Servomecanismos.Unidad 2 Tema: 2.4 Interfaces electrónicas Carrera: Mecatronica Alumno: Natividad Hernández Romero. Grupo: 8 “A”. 4 Resumen.Índice. 1. . 1. 1.2 Ejemplo de interfaz estandarizada. 1.1Interfaces electrónicas.3 Otras funciones importantes. deben entenderse el uno al otro. interfaz SCSI. generan una señal digital por lo que.) que establecen especificaciones técnicas concretas (características comunes). a través de transductores y otros dispositivos. el DCE debe interaccionar con el DTE. esto exige que se intercambien tanto datos como información de control. Los dispositivos finales. En electrónica. Los circuitos de intercambio de control y de datos se embuten en un cable con un conector. Por un lado el DCE es responsable de transmitir y recibir bits. . con lo que la interconexión sólo es posible utilizando la misma interfaz en origen y destino. es extraño que dichos dispositivos (terminales y computadores) se conecten directamente a la red de transmisión. etc. La mayoría de los dispositivos utilizados para el procesamiento de datos tienen una capacidad limitada de transmisión.1Interfaces electrónicas. de uno en uno. sino que existen diferentes estándares (Interfaz USB. que permite una comunicación con actores externos. se denominan generalmente equipo terminal de datos (DTE). Así también. Además. Es decir el receptor de cada DCE debe usar el mismo esquema de codificación y la misma velocidad de transmisión que el transmisor del otro extremo. se han desarrollado características importantes que son: Mecánicas Eléctricas Funcionales Procedimiento MECANICAS: Trata de la conexión física entre el DTE y DCE. telecomunicaciones y hardware. Por otro lado.1. Una interfaz es una Conexión física y funcional entre dos aparatos o sistemas independientes. como personas u otros sistemas. Generalmente. esta configuración es análoga a los cables de suministro de energía eléctrica. a través de un protocolo común a ambos. cada pareja DTE-DCE se debe diseñar para que funcione cooperativamente. a través del medio de transmisión o red. Para facilitar las cosas en el procesamiento de datos. macho o hembra a cada extremo. una interfaz es el puerto (circuito físico) a través del que se envían o reciben señales desde un sistema o subsistemas hacia otros. Un DTE hace uso del medio de transmisión mediante la utilización de un equipo. una interfaz puede ser definida como un intérprete de condiciones externas al sistema. El DTE y el DCE deben tener conectores de distinto género a cada extremo del cable. Esto se lleva a cabo a través de un conjunto de cables que se denominan circuitos de intercambio. terminación del circuito de datos (DCE). No existe una interfaz universal. Para que este esquema funcione. se necesita un alto grado de cooperación los dos DCE que se intercambian señales a través de la línea de transmisión o red. En general. Las funciones a realizar se pueden clasificar en cuatro grandes categorías: Datos. deben usar los mismos niveles de tensión y deben utilizar la misma duración para los elementos de señal. WAIT…). El objetivo principal es interconectar la mayor cantidad de dispositivos a un computador pero hay que atender a las distintas características que presentan cada uno de ellos y que a menudo suelen diferir de las propias del procesador. El Handshaking deberá ser implementado por la interfaz usando los comandos adecuados (BUSY. Tanto el DTE como el DCE deben usar el mismo código. podemos destacar: Tienen. READY. el procesador la atenderá con la rutina de interrupción correspondiente a dicha interrupción. y el procesador puede comunicarse con el dispositivo de E/S a través de la interfaz. basándose en las características funcionales de la Interface. PROCEDIMIENTO: Especifica la secuencia de eventos que se deben dar en la transmisión de los datos. la interfaz debe ser capaz de convertir datos en serie a paralelo y viceversa. menor velocidad que el procesador La longitud de palabra Los códigos que cada uno de ellos emplean para la representación de datos La interfaz de E/S es requerida cuando los dispositivos son ejecutados por el procesador. Si se intercambian diferentes formatos de datos.ELECTRICAS: Están relacionadas con los niveles de tensión y su temporización. Estas características determinan la velocidad de transmisión así como las máximas distancias que se pueden conseguir. Control. FUNCIONALES: Especifican las funciones que se realizan a través de cada uno de los circuitos de intercambio. . Temporización y Masa o Tierra. si una interrupción es recibida. normalmente. La interfaz debe ser necesariamente lógica para interpretar la dirección de los dispositivos generados por el procesador. Los dispositivos de E/S se comunican por interrupciones con el procesador. que en español es el acto con el cual dos partes manifiestan estar de acuerdo. Repito: a la coordinación de operaciones entre la parte transmisora y la parte receptora se le llama handshaking. En éste artículo nos concentraremos en transferencias de ocho bits ya que ésta es la configuración del puerto paralelo de una PC. existen excepciones. Por otro lado. . sin embargo esto no se cumple. En un esquema de transmisión de datos en serie un dispositivo envía datos a otro a razón de un bit a la vez a través de un cable. El más simple mecanismo utilizado en un puerto paralelo de una PC es de tipo unidireccional y es el que analizaremos en primer lugar. la mayoría de los sistemas paralelos utilizan ocho líneas de datos para transmitir un byte a la vez. Distinguimos dos elementos: la parte transmisora y la parte receptora. Bien. por ejemplo el estándar SCSI permite transferencia de datos en esquemas que van desde los ocho bits y hasta los treinta y dos bits en paralelo. en un esquema de transmisión de datos en paralelo un dispositivo envía datos a otro a una tasa de n número de bits a través de n número de cables a un tiempo. entonces la parte receptora lee la información en las líneas de datos e informa a la parte transmisora que ha tomado la información (los datos). es decir. La parte transmisora coloca la información en las líneas de datos e informa a la parte receptora que la información (los datos) están disponibles. como en todo. a ésta coordinación de operaciones se le llama acuerdo ó entendimiento. se dan un apretón de manos. la parte receptora no leerá las líneas de datos hasta que la parte transmisora se lo indique en tanto que la parte transmisora no colocará nueva información en las líneas de datos hasta que la parte receptora remueva la información y le indique a la parte transmisora que ya ha tomado los datos. en éstos ámbitos tecnológicos es recomendable utilizar ciertas palabras en inglés que nos permiten irónicamente un mejor entendimiento de los conceptos tratados. Sería fácil pensar que un sistema en paralelo es n veces más rápido que un sistema en serie.PUERTO PARALELO Existen dos métodos básicos para transmisión de datos en las computadoras modernas. Observe que ambas partes sincronizan su respectivo acceso a las líneas de datos. Un típico sistema de comunicación en paralelo puede ser de una dirección (unidireccional) o de dos direcciones (bidireccional). básicamente el impedimento principal es el tipo de cable que se utiliza para interconectar los equipos. Si bien un sistema de comunicación en paralelo puede utilizar cualquier número de cables para transmitir datos. La parte receptora lee la información de las líneas de datos (y si es necesario. Parte receptora: La parte receptora inactiva la línea busy (asumiendo que está lista para recibir información). un byte a la vez.El handshaking. procesa los datos). La parte transmisora activa la línea de strobe. La parte transmisora inactiva la línea de strobe. La parte receptora repite los pasos anteriores por cada byte que debe recibir. La línea de estroboscopio (en inglés strobe) es la que utiliza la parte transmisora para indicarle a la parte receptora la disponibilidad de información. La parte transmisora espera en un bucle hasta que la línea acknowledge esté inactiva. Se debe ser muy cuidadoso al seguir éstos pasos. tanto la parte transmisora como la receptora coordinan sus acciones de tal manera que la parte transmisora no intentará colocar varios bytes en las líneas de datos. La parte receptora espera en un bucle hasta que la línea strobe esté activa. . La parte transmisora repite los pasos anteriores por cada byte a ser transmitido. La parte transmisora coloca la información en las líneas de datos. La línea de admisión (acknowledge) es la que utiliza la parte receptora para indicarle a la parte transmisora que ha tomado la información (los datos) y que está lista para recibir más datos. ésta la puede utilizar la parte receptora para indicarle a la parte transmisora que está ocupada y por lo tanto la parte transmisora no debe intentar colocar nueva información en las líneas de datos. La parte receptora inactiva la línea acknowledge. La parte receptora espera en un bucle hasta que esté inactiva la línea de strobe. El puerto paralelo provee de una tercera línea de handshaking llamada en inglés busy (ocupado). la parte transmisora espera en un bucle hasta que la línea busy esté inactiva. en tanto que la parte receptora no debe leer más datos que los que le envíe la parte transmisora. Si la línea busy está activa. Para implementar el handshaking se requieren dos líneas adicionales. La parte receptora activa la línea acknowledge. La parte transmisora espera en un bucle hasta que la línea acknowledge está activa. Una típica sesión de transmisión de datos se parece a lo siguiente: Parte transmisora: La parte transmisora checa la línea busy para ver si la parte receptora está ocupada. por lo que ninguno de ellos debe esperar al otro. Asíncrona: Aquella en los que los dispositivos tienen velocidades dispares. el sistema remoto no acepta datos) Línea Falta de papel(si está activa. éste conector es el recomendado para nuevos diseños. El segundo conector se llama 1284 tipo B que es un conector de 36 pines de tipo centronics y lo encontramos en la mayoría de las impresoras. ésta señalautoinicializa la impresora) . el primero. además se dice que tiene mejores propiedades eléctricas y mecánicas.2 Ejemplo de interfaz estandarizada. es decir. lo cual provoca que uno deba esperar al otro para que no se produzcan errores/inconsistencias en los datos 1. bit 7/pin9) Línea acknowledge(activa cuando el sistema remoto toma datos) Línea busy(si está activa. El hardware del puerto paralelo. hay un error en la impresora) Línea Init(Si se mantiene activa por al menos 50micro-segundos. el mencionado al principio. falta papel en la impresora) Línea Select(si está activa. El puerto paralelo de una típica PC utiliza un conector hembra de tipo D de 25 pines (DB-25 S). la impresora inserta una nuevalínea por cada retorno de carro) Línea Error(si está activa. llamado 1284 tipo A es un conector hembra de 25 pines de tipo D. el tercero se denomina 1284 tipo C. se trata de un conector similar al 1284 tipo B pero más pequeño. éste es el caso más común. La temporización de las operaciones de una interfaces en él puede ser de dos tipos: Síncrona: Aquella en la que los dispositivos que se conectan poseen velocidades similares.Tipos de temporización de un handshaking. La siguiente tabla describe la función de cada pin del conector 1284 tipo A: Pin 1 2-9 10 11 12 13 14 15 16 Polaridad Activa Salida 0 Salida E/S Entrada 0 Entrada 0 Entrada 1 Entrada 1 Salida 0 Entrada 0 Salida 0 Descripción Strobe Línea de Datos(bit 0/pin 2. sin embargo es conveniente mencionar los tres tipos de conectores definidos por el estándar IEEE 1284. la impresora se ha seleccionado) Línea Autofeed(si está activa. . El estándar IEEE 1284 define cinco modos de operación: 1.17 18-25 Salida 0 - Línea Select input(Cuando está inactiva. Poseen circuitería específica para la adaptación del formato de señales y de velocidades entre el procesador y los dispositivos de E/S. El objetivo del estándar es diseñar nuevos dispositivos que sean totalmente compatibles con el puerto paralelo estándar (SPP) definido originalmente por la IBM (en éste artículo trataré solamente el modo compatible). 5. éstas direcciones pertenecen al registro de datos. el registro de estado y el registro de control. Modo compatible Modo nibble Modo byte Modo EPP. usando el bus de datos. autofeed. Proporcionan las transferencias de datos. puerto paralelo ampliado Modo ECP. Los registros de control y estado proveen la interface a las otras líneas de E/S. strobe. 4. En ocasiones se puede interconectar los periféricos con la memoria principal directamente sin pasar por el procesador para lo cual se utilizan dispositivos más avanzados como los DMA que son procesadores dedicados a dichas transferencias. 2. select y error). init. Estos dispositivos tratan de permitir las transferencias de datos hacia/desde el periférico determinado. El registro de datos es un puerto de lectura-escritura de ocho bits. 3. obliga a laimpresora a salir de línea) Tierra eléctrica Configuración del puerto paralelo estándar Observe que el puerto paralelo tiene 12 líneas de salida (8 líneas de datos. y select input) y 5 de entrada (acknowledge. Hay tres direcciones de E/S asociadas con un puerto paralelo de la PC. que será ejecutado por el procesador cada vez que se requiera usar al periférico involucrado. Actualmente se usan multitud de interfaces o controladores para las conexiones entre el procesador y los distintos periféricos (cada uno de estos últimos suele tener su propio controlador). puerto de capacidad extendida. Entendemos por puerto algo que puede ser referenciado y accedido a través de una dirección (no tiene por qué ser un hardware específico de almacenamiento aunque en la mayoría de los casos suelen ser registros). Leer el registro de datos (en la modalidad unidireccional) retorna el último valor escrito en el registro de datos. busy. Entre sus principales características podemos destacar: Tienen diversos puertos asociados. falta de papel. como especificamos anteriormente. Requieren programas software para el proceso de transferencia. por ejemplo: Conversión de códigos (BCD. En computadores de alta gama se pueden emplear controladores más sofisticados que son en realidad procesadores específicos que solo tienen funciones para la E/S. Detección de errores: Pueden ser errores propios del funcionamiento del hardware del periférico o bien de los datos (pueden haber sido corrompidos intencionadamente o accidentalmente) y en caso de ser necesario "relanzar" la operación de E/S correspondiente. Conversiones A/D y D/A. Éstas son las más importantes: Conversión de datos: Acomodación de las características físicas y lógicas de las señales de datos empleadas por el dispositivo de E/S y por el bus del sistema. .3 Otras funciones importantes. UNICODE. realiza conversiones entre distintos formatos de datos. 1. Conversión de niveles lógicos para representar 0 y 1 (necesario para compatibilizar distintas tecnologías lógicas como la CMOS y la TTL). etc). Permite "compatibilizar" los datos del bus de datos y los datos que acepta el periférico en cuestión. pudiendo además enviar otras señales de control para afectar su funcionalidad actual. ASCII. existen otras tareas de las que un sistema de E/S debe hacerse cargo. son los llamados canales o IOP. Conversión serie/paralelo. es decir. Control de los "paquetes" transferidos: Se debe encargar de determinar qué cantidad de información se envía en cada operación de E/S (lo llamaremos "paquete") y contar la cantidad de paquetes que se llevan enviados para poder determinar cuándo se termina la transferencia de datos. Control de periféricos: Permite conocer el estado en el que se encuentra el dispositivo y modificarlo. Además de las funciones principales. ANSI. 1. El medio de comunicación lo hacen a través de datos que envían y reciben de forma paralela o en seria. Además de enviar y recibir los datos las interfaces realizan diferentes funciones muy importantes como la conversión de los códigos recibidos. .4 resumen. El handshaking juega un papel muy importante en la interfaz ya que es el encargado de dar y coordinar los tiempos de envío y recepción de datos y lo hace de manera asíncrona o síncrona. esto va de acuerdo a los requerimientos y la velocidad que se necesite al momento de enviar y recibir los datos. Las interfaces electrónicas son de suma importancia dentro de los procesos industriales ya que son los puertos que comunican a un sistema con el operador o en el caso de los servomecanismos estas se encargan de comunicar un sistema con otro o un sistema con un sud-sistema. dar a conocer el estado de los periféricos los cuales están conectados así como detectar errores en el sistema.