Микросхемы для контроллер шины

Содержание
  1. SM контроллер шины что это за драйвер
  2. SM-контроллер шины — что это и где находится?
  3. Где взять драйвер для SM Controller для Windows XP и 7
  4. Поиск нужного драйвера по коду во всех версиях Windows
  5. Поиск драйвера SM контроллер шины на веб-сайте производителя материнской платы
  6. Контроллер шины
  7. SM контроллер шины: что это такое и где взять драйвер
  8. Шина SM: что это такое
  9. Для чего нужен драйвер для Windows SM контроллер шины
  10. Нужно ли устанавливать данный драйвер?
  11. Где взять драйвер?
  12. Автоматическая установка драйвера SM контроллера
  13. Загрузка с сайта Интел
  14. Использование специализированного софта
  15. Установка драйвера
  16. Что делать, если в пакете драйверов для чипсета не было драйвера SM?
  17. Подключение приборных плат к шинам современных компьютеров. Часть 2. Микросхемы для сопряжения плат пользователя с компьютором
  18. 3. Варианты подключения сложных плат к компьютеру
  19. 4. Микроконтроллеры для сопряжения с шиной PCI
  20. Микроконтроллеры для шины USB

SM контроллер шины что это за драйвер

Когда вы переустанавливаете ОС Windows, то сталкиваетесь с отсутствием тех или иных драйверов в компьютере. Так бывает чаще с более ранними версиями системы (Windows XP, 7). Если отсутствуют необходимые компоненты для видеокарты или сетевого контроллера, то эта проблема легко решается. Так как у пользователя часто они есть на компакт-диске, который был в комплекте с оборудованием при покупке компьютера. Но что делать, если нет SM контроллера шины, и что это такое — читайте далее.

SM-контроллер шины — что это и где находится?

SM-контроллер (или SM Bus Controller) — это протокол обмена информацией, размещенный на главной шине обмена данными. Изначально он был разработан компанией Intel для чипсетов Asus. Его задачей было собирать различную информацию о взаимодействии устройств, подключенных к материнской плате. Например, состояние устройств материнской платы, температуру компонентов чипсета. В обязанности этого устройства также входило правильное определение подключаемых интерфейсов: USB, HDMI, COM и других. Управляет внешней системной шиной обмена данными между чипсетом и другими внешними устройствами.

Это нововведение понравилось разработчикам, и сегодня этот контроллер является основным компонентом на многих материнских платах. Драйвер для SM-контроллера всегда есть на компакт-диске (диск с драйвером) для Matherboard. Если вы столкнулись с отсутствием ПО для SM Controller (или SM Bus), то просто поместите в привод CD с драйверами для материнской платы и установите их. После этого перезагрузите компьютер. Вот все основные назначения SM-контроллера:

Как видно из назначений, SM Bus контроллер занимается преимущественно предоставлением информации пользователю о том или ином компоненте чипсета. Если вы не установите драйвера для него на свой компьютер, вы сможете продолжить использовать его. Но так делать не рекомендуется. Драйвер все же нужно найти. Этим мы и займемся.

Где взять драйвер для SM Controller для Windows XP и 7

Разобрав, в чём суть SM контроллера шины, рассмотрим, где можно скачать драйвер дня него. Чаще всего при установке ОС Windows драйвер для шины SM-контроллера устанавливается вместе из комплекта самой системы. Но так происходит не всегда. В некоторых случаях стандартный драйвер не подходит под определенную модель материнской платы. В этом случае нам придется самостоятельно его найти. Отсутствие драйвера для данного контроллера может сказываться на устройствах раздела «Другие устройства». В этом случае в диспетчере задач драйвера в этом разделе могут также отсутствовать. После установки нужного ПО все станет на свои места.

В ОС Windows XP и 7, как и в других версиях, есть возможность получить драйвер по сети. Для этого нужно открыть диспетчер устройств, и начать поиск нужного ПО из него.

Поиск нужного драйвера по коду во всех версиях Windows

В определенных моделях компьютеров устройство SM Bus может вообще отсутствовать при открытии диспетчера задач. В таком случае перезагрузите свой компьютер и снова откройте ДЗ. Если его нет, значит он не требуется для вашей конфигурации компьютера. Для тех, кто нашел это устройство в диспетчере задач, и оно не имеет драйвера можно посоветовать найти его при помощи кода устройства.

Драйвер для устройства можно найти не только по коду, но и по модели материнской платы. На сайте разработчика можно скачать большинство драйверов для Matherboard вашего компьютера.

Поиск драйвера SM контроллер шины на веб-сайте производителя материнской платы

Чтобы попасть на сайт производителя, нам нужно сначала узнать его имя, название материнской платы, серию и так далее. Для этого мы можем воспользоваться информацией, полученной из DirectX Diagnostic Tool. Он позволяет пользователям проверять наличие подписи драйверов устройств. Но нам он пригодится для других целей.

Вам необходимо найти официальный сайт производителя, поэтому ориентируйтесь на следующие сайты и ищите их в поисковой выдаче:

На сайтах производителей в разделе поддержки можно найти утилиту, которая автоматически позволит определить недостающие драйвера устройств и установить их. Например, на сайте Intel по приведенной ссылке на страницу поддержки можно найти ссылку на загрузку этой утилиты. Вы также можете попытаться найти драйвер для SM контроллера шины через поисковую строку сайта производителя. Не используйте программы из неизвестных источников.

Источник

Контроллер шины

Рис. 5.

Рис. 4.

Рис. 3.

Рис. 2.

Рис. 1.

Здесь представлены два микропроцессора, которые могут через магистраль обращаться к общими ЗУ и УВВ. Очевидно, для ЗУ и УВВ, представленных на рисунке, существует два ведущих устройства — микропроцессор 1 и микропроцессор 2. Естественно, микропроцессоры используют общие ресурсы не одновременно, а по очереди, поэтому в конкретном цикле обмена ведущим устройством является один из них. В общем случае количество микропроцессоров может быть больше двух.

Такая схема может применяться в разных случаях, например, если нужно осуществить обмен данными между двумя микропроцессорами через общее ЗУ, или иметь доступ из нескольких МПС к одному УВВ, через которое подключен какой-либо датчик.

На рис. 1 представляет упрощенное представление системы с несколькими микропроцессорами. В реальности, системы будет выглядеть следующим образом (рис. 2):

У каждого микропроцессора имеются свои персональные ЗУ и УВВ, находящиеся целиком и полностью в его распоряжении. Вместе с микропроцессором они образуют микропроцессорную систему. В то же время, каждый микропроцессор имеет доступ к общим ресурсам — ЗУ и УВВ.

Магистрали (шины), соединяющие все эти устройства, имеют свою классификацию (рис. 3):

Магистраль, выходящая из микропроцессора называется локальной шиной микропроцессора. Она является мультиплексированной (в большинстве случаев). Магистраль, соединяющая микропроцессор с УВВ и ЗУ, находящимися в его персональном распоряжении, называется резидентной шиной. Магистраль, соединяющая микропроцессор с общими ЗУ и УВВ носит название системной шины. Резидентная и системная шины не мультиплексированы.

Очевидно, для подключения УСО к микропроцессору в данном случае мы должны использовать специальную схему — схему шинного интерфейса (СШИ). Она должна располагаться в месте соединения всех трех шин (см. рис. 3). СШИ должна решать следующие задачи:

1. Демультиплексирование локальной ШАД;

2. Хранение адреса в течение всего цикла обмена;

3. Подключение микропроцессора (локальной шины) к системной или резидентной шине, в зависимости от того, по какой шине будет происходить обмен.

Отдельно должен решаться вопрос о порядке подключении к системной шине (СШ). Очевидно, что к общим ресурсам (ЗУ, УВВ) в некий момент времени может иметь доступ только один микропроцессор. Следовательно, должна существовать возможность проверки занятости СШ. Также необходимо предусмотреть механизм для разрешения конфликтных ситуаций, например, когда два или более микропроцессора одновременно попытаются получить доступ к общим ресурсам. Все эти вопросы будут рассмотрены нами позже, пока же сосредоточимся на создании СШИ, решающей сформулированные выше три задачи.

Очевидно, что СШИ должно быть две — одна будет обеспечивать подключение к СШ, другая — к РШ. Естественно, в каждом цикле обмена работать будет либо одна, либо другая СШИ (рис. 4):

Рассмотрим более детально саму схему шинного интерфейса (рис. 5):

Если посмотреть на сформулированные ранее три задачи, которые должна решать СШИ, мы можем увидеть, что две первые из них совпадают с задачами, которые решала рассмотренная в предыдущем разделе схема демультиплексирования. Следовательно, она может быть положена в основу СШИ.

Остается третья задача: обеспечение подключения/отключения от локальной шины (в соответствии с сигналом, передаваемым по специальной линии «Разрешение подключения к шине»). На выходе СШИ мы имеем три шины: адреса, данных и управления. Задача отключения шины данных фактически уже решена в схеме демультиплексирования: при неактивном сигнале DEN шина данных отключена от локальной шины. Отключение шины адреса также может быть выполнено в рамках известной нам схемы демультиплексирования путем подачи сигнала «Разрешение подключения к шине» на вход OE буферного регистра.

Для отключения шины управления используется специальное устройство, называемое контроллером шины (рис. 6).

Контроллер шины предназначен для решения задач управления шинным интерфейсом.

Нам важно ваше мнение! Был ли полезен опубликованный материал? Да | Нет

Источник

SM контроллер шины: что это такое и где взять драйвер

Шина SM: что это такое

Шина системного управления SM (System Management Bus), она же SMBus и SMB – это двухпроводная, двунаправленная линия данных, образующая связь интегральных схем внутри компьютера. Она используется для получения информации об устройствах, их настройки и управления режимами работы, по ней передаются данные от датчиков аппаратного мониторинга (напряжений, температур, скорости вращения вентиляторов, закрытия крышки и прочего), она служит средой передачи сигналов подсистемы питания ПК и т. д. Одним словом, шина SM – универсальный интерфейс, который взаимодействует с основной массой оборудования.

Например, посредством SMBus контроллер памяти получает данные о характеристиках каждого установленного модуля ОЗУ и задает параметры их совместной работы. Через нее пользователь и программы могут менять настройки часов реального времени, управлять яркостью монитора, увеличивать громкость динамиков и т. д.

Пример изображения интерфейса SMBus на схеме электронного устройства показан ниже. Линия SDA отвечает за передачу данных, а SCL – за синхронизацию.

Для чего нужен драйвер для Windows SM контроллер шины

Данный драйвер обеспечивает работоспособность «SM контроллера шины» также известного как «SM Bus Controller». Полное наименование данного контроллера — «System Management Controller», что в переводе означает «Контроллер системного управления».

На материнской плате SM контроллер шины представлен в виде чипсета, основной функцией которого является контроль вольтажа и температуры материнки вашего PC. Важной функцией SMBus также является снабжение ОС информацией об установленных на компьютере устройствах, что позволяет корректно отображать информацию о них в «Диспетчере устройств».

Контроллер SM Bus часто интегрирован в аппаратную начинку от «Интел», потому если на вашей материнской плате имеется чипсет от «Inter», тогда вы вполне вероятно встретите там и рассматриваемый мной «SM контроллер шины».

Полноценную работу «SM контроллера шины» обеспечивает соответствующий драйвер от Интел, имеющий несколько версий. При дисфункции (или отсутствии) данного драйвера в «Диспетчере устройств» слева от устройства «SM контроллер шины» будет отображаться восклицательный знак на жёлтом фоне. А в информации о драйвере данного устройства пользователь найдёт сообщение об отсутствии в системе установленного драйвера и код ошибки 28.

Также в разделе Другие устройства может отсутствовать сетевой контроллер драйвер для Windows 7 64 bit.

Нужно ли устанавливать данный драйвер?

На самом деле устанавливать его не обязательно. Это служебный и вспомогательный драйвер. Если компьютер (или ноутбук) эксплуатируется в штатном режиме – никаких проблем не возникнет.

Читайте также:  Не включается акпп w203

При высоких же нагрузках (например, рендеринг видео или компьютерные игры) настройка данного устройства обязательна. В ситуации, когда отключено защитное выключение устройства без sm-контроллера система не распознает опасность. Вместо привычного выключения продолжится эксплуатация в условиях не соответствующих нормальным. В случае с видеокартой (самый уязвимый к данному нюансу и наглядный пример) следствием такого использования станет появление артефактов на экране.

Поэтому не смотря на кажущуюся сложность, устанавливать драйвер для этого устройства обязательно.

Где взять драйвер?

Здесь все просто. Драйвер для SM контроллер шины можно найти на диске от материнской платы или от ноутбука. Также он обязательно будет в на сайте производителя в разделе поддержки.

На диске драйвер будет называться как драйвер чипсета (Intel Chipset).

Если же диска нет, то вам нужно определить модель ноутбука или модель материнской платы.

Ввод модели ноутбука или материнской платы на официальном сайте поддержки Samsung

Далее переходите на официальный сайт производителя, например Asus или Samsung и в разделе поддержки вводите модель для перехода к странице с драйверами.

Драйвер чипсета на официальном сайте поддержки

Лучший способ отблагодарить автора статьи- сделать репост к себе на страничку
SM Bus Controller SM контроллер шины System Management Controller

Автоматическая установка драйвера SM контроллера

Наиболее простым (но не всегда эффективным) способом решения проблемы является задействование стандартного системного механизма обновления драйверов.

Загрузка с сайта Интел

Наиболее же эффективным вариантом решения проблемы является загрузка и установка данного драйвера с ресурса производителя чипсета – компании «Интел».

В данном сборнике драйверов имеются драйвера для СМ-контроллера для большинства современных версий ОС Виндовс, включая и нужную нам Виндовс 7 64. После клика на указанное ПО откроется страница его загрузки, где вам необходимо будет внизу выбрать «SetupChipset.exe», согласиться с условиями, после чего скачать и запустить данный файл. После этого проблема с драйвером контроллера СМ шины обычно бывает решена.


Выставьте соответствующие фильтры

Использование специализированного софта

Довольно эффективным инструментом установки свежего драйвера для СМ контроллера шины Виндовс 7 64 является использование софта для установки драйверов: Лучшие программы для поиска и установки драйверов. Установите данный софт, он проведёт проверку имеющихся в вашей ОС драйверов, и установит на ПК их самые свежие версии.

Установка драйвера

Основной сложностью является не установка, а именно поиск драйвера. Обычно проблему помогают решить версия Windows и наличие доступа к Интернету. Правда, в некоторых ситуациях могут потребоваться и специальные средства.

Если для ноутбука или материнской платы есть диск с драйверами и версия диска подходит для выбранной ОС, — решение простое. Запускаем полную установку находящихся на диске компонентов. Обычно драйвер sm-контроллер для Windows XP, 7, 8, 10 устанавливается вместе с драйверами на чипсет.

Есть, конечно, и исключения. Например, для ноутбуков HP данный драйвер sм-контроллера шины является не частью чипсета, а включён в пакет HP Software Framework. При наличии диска рекомендуется устанавливать всё, что удаётся на нём найти.

Единственное требование для способа – знать с чем имеем дело. Потребуется определить, какая материнская плата используется в компьютере (ПК). Если речь идёт о ноутбуке, потребуется рассмотреть только его модель. Важно помнить, что даже различие в последней цифре существенно.

Для примера рассмотрим материнскую платуBiostar P31B-A7. Зная модель карты/ноутбука и производителя следуем инструкции:

Даже в ситуации, когда чипсет уже настроен бояться нечего. Этот способ срабатывает в большинстве случаев.

В ситуации, когда неизвестен производитель устройства, на помощь придут его Ven и Dev коды. Это сокращённые машинные обозначения производителя (VENdor – продавец или изготовитель) и изделия (DEVice — устройство). Узнав их, можно будет отправиться на официальный сайт и скачать нужный драйвер.

Примечание: в интернете можно будет найти предложения скачать микропрограмму напрямую. Делать этого не стоит. Зачастую таким образом устанавливаются неверные микропрограммы, которые просто выключают компонент.

Чтобы узнать эти коды потребуется:

Принцип и схема работы компьютера – аппаратная и программная части

Способ сложный, зато даёт 100% гарантию установки корректного драйвера.

Фактически это простейший из способов установить драйвер для sm-контроллера шины. Но упомянут ближе к концу по той причине, что срабатывает не со 100% гарантией (особенно с устаревшим оборудованием). Используется он элементарно:

Не смотря на простоту способа, он не даёт 100% гарантии и для некоторых версий Windows (например, для Десятки) требует включённого «Центра обновлений».

Примером таких программ можно назвать DRP (DriverPack Solution). Это сборники драйверов или утилиты, которые помогают в поиске и установке драйверов. Задача программ – проделать все описанные выше действия вместо пользователя. С учётом стоимости некоторых из этих утилит их использование не всегда оправдано.

Также важно понимать: использование этих сборников на ноутбуках нередко приводит к чёрным экранам из-за некорректной установки чипсета или видеокарты. Лучше избегать использования таких программ. Обратиться к ним можно только если не удалось справиться другими способами.

Что делать, если в пакете драйверов для чипсета не было драйвера SM?

В большинстве случаев с установкой драйверов для чипсета устанавливаются и драйвера для контроллера шины SM. Однако, на достаточно старых материнских платах этот драйвер может устанавливаться отдельно. Соответственно, в «Диспетчере устройств» возле элемента SM контроллера шины будет отображаться ошибка.

В данном случае нужно выполнить следующие действия:

ВАЖНО! Нужно проверять загружаемый файл на предмет вредоносного ПО.

Устанавливаем драйвер и после инсталляции перезагружаем систему, чтобы изменения вступили в силу. Таким способом устанавливаем не только драйвер к SM, но и к другим компонентам в списке.

Источник

Подключение приборных плат к шинам современных компьютеров. Часть 2. Микросхемы для сопряжения плат пользователя с компьютором

3. Варианты подключения сложных плат к компьютеру

Серьезная перемена в архитектуре компьютера не позволяет применять ранее разработанные платы расширения (встраиваемые пользовательские платы) в компьютерах последних поколений.

Возросшая сложность внутренних интерфейсов, высокая скорость обмена данными по шинам, многообразие алгоритмов пересылок — все это очень затрудняет процесс адаптации пользовательского оборудования к современным компьютерам. Если подключение платы к шине ISA еще можно было сделать при помощи микросхем малой и средней степени интеграции, то сегодня в усложнившихся компьютерах даже не стоит и пытаться проделать такое, подключаясь, например, к шине PCI. Не получится по многим причинам. Слишком велики, например, будут затраты по площади и по потребляемой мощности. Без CPLD просто не удастся получить тех скоростных параметров, которые предоставляет шинный интерфейс. Да и разработчиков, умеющих грамотно работать с теми микросхемами, в стране поубавилось. Часть ушла на покой, часть переквалифицировалась, поскольку долгое время оставалась невостребованной по основной профессии. Пришедшая им на смену молодежь хуже понимает ту часть электроники, которая требует знания многочисленных параметров, особенностей исвойств различных серий микросхем, электрических и временных характеристик, интерфейсов, стандартов, технологий, нагрузочных способностей и т. п. Зато для молодых разработчиков несложно набросать небольшие программки для микроконтроллеров, и они легче обращаются с компьютером, чем их наставники-ветераны. В статье И.Каршенбойма «Микроконтроллеры Fast Ethernet для встроенных применений» отмечается как факт, что многим современным разработчикам проще написать несколько уникальных программ, чем спроектировать одну схему («КиТ» № 5’2003). У них есть свои преимущества, но разработать схему интерфейса к компьютерной шине — задача для них слишком трудная. По моим наблюдениям (которые, вероятно, субъективны и не обладают абсолютной полнотой), инженеры-разработчики в нашей стране — профессия вымирающая. Что я знаю точно, так это то, что в большинстве питерских фирм, в которых мне пришлось побывать по роду работы в последние год-два, разработчикам либо уже давно за 40, либо нет их вообще, но фирмы еще живут, воспроизводя ранее разработанные устройства. (Есть, правда, пара-тройка преуспевающих компаний, работающих в сфере телекоммуникаций, где ситуация иная. Разработчики там ценятся. Их возраст находится как раз в том самом диапазоне между 30 и 40 годами, когда у инженера уже есть знания, опыт и силы, а душа еще стремится к новым высотам. Но эти компании представляют собой скорее исключение, чем правило.) Разработчиков, хорошо понимающих электронику, проникающих всуть работы прибора на уровне транзистора, почти не осталось. «Иных уж нет, а те далече…» Так или иначе, но старые способы решения проблемы уже не годятся.

В прочем, изредка, в печатных изданиях и в Интернете иногда все-таки промелькнет информация о вариантах реализации простых интерфейсных микроконтроллеров на нескольких PLD малой емкости (см., например, статью В. Стрижова «Самый простой интерфейс для PCI», «КиТ» № 1’2000). Простота этих узлов ограничивает их применение и часто противоречит требованиям стандарта, но позволяет быстро подключать пользовательскую электронику к современным компьютерным интерфейсам.

3.1. Реализация микроконтроллеров на CPLD и FPGA

Более современным и главное, значительно более простым способом сопряжения встраиваемой платы с шинным интерфейсом компьютера можно считать подход, основанный на применении микроконтроллеров, выполненных на базе микросхем FPGA, заключающих в себе готовые решения. Эти решения поставляются производителями микросхем и их партнерами (Altera, Xilinx, Lattice, Actel, Atmel, Cypress и др.). В настоящее время почти каждый из них поставляет тот или иной вариант библиотек интерфейсов PCI или средств их генерации. Они получили наименование «интеллектуальных ядер» (IP — intellectual property core), которые продаются в виде программ, описывающих поведение схемы интерфейса на специализированных языках, таких, как AHDL, VHDL или Verilog. Программы поставляются в кодированном виде и распаковываются фирменным инструментальным пакетом при наличии файла лицензии. В проект покупателя ядро может быть вставлено из библиотеки как символьный элемент с закрытым внутренним содержимым, у которого видны только входы и выходы, но не видна «начинка». Лицензия может стоить от нескольких тысяч до нескольких десятков тысяч долларов в зависимости от сложности ядра и от того, на какой временной период лицензия рассчитана (до$18 тыс. для LogiCORE PCI 64 бит/66 МГц). Лицензия предполагает использование ядер для серийного производства либо для уникальных образцов дорогостоящей техники.

Большим преимуществом такого подхода является значительное сокращение времени разработки всего продукта, удобство отладки проекта, возможность использования свободных ресурсов кристалла в своих собственных целях. (В зависимости от выбранного кристалла, неиспользованными могут оставаться более 60% ресурсов микросхемы. Так, например, микроконтроллер шины PCI разрядностью 64 бит и с системной частотой 66МГц занимает в FPGA Xilinx XCV1000 (свыше 1 млн вентилей), всего 3% от общего объема!) Однако в российских условиях воспользоваться такой методикой может далеко не каждая фирма. Цена IP-ядер для наших производителей неприемлема. Те варианты ядер, которые можно найти в свободном доступе в Интернете — кот в мешке. Работают ли они и какова степень их соответствия требованиям интерфейса — неизвестно. Поэтой причине для российских разработчиков предпочтительнее другой путь: применение специализированных микросхем — контроллеров шин. В статье В. Капитанова, В.Мистюкова, С.Довгань «Контроллер PCI-интерфейса наПЛИС фирмы Xilinx» (ChipNews №2’2000) вкачестве альтернативы предлагается использовать ядро, разработанное специалистами отечественной фирмы «Скан Инжиниринг-телеком». В отличие отзарубежных аналогов, наш «родной» продукт дешевле внесколько раз. В статье приводятся также расчеты, доказывающие, что устройства, содержащие это ядро, выпускаемые даже небольшими тиражами (сотни штук) становятся сравнимы по стоимости сизделием, реализованным на специальных контроллерных микросхемах. Так это на самом деле или нет — вопрос дискуссионный. Желающие могут проверить это опытным путем. Для тех же, кто не желает рисковать ине имеет лишних денег, остается единственный путь — покупка микросхем специализированных микроконтроллеров.

Читайте также:  Ремонт can шина петербург

3.2. Специализированные микросхемы (наименьшее количество проблем при высоких функциональных возможностях и низкой стоимости)

Использование таких микроконтроллеров позволяет подключить встраиваемую плату к компьютерной шине PCI или USB без особых хлопот и лишних расходов. Разработчику не нужно тревожиться за выполнение строгих требований спецификации шины со стороны системного интерфейса, поскольку СБИС микроконтроллера обеспечивает гарантированные временные характеристики и основной упор делается на разработку своего конкретного приложения. При этом почти все те преимущества, которые он получил бы, используя IP-cores, остаются. Конечно, логика сопряжения собственной части схемы с выходной шиной микроконтроллера здесь должна выполняться в виде отдельных микросхем, например, PLD или FPGA-чипов. Возможно, в зависимости от применяемого чипа FPGA и особенностей режима работы, может потребоваться или не потребоваться внешний буфер FIFO. Некоторый проигрыш, конечно, есть, и он выражается в большей площади печатной платы, отводимой под интерфейсную часть, в большем числе компонентов, используемых на эти цели, и в соответствующем снижении надежности всей платы в целом. Однако стоимость конечного продукта при таком подходе будет существенно отличаться от стоимости аналогичного, реализованного с применением дорогого ядра.

4. Микроконтроллеры для сопряжения с шиной PCI

По способу управления шиной и возможностям доступа к ресурсам компьютера все контроллеры шины PCI можно разделить на микроконтроллеры-исполнители (таргет, target) и контроллеры, имеющие функцию мастера, ведущего (master). Первые способны выполнять пересылки данных только под управлением основного процессора. Вторые могут сами управлять шиной, контролируя ход и длительность процесса, а также статусные сигналы других устройств. Такие микроконтроллеры способны работать в режиме прямого доступа к памяти компьютера (DMA), поэтому они сложнее и немного дороже, чем контроллеры-исполнители.

Микроконтроллеры различных фирм отличаются также наличием встроенных дополнительных интерфейсов. Некоторые из них имеют интерфейс ISA-подобной шины, облегчающий адаптацию ранее разработанной схемы к новым шинам. Другие транслируют сигналы PCI в некую промежуточную шину, не похожую ни на какие другие, но более удобную, наилучшим образом адаптированную для работы со встроенными приборами. Третьи имеют параллельные или последовательные каналы связи, аналогичные стандартным. Следующие обладают встроенными схемами, обеспечивающими связь с внешним миром по каналу Ethernet или через интерфейс IrDA (инфракрасный канал связи).

Фирм, предлагающих микроконтроллеры шин PCI и USB, можно насчитать десятки. Некоторые из них еще молоды и мало кому известны, другие успешно работают в этой области уже много лет и обрели популярность. Число микросхем контроллеров, производимых всеми ими в совокупности, исчисляется не единицами, а сотнями. Наиболее известны две компании, поставляющие на рынок микроконтроллеры для PCI-интерфейса, — АМСС и PLX (США).

Микроконтроллеры АМСС

Однокристальный микроконтроллер АМСС5320 предназначен для связи встраиваемых приложений с шиной РСI. Он соответствует требованиям стандарта PCI 2.2 и способен работать со скоростью до 132 Мбайт/с при тактовой частоте синхронизации шины 33МГц. Контроллер позволяет реализовать режим Plug&Play и умеет работать с несколькими конфигурациями устройства. Для этого может использоваться до четырех блоков памяти или участков ввода-вывода с переменным объемом. Добавочная шина, к которой подключается пользовательская электроника, обеспечивает пересылки данных от приложения разработчика с частотой до 40 МГц и разрядностью 8, 16 или 32 разряда. Микроконтроллер оснащен двухбанковым FIFO по 32 байт вкаждом банке. Выводы почтовых регистров mailbox позволяют производить передачу прерываний шине PCI. Контроль процессов передачи информации, управление и конфигурация контроллера осуществляется через 3 группы регистров: регистры конфигурации, рабочие регистры шины PCI, рабочие регистры дополнительной шины.

Конфигурационные регистры устанавливаются в процессе инициализации по включению питания. Они определяют специфику встраиваемой платы и информацию, которая задает объемы памяти, необходимой для функционирования прибора, позволяет идентифицировать как сам прибор, так и его изготовителя, и т.д. Эти регистры либо устанавливаются в нужное состояние автоматически по умолчанию, либо их содержимое определяется информацией, хранящейся во внешней памяти. Микросхема энергонезависимой памяти (чаще всего EEPROM) связана с микросхемой контроллера через двухпроводной интерфейс и автоматически конфигурирует его при каждом включении питания.

Регистры шины PCI доступны через линии самого интерфейса. Они являются регистрами, через которые основной процессор (хост) осуществляет пересылки данных между линиями PCI и дополнительной шины и окружены регистрами состояния, «почтовыми ящиками» и FIFO.

Последняя группа регистров относится к рабочим регистрам дополнительной шины. Они определяют параметры процессов передачи данных через эту шину и тоже окружены соответствующими статусными и почтовыми регистрами и имеют свой FIFO.

Мощный и гибкий микроконтроллер S5935 (рис.1) взаимодействует с интерфейсом PCI на нескольких уровнях сложности. Он может быть и ведомым (target), со скромными возможностями по скорости передачи, и ведущим (bus master), c пиковой производительностью 132 Мбайт/c. Микроконтроллер может выполнять пересылки в режиме прямого доступа к памяти (DMA). Такая способность бывает очень полезна при работе с быстрыми устройствами и при передачах больших массивов данных. Микросхема S5935 лучше адаптирована к новейшим высокоскоростным чипсетам современных компьютеров, что позволяет избежать некоторых неприятностей, с которыми приходилось сталкиваться ранее (к примеру, у предшествующих этому контроллеру микросхемах бывали конфликты, связанные с неверными временными соотношениями втранзакциях в режиме DMA). S5935 свободна от этих неприятностей. К тому же она имеет больше встроенной логики, предоставляя пользователю большие возможности. Поконструктивному исполнению и даже порасположению и наименованию выводов микросхема похожа на свой более примитивный аналог S5920, но отличается от него наличием специальных сигналов, необходимых для организации работы в режиме мастера.

Микроконтроллеры PLX

Компания PLX предлагает несколько типов микроконтроллеров интерфейса PCI, отличающихся уровнем функциональной сложности, частотой синхронизации, напряжениями питания, глубиной встроенных FIFO и конструктивным исполнением. Среди них два контроллера-таргета и 4 мастера. Некоторые отличия простых таргетов друг от друга описаны в таблице 1, микроконтроллеров типа мастер — в таблице 2.

Микроконтроллеры выполняют предварительную выборку достаточного количества данных из устройств локальной (дополнительной) шины. Затем выбранные данные пакетами пересылаются в шину PCI из внутреннего буфера FIFO. Размер предварительной выборки можно конфигурировать, чтобы он совпадал с длиной пакетов устройства PCI bus master, или использовать в качестве данных режима упреждающего считывания PCI-адресата. Это свойство позволяет увеличить пропускную способность и понизить задержки при считывании. При работе локальной шины с частотой 60 МГц микроконтроллер PCI9030 способен выполнять пакетные передачи данных со скоростью до 240 Мбайт/с, выдерживая при этом все необходимые временные соотношения, заданные стандартом. Программируемая локальная шина поддерживает протокол передачи как для мультиплексированных, так и немультиплексированных 32-битных адресов/данных, а динамичное управление разрядностью локальной шины обеспечивает доступ к 8-, 16- или 32-битным устройствам в ведомом режиме. Генератор прерываний может устанавливать запросы прерывания PCI, поступающие как от внешних, так и от внутренних источников.

Локальная шина работает с помощью синхронизатора шины и имеет дополнительные внутренние синхронизаторы. Синхронизатор локальной шины, в свою очередь, работает асинхронно с синхронизатором PCI.

Фирма предлагает комплект средств разработчика, включающий в себя CD-ROM c ПО для работы с микроконтроллерами и испытательную плату на каждый из типов контроллеров. Программный пакет (SDK) облегчает разработку программного обеспечения иподготавливает файлы для конфигурационной памяти разрабатываемого устройства.

Микрокнтроллеры ISS

Менее сложный, но не менее востребованный на рынке контроллер для сопряжения устройств, разработанных под шину ISA, и шины PCI, поставляет фирма Interconnect System Solution (ISS), который так и называется — PCI-ISA-001 (рис. 2). Дополнительная шина у него имеет разрядность данных 8 бит и адресное поле 11 бит. Такая шина удобна вработе с популярными микроконтроллерами серии MCS51. Несмотря на некоторую простоту ИС, она способна работать как таргет и как мастер и адресоваться к трем устройствам на локальной шине. Микроконтроллер может работать как задатчик (мастер), осуществляя пересылки в режиме прямого доступа в ту и другую сторону. Каки в большинстве других аналогичных контроллеров, здесь есть интерфейс конфигурационной EEPROM, содержимое которой может быть изменено при обращении со стороны PCI. Микросхема производится в корпусе типа TQFP-100, питается от источника 3,3 В и рассчитана на эксплуатацию при температурах 0–70°С. Рис. 2 показывает типовую схему включения микроконтроллера при работе с устройствами, имеющими интерфейс шины ISA.

Микроконтроллеры SUN

Намного сложнее устроен микроконтроллер фирмы Sun Microelectronics STP2003PQFP (рис. 3). Он ориентирован на применение вустройствах связи, работающих через сеть Ethernet. Микросхема является элементом подсистемы ввода-вывода и заключает в себе высокоскоростной контроллер сети Ethernet и котроллер ISA-подобной шины Ebus2. Микросхема способна работать в режиме мастера и таргета (исполнителя) для интерфейса PCI 33МГц/32бит. По отношению к каналу Ethernet она является устройством 10baseT (802.3) и 100baseT (802.30) с полностью буферизованными приемопередающими каналами, вторичным МАС-контролем (Media Access Control) и независящим от среды интерфейсом (media-independent interface — MII). Второй встроенный микроконтроллер поддерживает работу ИС в режиме DMA и позволяет адресоваться к 8 внешним устройствам, подключенным к шине Ebus2. Чип работает с кварцевым генератором 40 МГц и часами реального времени 10 МГц. STP2003PQFP предназначен для организации сложных систем и способен нормально взаимодействовать саудиокодеками, микроконтроллерами DMA, скоростными FIFO и др. микросхемами высокой интеграции.

Микроконртроллеры Oxford

Целую серию недорогих контроллеров таргетов для шины PCI, оснащенных стандартными параллельными и последовательными портами, производит английская фирма Oxford. Некоторые из них имеют только последовательные и параллельные порты, но не имеют дополнительной (локальной) шины. Другие имеют и то и другое. Встроенные порты способны работать с высокими скоростями передач (от 15 до 60 Мбайт/с) и могут сопрягаться с инфракрасными приемопередатчиками стандарта IrDA. Параллельные порты и ISA-подобная дополнительная шина позволяют подключать ранее разработанные платы с минимальными переделками или вообще без них. Основные характеристики выпускаемых микроконтроллеров сведены в таблицу 3.

Читайте также:  Не совмещаются метки грм

Все микроконтроллеры имеют встроенный FIFO глубиной до 128 байт, позволяющий достигать высоких скоростей обмена по шине без увеличения загрузки основного процессора. Последовательные асинхронные приемопередатчики программно настраиваемы и могут работать как с 9-разрядными так и с 8-, 7-, 6- и 5-разрядными фреймами. Управляющие сигналы дополнительной шины позволяют подключать ее к микроконтроллерным интерфейсам интеловских и мотороловских чипов.

Не отстают от крупнейших западных компаний и их восточные конкуренты. Так фирма Winbond, например, предлагает чипсет из двух микросхем W83628F и W83629D, которые вместе представляют собой полный мост между шинами PCI и ISA. Чипсет имеет встроенный канал DMA и способен работать с тремя приборами ISA.

Микроконтроллеры Tundra

Компания Tundra Semiconductor Corporation, ранее известная как Newbridge Microsystems, выпустила мостовой кристалл PCI-VME 32/64 Universe II (CA91C142-xxCE), который позволяет без особых проблем выполнить любой PCI-компьютер в стандарте VME. Такой чип позволяет разрабатывать крейтконтроллеры в стандарте VME без из лишних интеллектуальных напряжений путем встраивания готовых компьютерных плат на базе микропроцессоров фирмы Intel или Motorola в конструктив евромеханики. Достаточно взглянуть на структурную схему (рис. 4) современной VME/Pentium-одноплатки, чтобы понять, что в сущности архитектурно она отличается от «стандартной» РС/АТ-машины только механическим форматом и наличием мостового кристалла PCI-VME64.

Со стороны компьютерного узла микроконтроллер представляет собой устройство сопряжения с шиной PCI 64 бит/25–33 МГц, который может работать и как таргет, и как мастер (способный работать в режиме DMA). Чипоснащен памятью типа FIFO, что позволяет достигать скорости передачи в 60–70Мбайт/с. Структурная схема микроконтроллера CA91C142-xxCE представлена на рис. 5.

Со стороны 64-разрядной шины VME этавысокопроизводительная микросхема выступает как мастер, исполнитель и прерыватель. Он может адресоваться к остальным модулям крейта в режимах А16/A24/A32 и исполнять обычные операции чтения и записи, «только адрес», а также команды «чтение-модификация-запись» и блочные пересылки. Вообще же сопряжение этих двух интерфейсов является непростой задачей, так как возможности передач в сопрягаемых шинах очень значительно различаются. Контроллеру приходится готовить транзакции, используя для этих целей встроенные FIFO. Если разрядность шины данных на стороне VME отличается от 32, то микроконтроллер выполняет одну передачу поканалу PCI как ряд пересылок по VME, либо собирая данные в одно слово, либо наоборот, разбивая пересылаемые данные на 2 или больше частей. Генерируемые микроконтроллером коды адресных модификаторов являются производными от 32-разрядной адресации нашине PCI. Микросхема производится в корпусах BGA с 313 или 361 выводом. ИС может использоваться не только как мастер на стороне VME, но и как исполнитель (однако использование его в этой функции представляется не рациональным и дорогостоящим).

Микроконтроллеры для шины USB

Если разрабатывается устройство, которое должно подключаться к компьютеру, а у вас нет свободных последовательных (COM) и параллельных (LPT) портов или скорость их работы вас не устраивает, то вам необходимо познакомиться с шиной USB. Если предполагается обработка больших объемов данных, но ваше устройство не может быть встроено в компьютер, то освоение интерфейса USB — ваша главная задача.

Как уже отмечалось в этой статье, сегодня шина USB является, пожалуй, наиболее перспективным стандартом с точки зрения подключения пользовательских устройств к компьютеру. Прошло то время, когда журналисты переводили USB как Useless Serial Bus — «бесполезная последовательная шина». Скоростные характеристики интерфейса позволяют работать с самыми высопроизводительными приборами. Кроме скорости и относительной простоты подключения, использование именно этого шинного стандарта дает разработчику и другие важные преимущества. Например, снимаются ограничения на габаритные размеры печатной платы, так как подключаемая электроника может размещаться за пределами корпуса компьютера. Снимаются также ограничения по потребляемой мощности, если, конечно, плата не использует питание, предоставляемое кабельными линиями USB. Этот интерфейс очень удобен, когда вы хотите подключать-отключать устройство без отключения компьютера.

На данный момент существует множество микроконтроллеров USB и их можно группировать самыми различными методами. Например, по наличию встроенных стандартных интерфейсов (например, с последовательным или параллельным интерфейсом; последний тоже может быть различным: мультиплексированная или раздельная шина адресов и данных).

Можно подразделять по типу встроенного микроконтроллерного ядра. Чаще всего используется ядро MCS51, причем микроконтроллер может обладать типичным комплектом аппаратной периферии (UART, SPI, I2S и т.д.). А можно группировать по готовой встроенной функции (контроллер сканера, мышки, канала Ethernet, клавиатуры, RS232 или LPT).

Здесь мы кратко рассмотрим наиболее популярные микросхемы лидеров мирового рынка электронных компонентов.

Микроконтроллеры Atmel

Фирма Atmel в 2003 году начала продажи микроконтроллеров интерфейса USB 2.0 с ядром MCS51. Контроллеры AT89C5131 и AT89C5132 предназначены для встраиваемых применений, обладают Flash-памятью программ (32и64 кбит соответственно) и относятся к микроконтроллерам полноскоростной версии (Full-speed), то есть способны выполнять передачи по шине USB на скорости вплоть до 12 Мбайт/с в изохронном режиме и режиме bulk. В МК реализована функция самопрограммирования, позволяющая вносить изменения в проект удаленно через интерфейс USB или UART.

AT89C5131 является микроконтроллером общего назначения, оснащен интерфейсом клавиатуры, 1 кбайт EEPROM, SPI и предназначается для встраивания в считыватели штрих-кодов, клавиатуры и т. п.

AT89C5132 имеет интерфейсы IDE/ATAPI для HDD, CD/DVD и CompactFlash, MultiMediaCard, DataFlash, Nand Flash и SmartMediaCard. AT89C5132 также поддерживает драйвер светодиодного дисплея, интерфейс ЖКИ, 10-разрядный АЦП для регулирования напряжения батареи, а также узлы для записи голосовых сообщений. Предполагается, что он найдет применение в устройствах контроля доступа на смарт-картах, устройствах чтения-записи Flash-card и Flash-дисков, различных аудиопроигрывателях, фотокамерах, а также в устройствах обработки изображений и других периферийных приборах, требующих сложной обработки и высоких скоростей передачи данных.

Выпускается полный комплект средств разработки, включая внутрисхемные эмуляторы, стартовые наборы разработчика, компиляторы. Кристалл AT89C5131 доступен в корпусах MLF/QFN48, SO28, VQFP64 и PLCC52, AT89C5132 — в корпусе VQFP80; оба кристалла выпускаются в индустриальном температурном диапазоне.

Atmel извещает также о подготовке к выпуску полноскоростного микроконтроллера AT43USB370, обладающего функциональными способностями хоста для USB2.0. Таким образом, фирма предоставляет своим клиентам возможность производить полный спектр приборов, работающих через современный интерфейс USB, начиная от периферийных устройств и заканчивая встраиваемым в компьютер контроллером-хостом.

AT43USB370 обладает всеми необходимыми качествами, которые предусматриваются стандартом применительно к хосту. Он выполнен в архитектуре сдвоенного 32-разрядного RISС-процессора и имеет все необходимое для исполнения любой функции интерфейса: стек шины, драйвер хаба и основные блоки для построения драйверов USB как для хоста, для хаба, так и для исполнительного прибора. Универсальный интерфейс процессора в сочетании с функцией DMA и сдвоенным буферным блоком памяти типа FIFO позволяет легко адаптироваться к интерфейсу любого универсального процессора, достигая при этом максимальных скоростей передачи для всех возможных типов передач данных и векторов прерывания.

При работе в режиме хоста AT43USB370 может подключаться к USB-хабу для поддержки или расширения числа подключаемых приборов и устройств. При этом никаких дополнительных драйверов не требуется.

AT43USB370 способен работать как полносткоростной (до 12 Мбайт/с), так и как низкоскоростной (до 1,5 Мбайт/с) прибор и поддерживает либо одну функцию управляющего устройства, либо 6 портов исполнителей.

AT43USB370 выполнен в 100-pin TQFP-корпусе. Доступен комплект средств для разработки и отладки плат и программ клиента (development kit) AT43DK370.

Еще один сложный и интересный микроконтроллер Atmel — AT91RM920.

Микроконтроллер основан на микропроцессоре ARM920T и способен работать с частотой 180МГц, достигая при этом производительности 200 MIPS. Чип располагает 16 кбайт данных и такой же памятью программ, контролируемыми специальным блоком управления памятью. Интерфейс внешней шины (External Bus Interface) поддерживает взаимодействие с синхронной динамической памятью (SDRAM), статической памятью, пакетные пересылки с Flash-памятью и смарт-картами.

Высокопроизводительный микроконтроллер имеет развитые средства периферийного управления:

AT91RM920 может работать в режиме крайне низкой тактовой частоты с программно-оптимизируемой потребляемой мощностью. Для удобства работы чип оснащается системным таймером, который включает в себя таймер периодического прерывания и вторичный таймер. Микроконтроллер AT91RM920 имеет усовершенствованный контроллер управления прерываниями, способный обрабатывать запросы с 8-уровневым приоритетом (7 нормальных внешних маскируемых векторных источников прерывания и еще один быстрый).

Микроконтроллеры Cypress

Фирма Cypress — один из лидеров в производстве микроконтроллеров для USB-шины. Она производит большое число разноскоростных микроконтроллеров, отличающихся функциональными возможностями и конструктивным исполнением, что позволяет пользователю подобрать наиболее подходящий для его оборудования вариант. Но фирма выпускает микроконтроллеры не только для периферийной, приборной части компьютера. Если несколько лет назад материнские платы компьютеров оснащались в основном микроконтроллером японской фирмы NEC µPD720100A, то сегодня самыми известными производителями плат устанавливаются хост-контроллеры Cypress. Одного этого вполне достаточно, чтобы охарактеризовать качество микроконтроллеров, производимых этой фирмой (хост-контроллером USB называют чип, представляющий собой (применительно к рассматриваемой области) своеобразный «мост» между шинами PCI и USB).

Cypress производит контроллеры USB-шины в 5 категориях: хост-контроллеры, хабы и периферийные контроллеры трех видов — низкоскоростные, полноскоростные и высокоскоростные (в общей сложности около 40 разновидностей). Каждая категория имеет несколько конкретных вариантов исполнения, отличающихся функциональными возможностями, потребляемой мощностью, напряжениями питания и др. Некоторые из них приведены в таблицах 4–6.

Микроконтроллеры USB не производят, кажется, только ленивые. В одной статье рассмотреть все множество невозможно, так как не позволяет формат статьи, но несколько слов сказать все-таки нужно.

Один из мировых гигантов в электронике, фирма Philips производит свыше 20 наименований микросхем, предназначенных для передачи данных по линиям интерфейса USB. Среди них есть и сравнительно простые устройства типа шинных приемо-передатчиков, но есть и хост-контроллеры, и хабы, и периферийные устройства. Причем производятся сложные ИС, дополненные параллельными и последовательными интерфейсами, полноскоростные и высокоскоростные. Некоторые разновидности выпускаются в нескольких видах конструктивного исполнения и имеют различные диапазоны питания.

Интересные компоненты предлагает фирма Future Technology Devices Intl Ltd. (www.ftdichip.com/FTProduct.htm) из Великобритании. Они позволяют без особых трудностей произвести передачу данных из последовательных интерфейсов RS232/422/485 или параллельного 8-битного интерфейса в шину USB. Фирмой выпускается 5 типов приборов различного уровня сложности. Их применение позволяет связать удаленное от компьютера устройство с машиной при помощи небольшого адаптерного блока, выполняющего преобразование сигналов из одного интерфейса в другой. При этом нет необходимости в глубоких знаниях протокола USB, так как он (протокол) выполняется микросхемами автоматически. Все компоненты относятся к периферийным микроконтроллерам, заисключением одного (FT8U100AX), который способен выполнять функции хаба.

Нечто подобное делает фирма Cygnal, широко известная своими высокоскоростными микроконтроллерами MCS51. Выпускаемый ею чип СР2101 позволяет связать устройства, имеющие канал RS232, с шиной USB. Контроллер характеризуется высокой производительностью, выполняя передачи со скоростью от 300 до 921,6 кбит/с, имеет встроенную EEPROM на 512 байт и обладает крошечными размерами (55 мм).

Источник

Вопрос - ответ
Adblock
detector