MINILA MODULUL STRUCTURA SISTEMELOR DE CALCUL TEMA MINIPROIECTULUI: PORTURILE SISTEMELOR DE CALCUL

MINIPROIECT

LA MODULUL

STRUCTURA SISTEMELOR DE CALCUL

TEMA MINIPROIECTULUI:

PORTURILE SISTEMELOR DE CALCUL

GENERALITATII

Portul reprezinta comunicarea intre procesor si dispozitivele periferice ridica problema conectarii fizice. Perifericele fiind in numar atat de mare si atat de diferite intre ele, este necesar sa existe o standardizare a modului de conectare la procesor, implicit si a modului de comunicare.

Un periferic se conecteaza la placa de baza (si indirect la procesor) prin intermediul unor conectori specializati, numiti porturi. Fiecare port respecta un anumit standard de conectare.

Conector alimentare calculator: pentru alimentarea cu curent electric a calculatorului conectati aici cablul de alimentare

Port paralel (de imprimanta): asigura comunicarea intre o imprimanta sau un alt dispozitiv cu conector paralel

Porturi seriale: dispozitivele seriale (mouse, modem etc.) schimba informatii cu sistemul prin intermediul acestor porturi

Porturi USB: dispozitivele externe ce se conecteaza pe aceste porturi sunt configurate automat cand este detectata prezenta lor

Port tastatura PS/2: la acest port se conecteaza tastatura (este desenata o tastatura in dreptul portului)

Port mouse PS/2: la acest port se conecteaza mouse-ul (este desenat un mouse in dreptul portului)

Port VGA: este iesirea de semnal a placii video. Aici se conecteaza cablul VGA al monitorului.

Audio out: este iesirea placii de sunet. Aici se conecteaza boxele sau castile dvs.

Audio in: pentru a conecta o sursa audio externa (combina, pick-up)

Mic in: pentru conectarea microfonului

PRINCIPALELE STANDARDE DE CONECTARE

- interfata paralela
- interfata seriala
- portul USB
- FireWire (IEEE 1394)
- ATA(IDE), SATA, SCSI
- ISA, PCI, AGP, PCIEXPRESS, PCMCIA
- BlueTooth
- IRDA (infrarosu)
Toate aceste exemple alcatuiesc magistrala externa a sistemului de calcul.

INTERFATA PARALELA

Permite transmiterea catre periferic a cate unui octet de date intr-o operatie de transfer. Semnalele definite de acest standard sunt de 3 tipuri:

- liniile de date, care permit transmiterea octetului de date de la procesor catre periferic

- liniile de control, prin care procesorul transmite anumite comenzi catre periferic, permitand desfasurarea in bune conditii a transferului

- liniile de stare, prin care perifericul transmite procesorului informatii despre starea sa curenta

Portul paralel este folosit si pentru conectarea a doua sisteme de calcul intr-o retea peer-to-peer. Cablul contine 11 fire si are lungimea maxima de 3 metri.

INTERFATA SERIAL

Spre deosebire de portul paralel, in cazul portului serial exista o singura linie de date, deci se poate transmite un singur bit la un moment dat. Din acest motiv si datorita modului mai sofisticat de gestiune a comunicatiei, viteza interfetei seriale este sensibil mai mica decat cea a interfetei paralele. In schimb, portul serial a fost proiectat de la inceput pentru comunicatii bidirectionale.
Porturile seriale sunt folosite in general pentru conectarea unor periferice cum ar fi mouse-ul, modemul, precum si alte periferice relativ lente.

Porturile seriale sunt folosite si pentru conectarea a doua sisteme de calcul intr-o retea peer-to-peer. Cablul contine 3 fire si are lungimea mai mare de 3 metri ceea ce constituie un avantaj.

Alte avantaj al portului serial este posibilitatea de conectare a

microcontroler-elor la sistemul de calcul.

Dezavantaje ale portului serial sunt viteza redusa de transfer,

necesitatea unui algoritm de transmitere-receptie mai complex.

Transferul serial nu se desfasoara in mod continuu, ci exista perioade de transfer, la diferite rate, urmate de perioade de repaus. Echipamentele care folosesc cablurile seriale pentru comunicare se impart in doua categorii:

DCE (Data Communications Equipment) - modemul

DTE (Data Terminal Equipment) - PC, imprimanta

PORTUL USB

Standardul USB foloseste tot comunicatia seriala, dar a fost proiectat sa exploateze avantajele tehnologiei moderne. Desi initial a fost destinat perifericelor lente, o data cu aparitia versiunii 2.0 a standardului viteza de transfer a crescut sensibil, depasind cu mult performantele interfetelor seriala si paralela. Specificatiile promit o vieza de pana la 480MBps. Portul USB poate fi cascadat cu ajutorul Hub-urilor USB (colectoare), astfel numarul de dispozitive care se pot conecta la sistemul de calcul este extrem de mare. Se pot conecta 5 astfel de Hub-uri la un controler USB care pot conecta 127 de dispozitive. Controler-ul USB poarta numele de Host Controller Device (HCD).

Portul USB permite conectarea si deconectarea dispozitivelor atasate fara a se intrerupe alimentarea sau a se reboota sistemul, tehnica poarta numele de hot-swapped.

Dispozitivele USB se impart in mai multe clase, pentru a putea fi mai bine gestionate de sistemul de calcul si cel de operare. Daca toate clasele sunt implementate atunci sistemul de operare recunoaste toate dispozitivele USB existente.

FIREWIRE

Este o interfata destinata perifericelor de foarte mare viteza, pentru care performantele standardului USB nu sunt suficiente. Cel mai adesea este intalnita la camere video digitale, care au de transferat volume mari de date catre calculator. De asemenea dispozitive audio pot folosi interfata FireWire. Unele hard discuri mobile utilizeaza FireWire pentru transferul datelor. Conform standardelor viteza maxima a interfetei FireWire este de 393.216 Mb/s

ADVANCED TECHNOLOGY ATTACHMENT

Este o interfata de tip paralel pentru conectarea discurilor hard si a unitatilor optice (CD, DVD). Originea sa este standardul IDE, elaborat in anii '80 de aceea ATA este sinonim cu IDE, ATAPI sau UDMA. Odata cu introducerea interfetei Serial ATA, vechea interfata ATA a fost redenumita Parallel ATA.

De-a lungul timpului caracteristicile sale au evoluat, rata de transfer crescand spectaculos. In ultima vreme, desi majoritatea placilor de baza inca mai sunt prevazute cu porturi ATA, pierde teren in fata standardului SATA.

SATA

Este un standard derivat din ATA (si destinat aceluiasi tip de periferice), dar cu o interfata de tip serial. Rata de transfer a interfetei este mai mare decat cea a standardului ATA ajungand pana la 3Gbit/s. In plus, standardul ATA ofera facilitatea numita bus mastering, prin care controlerul de disc sa comande magistrala, degrevand procesorul de sarcina gestiunii transferului si marind astfel performantele.

Transferul de informatii in cazul SATA se face prin intermediul a doua perechi de fire prin care circula semnale utilizand tehnologia LVSD (Low Voltage Differential Signaling).

Prima versiune SATA cunoscuta si sub numele de SATA/150 sau SATA1 atingea viteze de transfer de pana la 1.5Gbps (150MB/s). In practica insa viteza SATA1 nu era cu mult mai rapida decat cea a interfetei PATA.

La scurt timp dupa lansarea SATA1 au fost semnalate probleme si neajunsuri ale acesteia.

BLUETOOTH

Tehnologia BlueTooth permite conectarea dispozitivelor mobile, laptop-urilor, PC-urilor, imprimantelor intr-o retea PAN. Bluetooth utilizeaza frecvente radio pentru comunicatii la distante de 1 m, 10 metri sau 100 metri si nu necesita ca dispozitivele sa aiba vizibilitate directa. Frecventa radio este de 2.45 GHz.

Exista mai multe specificatii BlueTooth:

BlueTooth 1.0 si 1.0B sunt primele versiuni si contin multe probleme de intercompatibilitate.

BlueTooth 1.1 rezolva problemele semnalate la versiunea anterioara, plus aduce suport pentru indicarea puterii semnalului.

BlueTooth 1.2 aduce imbunatatiri in ceea ce priveste evitarea interferentelor radio.

BlueTooth 2.0 aduce ca imbunatatire majora sporirea vitezei de transmitere a datelor la 3.0 Mbps fata de 721 kbps in versiunile anterioare si un consum mai redus de energie.

BlueTooth 2.1 este ultima versiune a tehnologiei BlueTooth.

IrDA

Multe placi de baza au conectori pentru senzor IR cu toate ca de cele mai multe ori acesta ramane nefolosit. Standardul de comunicatie IrDA este utilizat pentru a schimba informatii cu diferite dispozitive gen telefoane mobile, palm-uri prin intermediul luminii infrarosii. Aceste dispozitive pot forma asanumitele PAN (Personal Area Networks) si au nevoie de vizibilitate directa pentru a comunica.

Viteza atinsa poate lua valori de la 2,4kbiti/s pana la 16Mbiti/s, la o distanta maxima de 1 metru.