Delavnica Načrtovanje digitalnih vezij

Podobni dokumenti
DES11_vmesniki

DES11_realno

DES

Delavnica Načrtovanje digitalnih vezij

Microsoft PowerPoint - NDES_8_USB_LIN.ppt

Delavnica Načrtovanje digitalnih vezij

5 Programirljiva vezja 5.1 Kompleksna programirljiva vezja - CPLD Sodobna programirljiva vezja delimo v dve veliki skupini: CPLD in FPGA. Vezja CPLD (

Delavnica Načrtovanje digitalnih vezij

DIGITALNE STRUKTURE Zapiski predavanj Branko Šter, Ljubo Pipan 2 Razdeljevalniki Razdeljevalnik (demultipleksor) opravlja funkcijo, ki je obratna funk

Procesorski sistemi v telekomunikacijah

Diapozitiv 1

DES

Univerza v Ljubljani FAKULTETA ZA RAČUNALNIŠTVO IN INFORMATIKO Tržaška c. 25, 1000 Ljubljana Realizacija n-bitnega polnega seštevalnika z uporabo kvan

Microsoft Word - EV-2-projekt.doc

Analiza vpliva materiala, maziva in aktuatorja na dinamiko pnevmatičnega ventila

CelotniPraktikum_2011_verZaTisk.pdf

Vgrajeni sistemi Uvod & ponovitev C

Diapozitiv 1

UPS naprave Socomec Netys PL (Plug in) UPS naprava Socomec Netys PL moč: 600VA/360W; tehnologija: off-line delovanje; vhod: 1-fazni šuko 230VAC; izhod

Microsoft Word - EV,N_Poglavje o modulacijah.doc

Slide 1

seminarska_naloga_za_ev

Delavnica Načrtovanje digitalnih vezij

Microsoft Word - CNC obdelava kazalo vsebine.doc

Microsoft Word - NAVODILA ZA UPORABO.docx

ELEKTRONIKA ŠTUDIJ ELEKTRONIKE

PowerPointova predstavitev

VIN Lab 1

Šolski center celje

an-01-sl-Temperaturni_zapisovalnik_podatkov_Tempmate.-S1.docx

Diapozitiv 1

Microsoft Word - UNI_Mlakar_Ziga_1987_E doc

Microsoft Word - ELEKTROTEHNIKA2_11. junij 2104

Microsoft Word - vaje2_ora.doc

Univerza v Ljubljani

REALIZACIJA ELEKTRONSKIH SKLOPOV

10. Meritev šumnega števila ojačevalnika Vsako radijsko zvezo načrtujemo za zahtevano razmerje signal/šum. Šum ima vsaj dva izvora: naravni šum T A, k

Microsoft Word - ELEKTROTEHNIKA2_ junij 2013_pola1 in 2

1

Sistemi Daljinskega Vodenja Vaja 1 Matej Kristan Laboratorij za Strojni Vid Fakulteta za elektrotehniko, Univerza v Ljubljani

RAM stroj Nataša Naglič 4. junij RAM RAM - random access machine Bralno pisalni, eno akumulatorski računalnik. Sestavljajo ga bralni in pisalni

Vaje pri predmetu Elektronika za študente FMT Andrej Studen June 4, marec 2013 Določi tok skozi 5 V baterijo, ko vežemo dva 1kΩ upornika a) zap

Logični modul LOGO!

Protokoli v računalniškem komuniciranju TCP, IP, nivojski model, paket informacij.

Microsoft PowerPoint - ads

1 MMK - Spletne tehnologije Vaja 5: Spletni obrazci Vaja 5 : Spletni obrazci 1. Element form Spletni obrazci so namenjeni zbiranju uporabniških podatk

Microsoft PowerPoint - IPPU-V2.ppt

Microsoft Word - UP_Lekcija04_2014.docx

Organizacija računalnikov

Microsoft PowerPoint - Sirikt-SK-FV.ppt

Datum in kraj

Luka Brinovšek Detektor fazne napake optičnega enkoderja Diplomsko delo Maribor, avgust 2011

STAVKI _5_

MATLAB programiranje MATLAB... programski jezik in programersko okolje Zakaj Matlab? tipičen proceduralni jezik enostaven za uporabo hitro učenje prir

Microsoft Word - avd_vaje_ars1_1.doc

Naloge 1. Dva električna grelnika z ohmskima upornostma 60 Ω in 30 Ω vežemo vzporedno in priključimo na idealni enosmerni tokovni vir s tokom 10 A. Tr

Vostro 430 Informacijski tehnični list o namestitvi in funkcijah

I Saša Kos Meritve nestandardnih odvodov signalov EKG Diplomsko delo Maribor, september 2011

Microsoft PowerPoint - CIGER - SK 3-15 Izkusnje nadzora distribucijskih transformatorjev s pomo... [Read-Only]

NAVODILO ZA UPORABO SISTEMA BIOMETRICS Laboratorijski sistem zajema podatkov LS 900 Kratka navodila za rokovanje z instrumentom. Pred uporabo dobro pr

UNIVERZA V MARIBORU FAKULTETA ZA ELEKTROTEHNIKO, RAČUNALNIŠTVO IN INFORMATIKO VISOKOŠOLSKI STROKOVNI ŠTUDIJ Elektrotehnika Elektronika POROČILO PRAKTI

Microsoft PowerPoint - cigre_c2_15.ppt [Compatibility Mode]

17. Karakteristična impedanca LC sita Eden osnovnih gradnikov visokofrekvenčnih vezij so frekvenčna sita: nizko-prepustna, visoko-prepustna, pasovno-p

Uvodno predavanje

Overview

Microsoft PowerPoint - ORS-1.ppt

LINEARNA ELEKTRONIKA

Poskusi s kondenzatorji

Turingov stroj in programiranje Barbara Strniša Opis in definicija Definirajmo nekaj oznak: Σ abeceda... končna neprazna množica simbolo

Microsoft Word - Diplom_ _knjiznjica_JPG_print.doc

Microsoft Word - Dip2U_41.doc

Univerza v Ljubljani

1. Električne lastnosti varikap diode Vsaka polprevodniška dioda ima zaporno plast, debelina katere narašča z zaporno napetostjo. Dioda se v zaporni s

Document ID / Revision : 0519/1.3 ID Issuer System (sistem izdajatelja identifikacijskih oznak) Navodila za registracijo gospodarskih subjektov

Prekinitveni način delovanja PLK Glavni program (OB1; MAIN) se izvaja ciklično Prekinitev začasno ustavi izvajanje glavnega programa in zažene izvajan

Microsoft Word - M docx

Laboratorij za strojni vid, Fakulteta za elektrotehniko, Univerza v Ljubljani Komunikacije v Avtomatiki Vaje, Ura 8 Matej Kristan

Modem in krajevno omrežje Uporabniški priročnik

VHF1-VHF2

No Slide Title

Učinkovita izvedba algoritma Goldberg-Tarjan Teja Peklaj 26. februar Definicije Definicija 1 Naj bo (G, u, s, t) omrežje, f : E(G) R, za katero v

Strojna oprema

Diapozitiv 1

UNIVERZA V MARIBORU FAKULTETA ZA ELEKTROTEHNIKO, RAČUNALNIŠTVO IN INFORMATIKO Mihael Sklepić SISTEM ZA KRMILJENJE TALNEGA GRETJA NA SONČNO ENERGIJO Z

ARS1

Event name or presentation title

Uradni list RS - 12(71)/2005, Mednarodne pogodbe

UNIVERZA V MARIBORU FAKULTETA ZA ELEKTROTEHNIKO, RAČUNALNIŠTVO IN INFORMATIKO Tomaž Bratuša MERJENJE IN PRIKAZOVANJE DELOVNIH PARAMETROV MOTORNEGA KOL

Vprašanja za 2. izpitno enoto poklicne mature Strokovni predmet NPA Vprašanja Visual C# (4. letnik) 1. Uporabniški vmesnik razvojnega okolja Visual C#

Senzorski modul za spremljanje hladne verige

ORA 1-3

SAR DO VAS HITREJE TAKRAT, KO VSAKA MINUTA ŠTEJE SL

BDV-N890W/BDV-N790W

NAVODILA ZA UPORABO K01-WIFI Hvala, ker ste se odločili za nakup našega izdelka. Pred uporabo enote skrbno preberite ta Navodila za uporabo in jih shr

Microsoft Word - Navodila_NSB2_SLO.doc

Macoma katalog copy

Gradbeništvo kot Industrija 4.0

(Microsoft Word - U\350enje telegrafije po Kochovi metodi.doc)

Microsoft Word - DIPLOMA.doc

Transkripcija:

Laboratorij za načrtovanje integriranih vezij Univerza v Ljubljani Fakulteta za elektrotehniko Digitalni Elektronski Sistemi Zaporedni vmesniki Zaporedni (serijski) vmesniki

Zaporedni (serijski) vmesniki Najprimernejši za komunikacijo na daljše razdalje Asinhroni vmesniki pošiljajo le podatke, uro mora sprejemnik rekonstruirati Sinhroni vmesniki na vodilu so podatki in ura

Zaporedni prenos podatkov pomikalni registri PISO parallel in serial out SIPO serial in parallel out Sinhroni - ura je del podatkovnega vodila Asinhroni - ura je kodirana med podatki prenosna ura ima lahko drugačno frekvenco od sistemske ure v sprejemniku in oddajniku, zato potrebujemo sinhronizacijo!

Delovanje flip-flopa D Dinamični red! postavitveni čas časovna rezerva 1. 2. 3. 4.

Delovanje pomikalnega registra funkcionalna simulacija (brez upoštevanja zakasnitev)

Delovanje pomikalnega registra simulacija z zakasnitvami signalov izhod FD je zakasnjen za fronto ure propagacijska zakasnitev Q1-D2

Delovanje pomikalnega registra Kaj če FD ne dobita enake ure (propagacija do FD1,2)? drugi FD s proži prezgodaj Vezje ne deluje kot 2-bitni pomikalni register!

Rešitev za distribucijo ure 1. Izenačitev zakasnitve ure znotraj čipa drevesna struktura ojačevalnikov (H-tree) uro povezujemo prek globalnih ojač. (global buffer) 2. Zamik ure: PLL, DLL fazno sklenjene zanke (Phase Locked Loop) in zakasnilne zanke (Delay Locked Loop) uporabno za visoke frekvence 3. Menjava aktivne fronte ure npr. izhodni FD dela ob padajoči fronti ure, vhodni FD vzorči ob naraščajoči fronti ure primerno za počasne serijske vmesnike

Zaporedna pretvorba podatkov v vzporedno Pretvorba s pomikalnim registrom (SIPO) zaporedno vežemo toliko DFF, kolikor je dolg podatkivni paket paziti moramo na zaporedje prvi poslani bit je MSB ali LSB Npr. 4-bitni pomikalni register, prvi bit je LSB podatki se pomikajo v desno, proti LSB p: process (CLOCK) begin if rising_edge(clock) and ENABLE= 1 then sr <= DATA & sr(3 downto 1); end if; end process;

Vzporedna zaporedna pretvorba (oddajnik) Zaporedni oddajnik s pomikalnim registrom (PISO) p: process (CLOCK) begin if rising_edge(clock) then if LOAD= 1 then sr <= d; else sr <= 0 & sr(3 downto 1); end if; end if; end process; DATA <= sr(0);

Pretvorba z izbiralnikom Zaporedno vzporedno pretvorbo lahko naredimo z registrom in izbiralnikom števec bitov (bit_cnt) določa kateri podatek gre na izhod

Usklajevanje zaporedne komunikacije nadrejena (master) kontrolni signali podrejena (slave) I/F podatki I/F Usklajevanje določa začetek in konec prenosa, status Načini usklajevanja: z dodatnimi signali na vodilu, npr. load (start), select s protokolom, ki določa kaj prenašamo poleg podatkov npr. okvir: start, naslov, kontrolno vsoto, stop

Lastnosti zaporednih vmesnikov Bitna hitrost = frekvenca s katero se prenašajo posamezni biti, določa periodo za posamezni bit (T= f bit ) Serijski okvir (frame) podatkovnim bitom dodamo pred prenosom kontrolne bite vsebuje start, kontrolno vsoto ali pariteto, stop okvir omogoča usklajevanje sprejemnika in oddajnika in detekcijo ali odpravljanje napak pri prenosu hitrost prenosa podatkov (podatkovni pretok) je zaradi okvirja manjša od bitne hitrosti Prenos poteka po povezavah z običajnimi logičnimi nivoji (npr. na tiskanem vezju) ali diferencialnih povezavah (za večje razdalje ali hitrosti prenosa)

Primer serijskega protokola Protokol določa vrstni red podatkovnih in kontrolnih bitov Asinhroni serijski vmesnik (RS232) ali sinhroni vmesnik (PS/2) podatkovna povezava je na '1', kadar se nič ne prenaša začetek prenosa (start) je '0', nato sledijo podatki na koncu podatkov je kontrolna vsota (parity), ki ji sledi '1' (stop) Npr. vmesnik PS/2 pošlje najprej start ('0'), nato pa podatkovne bite od najnižjega (LSB) proti najvišjemu (MSB)

Sinhronizacija sprejetih podatkov Digitalni sistem običajno dela s svojo uro potrebujemo sinhronizacijo podatkov, ki se pomikajo z uro, ki jo določa hitrost prenosa Sinhronizacija z medpomnilniki uporabimo pomnilnik FIFO (First-In First-Out) z dvemi vrati, na eni strani vpisuje podatke sprejemnik, na drugi jih bere sistem Sinhronizacija ob vzorčenju potrebujemo vsaj 2x višjo frekvenco kot je hitrost prenosa vzorčimo uro in podatke ter detektiramo prehode ure za določanje trenutka zajemanja podatkov

Sinhroni zaporedni vmesnik - SPI Serial Peripheral Interface master slave ura (SCLK) podatkovni izhod (MOSI) podatkovni vhod (MISO) izbira (SS0, SS1 ) časovni potek signalov:

Sinhroni zaporedni vmesnik - SPI oddajnik pomakne podatkek na vodilo in hkrati sprejme podatkovne bite iz podrejene enote Uporaba: MMC, SD kartice, senzorji, nalaganje mikrokrmilnikov prenos podatkov od MSB proti LSB več podrejenih enot lahko vežemo vzporedno ali v verigo

Sinhroni zaporedni vmesnik - JTAG vodilo sestavlja ura (TCK), kontrolni izhod (TMS), podatkovni izhod (TDO) in vhod (TDI) v nadrejeno enoto JTAG je zaporedni vmesnik po IEEE standardu (1149.1) za periferno testiranje vezij proizvodno testiranje povezav med dvema integriranima vezjema preko JTAG odklopimo priključke od notranjosti vezja, nastavljamo stanja na priključkih in beremo stanja na drugem vezju

Testiranje in programiranje vezij z JTAG zaporedni prenos ukazov in podatkov več vezij povežemo v JTAG verigo Poleg ukazov po standardu še dodatni ukazi za programiranje vezij CPLD ali FPGA Programiranje in debagiranje mikrokrmilnikov preko JTAG ustavitev izvajanja ukazov in dostop do vseh registrov preko vmesnika JTAG

Sinhroni zaporedni vmesnik I2C Vodilo sestavlja ura (SCL) in podatkovna linija (SDA) I2C serijski EEPROM, D/A in A/D pretvorniki, senzorji Omogoča povezavo več enot na vodilo, pasivna logična '1' Okvir: start, naslov, r/w, potrdi, start, podatek, potrdi

Načrtovanje vezja vmesnika I2C z uporabo hitre ure (clk) zaznamo fronte signalov SDI, SCK ob SCK=0 se SDI nastavi (ck_fall) ob SCK=1 se SDI ne spreminja branje SDI (ck_rise) START: SCK=1 in SDI gre na 0 (di_fall)

Sinhrono zaznavanje fronte signala 3x vzorčenje s pomikalnimi registri eno vzorčenje za sinhronizacijo (odpravo metastabilnosti) in dve za zaznavo fronte if rising_edge(clk) then ck <= sck & ck(2 downto 1); end if; ck_rise <= '1' when ck(1)='1' and ck(0)='0' else '0'; ck_fall <= '1' when ck(1)='0' and ck(0)='1' else '0';

Zajem podatkov s sekvenčnim strojem di_rise=1 and ck=1 stb <= 1 idle ck=1 and di_fall=1 i <= 8 Prenos 8-bitnega naslova in podatka wait adr(i)<=di i <= i -1 geta ck_fall=1 i=0 ck_fall=1 ackd sdo=0 i=0 ck_fall=1 getd i <= 8 dat(i)<=di i <= i -1

Asinhroni zaporedni vmesnik RS232 Asinhroni sprejemnik in oddajnik (UART) asinhroni podatkovni paketi, sprejemna ura se sinhronizira za vsak paket sinhronizacija paketov vnaprej dogovorjene bitne frekvence 9600, 38400, 115200 bit/s npr. podatkovni paket 8N1:

Asinhroni zaporedni vmesnik LIN LIN (Local Interconnect Network) enostaven protokol, ki je podoben RS232 razvit za avtomobilsko industrijo V primerjavi z zmogljivejšim avtomobilskim vmesnikom CAN je počasnejši in enostavnejši uporaben za monitoring senzorjev, prenos ukazov za odpiranje oken cenena izvedba vmesnika z mikrokrmilnikom ne vsebuje robustnega odpravljanja napak ni uporaben za varnostno kritične aplikacije

Prenos podatkov po protokolu LIN Sinhronizacija sprejemnika min. 13 bitov logična 0, ki mu sledi 1 bit premora sledi start bit (logična 0) in kombinacija 55 16 min. 13 bitov min. 1 bit start 1 0 1 0 1 0 1 0 Prenos v serijski obliki 8N1 start bit (logična 0), 8 podatkov in stop bit (log. 1) 0 1 2 3 4 5 6 7 start bit LSB MSB stop bit

Povzetek Kakšne so prednosti zaporednega (serijskega) prenosa podatkov pred vzporednim? Opiši osnovni princip zaporednega prenosa podatkov s pomikalnimi registri. Opiši kako naredimo z logičnim vezjem vzporednozaporedno pretvorbo podatkov (2 načina). Navedi nekaj primerov zaporednih (serijskih) vmesnikov. V čem se razlikujejo zaporedni vmesniki? Kje se uporabljajo?