پایان نامه بررسی پروتکل ابداعی شرکت فیلیپس در انتقال اطلاعات و دیتا (پروتکل I2C)
مقدمه:
چگونه تبادل ديتا انجام مي پذيرد؟
هدف ازتبادل ديتا، انتقال ديتابين 2 يا تعداد بيشتري واحد ميباشد. بعنوان يک اصل، آنها ميتوانند کاراکتر، دستورات باشندکه نياز به نمايش دارند.ساده ترين سطح زبان کامپيوتر، کاراکترهاي باينري است که شامل 7 يا 8 ، عدد صفر يا يک مي باشد. اکثر کامپيوترها با اين سطح کار مي کنند.
1-2- تبادل ديتا اساساً با صفر و يک صورت مي گيرد.
يکي از استانداردهاي معمول در کامپيوترها، استاندارد ASCII مي باشد که شامل 128 کاراکتر است که هر کدام از آنها از 7 بيت تشکيل شده است. بايد توجه داشت که ارتباطات در داخل کامپيوتر با سرعت زيادي انجام ميشود و براي ارتباط با محيط خارج بايدارتباطات همزمان شوند وهمچنين بايدصحت تبادل ديتا، کنترل شود. استانداردهاي مختلفي از ASCII وجود دارد. به عنوان مثال Extended ASCII که از هشتمين بيت نيز براي انتقال data استفاده ميکند.
1-3-يک بيت در هر زمان يا يک بايت بطور کامل
دو روش براي انتقال ديتا وجود دارد :
- سريال
- موازي
شکل1-1- انتقال موازی و سری
در انتقال موازي، براي هر بيت يک مسير در نظر گرفته شده است. بنابراين کاراکترها مي توانند بطور همزمان ارسال شوند.با توجه به اين مزيت،که سرعت بالاي انتقال است اين روش در سيستم هاي ارتباطي کوتاه مورد استفاده قرار مي گيرد.
درمقابل، در روش سريال هربيت درهر لحظه فرستاده ميشود.بنابراين پروتکل ارتباطي، بايد بتواندبراي مقصد، ابتدا و انتها را مشخص کند. علاوه براين، سرعت انتقال نيز با واحد معرفي مي شود.
شکل1-2- نمایش بیت در انواع انتقال
1-4- يک کاراکتر در يک زمان يا يک جمله کامل
ما دو روش براي انتقال سريال داريم :
- انتقال غير همزمان(Asynchronous)
- انتقال همزمان(synchronous)
درانتقال غيرهمزمان،ترانسميتر،کاراکترها را دريک لحظه با بيت start و stop ميفرستدوگيرنده هر بيت start را که دريافت ميکند،بقيه بيت هارا بعنوان کاراکتر تفسير ميکند و بيتstop گيرنده را ريست ميکند.در حدود 90 تا 95 درصد از انتقال نوع سريال data بصورت غير همزمان است.
در انتقال همزمان همه پيام ها در يک لحظه فرستاده ميشود.سرعت انتقال توسط خط clock بر روي يک سيم جداگانه يابصورت مدوله شده برروي سيگنال ديتا،تعيين ميشود.عيب روش غيرهمزمان درمقابل روش هم زمان اينست که حدود20 الي 25 درصدپيغام شامل بيت هاي پريتي مي باشد.
شکل 1-3- انتقال همزمان و غیرهمزمان
1-5- فرستنده و گيرنده
درمبحث تبادل ديتا، سخت افزارهايي با نام فرستنده و گيرنده وجود دارد. مانند PC و ربات که ميتوانند هم به عنوان گيرنده و هم به صورت فرستنده در يک زمان عمل کنند.
اين انتقال به سه روش مي تواند انجام شود:
- simplex : انتقال ديتا تنها يک طرفه است و از جانب فرستنده به گيرنده، روي يک line ميباشد.
- Half duplex: انتقال ديتا، بصورت دوطرفه ميباشد ولي نه بصورت همزمان بلکه روي دوline جداگانه انجام می پذیرد.
- Full duplex: انتقال ديتا، بصورت دو طرفه، همزمان روي يک line انجام مي پذيرد.(مانند انتقال ديتا در مکالمات تلفني).
شکل1-4- انتقال های simplex ،Half duplex ،Full duplex
1-6- اتصال صحيح
DTE(data terminal equipment) وDCE(data communication equipment) ازاصطلاحاتی است که در تبادل ديتا وجود دارد. کامپيوترها و ترمينالها معمولاً DTE هستند، مودم و سخت افزارهاي ارتباطي معمولاً DCE هستند در حاليکه تجهيزات ديگري تظير مولتي پلکسرها و پرينترها ميتوانند DTE و DCE باشند. در DTE پينهاي استفاده شده براي انتقال ودريافت ديتا متفاوت با پين هاي کانکتور DCE ميباشند. بدين ترتيب ميتوان DTE را مستقيماً به DCE متصل کرد.درصورتيکه دو DCE را بهم متصل کنيم مجبوريم که فرمت اتصال را تغيير دهيم تاخط TD(Transmit Data) برخط RD(receive data) منطبق شود.
1-7- تبادل شفاف (transparent communication)
درسيستمهاي کامپيوتري که بوسيله تعدادي مودم باهم شبکه شده اند از ارتباط شفاف استفاده ميکند. شفافيت به معناي اين است که همه واحدها همه پيغام ها را مي شنوند.
1-8- ساختار Master-Slave
بخش گسترده اي از شبکه هاي صنعتي از اين ساختاراستفاده ميکنندبدينصورت که چندينMaster پيغامها را بطورمتناوب به Slave هايي که پاسخ ميدهند ميفرستد.اين توالي را polling مينامند. در اين سيستم هر Slave آدرس مخصوص به خود را دارد.
Master فرمان خود را بهمراه آدرس Slave مورد نظر ميفرستد. Slave مورد نظر پس از تشخيص آدرس، فرمان را انجام داده ودربعضي مواقع سینگنال تاييدي براي Master ميفرستد تا به کار خود ادامه دهد.
ساختار وشکل آدرس و پيغام بستگي به نوع پروتکل ارتباطي که استفاده مي شود، دارد. پيغامي که براي همه Slave ها فرستاده ميشود پيغام broadcast ناميده ميشود. اين ميتواند پيغامي باشدکه توسط Master به تمامي Slave ها دستور داده ميشودکه آن وظيفه را انجام ميدهند.بعنوان مثال ميتوانplc هاي کنترل کننده آژير را نام برد. درهنگام خطر همه آژيرها بايد به صدا درآيند بنابراين يک پيغامbroadcast بايد فرستاده شود.
1-9- سرعت انتقال
همواره بهينه ترين سرعت، بيشترين سرعت نيست بلکه بايد خطاي انتقال و ارتباطات را نيز در نظرگرفت.نوع کابل و فاصله سرعت بهينه را تعيين ميکند. در اين صورت ما به امنيت بالا و قابل اطمينان در انتقال ديتا دست مي يابيم. براي انتقال ديتا ديجيتال بوسيله سيم هاي مسي بايد در ابتدا تغيير شکل پيدا کند.کابل ارتباطي سبب تضعيف و متغيرشدن سيگنال ميشوندکه در سرعتهاي بالا اين اثرها ميتواند بحراني باشند.دو اصطلاح که در اين مبحث وجود داردو baud rate ميباشند. سرعت انتقال با اندازه گيري ميشود.
بطور تقريبي براي انتقال هرکاراکتر10 بيت نياز است بنابراين مي تواند با سرعت تقريباً 960 کاراکتر را درثانيه انتقال داد. براي تغيير شکل سيگنال پيش از فرستادن به شبکه از مودم استفاده ميشود. مودم، سيگنال و baud rate را تغيير ميدهدBaud rate تعيين ميکندسيگنال درهر ثانيه چند بار تغيير شکل پيدا ميکند (مدوله ميشود). هرتغيير شکل در سيگنال در واقع ايجاد بسته اي است که در طول خط به سوي مودم گيرنده فرستاده مي شود و در آنجا کدگشايي شده و دوبار اطلاعات به ديجيتال تبديل مي شود.
شکل1-5- مدوله سازی اطلاعات
درمودمهاي short-haul (براي مسيرهاي کوتاه)سيگنال تغييرشکل پيدا نميکند وهمان چيزي که فرستاده ميشود در مودم گيرنده دريافت مي شود و به صورت Transparent ارتباط برقرار مي کنند.
مودمهاي PTT مانند مودمهاي short-haul عمل مي کنند با اين تفاوت که بافري دارند که ديتا را قبل از فرستادن ذخيره ميکند.باتوجه به baud rate ميزان سرعت انتقال ديتا مشخص ميشود به عنوان مثال اگر مودم بتواند با1400 baud کارکند و در هر انتقال 4 بيت داشته باشيم بايد سرعت انتقالباشد.
1-10- مدوله سازي
سيگنالهاي ديتا بايدبراي انتقال ديتا در انواع کابلها، تغيير شکل پيدا کرده و سازگار شوند.سطح هاي ديجيتال براي کابل انتخابي مورد نظر به فرمي قابل خواندن تغيير داده شود.چند نوع مدوله سازي وجود دارد:
1-10-1- مدوله سازي فرکانس
فرکانس هاي مختلفي براي انتقال سطوح ديجيتال 0 و1 استفاده مي شود.
1-10-2- مدوله سازي فاز
براي انتقال سطوح ديجيتال0 و1 ازشيفت فازي سيگنال سينوسي حامل استفاده ميکند.اين روش معمول در مودم هاي PTT در شبکه هاي ارتباطي راه دور استفاده مي شود.
1-10-3- مدوله سازي دامنه و مدوله سازي دامنه و فاز
مدوله سازی دامنه ازقدرت ودامنه سيگنال ارسالي براي نشان دادن سطح 1و0 استفاده مي کند و مدوله سازی ترکيبي است که اجازه انتقال بيتهاي بيشتري در هر baud را ميدهد.
نقد و بررسیها
هنوز بررسیای ثبت نشده است.