH LSI Corporation IC kontrolera optičkog kanala Sony Semiconductor Gigabitni eternet/Optički kanal, 10-o bitni transiver Triquint Semiconductor Uređaji za optičke kanale

Page 110: Portovi i magistrale - Embedded Systems Research …es.elfak.ni.ac.rs/Papers/VStefanovic - MJovanovic - Portovi i... · performanse ali je, sa druge strane, ograničilo mogućnost

110

Firewire port

IEEE 1394 SERIJSKI PORT VISOKE PERFORMANSE

Firewire [IEEE-1394] definiše medijum, topologiju i rptokole za backplane fizičke nivoe ili point-to-point interfejse serijskog kabla. Interfejs se takođe naziva (High Performance Serial Bus HPSB). Kod Apple kompjutera on je postao zamena sa odličnom perforamansom za Apple Desktop Bus (ADB). Backplane verzija koristi dva odvojena signala i radi brzinom od 12.5Mbps [TTL], 25Mbps [TTL], ili 50Mbits/sec [BTL ili ECL]. Kablovksa (diferencijalna) verzija radi sa brzinama od 100Mbps, 200Mbps, ili 400Mbits/sec, [800Mbits/sec za 1394b] korišćenjem half-duplex [full duplex 8B/10B kodiranja za 1394b]. Uređaji na portu su Hot-Swappable. Na jednom kablu maksimalne dužine od 4.5 metara može se naći 63 uređaja. Maksimalan broj uređaja na portu je 16 pri čemu je maksimalna dužina kabla 72 metara. Prenos podataka preko CAT5 kabla omogućava brzine od 100Mbps koje putuju putanjom dužine od 100m [1394b]. Optički kabl dozvoljava dužinu od 100 metara pri bilo kojoj brzini [zavisi od tipa optičkog kabla]. Digitalni interfejs podržava ili asinhroni ili sihnroni prenos podataka. Adresiranje se obavlja na tačno određenom uređaju na portu. Svaki uređaj određuje sopstvenu adresu. Proizvođači IC-a Firewire portova Epson Fujitsu Microelectronics Inc. Genesyslogic company USB 2.0 za IEEE-1284/DMA Bridge kontroler/UTMI odgovarajući transiver, ATA/ATAPI kontroler, Disk kontroler NEC Corp. NXP IEEE1394 kontroler nivoa linka/IC interfejsa fizičkog nivoa Oxford Semiconductor Ltd Bridge čip koji obezbeđuje korišćenje ATA/ATAPI (IDE) periferija sa FireWire (IEEE1394, 1995) STMicroelectronics IEEE1394 TI Link/ IC interfejsa fizičkog nivoa

Page 111: Portovi i magistrale - Embedded Systems Research …es.elfak.ni.ac.rs/Papers/VStefanovic - MJovanovic - Portovi i... · performanse ali je, sa druge strane, ograničilo mogućnost

111

VIA Technology Inc. Link-Nivo / PHY Čipset Firewire Online standardi i specifikacije IEEE-STD-1394-1995: IEEE Standard za serisjki port visoke performanse IEEE-STD-1394a-2000: IEEE Standard za serisjki port visoke performanse IEEE-STD-1394b-2002: IEEE Standard za serisjki port visoke performanse IEEE1394b je najnoviji standard. IEEE-STD-1394c-2008: IEEE Standard za serisjki port visoke performanse Serial Bus Protocol 3: [SBP-3]; određuje protokol za transport komandi, podataka i statusa između uređaja. Pinout FireWire konektora Kod FireWire se koriste dve vrste konektora; konektor sa 4 pina i konektor sa 6 pina (računari). Konektor sa 6 pina ima sledeći pinout: Pin 1; Napajanje, 30 volti Pin 2; Uzemljenje Pinovi 3, 4; B upredeni par (-/+) Pinovi 5, 6; A upredeni par (-/+) Zaštita kabla Pinovi 3/4 su ukršteni sa pinovima 5/6 na siuprotnim krajevima kabla.

FireWire pinout

Broj pina 6-o pinski konektor 4-o pinski konektor 1 VP TPB* 2 VG TPB

Page 112: Portovi i magistrale - Embedded Systems Research …es.elfak.ni.ac.rs/Papers/VStefanovic - MJovanovic - Portovi i... · performanse ali je, sa druge strane, ograničilo mogućnost

112

3 TPB* TPA* 4 TPB TPA 5 TPA VG 6 TPA -

Pinout 9-o pinskog FireWire konektora

Pin# Ime signala Funckija pina 1 TPB* Upredeni par B, minus 2 TPB Upredeni par B, plus 3 TPA* Upredeni par A, minus 4 TPA Upredeni par A, plus 5 TPA(R) Uzemljenje, upredeni par A 6 VG Uzemljenje napajanja 7 NC Bez konekcije 8 VP Napon napajanja 9 TPB (R) Uzemljenje, upredeni par B Zaštita priključka Zaštita kabla Uzemljenje

Flash Memory Stick formati Tipovi Flash Memory Sticks Postoji veliki broj formata Flash memory kartica koje su date, a zajednička im je specifikacija ili standard. Flash Memory kartice koje su ovde navedene se razlikuju u fizičkoj veličini i brzini prenosa. U većini slučajeva, veličina jako malo utiče na kapacitet memorije, pošto je sve više memorijskih uređaja smanjeno kako bi odgovaralo sve manjim uređajima. Za različite formate Flash Memory kartica brzina varira. CompactFlash kartica Prenosiva Flash Memory kartica koja radi kao ATA drajv korišćenjem Flash memory uređaja koji su oko 1/3 veličine uređaja Tipa II. DataFlash kartica Prenosiva Flash Memory kartica. Jedna od mnogih Flash Memory kartica. Memory Stick Flash je još jedna kartica koja spada u flash memory tip formata. Njena veličina je 50 mm x 21 mm x 2.8 mm Memory Stick Pro Duo – Isto kao Multimedia Card. microSD kartica

Page 113: Portovi i magistrale - Embedded Systems Research …es.elfak.ni.ac.rs/Papers/VStefanovic - MJovanovic - Portovi i... · performanse ali je, sa druge strane, ograničilo mogućnost

113

MiniSD kartica - Memory Stick Micro razvijena od strane Sony i ScanDisk MMC - Isto kao Multimedia Card. MSMicro - Memory Stick Micro razvijena od strane Sony i ScanDisk Multimedia Card Multimedia Card [MMC] je još jedna kartica koja spada u flash memory tip formata. Njena veličina je 32 mm x 24 mm x 1.4 mm Reduced Size Multimedia Card [RS-MMC] još jedna kartica koja spada u flash memory tip formata, manja verzija MMC kartice. Njena veličina je 24 mm x 16 mm x 1.4 mm. M2 - Memory Stick Micro razvijena od strane Sony i ScanDisk PC Card je jedan od mnogobrojnih različitih formata kartica za PCMCIA koje se razlikuju po dimenzijama i brzini. SD kartica [Secure Digital] kartica. Memorijska kartica veličine poštanske markice koja se može ubacivati i izbacibati iz uređaja. Dimenzije su 32 mm [visina] x 24 mm [širina] x 2.1 mm [debljina] za SD kartice. Dok miniSD kartica ima dimenzije 21.5 mm [visina] x 20 mm [širina] x 1.4 mm [debljina]. SDIO kartica [Secure Digital I/O] kartica. Memorijska kartica veličine poštanske markice koja se može ubacivati i izbacibati iz uređaja. Dimenzije su 32 mm [visina] x 24 mm [širina] x 2.1 mm [debljina] za SD kartice. SmartMedia je format kartice koja spada u flash memory kartice. Dimenzije su 45 mm x 37 mm x 0.76 mm. SmartMedia radi korišćenjem napona od 3.3 volti ili 5 volti. SpringBoard – moduli su još jedna vrsta prenosivih flash memorijskih kartica. Njima su dodate i funkcije modema. SpringBoard modul je razvijen od strane Handspring-a, ali ih oni više ne proizvode. SpringBoard moduli su razvijeni za palm kompjutere. SSFDC port [Solid State Floppy Disk Card], predstavlja prenosivu, malu memorijsku flash karticu NAND tipa [45mm x 37mm x 0.76mm]. Razvijena je od strane Toshiba Corp. SSFDC je staro ime za SmartMedia USB port (Universal Serial Bus) obezbeđuje dvosmernu komunikaciju između PC-a i perifernih uređaja, preko diferencijalnog kabla serijskog interfejsa. Mod sa malom brzinom radi na 1.5Mbps i koristi se za uređaje kao što je miš. Mod pune brzine radi pri brzini od 12Mbps. Mod velikih brzina [definisan pomoću USB 2.0] obezbeđuje brzine od 480Mbps.

Page 114: Portovi i magistrale - Embedded Systems Research …es.elfak.ni.ac.rs/Papers/VStefanovic - MJovanovic - Portovi i... · performanse ali je, sa druge strane, ograničilo mogućnost

114

xD Picture Card - [eXtreme Digital] Flash Memory karticanastala u Fujifilm za digitalne kamere, a na tržište je izbačena 2002. Ovaj format nije dostupan za PC. Dimenzije su 20mm x 25mm x 1.7mm

Pinout Floppy disk drajva FDD

Opis Floppy disk drajva Floppy drajv se smatra proizvodom koji je zastareo, i dalje se proizvodi ali se ne preporučuje za novije dizajne. Brzina prenosa je relativno mala a kapacitet skladištenja memorije je jako mali. Brzine prenosa za FDD (Floppy Disk Drives) su oko 250KBps za veličinu diska od 720KB i 500KBps za veličinu diska od 1.44MB. Ipak, brzine od 1.25MBps se takođe mogu naći na nekima od drajvova.. FDD se okreće nominalnom brzinom od 300 RPM. Potrošnja na liniji sda napajanjem od 5 volti biće oko 1.25 vati. Bit Postoje dve uobičajene veličine za FDD od 3.5 inča: standardna verzija od 25.4 x 101.6 x 146mm [V x Š x D], i smanjena verzija 12.7 x 96 x 126mm [V x Š x D]. Kabl FDD-a Kabl koristi 34-o pinski IDC konektori ravan trakasti kabl sa 34 pina. Veličina konektora se razlikuje kada su u pitanju dva tpa FDD-a, tako da je za 5.25" drajvove potreban veći konektor. U svakodnevnoj upotrebi je flopi drajv od 3.5" Eksterni flopi drajvovi koji koriste USB kao interfejs mogu biti bilo koje veličine.

Konektori kablova su ženski, i zahtevaju 34-o pinske hedere na flopi drajvu i matičnoj ploči. Neparni pinovi se nalaze sa strane sa koje se nalazi i ključ, dok se sa suprotne

Page 115: Portovi i magistrale - Embedded Systems Research …es.elfak.ni.ac.rs/Papers/VStefanovic - MJovanovic - Portovi i... · performanse ali je, sa druge strane, ograničilo mogućnost

115

strane nalaze parni pinovi. Dužina kabla bi morala biti između 19 i 24 inča, dok su neki dugi čak i do 32 inča (19 inča je standard). . Pinout Floppy disk drajva

Floppy Drive A Pin Out

Broj pina Ime signala Opis 1 Uzemljenje -- 2 /REDWFC Density Select 1=Low/0=High 3 Uzemljenje -- 4 N/C Reserved 5 Uzemljenje -- 6 N/C Reserved 7 Uzemljenje -- 8 /Index 0=Index 9 Uzemljenje -- 10 /MOTEA 0=Motor Enable Drive 0 11 Uzemljenje -- 12 /DRVSB Drive Select 1 13 Uzemljenje -- 14 /DRVSB Drive Select 0 15 Uzemljenje -- 16 /MOTEB 0=Motor Enable Drive 1 17 Uzemljenje -- 18 /DIR 0=Direction Select 19 Uzemljenje -- 20 /Step 0=Head Step 21 Uzemljenje -- 22 /WDATE Write Data 23 Uzemljenje -- 24 /WGATE 1=Disk Change/0=Ready 25 Uzemljenje -- 26 /TRK00 0=Head Select 27 Uzemljenje -- 28 /WPR Read Data 28 Uzemljenje -- 30 /DATA 0=Write Protect

Page 116: Portovi i magistrale - Embedded Systems Research …es.elfak.ni.ac.rs/Papers/VStefanovic - MJovanovic - Portovi i... · performanse ali je, sa druge strane, ograničilo mogućnost

116

31 Uzemljenje -- 32 /SIDE1 0=Track 00 33 Uzemljenje -- 34 /DSKCHG Floppy Write Enable, 0=Write Gate

Upredeni Floppy kabl se koristi za određivanje koji je drajv u sistemu drajv A ili drajv B. Takođe postoje i pinovi koji određuju da li je flopi drajv stavljen u funkciju, i pinovi koji određuju da li je motor stavljen u funkciju. Ti pinovi su line 10, line 12, line 14, i line 16, dok su ostale linije ustvari uzemljenje. Floppy disk drajv Twist kabla

Floppy drajv A/B Twist Pinout

-- Kontroler Drajv A Drajv B Opis Wire 1-9 1-9 1-9 1-9 Bez promene Wire 10 10 10 10 Motor Enable Drive 0/1 Wire 11 11 11 11 Uzemljenje, bez promene Wire 12 12 12 12 Drive Select 0/1 Wire 13 13 13 13 Uzemljenje, bez promene Wire 14 14 14 14 Drive Select 0/1 Wire 15 15 15 15 Uzemljenje, bez promene Wire 16 16 16 16 Motor Enable Drive 0/1 Wire 17-34 17-34 17-34 17-34 Bez promene

Naslednici Floppy disk drajva

Sa pojavom jeftnih USB Flash drajvova, mnogi PC računari su prešli na USB. Danas je moguće podići sistem PC-a sa CD-a ili nekog drugog uređaja. Floppy drajvovi su postali zastareli, zamenjeni su USB fleš drajvovima i ne bi se trebali koristiti u novijim dizajnima.

HTX port

HyperTransport na EATX matičnim pločama HTX je interfejs koji predstavlja ekspanzioni slot koji se koristi kod AMD matičnih ploča, i obezbeđuje ostalim komponenetama vezu sa matičnom pločom, odnosno sa njenim HyperTransport portom.

Page 117: Portovi i magistrale - Embedded Systems Research …es.elfak.ni.ac.rs/Papers/VStefanovic - MJovanovic - Portovi i... · performanse ali je, sa druge strane, ograničilo mogućnost

117

Pinout PC ISA kartice i veličina ploče

PCXT pinout porta koristi konektore iz kolone J1 A/B, a PCAT pinout porta koristi kolone J1 [A/B kolone] i J2 [C/D kolone]. PC EISA pinout porta koristi konektore iz kolona i J1 i J2. Pinovi su napravljeni od bakra i namešteni na PWB pri čemu se njihovi centri nalaze na međusobnom rastojanju od 0.1 inča. PCAT port [ISA] predstavlja unapređenje originalnog PCXT porta, a EISA port je unapređeni PC-AT port. ISA radi u EISA slotu, ali EISA kartica ne radi u AT slotu. Pozicija konektora kao i raspored na ploči su prikazani na gornjim slikama. Obe slike prikazuju PCAT karticu, ali prva je prikazana u obliku u kom je prikačena na PCI port. Date su i dogovarajuće dimenzije kartice.

ISA PC pinout i imena signala

Pin J1 J2 # A kolona B kolona C kolona D kolona

1 Provera kanala Uzemljenje Sistem

uključen

Odabiranje memorije od 16 bita

Page 118: Portovi i magistrale - Embedded Systems Research …es.elfak.ni.ac.rs/Papers/VStefanovic - MJovanovic - Portovi i... · performanse ali je, sa druge strane, ograničilo mogućnost

118

2 Podaci 7 Reset Nefiskirana adresa 22

Oadbiranje čipa od 16 bita

3 Podaci 6 +5V Nefiskirana adresa 23 IRQ10

4 Podaci 5 IRQ9 Nefiskirana adresa 21 IRQ11

5 Podaci 4 -5V Nefiskirana adresa 20 IRQ12

6 Podaci 3 DMA zahtev 2

Nefiskirana adresa 19 IRQ15

7 Podaci 2 -12V Nefiskirana adresa 18 IRQ14

8 Podaci 1 Nulto stanje Nefiskirana adresa 17

DMA ACK0

9 Podaci 0 +12V Isčitavanje memorije DMA zahtev 0

10 I/O kanal spreman Uzemljenje Ispisivanje

memorije DMA ACK5

11 Adresa Ispisivanje realne memorije

Podaci 8 DMA zahtev 5

12 Adresa 19

Isčitavanje realne memorije

Podaci 9 DMA ACK6

13 Adresa 18

I/O upisivanje Podaci 10 DMA zahtev 6

14 Adresa 17 I/O Čitanje Podaci 11 DMA

ACK7

15 Adresa 16

DMA ACK3 Podaci 12 DMA zahtev 7

16 Adresa 15

DMA zahtev 3 Podaci 13 +5V

17 Adresa 14

DMA ACK2 Podaci 14 Master

Uzemljenje

18 Adresa 13

DMA zahtev 1 Podaci 15 N/A

19 Adresa 12

Osvežavanje N/A N/A

20 Adresa 11 CLK N/A N/A

Page 119: Portovi i magistrale - Embedded Systems Research …es.elfak.ni.ac.rs/Papers/VStefanovic - MJovanovic - Portovi i... · performanse ali je, sa druge strane, ograničilo mogućnost

119

21 Adresa 10 IRQ7 N/A N/A

22 Adresa 9 IRQ6 N/A N/A 23 Adresa 8 IRQ7 N/A N/A 24 Adresa 7 IRQ5 N/A N/A 25 Adresa 6 IRQ4 N/A N/A 26 Adresa 5 IRQ3 N/A N/A

27 Adresa 4 Brojanje terminala N/A N/A

28 Adresa 3 Fiskirana adresa N/A N/A

29 Adresa 2 -5V N/A N/A 30 Adresa 1 Oscilator N/A N/A 31 Adresa 0 Uzemljenje N/A N/A

Opis MCA ekspanzionog porta

IBM MCA ( ) Micro Channel Architecture port je izbačen na tržište 1987 i postojao je kao deo Intel 286 procesora, a zatim i kao deo 386 procesora. MCA (Micro Channel Architecture) port se koristio kao akspanzioni PC port koji je omogućavao ekspanzionim karticama da budu prikjlučene na MCA portove na matičnoj ploči. Danas je Port je zastareo i zamenjen je PCI portom; 10MHz @ 16 ili 32 bita, uP nezavistan, asinhroni, koristi se na PS2 računarima. Sa unapređenjima brzina porta je 80Mbps. MCA port nije kompatibilan sa originalnim ISA portom, i proizvođen je samo od strane IBM-a; ipak, MCA je kao port licenciran i od strane mnogih drugih firmi.

Pinout MCA porta i imena signala

Pin J1 J2 # A kolona B kolona C kolona D kolona 1 VSYNC ESYNC +5V D8 2 HSYNC GND D10 D9 3 BLANC P5 D11 GND 4 GND P4 D13 D12 5 P6 P3 -12V D14 6 EDCLK GND Rezervisano D15 7 DCLK P2 SBHE GND

8 GND P1 CD DS 16 IORQ10

Page 120: Portovi i magistrale - Embedded Systems Research …es.elfak.ni.ac.rs/Papers/VStefanovic - MJovanovic - Portovi i... · performanse ali je, sa druge strane, ograničilo mogućnost

120

9 P7 P0 +5V IORQ11 10 EVIDEO GND IRQ14 IORQ12

11 CD/SETUP

Audio/ GND IRQ15 GND

12 MADE24 Audio -- -- 13 GND GND - - 14 A11 Oscilator - - 15 A10 GND - - 16 A9 A23 - - 17 +5V A22 - - 18 A8 A21 - - 19 A7 GND - - 20 A6 A20 - - 21 +5V A19 - - 22 A5 A18 - - 23 A4 GND - - 24 A3 A17 - - 25 +5V A16 - - 26 A2 A15 - - 27 A1 GND - - 28 A0 A14 - - 29 +12V A13 - - 30 ADL A12 - -

31 PREEMPT GND - -

32 BURST IRQ9 - - 33 -12V IRQ3 - - 34 ARB0 IRQ4 - - 35 ARB1 GND - - 36 ARB2 IRQ5 - - 37 -12V IRQ6 - - 38 ARB3 IRQ7 - -

39 ARB/GNT GND - -

40 TC Rezervisano - -

41 +5V Rezervisano - -

Page 121: Portovi i magistrale - Embedded Systems Research …es.elfak.ni.ac.rs/Papers/VStefanovic - MJovanovic - Portovi i... · performanse ali je, sa druge strane, ograničilo mogućnost

121

42 S0 CHCK - - 43 S1 GND - - 44 M/IO CMD - -

45 +12V CHROYRTN - -

46 CD CHRDY CD SFDBK - -

47 D0 GND - - 48 D2 D1 - - 49 +5VD5 D3 - - 50 D5 D4 - - 51 D6 GND - - 52 D7 CHRESET - -

53 GND Rezervisano - -

54 DS 16 RIN

Rezervisano - -

55 REFRESH - -

MCA pinout porta koristi konektore iz kolone J1 A/B, i J2 [C/D kolone. Pinovi su napravljeni od bakra i namešteni na PWB pri čemu se njihovi centri nalaze na međusobnom rastojanju od 0.1 inča.

Opis Memory Stick-a i pinouta Memory Stick je još jedan tip Removable NAND malih fleš memorija koje su se prvi pur pojavile 1998. Postoji nekoliko različitih formaza: Memory Stick standardne veličine čije su dimenzije 50.0mm x 21.5mm x 2.8mm [Širina x Visina x Debljina], kao i Memory Stick Duo čije su mere 31.0mm x 20.0mm x 1.6mm [Širina x Visina x Debljina]. Pinovi 1 i 10 su duži od ostalih pinova tako da je uzemljenje prvi pin koji se povezuje i poslednji koji prekida konekciju. Pin 6 je smanjen i poslednji ostvaruje kontakt nakon ubacivanja kartice. Pinovi su ravne elektrode. Maksimalna brzina transfera je 2.54MBps, sa maksimalnom frekvencijom sata od 40MHz. Memory Stick zahteva napajanje od 2.7v do 3.6 v.

Pinout Memory Stick-a

Pin # Ime pina Funkcija signala 1 Vss Uzemljenje 2 BS Stanje porta

Page 122: Portovi i magistrale - Embedded Systems Research …es.elfak.ni.ac.rs/Papers/VStefanovic - MJovanovic - Portovi i... · performanse ali je, sa druge strane, ograničilo mogućnost

122

3 DATA1 Linija podataka 1 4 SDIO/DATA0 Serijski upis/isčitavanje podataka 5 DATA2 Linija podataka 2 6 INS Ubacivanje pina za detekciju 7 DATA3 Linija podataka 3 8 SCLK Serijski sat 9 Vcc Napajanje 10 Vss Uzemljenje

Poređenje veličina formata prenosivih kartica

Mini PCI Express port

Opis Mini PCI Express porta Mini PCI Express Predstavlja mini verziju PCI Express kartice. Mini PCI Express dizajnirana je za tržište Laptopova/Notebook-a i mobilne sisteme. Njena veličina je 50.95mm x 30mm, a debljina je 5mm. Minicard koristi konektor kartica sa 52 pina i može se implementovati i kod PCI Express portova i USB 2.0 portova. Većina Mini PCI Express kartica se uklapa u laptopove zato što su upola manje u odnosu na Mini PCI ploče. Mini PCI Express Online standardi i specifikacije PCI Originalna specifikacija Peripheral Component Interface. PCI Express koristi se kod desktop računara, fizički sloj nije kompatibilan sa PCI portovima. PCIe Mini Card elektromehaničke specifikacije, koristi se kod laptop/notebook računara.

Pinout Mini PCI Express

Page 123: Portovi i magistrale - Embedded Systems Research …es.elfak.ni.ac.rs/Papers/VStefanovic - MJovanovic - Portovi i... · performanse ali je, sa druge strane, ograničilo mogućnost

123

Pin# Ime signala Pin# Ime signala 51 Rezervisano 52 +3.3V 49 Rezervisano 50 GND 47 Rezervisano 48 +1.5V 45 Rezervisano 46 LED_WPAN# 43 Rezervisano 44 LED_WLAN# 41 Rezervisano 42 LED_WWAN# 39 Rezervisano 40 GND 37 Rezervisano 38 USB_D+ 35 GND 36 USB_D- 33 PETp0 34 GND 31 PETn0 32 SMB_DATA 29 GND 30 SMB_DATA 27 GND 28 1.5V 25 PERp0 26 GND 23 PERn0 24 +3.3Vaux 21 GND 22 PERST# 19 Rezervisano(UIM_C4) 20 Rezervisano 17 Rezervisano(UIM_C8) 18 GND

Mehanički tasteri 15 GND 16 UIM_VPP 13 REFCLK+ 14 UIM_RESET 11 REFCLK- 12 UIM_CLK 9 GND 10 UIM_DATA 7 CLKREQ# 8 UIM_PWR 5 Rezervisano 6 1.5V 3 Rezervisano 4 GND 1 WAKE# 2 3.3V Pin # Ime pina SD funkcija signala SPI funkcija signala 1 CD/DAT3 Detekcija čipa Detekcija čipa 2 CMD Komandna linija Unos podataka 3 VSS1 Uzemljenje Uzemljenje 4 Vdd Napajanje (2.7 ili 3.6 v) Napajanje (2.7 ili 3.6 v) 5 Clock Sat Clock 6 Vss2 Uzemljenje Uzemljenje 7 DAT0 Linija podataka 0 Izlaz podataka 8 DAT1 Linija podataka 1 Neiskorišćeno

Page 124: Portovi i magistrale - Embedded Systems Research …es.elfak.ni.ac.rs/Papers/VStefanovic - MJovanovic - Portovi i... · performanse ali je, sa druge strane, ograničilo mogućnost

124

9 DAT Linija podataka 2 Neiskorišćeno 10 NC Za naknadnu upotrebu Za naknadnu upotrebu 11 NC Za naknadnu upotrebu Za naknadnu upotrebu

Miniature Card port

Opis pora Miniature Card Miniature Card predstavlja minijaturnu implementaciju PCMCIA. Dimenzije su: 3.5mm x 33mm x 38mm (TxLxW). Električne specifikacije su podskup specifikacija PC Card standarda, ograničene samo na memorijske apliakcije. Koristi 16-o bitni port za podatke kao i 24-o bitni port za adrese koji jednoj kartici omogućavaju da skladišti do 64MB. Ona se koristi kao memorijska ekspanzija ili Linear Flash interfejs. Potrebno je napajanje od 5.0 ili 3.3 volta.

Pinout konektora za Miniature Card

Pin# Ime signala Pin# Ime signala 1 Adresna linija 18 31 Adresna linija 19 2 Adresna linija 16 32 Adresna linija 17 3 Adresna linija 14 33 Adresna linija 15 4 Napon osvežavanje memorije 34 Adresna linija 13 5 CEH# 35 Adresna linija 12 6 Adresna linija 11 36 Reset# 7 Adresna linija 9 37 Adresna linija 10 8 Adresna linija 8 38 VS1# 9 Adresna linija 6 39 Adresna linija 7 10 Adresna linija 5 40 BS8# 11 Adresna linija 3 41 Adresna linija 4 12 Adresna linija 2 42 CEL# 13 Adresna linija 0 43 Adresna linija 1 14 RAS# 44 CASL# 15 Adresna linija 24 45 CASH# 16 Adresna linija 23 46 17 Adresna linija 22 47 Adresna linija 21 18 OE# 48 BUSY# 19 Linija podataka 15 49 WE# 20 Linija podataka 13 50 Linija podataka 14 21 Linija podataka 12 51 Rezervisano

Page 125: Portovi i magistrale - Embedded Systems Research …es.elfak.ni.ac.rs/Papers/VStefanovic - MJovanovic - Portovi i... · performanse ali je, sa druge strane, ograničilo mogućnost

125

22 Linija podataka 10 52 Linija podataka 11 23 Linija podataka 9 53 VS”# 24 Linija podataka 0 54 Linija podataka 8 25 Linija podataka 2 55 Linija podataka 1 26 Linija podataka 4 56 Linija podataka 3 27 Rezervisano 57 Linija podataka 5 28 Linija podataka 7 58 Linija podataka 6 29 Serijski podaci/sdrese 59 Rezervisano 30 Serijski sat 60 Adresna linija 20

Page 126: Portovi i magistrale - Embedded Systems Research …es.elfak.ni.ac.rs/Papers/VStefanovic - MJovanovic - Portovi i... · performanse ali je, sa druge strane, ograničilo mogućnost

126

5. Hardver - mehaničke komponente

Proizvođači matičnih ploča Ovo je spisak proizvođača matičnih ploča za personalne računare. Matična ploča koja koristi ili Intel 925X čipset ili 915G/P podržavaće novije PCI Express stadnarde (PCI-E, PCIe). AMD procesor će koristiti SiS756 čipset VIA K8T890, ili K8M890. Aaeon Electronics Inc. Media PC; 7.95"x 6.4" (202 mm x 163 mm), Intel, MiniATX ABIT Ltd. Matične ploče sa PCI Express slotovima. Intel 775, AMD socket AM2, socket 939, socket 754 ACROSSER U.S.A EBX, ugrađeni PCs: ugrađeni ATX,LPX, Mini ITX American Megatrends 'AMI' Jedan proces, Radne stanice/Desktop Intel PCIe/AGP matične ploče, MicroATX AOpen AMD/Intel procesori Arise AT/ATX Passive PC ISA/-ISA PCI/PISA Backplanes ASUS Intel/AMD matične ploče sa PCI Express slotovima, matične ploče radnih stanica, matične ploče servera. Socket 775, 478, 754, 939, AM2 DFI Corp. matične ploče sa PCI Express slots Elitegroup Computer Systems of Taiwan matične ploče Intel/AMD Sockets 775/478/939/754/462 EPoX Intel/AMD Socket 478/754/939/A/775 matične ploče First International Computer of America, Inc 'FIC' AMD/matične ploče sa PCI Express slotovima FreeTech MainBoards. Mini Flex ATX, Mini ITX Gigabyte Technology Intel/AMD matične ploče sa PCI Express slotovima - SATA Intel matične ploče sa PCI Express slotovima Leadtek Research Inc. Sve matične ploče se više ne koriste MSI 'Micro-Star International' AMD Socket 940/939/754/Turion/A, Intel Socket 775 DDRI/II 478/Core Duo/Pentium M

Page 127: Portovi i magistrale - Embedded Systems Research …es.elfak.ni.ac.rs/Papers/VStefanovic - MJovanovic - Portovi i... · performanse ali je, sa druge strane, ograničilo mogućnost

127

Supermicro matične ploče servera sa PCI Express slotovima - Intel 915/925 Chipsets - 4x SATA - ATX form faktor Tyan Computer Corp. Slot 1/Socket 370/Socket 478/Socket 603 matične ploče sistema

Pinout multi medijalnih kartica

Multi medijalna katica, pinout MultiMedia kartica koristi konektor sa 7 pinova [1 kolona sa7 pina]. Centri pinova se nalaze na međusobnom rastojanju od 2.5 mm. Interfejs od sedam pinova se sastoji od tri pina koja su određena za SPI serijski port [SCK, SI, i SO], Chip Select signal [CS], Chip Reset [RESET], Write Protect liniju [WP], i izlaz Ready/Busy [RDY/Busy] signala. Svi kontrolni sihnali sem RDY signala su aktivni u pozadini. SPI interfejs koristi Serial Clock [SCK] liniju, Serial Input [SI], i Serial Output [SO] liniju. Ipak, fizički DataFlash kartica nema sve navedene signale. Nekoliko signala koje smo do sad naveli mogu se javiti samo DataFlash integrisanih kola [ICManji form faktor za MMC naziva se Reduced Size MultiMedia Card [RS-MMC]. RS-MMC kartica ima dimenzije 24mm x 16mm x 1.5mm. RSMMC ima sve pinove kompatibilne sa MMC modulom, s tom razlikom što su kraći. Najnovije verzije standarda su MMCplus, MMCmobile and MMCmicro, i oni imaju znatno veće brzine od 52MB/sec, ili 416 Mbits/sec, i mogu da rade na dva naponska nivoa (1.8 i 3/3.3V), kao i portova različitih širina (x1, x4 and x8 bit). MMCplus, MMCmobile i MMCmicro koriste 13 pinova.

Dimenzije DataFlash kartice su: 1.4mm debljina x 24mm širina x 32mm dužina. Kartice sa sedam pinova imaju form faktor koji je kompatibilan sa standardom MultiMedia kartica i pinout koji je kompatibilan sa SPI verzijom MMC kartice.

MultiMedia pinout

Pin # Ime pina Funkcija signala 1 CS* Odabir čipa 2 SI Serijski ulaz

Page 128: Portovi i magistrale - Embedded Systems Research …es.elfak.ni.ac.rs/Papers/VStefanovic - MJovanovic - Portovi i... · performanse ali je, sa druge strane, ograničilo mogućnost

128

3 GND Uzemljenje 4 Vcc Napajanje (2.7 ili 3.6 V) 5 SCK Serijski sat 6 NC Nije povezan 7 SO Serijski izlaz

PCI port

Opis PCI porta i pinout PCI port koristi ili 32 ili 64 bita za paralelne podatke, u zavisnosti od verzije. Znači, za svaki otkucaj sata, prenese se 32 ili 64 bita podataka preko porta. Prenos 64 bita odnosi se na veliki paralelni port, pri čemu se koristi najmanje 64 linija pored svih potrebnih kontrolnih i signalnih linija. Novije verzije PCI portova su izbačene na tržište i one koriste serijski port umesto paralelnig porta. Novi serijski PCI port se naziva PCI Express Port. PCI Express port nudi rešenje koje donosi manje troškove zato što je njemu potrebno samo nekoliko skupa različitih linija koje oslobađaju prostor n a matičnoj ploči i zantevaju manji broj konektora. U narednih nekoliko godina PCI Express port biće zamenjen slotovima Paralelnog PCI porta na matičnim pločama zbog smanjenja troškova i velikih brzina prenosa. PCI Express port nije kompatibilan sa standardnim PCI portovima. PCI Express konektori, indikator nivoa napona i format signala su drugačiji u odnosu na PCI. Ipak, ono što im je isto su dimenzije. Glavna fizička razlika leži u konektorima, pre svega električna razlika. Proizvođači interfejsa IC-a za PCI portove PCI port ne koristi Glue logiku, pšto je on razvijen kao jedan čip koji se nalazi na portu interfejsa. PCI je CMOS port, pri čemu u statičkom stanju ne protiče nikakva struja. Interfejs od +5V koristi standardne TTL nivoe prekidanja IH OHV 2 , V 2.4V V= = . Interfejs od 3.3V koristi IH OHV 1.65 , V 2.97V V= = . Altera PCI jezgra AMCC PCI Master Slave kontroleri-ciljni kontroleri Analog Devices IC za interfejse ISA-PCI portova

Page 129: Portovi i magistrale - Embedded Systems Research …es.elfak.ni.ac.rs/Papers/VStefanovic - MJovanovic - Portovi i... · performanse ali je, sa druge strane, ograničilo mogućnost

129

Conexant Cirrus Logic PCI-Disk kontroleri Cypress Products Dolphin Interconnect LLC Eureka Technology, Inc Infineon Technologies PC šipovi-DRAM kontroleri ICs Intel Marvell proizvođač PCI čip setova Oxford Semiconductor Ltd PLX Technology Inc. PCI-to-PCI mostovi ICs QLogic IC za interfejse PCI-SBus portova QuickLogic Silicon Image Inc Ultra ATA/100 PCI to ATA Host kontroleri Texas Instruments 'TI' Tundra Semiconductor Corp. IC za PCI mostove Xilinx FPGA jezgra IC Chip Manufacturers Svi ostali tipovi Online standardi i specifikacije PCI portova Specifikacije PCI lokalnih portova: PCI version 1.0 razvijena je od strane Intela 1991. godine ali nije odobrena od strane Tela za Standardizaciju. PCI revision 2.0 izbačena na tržište 1993; 32-bitni, 33MHz port. PCI revision 2.1; izbačena na tržište 1995; 32-bitni, 33MHz / 64-bitni, 66MHz, univerzalni PCI za kartice sa 3.3v ili 5v.

Page 130: Portovi i magistrale - Embedded Systems Research …es.elfak.ni.ac.rs/Papers/VStefanovic - MJovanovic - Portovi i... · performanse ali je, sa druge strane, ograničilo mogućnost

130

PCI revision 2.2; izbačena na tržište 1998; manje izmene / poboljšanja. PCI revision 2.3; izbačena na tržište 2002; uklonjena samo za kartice sa 5v. PCI revision 3.0; izbačena na tržište 20xx; uklonjena za sve interfejse sa 5v. PCI Standardizaciona tela: PCISIG Peripheral Component Interconnect - Special Interest Group PICMG PCI Industrial Computer Manufacturers Group PCI u ostalim form faktorima: PCI: Originalna specifikacija Peripheral Component Interface, @ Rev 2.1 PCI-X: Najnovija 64-o bitna verzija za: PCI-X 66, PCI-X 133, PCI-X 266 and PCI-X 533 [4.3GBps] cPCI, Compact PCI: PCI u VME form faktoru, 3U/6U koristi 2mm konektore. Mini PCI: PCI sa malim form faktorom za laptopove, 59.75 mm x 50.95 mm x 5mm. 32 bitni port za podatke koji radi na 3.3v PC104-Plus: PCI dodaci u PC104 specifikaciji, ISA u kvadratnom form faktoru. PCI/104: PCI samo za PC104 specifikaciju, uklanja PC XT i AT portove iz PC/104 specifikacije. PISA: PCI dodatak sa PCAT u ISA AT form faktoru. P2CI: PCI na VME64 P2 konektoru. PMC: PCI na ugrađenim Mezzanine karticama, 'PMC'. PXI cPCI za instrumentaciju. IPCI: Industrijski PCI (Još jedna verzija cPCI). Serial PCI: PCI na serijskom linku. Card Bus: 32-o bitni PCI na formatu PC Card (PCMCIA) Format PCI Express Bus: PCI preko različitih serijskih linkova. PCI Express fizički sloj nije kompatibilan sa PCI portom koji je već dat.

Page 131: Portovi i magistrale - Embedded Systems Research …es.elfak.ni.ac.rs/Papers/VStefanovic - MJovanovic - Portovi i... · performanse ali je, sa druge strane, ograničilo mogućnost

131

Mini PCI Express Bus: PCI preko različitih serijskih linkova sa malim form faktorom za laptopove. PCI Express fizički sloj nije kompatibilan sa PCI portom koji je već dat. Veličina PCI ploče PCI dimenzije kartice za 3.3 volti. Standardni PCI Form faktor je 106.68mm x 312mm [4.2" x 12.28"] PC PCI dimenzije kartice za pinout PCI i ISA porta. Standardni PCI Form faktor je 107mm x 312mm [4.2" x 12.28"] Proizvođači konektora za PCI portove PCI konektor prihvata ivicu kartice. PCI konektor ima jedan ili dva ključa (plastična proreza) u konektoru. Jedan ključ služi za indikaciju rad na 3.3 volti (umesto 5 volti), dok drugi ključ služi za insikaciju rada sa brzinom od 64 bita. Kartica za 32 bita ima samo jedan ključ za indikaciju rada na 3.3 volta. Laptopovi/NoteBook koji koriste drugačiji Mini PCI standard koriste drugi tip konektora. 32-bita 5V: Konektori sa zasečenim uglom koji je najudaljeniji od zadnjeg dela. 32-bita 3.3V: Konektori sa zasečenim uglom koji je najbliži zadnjem delu 32-bit Universal PCI: Konektori sa zasečenim uglovima i za 5 i za 3.3 volti. 64-bita 5V: 32-bita 5V PCI konektori koji imaju ključeve sa desne strane centra. 64-bita 3.3V: 32-bita 3.3V PCI konektori, jedan se nalazi sa leve strane, a drugi sa desne. 64-bita Universal PCI: 32-bita Universal PCI konektor, jedan ključ se nalazi sa leve strane, a dava ključa sa desne strane.

PCI-X port

Opis PCI-X Peripheral Component Interface [PCI-X] predstavlaj unapređenje trenutne 64-o bitne 66MHz specifikacije PCI porta. Minimalna brzina sata za PCI-X je 66MHz [PCI-X 66]. Dodaci radi povećanja brzine porta obuhvataju: PCI-X 133, PCI-X 266 i PCI-X 533 koji obezbeđuju brzinu do 4.3GBps [PCI-X 1066]. PCI-X je kmpatibilan sa PCI. Veliki broj promena povezan je sa radom porta, statusom čekanja i poboljšanjima protokola, koja ovde nisu obrađena. PCI-X i dalje podržava širinu porta od 32 bita ili 64 bita.

Page 132: Portovi i magistrale - Embedded Systems Research …es.elfak.ni.ac.rs/Papers/VStefanovic - MJovanovic - Portovi i... · performanse ali je, sa druge strane, ograničilo mogućnost

132

PCI specifikacije definišu električne zahteve interfejsa. Nisu dati terminatori porta, ali se port oslanja na refleksiju signala na nivou aktivnog praga. PCI port radi ili sinhronizovano ili asinhrono sa brzinom matične ploče. Dok radi asinhrono, port radi na bilo kojoj frekvenciji u opsegu od 66MHz do 0Hz. Kontrola protoka je dodata kako bi se port mogao da radi i sa sporijim uređajima. PCI je neodređeni port. PCI specifikacije su importovane za veliki broj drugih form faktora. To su: PCI: Originalna specifikacija Peripheral Component Interface, @ Rev 2.1 PCI-X: Najnovija 64-o bitna verzija za: PCI-X 66, PCI-X 133, PCI-X 266 and PCI-X 533 [4.3GBps] cPCI, Compact PCI: PCI u VME form faktoru, 3U/6U koristi 2mm konektore. PC104-Plus: PCI add-on to the PC104 spec, ISA in a square form factor PCI/104: PCI samo za PC104 specifikaciju, uklanja PC XT i AT portove iz PC/104 specifikacije. PISA: PCI dodatak sa PCAT u ISA AT form faktoru. P2CI: PCI na VME64 P2 konektoru. PMC: PCI na ugrađenim Mezzanine karticama, 'PMC'. PXI cPCI za instrumentaciju. IPCI: Industrijski PCI (Još jedna verzija cPCI). Serial PCI: PCI na serijskom linku. Card Bus: 32-o bitni PCI na formatu PC Card (PCMCIA) Format Svaka od ovih dodatnih specifikacija se oslanja na PCI specifikacijama, jedino su mehaničke (form faktor) definicije promenjene. 64-o bitni PCI port ima sledeće signale: Address/Data Bus: 64-o bitna adresa; 64-o bitni podaci, vremensko multipleksiranje System Bus: 2bita; Clock/Reset Interface Control Bus: 7bita; Ready, Acknowledge, Stop. Parity Bus: 2 bita, 1 za 32 LSB i and 1 za 32 MSB bitove. Errors Bus: 2 bita, 1 za parno i 1 za sistem.

Page 133: Portovi i magistrale - Embedded Systems Research …es.elfak.ni.ac.rs/Papers/VStefanovic - MJovanovic - Portovi i... · performanse ali je, sa druge strane, ograničilo mogućnost

133

Command/Byte Enable: 8 bita (0-3 @ 32 bita, i 4-7@ 64bita) 64MHz Control: 6 bita; (2) Enable/Running, (2) Present, (2) Ack/Req Cache: 2 Bita, Interapt port: 4 bits, JTAG Bus: 5 bita Napajanje: +3.3v, GND. PCI-X ne podržava +5v [PCI], a za +12, -12v, koji se koriste kos PC-a ne postoje podaci. Time Multiplexed Address i Data port postoje ili kao 32-o bitni (od 0 do 31 bita) ili kao 64-o bitni (od 0 do 63 bita) korišćenjem 64-o bitnog eskpanzionog slota. I jedna i druga linija koriste isti port, prvo Address a zatim Data. 32-o bitni PCI takođe može da koristi 64-o bitno adresiranje korišćenjem dva ciklusa adresiranja: Dual Address Cycles (DAC), kod koga se adrese manjeg prioriteta šalju prve. Dodatni kontrolni bitovi se koriste kada se port unapredi na 64 bita. Specifikacia definiše i Reset i Clock liniju. Clock može biti ili 33MHz ili 66MHz. Two Parity linije su takođe dostupne, jedna za širinu porta od 32 bita (bitovi od 0 do 31) i dodatni za 64-o bitne ekspanzije (bitovi od 32 do 63). PCI kartice za PC-e se razlikuju od ISA tipa iz dva razloga: komponente se postavljaju sa suprotne strane kartice a ivični konekzor je mnogo gušći, kraći i ključevi se nalaze na drugačijim pozicijama. Proizvođači interfejsa IC-a za PCI portove PCI port ne koristi Glue logiku, pošto je on razvijen kao jedan čip koji se nalazi na portu interfejsa. PCI je CMOS port, pri čemu u statičkom stanju ne protiče nikakva struja. Interfejs od +5V koristi standardne TTL nivoe prekidanja IH OHV 2 , V 2.4V V= = . Interfejs od 3.3V koristi IH OHV 1.65 , V 2.97V V= = . Altera PCI jezgra AMCC PCI Master Slave kontroleri-ciljni kontroleri Analog Devices IC za interfejse ISA-PCI portova Cirrus Logic PCI-Disk kontroleri Cypress Products Dolphin Interconnect LLC Infineon Technologies IC kontroleri za PC Chips-DRAM

Page 134: Portovi i magistrale - Embedded Systems Research …es.elfak.ni.ac.rs/Papers/VStefanovic - MJovanovic - Portovi i... · performanse ali je, sa druge strane, ograničilo mogućnost

134

Eureka Technology, Inc Infineon Technologies PC šipovi-DRAM kontroleri ICs Intel Marvell proizvođač PCI čip setova Oxford Semiconductor Ltd PLX Technology Inc. PCI-to-PCI mostovi ICs QLogic IC za interfejse PCI-SBus portova QuickLogic Silicon Image Inc Ultra ATA/100 PCI to ATA Host kontroleri Texas Instruments 'TI' Tundra Semiconductor Corp. IC za PCI mostove Xilinx FPGA jezgra IC Chip Manufacturers Svi ostali tipovi Online standardi i specifikacije PCI portova PCI Standardizaciona tela: PCISIG Peripheral Component Interconnect - Special Interest Group PICMG PCI Industrial Computer Manufacturers Group Specifikacije PCI lokalnih portova: PCI version 1.0 razvijena je od strane Intela 1991. godine ali nije odobrena od strane Tela za Standardizaciju. PCI revision 2.0 izbačena na tržište 1993; 32-bitni, 33MHz port. PCI revision 2.1; izbačena na tržište 1995; 32-bitni, 33MHz / 64-bitni, 66MHz, univerzalni PCI za kartice sa 3.3v ili 5v. PCI revision 2.2; izbačena na tržište 1998; manje izmene / poboljšanja. PCI revision 2.3; izbačena na tržište 2002; uklonjena samo za kartice sa 5v.

Page 135: Portovi i magistrale - Embedded Systems Research …es.elfak.ni.ac.rs/Papers/VStefanovic - MJovanovic - Portovi i... · performanse ali je, sa druge strane, ograničilo mogućnost

135

PCI revision 3.0; izbačena na tržište 20xx; uklonjena za sve interfejse sa 5v. PCI u drugim form faktorima: PCI-X Addendum to PCI Local Bus Specification (Ver 1.0) Mini PCI Bus specifikacije (Ver 1.0) Small PCI specifikacije (Ver 1.5a) PCI-to-PCI Bridge specifikacije (Ver 1.1) PCI Model vodić za dizajniranje (Ver 1.1) Specifikacije za upravlajnje PCI portom (Ver 1.1) PCI Hot-Plug specifikacije (Ver 1.0) PCI Bios specifikacije (Ver 2.1) PXI specifikacije Ver 1.0 PISA port (Ver 1.8) PISA-2 (Ver 1.2) PISA Back Plane sa 1 PISA i 1 ISA Slotom CompactPCI specifikacije (Ver 2.0 R2.1 – kratka forma)

PCI Express port

Opis PCI Express porta PCI Express [PCIe] port definiše električni, topološki i protokolarni deo fizičkog nivoa kod PTP (Poin-To-Point) serijskog interfejsa preko bakarne žice ili optičkog vlakna. Pored fizičkog nivoa, PCI Express specifikacija takođe pokriva i Nivo Prenosa, i Nivo Linka sa Podacima. Fizički Nivo se nalazi u Nivou 1, dok se Nivo Linka Podataka nalazi u okviru Nivoa 2 u OSI protokolarnom modelu. PCI Express je novi dodatak za serijske portove u seriji PCI specifikacija. Ipak, fizički i električni interfejs za PCI Express nije kompatibilan sa interfejsom PCI porta. Ovo je serijski port koji koristi dva niskonaponsa diferencijalna LVDS para na 2.5Gb/s u oba pravca. PCI Express link se sastoji od ova dva jednosmerna diferencijalna para koji rade na 2.5Gbps kako bi se postigao ukupan izlaz od 5 Gbps. PCI Express koristi 8B/10B kodiranje [svaki 8 bitni bajt se pretvara u 10-o bitni karakter kako bi se izjednačio broj 1 i

Page 136: Portovi i magistrale - Embedded Systems Research …es.elfak.ni.ac.rs/Papers/VStefanovic - MJovanovic - Portovi i... · performanse ali je, sa druge strane, ograničilo mogućnost

136

0 koje se šalju tako da kodirani signal sadrži i sat]. PCI Express podržava 1x [2.5Gbps], 2x, 4x, 8x, 12x, 16x, i 32x širine portova [parovi za prijem/slanje].

Interfejs LVDS kola sa jednim linkom

Osnovi LVDS interfejs je jedan diferencijalni link koji je jednosmeran ili dvosmeran. Svaki link zahteva završni otpornik na prijemnom kraju. Nominalna vrednost otpornika je 100 oma, ali zavisi od kabla ili PWB impedanse. LVDS je podesivi port; mogu se koristiti jednosmerni link ili se može koristiti višesmerni link. LVDS grafik prikazan na slici nam indicira dužinu od 1 metra, ali PCIe specifikacija dozvoljava dužinu od samo 20 inča. Nova PCIe verzija 2.0 podržava kablove do 10 metara dužine koji rade brzinom od 2.5 Gb/s.

PCI Express Status PCI Express port je počeo da se koristi na matičnim pločama 2004 kao dodatak PCI interfejsu, tako da su izbacili paralelni PCI istom brzinom kojom je PCI zamenio ISA port. Jedna PCIe implementacija ima dva 1x PCI Express slota [za ekspanzione ploče] i jedan 16x PCIe slot [koji služi kao zamena AGP slotu], zatim neke od standardnih paralelnih PCI slotova [3 do 4 konektora]. 1x PCIe slotovipodržavaju brzine do 5Gbps, a 16x PCIe slot podržava brzine do 80Gbps. PCI Express pinout Pinout za ekspanzione slotove koji se koriste kod PC-a je dat u sledećem delu teksta. Dva tipa PCIe konektora su uobičajena kod PC-a; 1x konektor koji se koristi za ekspanzione slotove normalnih ploča i 16x konektor koji se koristi kao ekspanzioni slot za video kartice. Konektori tipa 4x i 8x se još uvek ne koriste na matičnim pločama. Proizvođači konektora koji proizvode konektore za dati su u daljem delu teksta. Konektori za 1x PCIe slotove i 16x PCIe slotove su različiti zato što podržavaju različiti broj bitova. Konektori veličina 4x i 8x PCI Express se takođe razlikuju, iz istih razloga. PCIe 1x konektor ima 36 signalnih pinova, 4x konektor ima 64 signalnih pinova, 8x konektor ima 98 signalnih pinova, i 16x konektor ima 164 signalnih pinova. PCI express je kopamtibilna sa ostalim specifikacijama koje su novijeg datuma, tako da 1x kartica može da se uklopi u bilo koji slot, 4x kartica se može ubaciti u portove 8 ili 16x, itd. PCI Express protokol

Page 137: Portovi i magistrale - Embedded Systems Research …es.elfak.ni.ac.rs/Papers/VStefanovic - MJovanovic - Portovi i... · performanse ali je, sa druge strane, ograničilo mogućnost

137

Format frejma za PCIe prikazan je na slici. Frejm se sastoji od 1-o bajtnog Start-of-Frame, 2-o bajtnog Sequence Number, 16-o ili 20-o bajtnog Header, 0 do 4096-o bajtnog Data field, 0 do 4-o bajtnog ECRC polja, 4-o bajtnog LCRC, i 1-o bajtnog End-of-Frame.

Najbolji izlazu se dobija kada je polje podataka potpuno ispunjeno sa 4096 bajta podataka. PCI Express izlaz Izlazne brzine za PCIe interfejs se može odrediti samo u jednom pravcu. PCI Express je serijski port koji ubacuje svoj sat za razliku od ostalih standarda koji su već navedeni. Izlaz PCI Express interfejsa je smanjen za 20 procenata zahvaljujući 8B/10B kodiranjju.

Stvarne brzine

Specifikacija porta Brzina prenosa Izlaz PCI; 22 MHz, 32 bita 133 MBps - PCI Express 250 MBps - AGP 2x 533 MBps - PCI Express x4 1000 MBps - AGP 4x 1066 MBps - AGP8 2133 MBps - PCI Express x8 4000 MBps -

PCI Express podaci o dizajnu PCI Express je optimizovan za četvoroslojni FR4 [Dielektrični], koji ima mogućnost razmaka između uređaja od 20 inča. Stvarna udaljenost između IC-a zavisi od broja VIA. Impedansa diferencijalne putanje je oko 100 oma + 15%. Svaki par signala je kapacitivno spregnut na prijemnom kraju. Odsupanja u PCI Express interfejsu: PCI Express specificira maksimalno izlazno odstupanje od 120ps za Serializer i minimalnu toleranciju ualznog odstupanja od 240ps za De-serializer. UI [Unit Interval] je bit vremena = 400ps, Fazno Odsupanje je najvažnije. UI od 400ps je 1/[2.5Gbps]. BER (Bit Error Rate) je definisan kao 121 10−× .

Page 138: Portovi i magistrale - Embedded Systems Research …es.elfak.ni.ac.rs/Papers/VStefanovic - MJovanovic - Portovi i... · performanse ali je, sa druge strane, ograničilo mogućnost

138

Standardi/specifikacije PCI Express porta Specifikacija: ... PCI Express 1.0 Specifikacija za PC-e ... PCI Express 2.0 Jan 2007 ... CompactPCIxpress PCI Express [PCIe] na 3U x 160mm form faktoru u Compact PCI [cPCI] okruženju). ... Industrial PCI Express [IPCI-E], PICMG 1.3 dodaje PCI Express PCI-ISA pasivna Backplane specifikacija. ... PCMCIA ExpressCard ExpressCard je novi form faktor za PCMCIA karticeCircuit i koristi ili USB ili PCI Express portove. ... Mini PCI Express MiniPCI Express je dizajnirana za Notebook/Laptop kompjutere kao zamena za dizajn Mini-PCI kartice, Mini PCI Express ima dimenzije 51mm x 30mm. PCISIG Peripheral Component Interconnect – grupa od specijalnog interesa Fizički sloj PCI Express nije kompatibilan sa PCI portom. Form faktori PCI porta Termin Form Faktor se odnosi na veličinu kartice i njen oblik a ne na električni interfejs, tako da električne specifikacije za PCI interfejs mogu da se nađu u velikom broju mehaničkih standarda, kao što je opisano. PCI: Originalna specifikacija Peripheral Component Interface, @ Rev 2.1 PCI-X: Najnovija 64-o bitna verzija za: PCI-X 66, PCI-X 133, PCI-X 266 and PCI-X 533 [4.3GBps] cPCI, Compact PCI: PCI u VME form faktoru, 3U/6U koristi 2mm konektore. PC104-Plus: PCI add-on to the PC104 spec, ISA in a square form factor PCI/104: PCI samo za PC104 specifikaciju, uklanja PC XT i AT portove iz PC/104 specifikacije. PISA: PCI dodatak sa PCAT u ISA AT form faktoru.

Page 139: Portovi i magistrale - Embedded Systems Research …es.elfak.ni.ac.rs/Papers/VStefanovic - MJovanovic - Portovi i... · performanse ali je, sa druge strane, ograničilo mogućnost

139

P2CI: PCI na VME64 P2 konektoru. PMC: PCI na ugrađenim Mezzanine karticama, 'PMC'. PXI cPCI za instrumentaciju. IPCI: Industrijski PCI (Još jedna verzija cPCI). Serial PCI: PCI na serijskom linku. Card Bus: 32-o bitni PCI na formatu PC Card (PCMCIA) Format Proizvođači IC-a za PCI Express portove Kao i sotali PC portovi, ne postoje glue logic uređaji samo ASIC i čip setovi kod PCI Express; slično kao kod PCI. Agere Systems Inc. Kontroler Gigabitnog eterneta PCI Express 1x interfejs Broadcom Corporation Kontroler HyperTransport sistema I/O, 17 PCI-E je povezan sa podrškom za svoja 4 kontrolera Eureka Technology, Inc. IC kontroler PCI-Express porta Faraday Technology Corporation. IP: PCI-Express PHY i kontroler Genesys Logic, Inc PCI Express PHY interfejs (PPI) PHY IP jezgro IDT PCI Express Switch-evi; 12-lane/24-lane, 3-port PCIe switch LSI Corporation Jezgra IC interfejsa za PCI Express nxp 2.5-Gbps PCI Express PHY transiver sa 8-o bitnim interfejsom za podatke PXPIPE PLX Technology, Inc PCI Express Bridges / Switches PMC-Sierra PCI Express Backplane SERDES uređaji StarGen, Inc. PCI Express povezani sa naprednim Switching Bridge , ASI Texas Instruments PCI Express Bridge čip PCI, PCIe Bridge prema 1394a Xilinx PCI Express intelektualna svojina (IP) FPGA jezgra PCI Express koristi par LVDS predajnika i prijemnika, i nije kompatibilan PCI portom.

Page 140: Portovi i magistrale - Embedded Systems Research …es.elfak.ni.ac.rs/Papers/VStefanovic - MJovanovic - Portovi i... · performanse ali je, sa druge strane, ograničilo mogućnost

140

Proizvođači PCI Express konektora PCIe koristi 4 različite veličine konektora, od kojih su svi card-edge tipa kako bi mogli da prihvate PCI Express kartice. 1x veličina je najmanja sa 36 kontakntnih pozicija. x4 koristi 64 kontakta, x8 koristi 98 kontakta, i x16 ima 164 kontaktnih pozicija. Normalna visina konektora iznad PWB je 11mm. Širina konektora od 1x do 16x je 8.70mm, kao što je prikazano na slici.

Mechanical Drawing for PCI Express Connector

PCMCIA 32-o bitni port

Opis CardBus

PCMCIA Definiše i električne i fizičke specifikacije za 68-o pinski interfejs koji se nalazi u jendom od 3 form faktora, koji se jedinu razlikuju u debljini. Tip I: 3.3mm x 85.6mm x 54.0mm (TxLxW), Verzija 2.1 dozvoljava da se dužina poveća od 50mm na 135mm Tip II: 5.0mm x 85.6mm x 54.0mm (TxLxW), Verzija 2.1 dozvoljava da se dužina poveća od 50mm na 135mm Tip III: 10.5mm x 85.6mm x 54.0mm (TxLxW) Naziva se CardBus kada se implementuje lokalni PCI port (32 bita podataka samo). CardBus radi sa 32 bita na 33MHz. Maksimalna brzina prenosa je 132MBps. CardBus koristi samo 3.3v VCC kao napajanje. Cardbus uređaji se ponašaju kao Master ili Slave,

Page 141: Portovi i magistrale - Embedded Systems Research …es.elfak.ni.ac.rs/Papers/VStefanovic - MJovanovic - Portovi i... · performanse ali je, sa druge strane, ograničilo mogućnost

141

dok se 16-o bitna PC kartica ponaša samo kao Slave. CardBus je potpuno kompatibilan sa PCMCIA [PC-card design]; ipak mogu se pojaviti poteškoće kada je u pitanju kompatibilnost sa starijim verzijama PCMCIA standarda. Miniature Card predstavlja minijaturnu implementaciju PCMCIA. Dimenzije su: 3.5mm x 33mm x 38mm (TxLxW). Električne specifikacije su podskup specifikacija PC Card standarda, ograničene samo na memorijske apliakcije. Koristi 16-o bitni port za podatke kao i 24-o bitni port za adrese koji jednoj kartici omogućavaju da skladišti do 64MB.

S-100 opis i pinout S-100 razvijen je 1975 za potrebe Intel 8080 procesora i TTL tehnologije. On radi na nekoliko MHz u zavisnosti od brzine master procesora. Ima dve 8-o bitne putanje podataka, 16-o bitni adresni port i 8 Interapt linija. Linije su TTL ili otvoreni kolektor drajveri/prujemnici. Napajanje je +/- 18 volti, +/-8 volti sa ugrađenim regulatorima. Port IEEE-696, iz 80-ih godina prethodnog veka, radi na 10MHz sa 8-o ili 16-o bitnim portom za podatke, 24-o bitnim adresnim portom i ima mogućnost korišćenja više master/slave ploča. S-100 i IEEE-696 kartice imaju 100 pinski konektor sa razmakokm od 0.1 inča.

Pinout Secure Digital kartice

Secure Digital [SD] je flash memorijska kartica. Format kartice se takođe može koristiti i za druge funkcije uređaja pored čuvanja podataka. SD kartica ima pinout sa 9 pina. Kompatibilan format kartice se naziva Secure Digital I/O [SDIO].

Dimenzije Secure Digital su: 24mm široka x 32mm duga. Standardna visina je 2.1mm, dok Thin SD Memory Card ima širinu 1.4mm.

Page 142: Portovi i magistrale - Embedded Systems Research …es.elfak.ni.ac.rs/Papers/VStefanovic - MJovanovic - Portovi i... · performanse ali je, sa druge strane, ograničilo mogućnost

142

Secure Digital pinout

Pin #

Ime pina SD funkcija signala SPI funkcija signala

1 DAT3/CS Linija podataka 3 Odabiranje čipa/Odabiranje slave-a 2 CMD/DI Komandna linija Izbacivanje mastera/Ubacivanje slave-a

(MOSI) 3 VSS1 Uzemljenje Uzemljenje 4 Vdd Napajanje (2.7 ili 3.6

v) Napajanje (2.7 ili 3.6 v)

5 Clock Sat Clock 6 Vss2 Uzemljenje Uzemljenje 7 DAT0/D0 Linija podataka 0 Ubacivanje mastera/Izbacivanje slave-a

(MOSI) 8 DAT1/IRQ Linija podataka 1 Neiskorišćeno ili IRQ 9 DAT/NC Linija podataka 2 Neiskorišćeno

Opis Secure Digital I/O kartice Secure Digital Input/Output [SDIO] je flash memorijska kartica. Format kartice se takođe može koristiti i za druge funkcije uređaja pored čuvanja podataka. SD kartica ima pinout sa 9 pina. SDIO je kompatibilna sa SD memorijskom karticomi može koristiti isti socket.

Dimenzije Secure Digital su: 24mm široka x 32mm duga. Standardna visina je 2.1mm, dok Thin SD Memory Card ima širinu 1.4mm.

Postoje dva tipa SDIO kartica; verzija velike brzine i verzija sa manjom brzinom. Prva verzija radi sa 1-o bitnim i 4-o bitnim SD transfer modom, pri čemu sat ima opseg od 0Hz do 25MHz. 4-o bitna verzija radi na 25MHz i ima brzinu od 100Mbps. Sporija verzija koristi 1-o bitni mod ali radi sa brzinama od 0Hz do 400kHz. Sporija verzija nije namenjena za funckije pamćenja. SDIO kartica može da pređe širinu od 24mm i da bude izrađena sa dužinom od 37 mm.

Page 143: Portovi i magistrale - Embedded Systems Research …es.elfak.ni.ac.rs/Papers/VStefanovic - MJovanovic - Portovi i... · performanse ali je, sa druge strane, ograničilo mogućnost

143

Pinout Secure Digital I/O kartice Pin #

SD 4- bitni mod SD 1-o bitni mod SPI mod

1 CD/DAT Linija podataka 3

N/C Ne koristi se

CS Odabiranje kartice

2 CMD Komandna linija

CMD Komandna linija

DI Komandna linija

3 VSS1 Uzemljenje VSS1 Uzemljenje VSS1 Uzemljenje

4 Vdd Napajanje Vdd Napajanje Vdd Napajanje (2.7 ili 3.6 v)

5 Clock Sat Clock Sat Clock Sat 6 Vss2 Uzemljenje Vss2 Uzemljenje Vss2 Uzemljenje

7 DAT0/D0 Linija podataka 0

DATA Linija podataka

DAT0/D0 Izlaz podataka

8 DAT1/IRQ Linija

podataka 1/Interapt

IRQ Linija podataka

IRQ Interapt

9 DAT/NC Linija

podataka 2/Čitanje

RW Čitanje linija

NC Ne koristi se

Prikazane su kartice: SD kartica, 32mm x 24mm miniSD kartica, 21.5 x 20mm microSD kartica, 15mm x 11mm

Page 144: Portovi i magistrale - Embedded Systems Research …es.elfak.ni.ac.rs/Papers/VStefanovic - MJovanovic - Portovi i... · performanse ali je, sa druge strane, ograničilo mogućnost

144

Smart Card Description Smart Card definiše fizičke i električne protokole za plastične “čip kartice” koje se koriste za memorisanje podataka. Smart Card može da sačuva znatno više podataka u odnosu na jednostavnu magnetnu traku. Smart card ima ili već ugrađeni čip za čuvanje podataka ili ugrađeni mikroprocesor sa kojim se vrši komuinikacija za vreme prenosa. Smart Card koristi normalne TTL komutacione nivoe. Postoje dva tipa ovih kartica tip sa kontaktom i tip bez kontakta. Tip koji je bez kontakta koristi ugrađenu antenu, dok tip sa kontaktom ima 8-o pinski ravan konektor koji se nalazi na samom vrhu kartice. Smart Cards ima različita imena u zavisnosti od primene: SIM Card [Subscriber Identity Module], tip aplikacije koji funkcioniše na UICC Smart Card. UICC Card [Universal Integrated Circuit Card], Smart Card koja se koristi kod mobilnih telefona. Jedan od primera je ISIM. Organizacije za standardizaciju Smart Card

Page 145: Portovi i magistrale - Embedded Systems Research …es.elfak.ni.ac.rs/Papers/VStefanovic - MJovanovic - Portovi i... · performanse ali je, sa druge strane, ograničilo mogućnost

145

ISO: International Organization for Standardization IEC: International Electrotechnical Commission Smart Card specifikacije: ISO 7816-1, 2, 3 ISO 7816-3 Transmisioni i protokol električnih signala; definiše električni aspekt. ISO/IEC JTC1/SC17/WG8 Contactless Integrated Circuit(s) Cards

Smart Card pinout

Pin # Ime pina Opis pina 1 VCC +5V ili 3.3V DC 2 Reset Reset kartice (opciono) 3 CLOCK Sat kartice 4 AS Specifična aplikacija 5 GND Uzemljenje 6 VPP +21V DC 7 I/O Ulaz/Izlaz 8 AS Specifična aplikacija

6-o pinski pinout Smart Card porta

Pin # Ime pina Opis pina 1 VCC +5V ili 3.3V DC 2 Reset Reset kartice (opciono) 3 CLOCK Sat kartice 5 GND Uzemljenje 6 VPP +21V DC 7 I/O Ulaz/Izlaz

SmartMedia opis i pinout SmartMedia je još jedan tip prenosivemale flash memorijske kartice tipa NAND. Veličina SmartMedia uređaja je 45 mm x 37 mm x 0.76 mm [tanka]. SmartMedia kartice rade ili na 3.3 volti ili 5 volti. Solid State Floppy Disk Card [SSFDC] je staro ime za SmartMedia koje je promenjeno 1996. SmartMedia kartice ne koriste konektore, već kontaktnu površinu, kao što je prikazano na donjoj slici. Na slici je takođe definisan i pinout.

Page 146: Portovi i magistrale - Embedded Systems Research …es.elfak.ni.ac.rs/Papers/VStefanovic - MJovanovic - Portovi i... · performanse ali je, sa druge strane, ograničilo mogućnost

146

Pin # Ime pina Funkcija signala 1 Vss Uzemljenje 2 CLE Omogućena komanda 3 ALE Omogućena adresa 4 WE Omogućeno pisanje 5 WP Omogućena zaštita 6 I/O1 I/O linija podataka 1 7 I/O2 I/O linija podataka 2 8 I/O3 I/O linija podataka 3 9 I/O4 I/O linija podataka 4 10 Vss Uzemljenje 11 Vss Uzemljenje 12 Vcc 3.3V +/- 0.3 volti 13 I/O5 I/O linija podataka 5 14 I/O6 I/O linija podataka 6 15 I/O7 I/O linija podataka 7 16 I/O8 I/O linija podataka 8 17 PD Vcc Detekcija napajanja Vcc 18 GND Ulaz na nivou uzemljenja 19 RY/BY Ready/Busy 20 RE Omogućeno čitanje 21 CE Omogućen čip 22 Vcc Napajanje

Page 147: Portovi i magistrale - Embedded Systems Research …es.elfak.ni.ac.rs/Papers/VStefanovic - MJovanovic - Portovi i... · performanse ali je, sa druge strane, ograničilo mogućnost

147

Kada se kontakti kartive nalaze na levoj strani, kartica koristi 5 volti, a kada se nalazi na desnoj strani, kartica koristi 3.3v +/- 0.3 volti. Na donjoj slici dato je poređenje različitih standarda memorijskih kartica.

Handspring SpringBoard pinout Springboard kartice su mnogo više od ekspanzije za flash memorije. Springboard je dizajniran korišćenjem 68-o pinskog hedera koji se koristi kod PCMCIA PC kartica, ali je pinout drugačiji. Pinout tabela koja je data u daljem delu teksta definiše glavni pinot za konektore. Dimenzije SpringBoard kartice su: 67mm x 54mm.

Pin # Ime pina Funkcija signala Pin # Ime pina Funkcija signala 1 GND Uzemljenje 35 GND Uzemljenje 2 D3 Bit podataka 3 36 CD1 Detekcija kartice 1 3 D4 Bit podataka 4 37 D11 Bit podataka 11 4 D5 Bit podataka 5 38 D12 Bit podataka 12 5 D6 Bit podataka 6 39 D13 Bit podataka 13 6 D7 Bit podataka 7 40 D14 Bit podataka 14 7 CS0 Odabiranje čipa 0 41 D15 Bit podataka 15 8 A10 Adresni bit 10 42 CS1 Odabiranje čipa 1 9 OE Omogućen izlaz 43 N.C. Bez konekcije 10 A11 Adresni bit 11 44 N.C. Bez konekcije 11 A9 Adresni bit 9 45 N.C. Bez konekcije 12 A8 Adresni bit 8 46 A17 Adresni bit 17 13 A13 Adresni bit 13 47 A18 Adresni bit 18 14 A14 Adresni bit 14 48 A19 Adresni bit 19 15 WE Omogućeno pisanje 49 A20 Adresni bit 20 16 IRQ Zahtev za Interaptom 50 A21 Adresni bit 21 17 VCC Napajanje 3.3V 51 VCC Napajanje 3.3V 18 VDOCK DOCK napajanje 52 VDOCK DOCK napajanje

Page 148: Portovi i magistrale - Embedded Systems Research …es.elfak.ni.ac.rs/Papers/VStefanovic - MJovanovic - Portovi i... · performanse ali je, sa druge strane, ograničilo mogućnost

148

19 A16 Adresni bit 16 53 A22 Adresni bit 2 20 A15 Adresni bit 15 54 A23 Adresni bit 23 21 A12 Adresni bit 12 55 N.C. Bez konekcije 22 A7 Adresni bit 7 56 N.C. Bez konekcije 23 A6 Adresni bit 6 57 N.C. Bez konekcije 24 A5 Adresni bit 5 58 RESET Reset 25 A4 Adresni bit 4 59 N.C. Bez konekcije

26 A3 Adresni bit 3 60 MIC+ Mikrofon + 27 A2 Adresni bit 2 61 MIC- Mikrofon - 28 A1 Adresni bit 1 62 N.C. Bez konekcije 29 A0 Adresni bit 0 63 LOWBAT Prazna baterija 30 D0 Bit podataka 0 64 D8 Bit podataka 8 21 D1 Bit podataka 1 65 D9 Bit podataka 9 32 D2 Bit podataka 2 66 D10 Bit podataka 10 33 N.C. Bez konekcije

67 CD2 Detekcija kartice 2

34 GND Uzemljenje 68 GND Uzemljenje

Univerzalni serijski port (USB)

USB [Universal Serial Bus] definiše mehaničke, električne i protokolne nivoe interfejsa. Kablovi i konektori su u potpunosti definisani. USB definiše dva tipa hardvera, habove (hub) i funkcije. Čak 137 uređaja je moguće povezati u topologiju zvezda. Ograničavajući faktor su 7-o adresni bitovi. Sistem može imati samo jednog hosta koji je povezan sa habovima. USB hab može biti povezan sa drugim habom ili USB funkcijom. Svaki prelazak nivoa sa haba na hab predstavlja tvz. Tier. USB port je diferencijalni dvosmerni serijski intersfejs za kablovske portove. Diferencijalni NRZI podaci se prenose izohrono ili asinhrono između dva uređaja. Podaci se prenose trima različitim brzinama preko kabla maksimalne dužine 4 metra sa dva provodnika.

Page 149: Portovi i magistrale - Embedded Systems Research …es.elfak.ni.ac.rs/Papers/VStefanovic - MJovanovic - Portovi i... · performanse ali je, sa druge strane, ograničilo mogućnost

149

USB može da radi na bilo kojoj brzini od 10kbps do 400Mbps u jednom od tri modova. Mod male brzine od 10kbps do 100kbps koriste se za uređaje kao što su USB tastatura ili USB miš. Mod sa punom brzinom se koristi kod većine uređaja i omogućava brzine transfera od 500kbps do 10Mbps. Mod velike brzine [definisan kao USB 2.0] omogućava brzine do 480Mbps, sa opsegom brzina od 25Mbps do 400Mbps. Koriste se 4 različita paketska protokola; Kontrolni, Interapt, Izohroni i Bulk. Svaka razmena sadrži barem 3 paketa; token paket koji ima adresu, paket podataka u kome se nalaze podaci i hadshake paket koji završava razmenu. NRZI stvara promenu u signalu indicirajući pri tom logičku nulu, dok, ukoliko razmene nema, postoji logička jedinica. USB 3.0 (Super-Speed USB) povećava brzinu do 4.8 Gbit/s, 600 MB/s. USB 3.0 portovi i kablovi biće dizajnirani kako bi uređaji bili kompatibilni sa budućim optičkim uređajima. Proiozvođači interfejsa USB portova Alcor Micro Corp. (USB hab/Tastature/Miševi/Flash disk kontroleri) Atmel (Proizvođači USB habova) Cypress (Proizvođači USB-a, USB 1.0/2/0, USB On-The-Go 'OTG' Epson (Kontroleri USB20 uređaja) Exar (USB transiveri) Fairchild Semiconductor, Corp. USB transiveri, USB 2.0 FS periferni transiveri,USB 2.0, USB Switch dualni multiplekser/demultiplekser) Freescale Semiconductor, Inc. (Proizvođač USB kontrolera) FTDI Future Technology Devices International Limited (USB UART-kontroleri / USB hab kontroleri) Genesyslogic company (USB 2.0 Host kontroler, USB 2.0 Flash drajv kontroler, kontroler USB 2.0 čitača kartica) initio Corp. (USB 2.0/1394a Bridge kontroler; 400/800Mbit) Intel (USB kontroleri) Kawasaki LSI (Proizvođač USB kontrolera) LSI Corporation (USB jezgro: hab, host, kontroler)

Page 150: Portovi i magistrale - Embedded Systems Research …es.elfak.ni.ac.rs/Papers/VStefanovic - MJovanovic - Portovi i... · performanse ali je, sa druge strane, ograničilo mogućnost

150

Lucent Technologies (Kontroleri USB ka paralelnom USB-u, kontroler PCI ka USB hostu) Micrel Semiconductor (Proizvođači USB integrisanih kola) National Semiconductor (USB kontroleri) NXP (ULPI transiveri, USB OTG kontroleri, USB hab kontroleri, USB host kontroleri, USB periferni kontroleri, USB transiveri) PLX Technology (Kontroleri USB uređaja) Standard Microsystems Corp. 'SMSC' (USB2.0 ATA/ATAPI kontroler, kontroler flopi diska, flash media kontroleri) STMicroelectronics (USB kontroleri) Tiger Jet Network Inc. (USB interfejs čipovi) TI (Proizvođač USB-a) Winbond Electronics Corp. (Proizvođači USB hab kontrolera) Zilog (USB kontroleri)

Pin # Ime signala Opis 1 VBUS Crvena 2 D- Bela 3 D+ Zelena 4 GND Crna Zaštita Shield Zaštićeno

Page 151: Portovi i magistrale - Embedded Systems Research …es.elfak.ni.ac.rs/Papers/VStefanovic - MJovanovic - Portovi i... · performanse ali je, sa druge strane, ograničilo mogućnost

151

USB kablovi i adapteri

Kabl ima 4 provodnika. Provodnici za prenos podataka su 28 AWG, a provodnici za napajanje su od 20 do 28 AWG. Dva procodnika za napajanje nisu upredena dok su dva provodnika za prenos podataka upredena. Duži kablovi za napajanje koriste provodnike 20 AWG. Boje provodnika date su na slici iznad. Kablovi imaju A priključak na jednom kraju i B priključak na drugom kraju. Maksimalna dužina kabla je 5 metara; USB interfejs je dizajniran tako da radi na temperaturama ispod 20 stepeni.

PC-104 port

Ugrađeni PC/104 port koristi PC/XT, i PCAT specifikacije kartica (IEEE P996), ali je njegov form faktor ptomenljiv. Specifikacija definiše mehaničke i zahteve za napajanjem. Ovo je „napakovan“ port bez ikakvog rada u pozadini ili kabla za konekciju. Kartice se ubacuju jedna u drugu. PC-104 kartica može da koristi 8-o bitni interfejs (PC-XT) ili 16-o bitni interfejs (PC-AT). Svaki interfejs ima sopstveni konektor. PC/104 kartica mora da ima i PC/XT interfejs kako bi podržala i 8-o bitne operacije, ili mora da poseduje i PC/XT interfejs i PC/AT interfejs kako bi podržavala 16-o bitne peracije. PC104 je na svom izlazu naizmeničan kako bi se smanjila potrebna snaga. Signali pinova su isti kao kod ISA kartica za personalne računare. Ovom standardu je dodat 1996. godine i PCI standard. PC/104-Plus unapređenje dodaje PCI port na postojećoj kartici. Takođe, postoji i dodatni konektor kako bi bio u mogućnosti da prima i PCI signale. Drugim rečima, PC104 kartica je slična PC-XT interfejs kartici, a PC104-Plus je slična staroj matičnoj ploči sa ISA i PCI slotovima. Ovaj standard je široko primenjen za ugrađene aplikacije iako je ovaj port zastareo već nekoliko godina unazad. PCI port radi na 33MHz, dok 66MHz PCI operacije nisu moguće. Kada se PC/104-Plus portovi [PCI] kombinuju sa PC/104 pločama PC/104-Plus ploča mora da se nalazi na samom dnu. Jedna od PCI ploča u sklopu biće PCI host. Host određuje nivo signala; 3.3 V ili 5 V.

Page 152: Portovi i magistrale - Embedded Systems Research …es.elfak.ni.ac.rs/Papers/VStefanovic - MJovanovic - Portovi i... · performanse ali je, sa druge strane, ograničilo mogućnost

152

PCI-104 je najnovija varijacija standarda. PCI-104 odbacuje stari PC XT / AT port iz specifikacije pri čemu ostaje samo PCI port. Konektor PCI porta ima dimenzije 4x30, 2mm debljinu. Visina same komponente je promenljiva. Ovaj PCI port radi na 33MHz, dok rad na 66MHz nije podržan. Veličina kartice za svaki od PC/104 standarda je prikazan na slici.

Ploče mogu imati visinu koja je 6 puta veća od visine jedne kartice kada se koristi PC-AT [PC/104] port, ali samo 4 ploče mogu da koriste ovaj PCI port. Proizvođači PC-104 porta PC/104 i ISA koriste standardne TTL logičke nivoe za AT i XT PC interfejse portova. Ulazna Low vrednost je od 0 do 0.4v, High je od 2.4v do Vcc. Izlazna Low vrednost je od 0 do 0.8v, High je od 2.0v do Vcc. Struja porta je smanjena sa 24mA koliko je korišćeno kod ISA porta na 4mA. PC/104-Plus dodatak za PC104, i PCI-104 portovi koriste normalne CMOS uređaje za interfejs PCI portova. Radni napon za PCI interfejs je ili 5 V ili 3.3 V koje određuje PCI host. volts as determined by the PCI Host. Opis RapidIO porta RapidIO ddefiniše tehnologiju interkonekcije visokih performansi, sa paketskom komutacijom, koja je dizajnirana za prenos podataka i kontrolu informacija između mikroprocesora, DSP-a, komunikacionih i mrežnih procesora, sistemske memorije i perifernih uređaja. RapidIO se može kkoristiti za komunikaciju između dva čipa ili dve ploče. RapidIO se može pronaći u vidu porta kod samo jedne PC matične ploče. On koristi full duplex interfejs sa ili 8-o ili 16-o bitnim Ulazom i Izlazom na 10Gbps, pri čemu koristi LVDS [Low Voltage Differential Signaling]. RapidIO koristi a 16-o bitni CRC.

16 12 5X X X 1+ + +

Page 153: Portovi i magistrale - Embedded Systems Research …es.elfak.ni.ac.rs/Papers/VStefanovic - MJovanovic - Portovi i... · performanse ali je, sa druge strane, ograničilo mogućnost

153

RapidFabric je proširenje dizajnirano za RapidIO. RapidFabric dodaje serijski fizički nivo, kontrolu protoka, multikast, enkapsulaciju protokola/međusobni rad kao i ogromne mogućnosti za upravljanje saobraćajem.

LVDS [IEEE-644] Interfejs nivo Serial ATA port Serijska verzija IDE [ATA] specifikacije. Koristi 4-o žični provodni kabl sa dva diferencijalna para [Tx/Rx], plus dodatna 3 pina za uzemljenje kao i odvojeni pin za napajanje. Brzina protoka podataka je 150MBps [1.5GHz] pri čemu se koristi 8B/10B kodiranje i promene od 250mV u signalu. Serial ATA nije kompatibilan sa IDE [Parallel ATA] zato što im se konektori razlikuju, naponski nivoi su im različiti, kao i format podataka [SATA šalje jedan po jedan bit dok PATA šalje 16 bita istovremeno]. SATA ne može da stvori interfejs sa IDE portom. Ne postoji kabl pomoću kojih bi se SATA i IDE povezali. Ipak, moguće je kupiti konvertor koji će konvertovati SATA u PATA. SATA protokol Struktura SATA frejma koja se koristi između Hosta i uređaja je prikazana na slici. Frejm se sastoji od većeg broja Dword-a, koji su, sa druge strane, enkapsulirani od strane kontrole protoka i CRC informacija. SATA frejm počinje SOF-om (Start-of-frame) [SOF]. Nakon SOF-a dolazi FIS (Frame Information Structure) [FIS]. Zatim je postavljen CRC (Cyclic Redundancy Code) i to unutar samog frejma. Krajni blok u poruci je EOF (End-of-Frame) [EOF]. SATA koristi CRC od 32 bita, koji je dat u obliku polinoma

32 26 23 22 16 12 11 10 8 7 5 4 2X +X +X +X +X +X +X +X +X +X +X +X +X +X+1

Serial ATA [SATA] frejm protokola porta

Page 154: Portovi i magistrale - Embedded Systems Research …es.elfak.ni.ac.rs/Papers/VStefanovic - MJovanovic - Portovi i... · performanse ali je, sa druge strane, ograničilo mogućnost

154

Opis SCSI porta SCSI [paralelni] port je port za 8 ili 16 bita. SCSI port može biti završen samo jednim priključkom ili može biti diferencijalan. SCSI je lančani paralelni port, početak kablova je u Hostu i on povezuje svaki uređaj zasebno počevši od Hosta. SCSI se može koristiti za sinhrone i asinhrone prenose; asinhroni transfer koristi Start i Stop bitove a sinhroni koristi sistemsko vreme (Hand-Shaking). Port takođe prenosi i bit parnosti. SCSI koristi 32-o bitni CRC [CRC-32], koji ima polinomni oblik

32 26 23 22 16 12 11 10 8 7 5 4 2X +X +X +X +X +X +X +X +X +X +X +X +X +X+1 Serijski SCSI [SAS] 'Serial Attached SCSI' zamenio je paralelni SCSI. Serijski SCSI koristi Serial ATA [SATA] kao fizički nivo. SCSI interfejsi se obično mogu naći kod servera i radnih stanica. SCSI-1 definiše fizički i nivo protokola za 8-o bitni asinhroni neuravnoteženi unterfejs sa 50-o pinskim Centronics konektorom. I komande i podaci se prenose asinhrono brzinom od 5MBps (5MHz). NA port se ukupno može povezati 7 uređaja. SCSI I interfejs je zastareo i ne koristi se. SCSI-2 [FAST-SCSI] definiše nivoe protokola i fizičke nivoe. Port koristi asinhrone komande i sinhrone podatke. Transferi sa 8 bita na 10MBps (10MHz sat), koriste 50-o pinski Centronics konektor dok transferi za 16 bita (Wide-Bus) na 20MBps (10MHz sat) koristi 68-o pinski konektor. Broj uređaja kod ovog porta povećan je na 15. Takođe se koristi i Diferencijalni (Uravnoteženi) tip za SCSI. SCSI-2 ne radi uvek brže u odnosu na SCSI-1 usled opcionih komponenti koje su dodate za SCSI-2. SCSI II interfejs je zastareo. SCSI-3 specifikacija definiše mehaničke, električne i protokolne nivoe interfejsa. Transferi sa 8 bita na 10MBps (10MHz sat), koriste 50-o pinski Centronics konektor dok transferi za 16 bita na 20MBps (10MHz sat) koristi 68-o pinski konektor. Broj uređaja kod ovog porta maksimalno je 8, sa velikim brojem raznih kombinacija. Postoji veliki broj različitih brzina prenosa, u zavisnosti od primo-predajnika koji se koristi: SE radi kao Async, Fast-5, Fast-10, Fast-20: svi modovi koriste ST (Single Transition). MSE kao Async, Fast-5, Fast-10, Fast-20: svi modovi koriste ST (Single Transition). LVD kao Async, Fast-5, Fast-10, Fast-20: svi modovi koriste ST (Single Transition), ili Fast-10 do Fast-80 u DT (Double Transition). HVD (High Voltage Differential) opcija i 32-o bitni port su zastareli kada je SCSI-3 u pitanju.

Page 155: Portovi i magistrale - Embedded Systems Research …es.elfak.ni.ac.rs/Papers/VStefanovic - MJovanovic - Portovi i... · performanse ali je, sa druge strane, ograničilo mogućnost

155

... SCSI FAST-20 radi na: 20MBps [8-bita] ili 40MBps [16 bita]

... SCSI FAST-40 radi na: 40MBps [8- bita] ili 80MBps [16 bita]

... SCSI FAST-80 radi na: 80MBps [8- bita] bita 160MBps [16 bita]

... Ultra SCSI [Fast-20] radi ili na 20MBps (8 bita) ili 40MBps koristeći pri tom široki port (16 bita). Normalna dužina za maksimalno 4 uređaja je 10 metara, dok je za 5 uređaja 1.5 metara. ... Ultra2 SCSI [Fast-40] radi ili na 20MBps (8 bita) ili 80MBps koristeći pri tom široki port (16 bita). Normalna dužina kabla je do 12 metara. ... Ultra3 SCSI [Fast-80] (Ultra160) radi ili na 80MBps ili 160MBps uz široki port. Koristi CRC. SCSI-4 [Fast-160] (Ultra320) radi na 320MBps koristeći pri tom široki port. SCSI-5 koristi VHDCI (Very High Density Cable Interconnect) 68 pina, 0.8 mm konektor. Pinout SCSI porta 'A' kabl obezbeđuje međusobnu vezu između 8-o bitnih neuravnoteženih ili 8-o bitnih diferencijalnih podataka. 'B' kabl (u sprezi sa 'A' kablom) obezbeđuje dodatnih 8 bita kako bi se povezali 16-o bitni neuravnoteženi ili 16-o bitni diferencijalni podaci. 'P' kabl obezbeđuje međusobnu vezu između 16-o bitnih neuravnoteženih ili 16-o bitnih diferencijalnih podataka. SCSI A kabl; 50 Pina, koristi se kod SCSI-1 i SCSI-2 SCSI A kabl; 50 Pina, koristi se kod SCSI-1 i SCSI-2 SCSI B kabl; 68 Pinski kabl, koristi se kod SCSI-2 SCSI P kabl; 68 Pinski kabl, koristi se kod SCSI-3 SCSI Q kabl, koristi se kod SCSI-3 SCSI Q kabl, koristi se kod SCSI-3

Page 156: Portovi i magistrale - Embedded Systems Research …es.elfak.ni.ac.rs/Papers/VStefanovic - MJovanovic - Portovi i... · performanse ali je, sa druge strane, ograničilo mogućnost

156

Terminatori se nalaze na obe strane porta i definišu krajeve porta. Neki SCSI uređaji imaju interne terminatore. Napon se obezbeđuje pomoću linije za napajanje 'TERMPWR' i zahteva Šotkijevu diodu kako bi mogao da rukuje i inverznim strujama. Na liniji napajanja takođe se nalaze i kondenzatori i to na svakom završnom kraju. Pasivni završetak obezbeđuje pouzdani rad za SCSI-1 sisteme, a za sisteme koji koriste SCSI-2 i iznad potrebni su aktivni sistemi. SCSI portovi SCSI-I ~ Centronics 50-o pinski konektor, razmak od 0.10 inča, sa 0.05 trakastim kablom. SCSI-II ~ 8-o bitni podaci preko Micro D sa 50 pina, velike gustine (50 mil), 16-o bitnim podacima preko Micro D 68 pina (50 mil). SCSI-III ~ 8-o bitni podaci preko Micro D sa 50 pina, velike gustine (50 mil), 16-o bitnim podacima preko Micro D 68 pina (50 mil). Konektor ima 2 kolone sa 34 pina, među kojima je razmak od 0.05inča. Konektori mogu biti zaštićeni ili nezaštićeni. SCSI-V ~ koristi VHDCI konektor [Very High Density Cable Interconnect]; 28AWG dvostruko zaštićeni upredeni par kablova. Detaljan opis SCSI I porta kao i pinouta 'A' konektora Opis prenosa podataka SCSI-1 Hard Drive interfejs je neuravnoteženi port za podatke koji podatke prenosi uz odgovarajuću referencu. SCSI-1 može imati i naziv narrow SCSI [ili jednostavno SCSI] kada je implementovana 8-o bitna putanja podataka ili Wide SCSI kada radi kao 16-o bitni port za podatke. SCSI je 8-o/16-o bitni paralelni port za podatke. SCSI interfejs je lančani paralelni port, kabl ima svoj početak u hostu a zatim lančano povezuje uređaje. Ukupan broj uređaja koji se mogu povezati na ovaj port je 7. Uređaji koji se nalaze na dva kraja lanca zahtevaju terminatore, koji su ili dodati sa spoljen strane ili su interno dodati uređaju.

Page 157: Portovi i magistrale - Embedded Systems Research …es.elfak.ni.ac.rs/Papers/VStefanovic - MJovanovic - Portovi i... · performanse ali je, sa druge strane, ograničilo mogućnost

157

Terminatori se nalaze na obe strane porta i definišu krajeve porta. Neki SCSI uređaji imaju interne terminatore. Napon se obezbeđuje pomoću linije za napajanje 'TERMPWR' i zahteva Šotkijevu diodu kako bi mogao da rukuje i inverznim strujama. Na liniji napajanja takođe se nalaze i kondenzatori (između 2.2 μm i 10 μm ) i to na svakom završnom kraju. Pasivni završetak obezbeđuje pouzdani rad za SCSI-1 sisteme, a za sisteme koji koriste SCSI-2 i iznad potrebni su aktivni sistemi. SCSI I prenosi se mogu koristiti ili za sinhroni ili asinhroni prenos podataka preko SCSI interfejsa. SCSI-1 asinhroni prenos obavlja se brzinom od 1.5 MB/s. SCSI-1 sinhroni prenos obavlja se brzinom od 5 MB/s. SCSI komande se šalju asinhronom brzinom. SCSI podaci se prenose ili asinhronim brzinama (najgori slučaj) ili sinhronom brzinom (sa 5 MB/sec što je i najbolji slučaj). SCSI-1 asinhroni transfer koristi Start i Stop bitove a sinhroni koristi sistemsko vreme (Hand-Shaking). Opis kabla SCSI-1 koristi "A" kabl za povezivanje između dva uređaja. Interfejs 'A' kabla je neuravnotežen i ima maksimalnu dužinu od 6 metara. Kabl 'A' se takođe može koristiti i kod SCSI-2, ili SCSI-3 portova kako bi se obezbedila funkcija "FAST". Impedansa 'A' kabla je između 90 i 140 oma. Minimalna veličina provodnika je 28 AWG. Pinout konektora

Pin # Funkcija pina Pin # Funkcija pina 1 Uzemljenje 26 D0- 2 Uzemljenje 27 D1- 3 Uzemljenje 28 D2- 4 Uzemljenje 29 D3- 5 Uzemljenje 30 D4- 6 Uzemljenje 31 D5- 7 Uzemljenje 32 D6- 8 Uzemljenje 33 D7- 9 Uzemljenje 34 DPARTY

Page 158: Portovi i magistrale - Embedded Systems Research …es.elfak.ni.ac.rs/Papers/VStefanovic - MJovanovic - Portovi i... · performanse ali je, sa druge strane, ograničilo mogućnost

158

10 Uzemljenje 35 Uzemljenje 11 Uzemljenje 36 Uzemljenje 12 Rezervisano 37 Rezervisano 13 Otvoreno 38 TRMPWR 14 Rezervisano 39 Rezervisano 15 Uzemljenje 40 Uzemljenje 16 Uzemljenje 41 ATN- 17 Uzemljenje 42 Uzemljenje 18 Uzemljenje 43 BSY- 19 Uzemljenje 44 ACK- 20 Uzemljenje 45 RST- 21 Uzemljenje 46 MSG- 22 Uzemljenje 47 SEL- 23 Uzemljenje 48 C/D- 24 Uzemljenje 49 REG- 25 Uzemljenje 50 I/O-

Detaljan opis SCSI II porta kao i pinouta 'B' konektora

Opis prenosa podataka kod SCSI-2 SCSI-2 može biti ili neuravnoteženi port za prenos podataka sa uzemljenjem ili uravnoteženi diferencijalni port. Neuravnoteženi i diferencijalni portovi su električno nekompatibilni i ne mogu se postaviti na zajednički fizički port. SCSI-2 se naziva i uski SCSI [ili jednostavno SCSI] pri čemu se implementuje 8-o bitna putanja podataka ili Široki SCSI kada radi sa 16-o bitnim [ili 32-o bitnim] portom za podatke. SCSI je 8-o bitni / 16-o bitni [paraleni] port podataka, pri čemu se svi podaci istovremeno šalju preko 8-o ili 16-o bitnih linija za podatke. SCSI II prenosi mogu biti asinhroni ili sinroni prenosi preko SCSI interfejsa. SCSI-2 asinhroni prenos obavlja se brzinom od 1.5 MB/s. SCSI-2 sinhroni prenos obavlja se brzinom od 5 MB/s. SCSI komande se šalju asinhronom brzinom. SCSI podaci se prenose ili asinhronim brzinama (najgori slučaj) ili sinhronom brzinom (sa 5 MB/sec što je i najbolji slučaj). SCSI-2 asinhroni transfer koristi Start i Stop bitove a sinhroni koristi sistemsko vreme (Hand-Shaking). SCSI-2 električni opis Neuravnotežene linije koriste IC-e koji imaju standardne TTL logičke nivoe

OLV =0 V do 0.5 V , i OHV =2.5 V do 5.25 V . IC ulazni napon je ILV =0 V do 0.8 V i

IHV =2.0 V do 5.25 V .. Diferencijalne linije koriste OL OHV =1.7 V i V = 2.7 V . Diferencijalne karakteristike su u skladu sa EIS-485 interfejs standardom.

Page 159: Portovi i magistrale - Embedded Systems Research …es.elfak.ni.ac.rs/Papers/VStefanovic - MJovanovic - Portovi i... · performanse ali je, sa druge strane, ograničilo mogućnost

159

Opis SCSI-2 kabla SCSI-1 koristi "A" kabl za povezivanje između dva uređaja. Interfejs 'A' kabla je neuravnotežen i ima maksimalnu dužinu od 6 metara. Kabl 'A' se takođe može koristiti i kod SCSI-2, ili SCSI-3 portova kako bi se obezbedila funkcija "FAST". Impedansa 'A' kabla je između 90 i 140 oma. Minimalna veličina provodnika je 28 AWG. Kod SCSI-2 se takođe može koristiti opcioni 'B' kabl. 'B' kabl koristi 68-o pinski konektor, koji može biti ili flat kabl ili upredeni par provodnika. Njegova maksimalna dužina je 25 metara uz pomoć diferencijalnih drajvera i prijemnika.

Terminatori se nalaze na obe strane porta i definišu krajeve porta. Neki SCSI uređaji imaju interne terminatore. Napon se obezbeđuje pomoću linije za napajanje 'TERMPWR' i zahteva Šotkijevu diodu kako bi mogao da rukuje i inverznim strujama. Na liniji napajanja takođe se nalaze i kondenzatori (između 2.2 μm i 10 μm ) i to na svakom završnom kraju. Pasivni završetak obezbeđuje pouzdani rad za SCSI-1 sisteme, a za sisteme koji koriste SCSI-2 i iznad potrebni su aktivni sistemi. SCSI B kabl koristi 68-o pinski konektor, zaštićeni, pri čemu se pinovi nalaze u dve kolone sa po 34 pinova. Impedansa kabla je između 90 i 140 oma. Minimalna veličina provodnika je 28AWG. Pinout SCSI-2 konektora

Pin # Funkcija pina Pin # Funkcija pina 1 Uzemljenje 2 Uzemljenje 3 Uzemljenje 4 Bit podataka 8 5 Uzemljenje 6 Bit podataka 9 7 Uzemljenje 8 Bit podataka 10 9 Uzemljenje 10 Bit podataka 11 11 Uzemljenje 12 Bit podataka 12 13 Uzemljenje 14 Bit podataka 13 15 Uzemljenje 16 Bit podataka 14 17 Uzemljenje 18 Bit podataka 15

Page 160: Portovi i magistrale - Embedded Systems Research …es.elfak.ni.ac.rs/Papers/VStefanovic - MJovanovic - Portovi i... · performanse ali je, sa druge strane, ograničilo mogućnost

160

19 Uzemljenje 20 Bit parnosti P1 21 Uzemljenje 22 -ACKB 23 Rezervisano 24 Uzemljenje 25 Otvoreno 26 TRMPWR 27 Rezervisano 28 -REQB 29 Uzemljenje 30 Bit podataka 16 31 Uzemljenje 32 Bit podataka 17 33 TEMPWRB 34 TEMPWRB 35 TEMPWRB 36 TEMPWRB 37 Uzemljenje 38 Bit podataka 19 39 Uzemljenje 40 Bit podataka 20 41 Uzemljenje 42 Bit podataka 21 43 Uzemljenje 44 Bit podataka 22 45 Uzemljenje 46 Bit podataka 23 47 Uzemljenje 48 Bit parnosti P2 49 Uzemljenje 50 Bit podataka 24 51 Uzemljenje 52 Bit podataka 25 53 Uzemljenje 54 Bit podataka 26 55 Uzemljenje 56 Bit podataka 27 57 Uzemljenje 58 Bit podataka 28 59 Uzemljenje 60 Bit podataka 29 61 Uzemljenje 62 Bit podataka 30 63 Uzemljenje 64 Bit podataka 31 65 Uzemljenje 66 Bit parnosti P3 67 Uzemljenje 68 Uzemljenje

Detaljan opis SCSI III porta kao i pinouta 'P' konektora

Opis prenosa podataka kod SCSI-2 SCSI-2 može biti ili neuravnoteženi port za prenos podataka sa uzemljenjem ili uravnoteženi diferencijalni port. Neuravnoteženi i diferencijalni portovi su električno nekompatibilni i ne mogu se postaviti na zajednički fizički port. SCSI-2 se naziva i uski SCSI [ili jednostavno SCSI] pri čemu se implementuje 8-o bitna putanja podataka ili Široki SCSI kada radi sa 16-o bitnim [ili 32-o bitnim] portom za podatke. SCSI je 8-o bitni / 16-o bitni [paraleni] port podataka, pri čemu se svi podaci istovremeno šalju preko 8-o ili 16-o bitnih linija za podatke. SCSI II prenosi mogu biti asinhroni ili sinroni prenosi preko SCSI interfejsa. SCSI-2 asinhroni prenos obavlja se brzinom od 1.5 MB/s. SCSI-2 sinhroni prenos obavlja se brzinom od 5 MB/s. SCSI komande se šalju asinhronom brzinom. SCSI podaci se prenose ili asinhronim brzinama (najgori slučaj) ili

Page 161: Portovi i magistrale - Embedded Systems Research …es.elfak.ni.ac.rs/Papers/VStefanovic - MJovanovic - Portovi i... · performanse ali je, sa druge strane, ograničilo mogućnost

161

sinhronom brzinom (sa 40 MB/sec što je i najbolji slučaj). SCSI-3 paralelni interfejs (SPI) ima fabrički određenu asinhronu brzinu od 8 bita. SPI može da koristi ili Brzi ili Spori transfer pri čemu je najveća brzina transfera 10 MBps (za 8 bita), 20 MBps (za 16 bita) ili 40 MBps (za 32 bita). Kada se u pitanju 32-o bitni prenos potrebna su dva kabla i to 'P' i 'Q' kablovi. Fast-20 omogućava rad sa najvećom mogućom brzinom od 20 MBps (8 bita), 40 MBps (16 bita) ili 80 MBps (32 bita). Fats-20 jedino radi u sinhronom modu. SCSI-3 asinhroni transfer koristi Start i Stop bitove a sinhroni koristi sistemsko vreme (Hand-Shaking). SCSI-3 koristi samo jedan bit parnosti (DBP) za 8-o bitni široki port; DB[7-0]. SCSI-3 takođe koristi i dva bita parnosti (DB0, DBP1) za 16-o bitni široki port; DB[7-0], DB[15-8]. SCSI-3 takođe koristi i četiri bita parnosti (DB0, DBP1, DBP2, DBP3) za 16-o bitni široki port; DB[7-0], DB[15-8], DB[23-16] i DB[32-24]. SCSI-3 električni opis Neuravnotežene linije koriste IC-e koji imaju standardne TTL logičke nivoe

OLV =0 V do 0.5 V , i OHV =2.5 V do 5.25 V . IC ulazni napon je ILV =0 V do 0.8 V i

IHV =2.0 V do 5.25 V . Diferencijalne linije koriste OL OHV =1.7 V i V = 2.7 V . Diferencijalne karakteristike su u skladu sa EIS-485 interfejs standardom. SCSI-3 koristi "A" kabl za povezivanje (definisan kod SCSI-2) između dva uređaja. Interfejs 'A' kabla je neuravnotežen i ima maksimalnu dužinu od 6 metara. Kabl 'A' se takođe može koristiti i kod SCSI-2, ili SCSI-3 portova kako bi se obezbedila funkcija "FAST". Impedansa 'A' kabla je između 72 i 96 oma (84 oma nominalno). Impedansa diferencijalnog kabla je između 115 i 160 oma (122 oma nominalno). Minimalna veličina provodnika je 28 AWG. Opis SCSI-3 konektora SCSI-3 definiše fizički i nivo protokola za 8-o bitni asinhroni neuravnoteženi unterfejs sa 50-o pinskim Centronics konektorom, sa razmakom između pinova od 0.10 inča. SCSI interfejs je lančani paralelni port, kabl ima svoj početak u hostu a zatim lančano povezuje uređaje. Ukupan broj uređaja koji se mogu povezati na ovaj port je 16. Uređaji koji se nalaze na dva kraja lanca zahtevaju terminatore, koji su ili dodati sa spoljen strane ili su interno dodati uređaju.

Page 162: Portovi i magistrale - Embedded Systems Research …es.elfak.ni.ac.rs/Papers/VStefanovic - MJovanovic - Portovi i... · performanse ali je, sa druge strane, ograničilo mogućnost

162

Terminatori se nalaze na obe strane porta i definišu krajeve porta. Neki SCSI uređaji imaju interne terminatore. Napon se obezbeđuje pomoću linije za napajanje 'TERMPWR' i zahteva Šotkijevu diodu kako bi mogao da rukuje i inverznim strujama. Na liniji napajanja takođe se nalaze i kondenzatori (između 2.2 μm i 10 μm ) i to na svakom završnom kraju. Pasivni završetak obezbeđuje pouzdani rad za SCSI-1 sisteme, a za sisteme koji koriste SCSI-2 i iznad potrebni su aktivni sistemi. SCSI B kabl koristi 68-o pinski konektor, zaštićeni, pri čemu se pinovi nalaze u dve kolone sa po 34 pinova. Impedansa kabla je između 90 i 140 oma. Minimalna veličina provodnika je 28AWG. SCSI-3 specifikacija definiše mehaničke, električne i protokolne nivoe interfejsa. Transferi sa 8 bita na 10MBps (10MHz sat), koriste 50-o pinski Centronics konektor dok transferi za 16 bita na 20MBps (10MHz sat) koristi 68-o pinski konektor. Broj uređaja kod ovog porta maksimalno je 8, sa velikim brojem raznih kombinacija. Postoji veliki broj različitih brzina prenosa, u zavisnosti od primo-predajnika koji se koristi: SE radi kao Async, Fast-5, Fast-10, Fast-20: svi modovi koriste ST (Single Transition). MSE kao Async, Fast-5, Fast-10, Fast-20: svi modovi koriste ST (Single Transition). LVD kao Async, Fast-5, Fast-10, Fast-20: svi modovi koriste ST (Single Transition), ili Fast-10 do Fast-80 u DT (Double Transition). HVD (High Voltage Differential) opcija i 32-o bitni port su zastareli kada je SCSI-3 u pitanju. ... SCSI FAST-20 radi na: 20MBps [8-bita] ili 40MBps [16 bita] ... SCSI FAST-40 radi na: 40MBps [8- bita] ili 80MBps [16 bita] ... SCSI FAST-80 radi na: 80MBps [8- bita] bita 160MBps [16 bita] ... Ultra SCSI [Fast-20] radi ili na 20MBps (8 bita) ili 40MBps koristeći pri tom široki port (16 bita). Normalna dužina za maksimalno 4 uređaja je 10 metara, dok je za 5 uređaja 1.5 metara. ... Ultra2 SCSI [Fast-40] radi ili na 20MBps (8 bita) ili 80MBps koristeći pri tom široki port (16 bita). Normalna dužina kabla je do 12 metara. ... Ultra3 SCSI [Fast-80] (Ultra160) radi ili na 80MBps ili 160MBps uz široki port. Koristi CRC.

Neuravnoteženi SCSI P konektor

Pin # Funkcija pina Pin # Funkcija pina 1 Uzemljenje 35 D12- 2 Uzemljenje 36 D13-

Page 163: Portovi i magistrale - Embedded Systems Research …es.elfak.ni.ac.rs/Papers/VStefanovic - MJovanovic - Portovi i... · performanse ali je, sa druge strane, ograničilo mogućnost

163

3 Uzemljenje 37 D14- 4 Uzemljenje 38 D15- 5 Uzemljenje 39 DPARH 6 Uzemljenje 40 D0- 7 Uzemljenje 41 D1- 8 Uzemljenje 42 D2- 9 Uzemljenje 43 D3- 10 Uzemljenje 44 D4- 11 Uzemljenje 45 D5- 12 Rezervisano 46 D6- 13 Uzemljenje 47 D7- 14 Uzemljenje 48 DPARITY- 15 Uzemljenje 49 Uzemljenje 16 Uzemljenje 50 Uzemljenje 17 TRMPWR 51 TRMPWR 18 TRMPWR 52 TRMPWR 19 Rezervisano 53 Rezervisano 20 Uzemljenje 54 Uzemljenje 21 Uzemljenje 55 ATN- 22 Uzemljenje 56 Uzemljenje 23 Uzemljenje 57 BSY- 24 Uzemljenje 58 ACK- 25 Uzemljenje 59 RST- 26 Uzemljenje 60 MSG- 27 Uzemljenje 61 SEL- 28 Uzemljenje 62 C/D- 29 Uzemljenje 63 REQ- 30 Uzemljenje 64 I/O- 31 Uzemljenje 65 D8- 32 Uzemljenje 66 D9- 33 Uzemljenje 67 D10- 34 Uzemljenje 68 D11-

Uravnoteženi SCSI P konektor

Pin # Funkcija pina Pin # Funkcija pina 1 D12+ 35 D12-

Page 164: Portovi i magistrale - Embedded Systems Research …es.elfak.ni.ac.rs/Papers/VStefanovic - MJovanovic - Portovi i... · performanse ali je, sa druge strane, ograničilo mogućnost

164

2 D13+ 36 D13- 3 D14+ 37 D14- 4 D15+ 38 D15- 5 DPARH+ 39 DPARH- 6 Uzemljenje 40 Uzemljenje 7 D0+ 41 D0- 8 D1+ 42 D1- 9 D2+ 43 D2- 10 D3+ 44 D3- 11 D4+ 45 D4- 12 D5+ 46 D5- 13 D6+ 47 D6- 14 D7+ 48 D7- 15 DPARITY+ 49 DPARITY- 16 DIFFSENS 50 Uzemljenje 17 TRMPWR 51 TRMPWR 18 TRMPWR 52 TRMPWR 19 Rezervisano 53 Rezervisano 20 Uzemljenje 54 Uzemljenje 21 ATN+ 55 ATN- 22 Uzemljenje 56 Uzemljenje 23 BSY+ 57 BSY- 24 ACK+ 58 ACK- 25 RST+ 59 RST- 26 MSG+ 60 MSG- 27 SEL+ 61 SEL- 28 C/D+ 62 C/D- 29 REQ+ 63 REQ- 30 I/O+ 64 I/O- 31 D8+ 65 D8- 32 D9+ 66 D9- 33 D10+ 67 D10- 34 D11+ 68 D11-

Page 165: Portovi i magistrale - Embedded Systems Research …es.elfak.ni.ac.rs/Papers/VStefanovic - MJovanovic - Portovi i... · performanse ali je, sa druge strane, ograničilo mogućnost

165

Detaljan opis SCSI IV porta kao i pinouta 'P' konektora

Opis prenosa podataka kod SCSI-4 SCSI-4 može biti ili neuravnoteženi port za prenos podataka sa uzemljenjem ili uravnoteženi diferencijalni port. Neuravnoteženi i diferencijalni portovi su električno nekompatibilni i ne mogu se postaviti na zajednički fizički port. SCSI-2 se naziva i uski SCSI [ili jednostavno SCSI] pri čemu se implementuje 8-o bitna putanja podataka ili Široki SCSI kada radi sa 16-o bitnim [ili 32-o bitnim] portom za podatke. SCSI je 8-o bitni / 16-o bitni [paraleni] port podataka, pri čemu se svi podaci istovremeno šalju preko 8-o ili 16-o bitnih linija za podatke. SCSI IV prenosi mogu biti asinhroni ili sinroni prenosi preko SCSI interfejsa. SCSI-3 asinhroni prenos obavlja se brzinom od 1.5 MB/s. SCSI-3 sinhroni prenos obavlja se brzinom od 40 MB/s. SCSI komande se šalju asinhronom brzinom. SCSI podaci se prenose ili asinhronim brzinama (najgori slučaj) ili sinhronom brzinom (sa 40 MB/sec što je i najbolji slučaj). SCSI-3 paralelni interfejs (SPI) ima fabrički određenu asinhronu brzinu od 8 bita. SPI može da koristi ili Brzi ili Spori transfer pri čemu je najveća brzina transfera 10 MBps (za 8 bita), 20 MBps (za 16 bita) ili 40 MBps (za 32 bita). Kada se u pitanju 32-o bitni prenos potrebna su dva kabla i to 'P' i 'Q' kablovi. Fast-20 omogućava rad sa najvećom mogućom brzinom od 20 MBps (8 bita), 40 MBps (16 bita) ili 80 MBps (32 bita). Fats-20 jedino radi u sinhronom modu. SCSI-3 asinhroni transfer koristi Start i Stop bitove a sinhroni koristi sistemsko vreme (Hand-Shaking). SCSI-3 koristi samo jedan bit parnosti (DBP) za 8-o bitni široki port; DB[7-0]. SCSI-3 takođe koristi i dva bita parnosti (DB0, DBP1) za 16-o bitni široki port; DB[7-0], DB[15-8]. SCSI-3 takođe koristi i četiri bita parnosti (DB0, DBP1, DBP2, DBP3) za 16-o bitni široki port; DB[7-0], DB[15-8], DB[23-16] i DB[32-24]. Bitovi parnosti nisu bili potrebni ya SCSI-1. SCSI IV koristi 32-o bitni CRC, 32-o bitni CRC [CRC-32], koji ima polinomni oblik

32 26 23 22 16 12 11 10 8 7 5 4 2X +X +X +X +X +X +X +X +X +X +X +X +X +X+1 SCSI-3 električni opis Neuravnotežene linije koriste IC-e koji imaju standardne TTL logičke nivoe

OLV =0 V do 0.5 V , i OHV =2.5 V do 5.25 V . IC ulazni napon je ILV =0 V do 0.8 V i

IHV =2.0 V do 5.25 V . Diferencijalne linije koriste OL OHV =1.7 V i V = 2.7 V . Diferencijalne karakteristike su u skladu sa EIS-485 interfejs standardom. SCSI-3 definiše fizički i nivo protokola za 8-o bitni asinhroni neuravnoteženi unterfejs sa 50-o pinskim Centronics konektorom, sa razmakom između pinova od 0.10 inča. SCSI interfejs je lančani paralelni port, kabl ima svoj početak u hostu a zatim lančano povezuje uređaje. Ukupan broj uređaja koji se mogu povezati na ovaj port je 16. Uređaji koji se nalaze na dva kraja lanca zahtevaju terminatore, koji su ili dodati sa spoljen strane ili su interno dodati uređaju.

Page 166: Portovi i magistrale - Embedded Systems Research …es.elfak.ni.ac.rs/Papers/VStefanovic - MJovanovic - Portovi i... · performanse ali je, sa druge strane, ograničilo mogućnost

166

Terminatori se nalaze na obe strane porta i definišu krajeve porta. Neki SCSI uređaji imaju interne terminatore. Napon se obezbeđuje pomoću linije za napajanje 'TERMPWR' i zahteva Šotkijevu diodu kako bi mogao da rukuje i inverznim strujama. Na liniji napajanja takođe se nalaze i kondenzatori (između 2.2 μm i 10 μm ) i to na svakom završnom kraju. Pasivni završetak obezbeđuje pouzdani rad za SCSI-1 sisteme, a za sisteme koji koriste SCSI-2 i iznad potrebni su aktivni sistemi. SCSI B kabl koristi 68-o pinski konektor, zaštićeni, pri čemu se pinovi nalaze u dve kolone sa po 34 pinova. Impedansa kabla je između 90 i 140 oma. Minimalna veličina provodnika je 28AWG. SCSI-3 specifikacija definiše mehaničke, električne i protokolne nivoe interfejsa. Transferi sa 8 bita na 10MBps (10MHz sat), koriste 50-o pinski Centronics konektor dok transferi za 16 bita na 20MBps (10MHz sat) koristi 68-o pinski konektor. Broj uređaja kod ovog porta maksimalno je 8, sa velikim brojem raznih kombinacija. Postoji veliki broj različitih brzina prenosa, u zavisnosti od primo-predajnika koji se koristi: SE radi kao Async, Fast-5, Fast-10, Fast-20: svi modovi koriste ST (Single Transition). MSE kao Async, Fast-5, Fast-10, Fast-20: svi modovi koriste ST (Single Transition). LVD kao Async, Fast-5, Fast-10, Fast-20: svi modovi koriste ST (Single Transition), ili Fast-10 do Fast-80 u DT (Double Transition). HVD (High Voltage Differential) opcija i 32-o bitni port su zastareli kada je SCSI-3 u pitanju. ... SCSI FAST-20 radi na: 20MBps [8-bita] ili 40MBps [16 bita] ... SCSI FAST-40 radi na: 40MBps [8- bita] ili 80MBps [16 bita] ... SCSI FAST-80 radi na: 80MBps [8- bita] bita ili 160MBps [16 bita] ... SCSI FAST-160 radi na: 160 MBps [8- bita] bita ili 320 MBps [16 bita]

Page 167: Portovi i magistrale - Embedded Systems Research …es.elfak.ni.ac.rs/Papers/VStefanovic - MJovanovic - Portovi i... · performanse ali je, sa druge strane, ograničilo mogućnost

167

SCSI-4 SCSI standardi SCSI-3 Paralelni Interfejs (SPI) SCSI-3 Interlocked protokol (SPI) SCSI-3 Protokol Optičkog Kanala (FCP) SCSI-3 Protokol Paralelnog Porta (SBP) SCSI-3 Generički Paketski Protokol (GPP) SCSI-3 Arhitekturni Model (SAM) SCSI-3 Primarne komande (SPC) SCSI-3 Komande Blokade (SBC) SCSI-3 Komadne Striminga (SSC) SCSI-3 Grafičke Komande (SGC) SCSI-3 Komande Promene Medijuma (SMC) SCSI-3 Fast-20

Neuravnoteženi SCSI P konektor

Pin # Funkcija pina Pin # Funkcija pina 1 Uzemljenje 35 D12- 2 Uzemljenje 36 D13- 3 Uzemljenje 37 D14- 4 Uzemljenje 38 D15- 5 Uzemljenje 39 DPARH- 6 Uzemljenje 40 D0- 7 Uzemljenje 41 D1- 8 Uzemljenje 42 D2- 9 Uzemljenje 43 D3- 10 Uzemljenje 44 D4- 11 Uzemljenje 45 D5- 12 Rezervisano 46 D6- 13 Uzemljenje 47 D7- 14 Uzemljenje 48 DPARITY- 15 Uzemljenje 49 Uzemljenje 16 Uzemljenje 50 Uzemljenje 17 TRMPWR 51 TRMPWR 18 TRMPWR 52 TRMPWR 19 Rezervisano 53 Rezervisano 20 Uzemljenje 54 Uzemljenje 21 Uzemljenje 55 ATN- 22 Uzemljenje 56 Uzemljenje

Page 168: Portovi i magistrale - Embedded Systems Research …es.elfak.ni.ac.rs/Papers/VStefanovic - MJovanovic - Portovi i... · performanse ali je, sa druge strane, ograničilo mogućnost

168

23 Uzemljenje 57 BSY- 24 Uzemljenje 58 ACK- 25 Uzemljenje 59 RST- 26 Uzemljenje 60 MSG- 27 Uzemljenje 61 SEL- 28 Uzemljenje 62 C/D- 29 Uzemljenje 63 REQ- 30 Uzemljenje 64 I/O- 31 Uzemljenje 65 D8- 32 Uzemljenje 66 D9- 33 Uzemljenje 67 D10- 34 Uzemljenje 68 D11-

Uravnoteženi SCSI P konektor

Pin # Funkcija pina Pin # Funkcija pina 1 D12+ 35 D12- 2 D13+ 36 D13- 3 D14+ 37 D14- 4 D15+ 38 D15- 5 DPARH+ 39 DPARH- 6 Uzemljenje 40 Uzemljenje 7 D0+ 41 D0- 8 D1+ 42 D1- 9 D2+ 43 D2- 10 D3+ 44 D3- 11 D4+ 45 D4- 12 D5+ 46 D5- 13 D6+ 47 D6- 14 D7+ 48 D7- 15 DPARITY+ 49 DPARITY- 16 DIFFSENS 50 Uzemljenje 17 TRMPWR 51 TRMPWR 18 TRMPWR 52 TRMPWR 19 Rezervisano 53 Rezervisano 20 Uzemljenje 54 Uzemljenje 21 ATN+ 55 ATN-

Page 169: Portovi i magistrale - Embedded Systems Research …es.elfak.ni.ac.rs/Papers/VStefanovic - MJovanovic - Portovi i... · performanse ali je, sa druge strane, ograničilo mogućnost

169

22 Uzemljenje 56 Uzemljenje 23 BSY+ 57 BSY- 24 ACK+ 58 ACK- 25 RST+ 59 RST- 26 MSG+ 60 MSG- 27 SEL+ 61 SEL- 28 C/D+ 62 C/D- 29 REQ+ 63 REQ- 30 I/O+ 64 I/O- 31 D8+ 65 D8- 32 D9+ 66 D9- 33 D10+ 67 D10- 34 D11+ 68 D11-

Detaljan opis SCSI V porta kao i pinouta 'P' konektora

Opis prenosa podataka kod SCSI-5 SCSI-4 može biti ili neuravnoteženi port za prenos podataka sa uzemljenjem ili uravnoteženi diferencijalni port. Neuravnoteženi i diferencijalni portovi su električno nekompatibilni i ne mogu se postaviti na zajednički fizički port. SCSI-2 se naziva i uski SCSI [ili jednostavno SCSI] pri čemu se implementuje 8-o bitna putanja podataka ili Široki SCSI kada radi sa 16-o bitnim [ili 32-o bitnim] portom za podatke. SCSI je 8-o bitni / 16-o bitni [paraleni] port podataka, pri čemu se svi podaci istovremeno šalju preko 8-o ili 16-o bitnih linija za podatke. SCSI V prenosi mogu biti asinhroni ili sinroni prenosi preko SCSI interfejsa. SCSI-3 asinhroni prenos obavlja se brzinom od 1.5 MB/s. SCSI-3 sinhroni prenos obavlja se brzinom od 40 MB/s. SCSI komande se šalju asinhronom brzinom. SCSI podaci se prenose ili asinhronim brzinama (najgori slučaj) ili sinhronom brzinom (sa 40 MB/sec što je i najbolji slučaj). SCSI-3 paralelni interfejs (SPI) ima fabrički određenu asinhronu brzinu od 8 bita. SPI može da koristi ili Brzi ili Spori transfer pri čemu je najveća brzina transfera 10 MBps (za 8 bita), 20 MBps (za 16 bita) ili 40 MBps (za 32 bita). Kada se u pitanju 32-o bitni prenos potrebna su dva kabla i to 'P' i 'Q' kablovi. Fast-20 omogućava rad sa najvećom mogućom brzinom od 20 MBps (8 bita), 40 MBps (16 bita) ili 80 MBps (32 bita). Fats-20 jedino radi u sinhronom modu. SCSI-3 asinhroni transfer koristi Start i Stop bitove a sinhroni koristi sistemsko vreme (Hand-Shaking). SCSI-3 koristi samo jedan bit parnosti (DBP) za 8-o bitni široki port; DB[7-0]. SCSI-3 takođe koristi i dva bita parnosti (DB0, DBP1) za 16-o bitni široki port; DB[7-0], DB[15-8]. SCSI-3 takođe koristi i četiri bita parnosti (DB0, DBP1, DBP2, DBP3) za 16-o bitni široki port; DB[7-0], DB[15-8], DB[23-16] i DB[32-24]. Bitovi parnosti nisu bili potrebni ya SCSI-1. SCSI IV koristi 32-o bitni CRC, 32-o bitni CRC [CRC-32], koji ima polinomni oblik

32 26 23 22 16 12 11 10 8 7 5 4 2X +X +X +X +X +X +X +X +X +X +X +X +X +X+1

Page 170: Portovi i magistrale - Embedded Systems Research …es.elfak.ni.ac.rs/Papers/VStefanovic - MJovanovic - Portovi i... · performanse ali je, sa druge strane, ograničilo mogućnost

170

SCSI-3 električni opis Neuravnotežene linije koriste IC-e koji imaju standardne TTL logičke nivoe

OLV =0 V do 0.5 V , i OHV =2.5 V do 5.25 V . IC ulazni napon je ILV =0 V do 0.8 V i

IHV =2.0 V do 5.25 V . Diferencijalne linije koriste OL OHV =1.7 V i V = 2.7 V . Diferencijalne karakteristike su u skladu sa EIS-485 interfejs standardom. SCSI-3 definiše fizički i nivo protokola za 8-o bitni asinhroni neuravnoteženi unterfejs sa 50-o pinskim Centronics konektorom, sa razmakom između pinova od 0.10 inča. SCSI interfejs je lančani paralelni port, kabl ima svoj početak u hostu a zatim lančano povezuje uređaje. Ukupan broj uređaja koji se mogu povezati na ovaj port je 16. Uređaji koji se nalaze na dva kraja lanca zahtevaju terminatore, koji su ili dodati sa spoljen strane ili su interno dodati uređaju.

Terminatori se nalaze na obe strane porta i definišu krajeve porta. Neki SCSI uređaji imaju interne terminatore. Napon se obezbeđuje pomoću linije za napajanje 'TERMPWR' i zahteva Šotkijevu diodu kako bi mogao da rukuje i inverznim strujama. Na liniji napajanja takođe se nalaze i kondenzatori (između 2.2 μm i 10 μm ) i to na svakom završnom kraju. Pasivni završetak obezbeđuje pouzdani rad za SCSI-1 sisteme, a za sisteme koji koriste SCSI-2 i iznad potrebni su aktivni sistemi. SCSI B kabl koristi 68-o pinski konektor, zaštićeni, pri čemu se pinovi nalaze u dve kolone sa po 34 pinova. Impedansa kabla je između 90 i 140 oma. Minimalna veličina provodnika je 30AWG. SCSI-4 specifikacija definiše mehaničke, električne i protokolne nivoe interfejsa. Transferi sa 8 bita na 10MBps (10MHz sat), koriste 50-o pinski Centronics konektor dok transferi za 16 bita na 20MBps (10MHz sat) koristi 68-o pinski konektor. Broj uređaja kod ovog porta maksimalno je 8, sa velikim brojem raznih kombinacija. Postoji veliki broj različitih brzina prenosa, u zavisnosti od primo-predajnika koji se koristi: SE radi kao Async, Fast-5, Fast-10, Fast-20: svi modovi koriste ST (Single Transition).

Page 171: Portovi i magistrale - Embedded Systems Research …es.elfak.ni.ac.rs/Papers/VStefanovic - MJovanovic - Portovi i... · performanse ali je, sa druge strane, ograničilo mogućnost

171

MSE kao Async, Fast-5, Fast-10, Fast-20: svi modovi koriste ST (Single Transition). LVD kao Async, Fast-5, Fast-10, Fast-20: svi modovi koriste ST (Single Transition), ili Fast-10 do Fast-80 u DT (Double Transition). HVD (High Voltage Differential) opcija i 32-o bitni port su zastareli kada je SCSI-3 u pitanju. ... SCSI FAST-20 radi na: 20MBps [8-bita] ili 40MBps [16 bita] ... SCSI FAST-40 radi na: 40MBps [8- bita] ili 80MBps [16 bita] ... SCSI FAST-80 radi na: 80MBps [8- bita] bita ili 160MBps [16 bita] ... SCSI FAST-160 radi na: 160 MBps [8- bita] bita ili 320 MBps [16 bita] SCSI-5 SCSI standardi SCSI-5 Paralelni Interfejs (SPI-5) SCSI-4 Paralelni Interfejs (SPI-4) SCSI-2 Paralelni Interfejs (SPI-2) SCSI-3 Protokol Serijskog Porta (SBP)

Neuravnoteženi SCSI P konektor

Pin # Funkcija pina Pin # Funkcija pina 1 Uzemljenje 35 D12- 2 Uzemljenje 36 D13- 3 Uzemljenje 37 D14- 4 Uzemljenje 38 D15- 5 Uzemljenje 39 DPARH- 6 Uzemljenje 40 D0- 7 Uzemljenje 41 D1- 8 Uzemljenje 42 D2- 9 Uzemljenje 43 D3- 10 Uzemljenje 44 D4- 11 Uzemljenje 45 D5- 12 Rezervisano 46 D6- 13 Uzemljenje 47 D7- 14 Uzemljenje 48 DPARITY- 15 Uzemljenje 49 Uzemljenje 16 Uzemljenje 50 Uzemljenje 17 TRMPWR 51 TRMPWR

Page 172: Portovi i magistrale - Embedded Systems Research …es.elfak.ni.ac.rs/Papers/VStefanovic - MJovanovic - Portovi i... · performanse ali je, sa druge strane, ograničilo mogućnost

172

18 TRMPWR 52 TRMPWR 19 Rezervisano 53 Rezervisano 20 Uzemljenje 54 Uzemljenje 21 Uzemljenje 55 ATN- 22 Uzemljenje 56 Uzemljenje 23 Uzemljenje 57 BSY- 24 Uzemljenje 58 ACK- 25 Uzemljenje 59 RST- 26 Uzemljenje 60 MSG- 27 Uzemljenje 61 SEL- 28 Uzemljenje 62 C/D- 29 Uzemljenje 63 REQ- 30 Uzemljenje 64 I/O- 31 Uzemljenje 65 D8- 32 Uzemljenje 66 D9- 33 Uzemljenje 67 D10- 34 Uzemljenje 68 D11-

Uravnoteženi SCSI P konektor

Pin # Funkcija pina Pin # Funkcija pina 1 D12+ 35 D12- 2 D13+ 36 D13- 3 D14+ 37 D14- 4 D15+ 38 D15- 5 DPARH+ 39 DPARH- 6 Uzemljenje 40 Uzemljenje 7 D0+ 41 D0- 8 D1+ 42 D1- 9 D2+ 43 D2- 10 D3+ 44 D3- 11 D4+ 45 D4- 12 D5+ 46 D5- 13 D6+ 47 D6- 14 D7+ 48 D7- 15 DPARITY+ 49 DPARITY- 16 DIFFSENS 50 Uzemljenje

Page 173: Portovi i magistrale - Embedded Systems Research …es.elfak.ni.ac.rs/Papers/VStefanovic - MJovanovic - Portovi i... · performanse ali je, sa druge strane, ograničilo mogućnost

173

17 TRMPWR 51 TRMPWR 18 TRMPWR 52 TRMPWR 19 Rezervisano 53 Rezervisano 20 Uzemljenje 54 Uzemljenje 21 ATN+ 55 ATN- 22 Uzemljenje 56 Uzemljenje 23 BSY+ 57 BSY- 24 ACK+ 58 ACK- 25 RST+ 59 RST- 26 MSG+ 60 MSG- 27 SEL+ 61 SEL- 28 C/D+ 62 C/D- 29 REQ+ 63 REQ- 30 I/O+ 64 I/O- 31 D8+ 65 D8- 32 D9+ 66 D9- 33 D10+ 67 D10- 34 D11+ 68 D11-