第六章-32位嵌入式系統(tǒng)常用總線...ppt

1、嵌入式微處理器系統(tǒng)及應(yīng)用,第六章 32位嵌入式系統(tǒng)常用總線,概述,并行總線，數(shù)據(jù)線與數(shù)據(jù)位數(shù)相同 總線 串行總線，不管數(shù)據(jù)位數(shù)是多少，一般只需要 一根數(shù)據(jù)線,概述,并行總線 信息的各位數(shù)據(jù)被同時(shí)傳送的通信方式 所有數(shù)據(jù)位同時(shí)傳送，傳送速度快、效率高 有多少數(shù)據(jù)位就要多少根數(shù)據(jù)線，硬件成本高 數(shù)據(jù)線越多，相互干擾越大 ，只適合近距離傳輸（幾十厘米到幾米范圍） EBI，IDE，SCSI，PCI等,概述,串行總線 信息的各位數(shù)據(jù)按照一定的順序逐位進(jìn)行傳輸?shù)耐ㄐ欧绞?每次只能傳輸一位數(shù)據(jù)， 傳輸速率依賴于傳輸?shù)牟ㄌ芈?不論傳輸多少位數(shù)據(jù)，都只需要一根數(shù)據(jù)線，成本低 傳輸距離最遠(yuǎn)可達(dá)上千公里，如光纖通信

2、 USB IEEE1394 I2C SPI RS232 CAN LIN等,并行總線,主要內(nèi)容 EBI總線 LCD總線,EBI總線,介紹 EBI總線主要用于處理器與外部存儲(chǔ)器芯片之間進(jìn)行數(shù)據(jù)交換 根據(jù)處理器的不同，數(shù)據(jù)線寬度有8位，16位，32位，64位等 工作速率從0133MHz 傳輸帶寬=位寬X速率，最高可達(dá)8Gbps,CPU,內(nèi)存,外設(shè),外設(shè),外設(shè),CPU,CPU,CPU,內(nèi)存,CPU,內(nèi)存,CPU,外設(shè),內(nèi)存,CPU,外設(shè),內(nèi)存,CPU,外設(shè),外設(shè),內(nèi)存,CPU,外設(shè),外設(shè),內(nèi)存,CPU,CPU,CPU,CPU,內(nèi)存,CPU,內(nèi)存,CPU,外設(shè),內(nèi)存,CPU,外設(shè),內(nèi)存,CPU,外設(shè),外

3、設(shè),內(nèi)存,CPU,外設(shè),外設(shè),內(nèi)存,CPU,EBI總線,接口信號(hào) EBI總線根據(jù)用途可以分為數(shù)據(jù)總線、地址總線和控制總線，數(shù)據(jù)總線用D0,D1,D2來表示，地址總線用A0,A1,A2來表示，控制總線則根據(jù)各個(gè)控制線作用的不同，分別用CS（芯片片選信號(hào)）、CKE（時(shí)鐘使能）、WR（寫控制信號(hào)）、OE（輸出使能）等表示 多個(gè)外設(shè)可以共享地址總線和數(shù)據(jù)總線，通過不同的CS信號(hào)線來選擇不同的外設(shè),EBI總線,總線時(shí)序 讀操作,EBI總線,總線時(shí)序 讀操作 發(fā)起數(shù)據(jù)傳輸?shù)闹鳈C(jī)首先在總線上發(fā)出地址信息，然后使能nGS，選中某個(gè)外設(shè)，該外設(shè)在EXTCLK（外部時(shí)鐘信號(hào)）的同步下讀取地址信息；之后主機(jī)再將讀使

4、能信號(hào)nOE拉低，產(chǎn)生讀操作信號(hào)，此后外設(shè)就將對(duì)應(yīng)地址中的數(shù)據(jù)放在DATA信號(hào)線上，主機(jī)也在EXTCLK的同步下讀取DATA值，從而完成一次讀操作,EBI總線,總線時(shí)序 寫操作,EBI總線,總線時(shí)序 寫操作 寫操作時(shí)主機(jī)首先將需要寫入數(shù)據(jù)的地址值從ADDR信號(hào)線送出，然后主機(jī)使能nGS，選中某個(gè)外設(shè)，外設(shè)在EXTCLK的同步下讀取該地址信息。主機(jī)再將需要寫入的數(shù)據(jù)放于DATA線上，并使能nWE信號(hào)，外設(shè)在EXTCLK的同步下從DATA線上讀取數(shù)據(jù)值，并寫入到ADDR指定的地址中,并行總線,主要內(nèi)容 EBI總線 LCD總線,LCD總線,介紹 分為專用接口和總線接口兩種 專用接口是由處理器對(duì)LCD

5、的所有數(shù)據(jù)點(diǎn)直接進(jìn)行處理和控制，需要處理器產(chǎn)生LCD所需的時(shí)鐘和點(diǎn)陣數(shù)據(jù)。這種接口的優(yōu)點(diǎn)是所有顯示均由處理器控制，使用靈活。缺點(diǎn)對(duì)處理器的速度要求比較高 總線接口可以將LCD掛接到系統(tǒng)總線（EBI）上，通過外設(shè)訪問時(shí)序，發(fā)送控制命令給LCD即可完成顯示。其優(yōu)點(diǎn)是對(duì)處理器的性能要求不高，使用方法簡(jiǎn)單，但是由于LCD集成了顯示控制器，所以成本較高,LCD總線,總線信號(hào) 專用接口信號(hào) 專用接口信號(hào)一般由數(shù)據(jù)鎖存時(shí)鐘、數(shù)據(jù)移位時(shí)鐘VCLK、幀同步信號(hào)VFRAME、LCD驅(qū)動(dòng)信號(hào)VM（用于控制某一行是否需要點(diǎn)亮）、以及數(shù)據(jù)信號(hào)VD0-VD7(根據(jù)模塊的不同,數(shù)據(jù)線數(shù)量會(huì)有差別)組成,LCD總線,總線信號(hào)

6、 專用接口信號(hào)一般定義,LCD總線,接口時(shí)序 專用接口,LCD總線,接口時(shí)序 專用接口 LCD工作時(shí)，先將VFRAME置為高電平，指示LCD一幀數(shù)據(jù)的開始，然后將VLINE置高電平，開始傳送一行新數(shù)據(jù)，然后再由VCLK將每一位數(shù)據(jù)同步送到LCD模塊進(jìn)行顯示,LCD總線,總線信號(hào) 總線接口信號(hào) 總線接口信號(hào)一般由數(shù)據(jù)命令切換信號(hào)RS、讀寫信號(hào)R/W、LCD使能信號(hào)E(根據(jù)屏的大小可能會(huì)有多根使能信號(hào))和數(shù)據(jù)信號(hào)DB0-DB7組成。,LCD總線,總線信號(hào) 總線接口信號(hào)一般定義,LCD總線,接口時(shí)序 總線接口,LCD總線,接口時(shí)序 總線接口 LCD工作時(shí)，由R/W信號(hào)控制讀寫狀態(tài)，R/W為高則進(jìn)行讀

7、操作，R/W為低則進(jìn)行寫操作。A0決定當(dāng)前傳送的字節(jié)是命令還是數(shù)據(jù)。寫數(shù)據(jù)操作時(shí)首先設(shè)置R/W為低電平，再設(shè)置A0為高電平，將數(shù)據(jù)從DB0-DB7送出，然后將使能信號(hào)E拉低，數(shù)據(jù)就寫入LCD控制器中。讀數(shù)據(jù)操作時(shí)將R/W設(shè)置為高電平，A0為高電平，然后將使能信號(hào)E拉低，從DB0-DB7上讀取LCD送出的數(shù)據(jù),串行總線,主要內(nèi)容 SPI總線 I2C總線 UART接口 USB總線 I2S音頻總線 SDIO總線 MII(RMII,SMII)總線 CAN總線 LIN總線,SPI總線,介紹 SPI (Serial Peripheral Interface)總線是一種同步串行外設(shè)接口，是Motorola公

8、司開發(fā)的一種同步串行接口。 通過SPI總線連接的設(shè)備可以同時(shí)發(fā)送和接收串行數(shù)據(jù)，它可以使MCU與各種外圍設(shè)備以串行、同步的方式進(jìn)行通信以交換信息。 最高工作速率可以到20Mbps左右。,SPI總線,接口信號(hào) 該接口一般使用4根信號(hào)線：串行時(shí)鐘線（SCK），主機(jī)輸入/從機(jī)輸出數(shù)據(jù)線MISO，主機(jī)輸出/從機(jī)輸入數(shù)據(jù)線MOST，低電平有效的從機(jī)選擇線SSx（x可為0,1,2）,SPI總線,工作時(shí)序 寫時(shí)序,SPI總線,工作時(shí)序 寫時(shí)序 當(dāng)主機(jī)需要對(duì)從機(jī)進(jìn)行寫入操作時(shí)，主機(jī)首先將SS信號(hào)拉低，選中某個(gè)從機(jī)，與從機(jī)建立通信通道。然后主機(jī)通過MOSI發(fā)送寫命令字節(jié)和寄存器地址字節(jié)，然后再發(fā)送數(shù)據(jù)字節(jié)，數(shù)據(jù)

9、字節(jié)可以是一個(gè)或者多個(gè),SPI總線,工作時(shí)序 讀時(shí)序,SPI總線,工作時(shí)序 讀時(shí)序 當(dāng)主機(jī)需要對(duì)從機(jī)進(jìn)行讀出操作時(shí)，主機(jī)首先將SS信號(hào)拉低，選中某個(gè)從機(jī)，與從機(jī)建立通信通道。然后主機(jī)通過MOSI發(fā)送讀命令字節(jié)和寄存器地址字節(jié)，在SCK的驅(qū)動(dòng)下，從機(jī)將數(shù)據(jù)從MISO上送出，直到停止SCK信號(hào)為止,串行總線,主要內(nèi)容 SPI總線 I2C總線 UART接口 USB總線 I2S音頻總線 SDIO總線 MII(RMII,SMII)總線 CAN總線 LIN總線,I2C總線,介紹 I2C(InterIntegrated Circuit)總線是一種由PHILIPS公司開發(fā)的兩線式串行總線，用于連接微控制器及其

10、外圍設(shè)備。I2C總線產(chǎn)生于80年代，最初是為音頻和視頻設(shè)備開發(fā)的。 I2C總線最主要的優(yōu)點(diǎn)是其簡(jiǎn)單性和有效性。由于接口簡(jiǎn)單，I2C總線占用的空間非常小，減少了電路板的空間需求和芯片引腳的數(shù)量，降低了互聯(lián)成本。I2C總線的另一個(gè)優(yōu)點(diǎn)是，它支持多主機(jī)(multimastering)模式，任何能夠進(jìn)行數(shù)據(jù)發(fā)送和接收的設(shè)備都可以成為主機(jī)。一個(gè)主機(jī)能夠控制總線上信號(hào)的傳輸和時(shí)鐘頻率。當(dāng)然，在任何一個(gè)時(shí)間只能有一個(gè)設(shè)備工作于主機(jī)模式。 I2C具有完善的總線協(xié)議，可以構(gòu)成多主機(jī)系統(tǒng)，在協(xié)議軟件的支持下可自動(dòng)地處理總線任何可能的運(yùn)行狀態(tài)。 I2C總線的工作速率在其最新的2.1版本規(guī)范中最高可以達(dá)到3.4Mbp

11、s,I2C總線,總線信號(hào) I2C總線由時(shí)鐘信號(hào)SCL和雙向數(shù)據(jù)信號(hào)SDA組成,I2C總線,總線工作原理 開始信號(hào) SCL為高電平時(shí)，SDA由高電平向低電平跳變，開始傳送數(shù)據(jù)。,I2C總線,總線工作原理 結(jié)束信號(hào) SCL為低電平時(shí)，SDA由低電平向高電平跳變，結(jié)束傳送數(shù)據(jù),I2C總線,總線工作原理 總線協(xié)議 總線上每次傳送開始時(shí)有起始信號(hào)，結(jié)束時(shí)有停止信號(hào) 啟動(dòng)總線后第一個(gè)字節(jié)(命令字節(jié))的高7位是從器件的尋址地址，其中最高4位為器件類型識(shí)別碼，接著的3位為器件地址，第位為方向位（“”表示寫操作，“”表示讀操作),I2C總線,總線工作原理 總線協(xié)議 地址字節(jié)后面的字節(jié)為傳輸?shù)臄?shù)據(jù),數(shù)據(jù)字節(jié)可以是

12、1n個(gè),I2C總線,總線工作原理 總線協(xié)議 每個(gè)字節(jié)傳輸完成后，接收方必須發(fā)出一個(gè)應(yīng)答位（Acknowledge Bit） ,主機(jī)方用于確認(rèn)接收方是否正確接收 總線的數(shù)據(jù)傳輸采用最高位（MSB） 在前的方式,I2C總線,總線工作原理 數(shù)據(jù)傳輸流程 主機(jī)方需要通信時(shí),首先產(chǎn)生一個(gè)起始信號(hào),通知總線上的其他設(shè)備即將開始一個(gè)通信操作 主機(jī)然后在SCL的同步下發(fā)送一個(gè)命令字節(jié),在接收到從機(jī)的應(yīng)答信號(hào)后,再發(fā)送一個(gè)字節(jié)的寄存器地址 如果是寫操作,后續(xù)則發(fā)送一個(gè)或多個(gè)字節(jié)的待寫入數(shù)據(jù)到從機(jī)，直到主機(jī)產(chǎn)生一個(gè)停止信號(hào)，結(jié)束本次通信 如果是讀操作，則在發(fā)送地址字節(jié)之后，主機(jī)將SDA置為輸入狀態(tài)，在SCL的驅(qū)動(dòng)

13、下，從機(jī)將數(shù)據(jù)送出到SDA上，直至主機(jī)產(chǎn)生停止信號(hào),串行總線,主要內(nèi)容 SPI總線 I2C總線 UART接口 USB總線 I2S音頻總線 SDIO總線 MII(RMII,SMII)總線 CAN總線 LIN總線,UART接口,介紹 UART（Universal Asynchronous Receiver/Transmitter）即通用異步收發(fā)器，是嵌入式系統(tǒng)上很常用的一種串行接口，用于異步通信，可以實(shí)現(xiàn)全雙工數(shù)據(jù)傳輸和接收。 UART主要用于各種低速數(shù)據(jù)傳輸?shù)膱?chǎng)合，如控制臺(tái)、modem等。UART工作于對(duì)等模式下，只要通信速率設(shè)置正確，UART接口兩端的設(shè)備都可以自由發(fā)送數(shù)據(jù)。傳輸速率一般從12

14、00bps到115200bps。 根據(jù)應(yīng)用環(huán)境的不同，UART接口可以轉(zhuǎn)換為RS232、RS422或者RS485的工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)與其他設(shè)備進(jìn)行互聯(lián)，來完成幾十米至幾公里距離上的數(shù)據(jù)傳輸。,UART接口,信號(hào)組成 UART接口一般由9個(gè)信號(hào)組成，包括RD(數(shù)據(jù)輸入)、TD(數(shù)據(jù)輸出)、CTS(允許發(fā)送)、RTS(請(qǐng)求發(fā)送)、DTR(數(shù)據(jù)終端就緒)、CD(載波檢測(cè))、DSR(數(shù)據(jù)設(shè)備就緒)、RI(振鈴指示)和GND（地線），也可以在某些應(yīng)用場(chǎng)合采用更簡(jiǎn)單的3線制（只有RD、TD和GND信號(hào)）進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸。 UART的連接器一般采用9針D型連接器，邏輯圖和實(shí)物如下圖。,UART接口,信號(hào)組成 DSR，數(shù)據(jù)

15、設(shè)備就緒（Data set ready)。當(dāng)該信號(hào)處于有效（ON）狀態(tài)，表明MODEM處于可以使用的狀態(tài) DTR，數(shù)據(jù)終端就緒(Data Terminal ready)。當(dāng)該信號(hào)處于有效（ON）狀態(tài)，表明數(shù)據(jù)終端可以使用 RTS，請(qǐng)求發(fā)送(Request to send)。用來表示DTE（數(shù)據(jù)終端設(shè)備）請(qǐng)求DCE（數(shù)據(jù)通信設(shè)備）發(fā)送數(shù)據(jù)，當(dāng)終端需要發(fā)送數(shù)據(jù)時(shí)，使該信號(hào)有效（ON狀態(tài)），向MODEM請(qǐng)求發(fā)送。它用來控制MODEM是否要進(jìn)入發(fā)送狀態(tài),UART接口,信號(hào)組成 CTS，允許發(fā)送（Clear to send ）。用來表示DCE準(zhǔn)備好接收DTE發(fā)來的數(shù)據(jù)，是對(duì)請(qǐng)求發(fā)送信號(hào)RTS的響應(yīng)信號(hào)。

16、當(dāng)MODEM已準(zhǔn)備好接收終端傳來的數(shù)據(jù)，并向前發(fā)送時(shí)，使該信號(hào)有效，通知終端開始向發(fā)送數(shù)據(jù)線TxD發(fā)送數(shù)據(jù)。RTS/CTS這對(duì)請(qǐng)求應(yīng)答聯(lián)絡(luò)信號(hào)用于半雙工MODEM系統(tǒng)中發(fā)送方式和接收方式之間的切換，在全雙工系統(tǒng)中，因配置為雙向通道，故不需要RTS/CTS聯(lián)絡(luò)信號(hào)，可以使其一直保持為高電平,UART接口,信號(hào)組成 RLSD，接收線信號(hào)檢出(Received Line detection)。用來表示DCE已接通通信鏈路，告知DTE準(zhǔn)備接收數(shù)據(jù)。當(dāng)本地的MODEM收到由通信鏈路另一端（遠(yuǎn)地）的MODEM送來的載波信號(hào)時(shí)，使RLSD信號(hào)有效，通知終端準(zhǔn)備接收，并且由MODEM將接收下來的載波信號(hào)解調(diào)成

17、數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)后，通過接收數(shù)據(jù)線RxD送到終端。此線也叫做數(shù)據(jù)載波檢測(cè)(Data Carrier dectection DCD）線,UART接口,信號(hào)組成 RI，振鈴指示(Ringing)。當(dāng)MODEM收到交換臺(tái)送來的振鈴呼叫信號(hào)時(shí)，使該信號(hào)有效（ON狀態(tài)），通知終端已被呼叫 TxD，發(fā)送數(shù)據(jù)(Transmitted data)。通過TxD線，終端將串行數(shù)據(jù)發(fā)送到MODEM(DTEDCE) RxD，接收數(shù)據(jù)(Received data)。通過RxD線，終端接收從MODEM發(fā)來的串行數(shù)據(jù)(DCEDTE),UART接口,工作原理 UART工作采用異步模式，數(shù)據(jù)位可以設(shè)置為8位、9位和10位三種，停止位分

18、為1位、1.5位和2位三種。因?yàn)闆]有時(shí)鐘信號(hào)，所以需要雙方約定好通信的格式和速率才能進(jìn)行通信。接收方定時(shí)檢查信號(hào)線上的電平變化來確定當(dāng)前傳輸?shù)臄?shù)據(jù)位，從而接收完整的數(shù)據(jù)幀。 在沒有數(shù)據(jù)傳輸時(shí)TxD和RxD端都是高電平；當(dāng)需要發(fā)送數(shù)據(jù)時(shí)，傳輸方就將TxD先置為低電平(起始位)，通知對(duì)方開始接收數(shù)據(jù)，然后按照預(yù)先設(shè)置好的波特率按從低位到高位的順序發(fā)送數(shù)據(jù)位，最后將TxD置為高電平，產(chǎn)生結(jié)束位，從而結(jié)束一次通信過程,串行總線,主要內(nèi)容 SPI總線 I2C總線 UART接口 USB總線 I2S音頻總線 SDIO總線 MII(RMII,SMII)總線 CAN總線 LIN總線,USB總線,介紹 USB是英

19、文Universal Serial Bus的縮寫，中文含義是“通用串行總線”，是重要的串行接口之一。 USB是在1994年由Intel、NEC、微軟和IBM等公司共同提出的。USB的目的在于將眾多的接口（串口、并口、PS2口等），改為通用的標(biāo)準(zhǔn)。 它僅僅使用一個(gè)4針插頭作為標(biāo)準(zhǔn)插頭，并通過這個(gè)標(biāo)準(zhǔn)接頭連接各種外設(shè)，如鼠標(biāo)、鍵盤、游戲手柄、打印機(jī)、數(shù)碼相機(jī)等，采用主從模式，可以支持最多127個(gè)從機(jī)同時(shí)工作。 USB接口的特點(diǎn)是支持熱插拔，支持單接口上接多個(gè)設(shè)備等。當(dāng)從機(jī)接入U(xiǎn)SB總線時(shí)，主機(jī)端會(huì)檢測(cè)到從機(jī)接入的信號(hào)。然后主機(jī)會(huì)對(duì)從機(jī)進(jìn)行相關(guān)的功能、特性配置，配置完成后從機(jī)就可以根據(jù)主機(jī)的請(qǐng)求進(jìn)行

20、數(shù)據(jù)傳輸了。 目前，USB主要有兩個(gè)版本，USB1.1和USB2.0，兩者最主要的差別在于傳輸速度，USB1.1理論最大傳輸速度為12Mbps,而USB2.0的理論最大傳輸速度達(dá)到了480Mbps, 比USB 1.1快40倍。,USB總線,總線信號(hào) USB總線由差分?jǐn)?shù)據(jù)線D+、D-和電源VCC、地GND四根信號(hào)線組成，D+，D-用于傳送數(shù)據(jù)，VCC和GND用于向從機(jī)提供電源。 USB總線接口的連接器分為A型和B型，A型用于Up-Stream 端口，也就是連接到主機(jī)的端口；B型則用于Down-Stream端口，也就是連接到設(shè)備的端口。另外還有一種小型連接器MiniUSB，一般也用于設(shè)備端，以縮小

21、連接器體積。,A型,B型,Mini USB,USB總線,物理拓?fù)浣Y(jié)構(gòu) USB總線上連接了USB主機(jī)和USB設(shè)備，在物理連接上是有層次性的星型結(jié)構(gòu)。每個(gè)網(wǎng)絡(luò)集線器（Hub）是在星型的中心，在主機(jī)中就有一個(gè)被嵌入的Hub叫根Hub（root Hub），主機(jī)通過它提供若干個(gè)連接點(diǎn)。每條線段是點(diǎn)點(diǎn)連接：從主機(jī)到集線器或其功能部件，或從集線器到集線器或其功能部件。,圖6-19 USB總線拓?fù)浣Y(jié)構(gòu),USB總線,邏輯拓?fù)浣Y(jié)構(gòu) 在物理結(jié)構(gòu)上，主機(jī)是通過集線器與各個(gè)邏輯設(shè)備通信的，但是在邏輯結(jié)構(gòu)上，主機(jī)還是直接與各個(gè)邏輯設(shè)備通信，就好像它們是直接被連到主機(jī)上一樣。,USB總線,數(shù)據(jù)流,USB總線,通信流,USB

22、總線,數(shù)據(jù)傳輸 在USB的數(shù)據(jù)傳送的方式下,有四種的傳輸方式:控制傳輸，同步傳輸，中斷傳輸和批量傳輸。,USB總線,數(shù)據(jù)傳輸 控制傳輸(Control Transfer) 控制傳送是雙向傳送，數(shù)據(jù)量通常較小。USB系統(tǒng)軟件用來主要進(jìn)行查詢、配置和給USB設(shè)備發(fā)送通用的命令?？刂苽魉头绞娇梢园?、16、32和64字節(jié)的數(shù)據(jù)，這依賴于設(shè)備和傳輸速度?？刂苽鬏?shù)湫偷赜迷谥饔?jì)算機(jī)和USB外設(shè)之間的端點(diǎn)(Endpoint)0之間的傳輸，但是指定供應(yīng)商的控制傳輸可能用到其它的端點(diǎn)。,USB總線,數(shù)據(jù)傳輸 同步傳輸(Isochronous Transfer) 同步傳輸提供了確定的帶寬和間隔時(shí)間（laten

23、cy)。它被用于時(shí)間嚴(yán)格并具有較強(qiáng)容錯(cuò)性的流數(shù)據(jù)傳輸，或者用于要求恒定的數(shù)據(jù)傳送率的即時(shí)應(yīng)用中。例如執(zhí)行即時(shí)通話的網(wǎng)絡(luò)電話應(yīng)用時(shí)，使用同步傳輸模式是很好的選擇。同步數(shù)據(jù)要求確定的帶寬值和確定的最大傳送次數(shù)。對(duì)于同步傳送來說，即時(shí)的數(shù)據(jù)傳遞比完美的精度和數(shù)據(jù)的完整性更重要一些。,USB總線,數(shù)據(jù)傳輸 中斷傳輸(Interrupt Transfer) 中斷方式傳輸主要用于定時(shí)查詢?cè)O(shè)備是否有中斷數(shù)據(jù)要傳送。設(shè)備的端點(diǎn)模式器的結(jié)構(gòu)決定了它的查詢頻率，從1到255ms之間。這種傳輸方式典型的應(yīng)用在少量的分散的、不可預(yù)測(cè)數(shù)據(jù)的傳輸。鍵盤、操縱桿和鼠標(biāo)就屬于這一類型。中斷方式傳送是單向的并且對(duì)于host來說

24、只有輸入的方式。,USB總線,數(shù)據(jù)傳輸 批量傳輸(Bulk Transfer) 主要應(yīng)用在數(shù)據(jù)大量傳送和接收，同時(shí)又沒有帶寬和間隔時(shí)間要求的情況下，要求保證傳輸。打印機(jī)和掃描儀屬于這種類型。這種類型的設(shè)備適合于傳輸非常慢和大量被延遲的傳輸，可以等到所有其它類型的數(shù)據(jù)的傳送完成之后再傳送和接收數(shù)據(jù)。,串行總線,主要內(nèi)容 SPI總線 I2C總線 UART接口 USB總線 I2S音頻總線 SDIO總線 MII(RMII,SMII)總線 CAN總線 LIN總線,I2S音頻總線,介紹 I2S（Inter IC sound）接口主要是為數(shù)字音頻設(shè)備開發(fā)的，是飛利浦公司為數(shù)字音頻設(shè)備之間的音頻數(shù)據(jù)傳輸而制定

25、的一種總線標(biāo)準(zhǔn)，廣泛應(yīng)用于各種多媒體系統(tǒng)中。它采用了沿獨(dú)立的導(dǎo)線傳輸時(shí)鐘與數(shù)據(jù)信號(hào)的設(shè)計(jì)，通過將數(shù)據(jù)和時(shí)鐘信號(hào)分離，避免了因時(shí)差誘發(fā)的失真，為用戶節(jié)省了購買抵抗音頻抖動(dòng)的專業(yè)設(shè)備的費(fèi)用。,I2S音頻總線,總線信號(hào) 串行時(shí)鐘SCK，也叫位時(shí)鐘（BCLK），即對(duì)應(yīng)于數(shù)字音頻的每一位數(shù)據(jù)，SCK都有1個(gè)脈沖。SCK的頻率通過以下公式計(jì)算得到：SCK頻率 = 2 * 采樣頻率 * 采樣位數(shù) 幀時(shí)鐘LRCK，用于切換左右聲道的數(shù)據(jù)。LRCK為“1”表示正在傳輸?shù)氖亲舐暤赖臄?shù)據(jù)，為“0”則表示正在傳輸?shù)氖怯衣暤赖臄?shù)據(jù)。LRCK的頻率等于采樣頻率。 串行數(shù)據(jù)SDATA，就是用二進(jìn)制補(bǔ)碼表示的音頻數(shù)據(jù)。有時(shí)為

26、了使系統(tǒng)間能夠更好地同步，還需要另外的一個(gè)信號(hào)MCLK，稱為主時(shí)鐘，也叫系統(tǒng)時(shí)鐘（SystemClock），它是采樣頻率的256倍或384倍。 字段（聲道）選擇（WS），它表明了正在被傳輸?shù)穆暤?。WS為“0”表示正在傳輸?shù)氖亲舐暤赖臄?shù)據(jù)，WS為“1”表示正在傳輸?shù)氖怯衣暤赖臄?shù)據(jù)。WS可以在串行時(shí)鐘的上升沿或者下降沿發(fā)生改變，并且WS信號(hào)不一定是要對(duì)稱的。在從屬裝置端，WS在時(shí)鐘信號(hào)的上升沿發(fā)生改變。WS總是在最高位傳輸前的一個(gè)時(shí)鐘周期內(nèi)發(fā)生改變，這樣可以使從屬裝置得到與被傳輸?shù)拇袛?shù)據(jù)同步的時(shí)間，并且使接收端存儲(chǔ)當(dāng)前的命令并為下次的命令清除空間。,I2S音頻總線,工作時(shí)序 SCK的每一個(gè)脈沖對(duì)

27、應(yīng)SD的一位，接收方就通過SCK來同步采樣SD的數(shù)據(jù)，WS用于切換左右聲道。SD上傳輸?shù)臄?shù)據(jù)格式是高位在前，低位在后。無論被傳輸?shù)男盘?hào)有多少位有效數(shù)據(jù)，數(shù)據(jù)的最高位總是被最先傳輸（在WS發(fā)生變化也就是一幀開始后的第2個(gè)SCK脈沖處），因此最高位擁有固定的位置，而最低位的位置則依賴于數(shù)據(jù)的有效位數(shù)，這也就使得接收端與發(fā)送端的有效位數(shù)可以不同。如果接收端能處理的有效位數(shù)少于發(fā)送端，它可以放棄數(shù)據(jù)幀中多余的低位數(shù)據(jù)；如果接收端能處理的有效位數(shù)多于發(fā)送端，則它可以自行補(bǔ)足剩余的位（通常用零來補(bǔ)足）。這種同步機(jī)制使得數(shù)字音頻設(shè)備的互連更加方便，而且不會(huì)造成數(shù)據(jù)錯(cuò)位。為了保證數(shù)字音頻信號(hào)的正確傳輸，發(fā)送端

28、和接收端應(yīng)該采用相同的數(shù)據(jù)格式和長(zhǎng)度。,串行總線,主要內(nèi)容 SPI總線 I2C總線 UART接口 USB總線 I2S音頻總線 SDIO總線 MII(RMII,SMII)總線 CAN總線 LIN總線,SDIO總線,介紹 SDIO總線主要用于連接SD卡，它主要的特點(diǎn)是其數(shù)據(jù)線可以采用1線到4線。上電后，SD卡默認(rèn)使用0號(hào)數(shù)據(jù)線DAT0。初始化之后，主機(jī)可以改變線寬（比如2根線、3根線）。因此，不同配置的SD卡都可以和主機(jī)連接，稱之為混和的SD卡連接方式。在混和連接中Vcc、Vss和CLK的信號(hào)連接可以通用，但是命令、回復(fù)和數(shù)據(jù)（DAT03）這幾根信號(hào)線，各個(gè)SD卡必須獨(dú)立與主機(jī)連接。,SDIO總線

29、,總線信號(hào) CLK：時(shí)鐘信號(hào)。每個(gè)時(shí)鐘周期傳輸一個(gè)命令或數(shù)據(jù)位。時(shí)鐘的頻率可在025MHz之間變化。SD卡的總線管理器可以不受任何限制地自由產(chǎn)生025MHz的頻率。 CMD：命令信號(hào)。主機(jī)發(fā)出的命令在CMD線上串行傳輸。一個(gè)命令是一次主機(jī)到從卡操作的開始。命令可以對(duì)單機(jī)尋址（尋址命令），或呼叫所有卡（廣播命令）?；貜?fù)信號(hào)也在CMD線上串行傳輸，一個(gè)命令是對(duì)之前命令的回答?；貜?fù)可以來自單機(jī)或所有卡。 DATA03：數(shù)據(jù)線。,SDIO總線,工作時(shí)序 SDIO的工作時(shí)序相對(duì)比較簡(jiǎn)單，主機(jī)方通過CMD指示當(dāng)前數(shù)據(jù)線上發(fā)送的值是命令還是數(shù)據(jù)；然后根據(jù)命令送出寫入SD卡的數(shù)據(jù)，或者接收從SD卡中讀取的數(shù)據(jù)

30、。 SD總線上的命令和數(shù)據(jù)比特流從一個(gè)起始位開始，以停止位中止。,串行總線,主要內(nèi)容 SPI總線 I2C總線 UART接口 USB總線 I2S音頻總線 SDIO總線 MII(RMII,SMII)總線 CAN總線 LIN總線,介紹 MII（Media Independent Interface）主要用于以太網(wǎng)設(shè)備的互聯(lián)，通常是MAC與PHY之間的通信通道。RMII-Reduced MII、SMII-Serial MII都是在MII的基礎(chǔ)上發(fā)展而來。MII總線可以支持10M/100Mbps的數(shù)據(jù)傳輸率。,MII總線,MII總線,總線信號(hào),MAC控制器,PHY,MII總線,總線信號(hào) TXD3:0 數(shù)

31、據(jù)發(fā)送信號(hào)，方向是從MAC控制器到PHY，每次傳輸半個(gè)字節(jié) RXD3:0 數(shù)據(jù)接收信號(hào)，方向是從PHY到MAC控制器，每次傳輸半個(gè)字節(jié) TXC 發(fā)送時(shí)鐘，由PHY器件提供，用于數(shù)據(jù)同步 RXC 接收時(shí)鐘，由PHY器件提供，用于數(shù)據(jù)同步 TXER 發(fā)送錯(cuò)誤指示，當(dāng)PHY器件發(fā)現(xiàn)MAC控制器發(fā)送的數(shù)據(jù)校驗(yàn)碼有誤，則會(huì)置位TXER通知MAC控制器 RXER 接收錯(cuò)誤指示，當(dāng)MAC控制器發(fā)現(xiàn)PHY器件發(fā)送的數(shù)據(jù)校驗(yàn)碼有誤，則會(huì)置位RXER通知MAC控制器,MII總線,總線信號(hào) CRS 載波檢測(cè)，當(dāng)網(wǎng)線上檢測(cè)到通信載波時(shí)置位 TXEN 發(fā)送使能，指示TXD數(shù)據(jù)線上的數(shù)據(jù)有效 RXDV 接收數(shù)據(jù)有效，指示

32、RXD數(shù)據(jù)線上的數(shù)據(jù)有效 MDC 時(shí)鐘信號(hào)，用于管理接口數(shù)據(jù)同步 MDIO 數(shù)據(jù)信號(hào)，管理接口數(shù)據(jù)收發(fā),MII總線,工作時(shí)序 接收時(shí)序 接收數(shù)據(jù)時(shí)MII外設(shè)會(huì)將RXDV置為高電平，并根據(jù)RXCLK的時(shí)序依次將數(shù)據(jù)分成兩個(gè)4位從RXD0:3送出。接收方在接收完一幀數(shù)據(jù)后，如果數(shù)據(jù)幀有誤，MII外設(shè)將RXER置為高電平，表明接收的數(shù)據(jù)有誤，這時(shí)接收方將剛接收的數(shù)據(jù)幀；如果接收正確的話則保留接收到的數(shù)據(jù)幀。,MII總線,工作時(shí)序 發(fā)送時(shí)序 發(fā)送數(shù)據(jù)時(shí)MAC控制器先將TXEN置為高電平，在TXCLK的同步下開始傳送數(shù)據(jù)。在數(shù)據(jù)幀傳輸完成后，如果數(shù)據(jù)幀經(jīng)校驗(yàn)有誤，則拉高TXER表明剛發(fā)送的數(shù)據(jù)無效，接收方則會(huì)丟棄剛收到的數(shù)據(jù)幀。如果沒有TXER信號(hào)，則表明數(shù)據(jù)幀正確。,串行總線,主要內(nèi)容