Научная статья на тему 'Обзор и сравнительный анализ последовательных интерфейсов передачи данных'

Обзор и сравнительный анализ последовательных интерфейсов передачи данных Текст научной статьи по специальности «Компьютерные и информационные науки»

CC BY
1340
146
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.
Ключевые слова
UART / SPI / USB / ETHERNET / СКОРОСТЬ ПЕРЕДАЧИ ДАННЫХ / ПРОТОКОЛ ПЕРЕДАЧИ

Аннотация научной статьи по компьютерным и информационным наукам, автор научной работы — Кислов Александр Геннадьевич

В статье приводится краткий обзор используемых в настоящее время последовательных интерфейсов передачи данных, приводится таблица сравнения интерфейсов по нескольким критериям. Исходя из данных этой таблицы, делаются выводы о сферах использования данных интерфейсов.

i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.
iНе можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.

Текст научной работы на тему «Обзор и сравнительный анализ последовательных интерфейсов передачи данных»

В этой связи необходимо:

• Разработать дорожную карту по переходу и популяризации применения МСФО и повышению квалификации специалистов по международной отчетности на государственном уровне.

• Увеличить количество и доступность достоверной информации по МСФО, включающей в себя обобщение и анализ положительной практики применения МСФО российскими компаниями, адаптацию зарубежного опыта применения МСФО как на уровне государства в целом, так и положительного опыта иностранных компаний, а также разъяснения и комментарии к стандартам и практике их применения Минфина, других компетентных органов и профессионального сообщества; составить обобщение и анализ положительной практики применения МСФО российскими компаниями, а также разъяснений и комментариев к стандартам Минфина и других компетентных органов;

• разработать доступные широкому кругу специалистов программы обучения и повышения квалификации по МСФО, поддерживаемые государством и признаваемые на международном уровне.

Литература

1. Волкова О. Е., Дмитриева О. Ф., Соснин В. Н. Исследование «Перспективы и практика применения МСФО в России» // МСФО в России: особенности перехода и практика применения, Москва, 2013: материалы конференции.

2. Голова И. С. поправкой на менталитет. Российская Бизнес-газета. № 900 (22), 2013.

3. Сунгурова П. Методические аспекты перехода на МСФО // МСФО в России: особенности перехода и практика применения, Москва, 2013: материалы конференции.

4. Шишова Л. И., Пинясова И. А. МСФО в России: особенности перехода // Молодой ученый. № 4, 2013.

Обзор и сравнительный анализ последовательных интерфейсов

передачи данных Кислов А. Г.

Кислое Александр Геннадьевич /Kislov Aleksandr Gennad'evich - студент, кафедра вычислительной техники, факультет микроприборов и технической кибернетики, Национальный исследовательский университет Московский институт электронной техники, г. Зеленоград

Аннотация: в статье приводится краткий обзор используемых в настоящее время последовательных интерфейсов передачи данных, приводится таблица сравнения интерфейсов по нескольким критериям. Исходя из данных этой таблицы, делаются выводы о сферах использования данных интерфейсов.

Ключевые слова: UART, SPI, USB, Ethernet, скорость передачи данных, протокол передачи.

В настоящее время в процессе проектирования и разработки устройств одной из главных проблем является выбор интерфейса передачи данных, наиболее подходящего для выполнения устройством его функций и задач. Существует множество интерфейсов передачи данных. Каждый из них отличается от других по пропускной способности, способу передачи и принципу обмена информацией. В данной статье будет проведен обзор некоторых из этих интерфейсов, а также их сравнение.

илят

UART - это старейший и наиболее распространенный на сегодняшний день физический протокол передачи данных, предназначением которого является организация связи между цифровыми устройствами. Он преобразует передаваемые данные в последовательный вид для возможности передачи их по цифровой линии другому аналогичному устройству. Наиболее известной реализацией иЛБТ является интерфейсы RS-232, RS-422 и RS-485 [1, с. 18].

Данные в UART передаются последовательно по одному биту через равные промежутки времени. Этот временный промежуток задается скоростью UART, которая указывается в бодах. Существует ряд стандартных скоростей: 300, 600, 1 200, 2 400, 4 800, 9 600, 19 200, 38 400, 57 600, 115 200, 230 400, 460 800 и 921 600 бод. К примеру, максимальная скорость СОМ-порта компьютера составляет 115200 бод. Информационные биты для синхронизации обрамляются стартовым и стоповым битами, таким образом формируется минимальная посылка. Обычно посылка содержит в себе один байт информации, но существуют реализации UART, позволяющие передавать иное количество бит. Также для проверки целостности данных может присутствовать бит четности [1, с. 421].

Рис. 1. Передача данных по UART SPI

SPI - последовательный интерфейс передачи данных, разработанный компанией Motorola. Основным его предназначением является обеспечение простого и недорогого высокоскоростного сопряжения микроконтроллеров и периферии.

В SPI для соединения устройств используется конфигурация ведущий/ведомый. В схеме подключения всегда только один ведущий, количество ведомых может быть различным. В общем случае выход ведущего соединяется с входом ведомого, а выход ведомого соединяется с входом ведущего.

SPI является синхронным интерфейсом, в котором любая передача синхронизирована с общим тактовым сигналом, генерируемым ведущим устройством. Ведомая периферия синхронизирует прием битовой последовательности с тактовым сигналом.

Рис. 2. Схема подключения SPI

В SPI используются четыре сигнала: MOSI, служащий для последовательной передачи данных от ведущего устройства ведомому, MISO, предназначенный для последовательной передачи данных от ведомого устройства ведущему, последовательный тактовый сигнал SCLK и ChipSelect, использующийся для выбора ведомой микросхемы.

Передача данных по SPI осуществляется пакетами, длина которых, как правило, 8 бит. Для инициации связи ведущее устройство устанавливает низкий уровень на выводе сигнала того устройства, с которым необходимо установить соединение. При низком уровне сигнала ведомое устройство переходит в активное состояние, вывод сигнала MISO устанавливается в режим «выход», а сигнал SCLK начинает вызывать считывание на входе MOSI передаваемых значений битов от ведущего устройства. Данные по SPI передаются в полнодуплексном режиме, т.е. передача осуществляется в обоих направлениях одновременно.

В настоящее время интерфейс широко используется в микроконтроллерах наряду с UART.

USB

USB - интерфейс, предназначенный для подключения различных периферийных устройств к персональному компьютеру. Разрабатывался USB с целью унификации и простоты для пользователя. Под унификацией понимается замена множества «традиционных» интерфейсов одним, а простота для пользователя означает «горячее» подключение устройств.

На сегодняшний день актуальной версией спецификации интерфейса является USB 3.0. Интерфейс обеспечивает максимальную скорость передачи данных до 5 Гбит/с и значительно упрощает питание и зарядку многочисленных устройств.

Данные передаются посредством транзакций - неразрывными последовательностями из нескольких пакетов. Обмен данными происходит следующим образом. Инициатором обмена всегда является хост. Он передает короткий пакет, уведомляющий о начале новой транзакции. В этом пакете хост указывает направление транзакции и адрес устройства. Пакетов с данными может быть несколько в одной транзакции, если каждый из них имеет максимально допустимую для этого устройства длину данных. Окончание пересылки данных определяется по длине пакета, не равной максимальной. Как только приходит укороченный пакет, устройство немедленно передает ответный пакет-подтверждение, например, все успешно принято или не смог принять. Аналогично происходит передача данных от устройства к хосту.

Ethernet

Ethernet - проводной интерфейс передачи данных, который используется преимущественно для построения локальных компьютерных сетей.

Передача данных по Ethernet происходит с помощью стека протоколов TCP/IP. Название TCP/IP происходит из двух наиболее важных протоколов семейства -Transmission Control Protocol (TCP) и Internet Protocol (IP), которые были разработаны и описаны первыми в данном стандарте.

Данные по Ethernet передаются в виде коротких пакетов, называемых кадрами, между двумя и более станциями - узлами. В целях идентификации каждому узлу приписывается персональный номер, именуемый MAC - адресом.

В ходе обзора интерфейсов были выделены их преимущества и недостатки, которые представлены в таблице 1.

Характеристики UART SPI USB Ethernet

Скорость передачи данных низкая низкая высокая высокая

Сложность реализации протокола передачи низкая низкая высокая высокая

Возможность «горячего» подключения устройств - - + +

Дальность передачи данных маленькая очень маленькая маленькая большая

Электрическая изоляция устройств - +/- - +

Возможность построения распределенных систем - - - +

Интерфейсы UART и SPI имеют относительно низкую скорость передачи данных, но низкая сложность реализации протоколов передачи позволяет применять их для построения простых недорогих решений. Например, подключение низкоскоростной периферии к ПК или микроконтроллерам. USB и Ethernet в свою очередь обладают относительно высокой скоростью передачи данных, а также имеют возможность «горячего» подключения устройств, однако протоколы передачи данных интерфейсов довольно сложны. Поэтому USB используется для сопряжения высокоскоростной периферии (внешние носители данных, видеокамеры и т.д.) с ПК, а Ethernet применяется в ЛВС и системах распределенных вычислений.

Литература

1. Агуров П. В. Последовательные интерфейсы ПК. Практика программирования.

Санкт-Петербург: БХВ-Петербург, 2004. 472 с.

Возможно ли развитие России по сценарию Китая? Муравьева Я. И.

Муравьева Яна Игоревна /Muraveva Iana Igorevna - студент, факультет бизнеса и менеджмента, Национальный исследовательский университет «Высшая школа экономики», г. Москва

Аннотация: в статье рассматриваются основные этапы становления экономик России и Китая, а также приводится сравнение ключевых характеристик, предопределивших развитие стран.

Ключевые слова: монетарная политика Китая, экономика развитых стран, банковская система РФ и КНР.

На сегодняшний день такие страны, как Япония, Китай, Бразилия развиваются довольно быстро. Уже к началу двадцать первого века их экономика стала заметно расти. Известно, что в данный момент экономика Китая одна из передовых в мире, ее

i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.