William Sandqvist william@kth.se Övning 6 Seriekommunikation - serieport William Sandqvist william@kth.se.

En presentation över ämnet: "William Sandqvist william@kth.se Övning 6 Seriekommunikation - serieport William Sandqvist william@kth.se."— Presentationens avskrift:

1 William Sandqvist william@kth.se
Övning 6 Seriekommunikation - serieport William Sandqvist

2 William Sandqvist william@kth.se

3 William Sandqvist william@kth.se
snaptime() Man måste kunna mäta hur lång tid olika kodavsnitt tar att exekvera. Timern kan därför också användas som ett ”tidtagarur”. William Sandqvist

4 William Sandqvist william@kth.se
snaptime() stw Snap-funktionen är jämförbar med att ta en ”mellantid” på ett tidtagarur. genom att skriva något (vad som helst) till register snapl så lagras ”mellantiden” i snap-registren. William Sandqvist

5 William Sandqvist william@kth.se
snaptime() William Sandqvist

6 William Sandqvist william@kth.se
Lab 2 Assembler: inittimer, checktimer ( eller valbart i C ) C: PutTime_hex Dessa funktioner skriver Du själv. { Hur många cykler tar ett tick? Gör jämförande mätningar med simulatorn och med labutrustningen! William Sandqvist

7 William Sandqvist william@kth.se
Kommunikation William Sandqvist

8 Parallell och Serie -kommunikation
Seriekommunikation behöver få ledningar, men går därför långsammare än parallell kommunikation. William Sandqvist

9 Seriekommunikation parallell-serie-parallell omvandling
William Sandqvist

10 Asynkron seriekommunikation
Vid seriekommunikation är det nödvändigt att sändare och mottagare opererar med samma i förväg överenskomna hastighet. Den hastighet med vilken bitarna överförs kallas för Bitrate [bit/sek]. Vanliga Bitrate´s är multiplar av 75 bit/sek som: 75, 150, 300, 600, 1200, 9600, 19200, Vi använder och bit/sek. William Sandqvist

11 William Sandqvist william@kth.se
UART-enhet Ex. UART-chip Serie/Parallell-omvandlingen på bitnivå tas ofta om hand med en specialkrets UART (Universal Asynchronous Reciever/ Transmitter), så att processorn kan leverera/mottaga hela tecken. Flera sådana enheter finns konfigurerade inuti Cyclone II chippet på DE2 kortet. William Sandqvist

12 William Sandqvist william@kth.se
Bitar och extrabitar Den asynkrona överföringstekniken innebär att man för varje byte lägger till extra bitar som ska göra det möjligt att skilja ut byten från bitströmmen. Ofta lägger man dessutom till en bit för felindikering. En nackdel med detta arrangemang är att dessa extra bitar sänker den effektiva överföringshastigheten (det vill säga antalet överförda bytes/sek). William Sandqvist

13 William Sandqvist william@kth.se
Skicka ett tecken … ’W’ = 0b Dataöverföringens startar med att datalinjen hålls låg "0" under ett tidsintervall som är en bit långt (T = 1/Baudrate). Detta är startbiten. Under 8 lika långa tidsintervall följer sedan databitarna, ettor eller nollor, med den minst signifikantabiten först och den mest signifikanta biten sist. Därefter kan följa en paritetsbit, ett hjälpmedel vid detekteringen av överföringsfel. Överföringen avslutas slutligen av att datalinjen för åtminstone ett bit-tidsintervall är hög. Det är stoppbiten. William Sandqvist

14 William Sandqvist william@kth.se
Mottaga ett tecken Mottagningen av data sker genom att man först inväntar startbitens negativa flank, för att därefter registrera datalinjen vid tidpunkterna 3T/2, 5T/2, T/2 relativt startflanken (dessa tider är databitarnas "mittpunkter"). Mottagaren "synkroniseras om" på nytt av varje startflank. Detta medför att relativt stora avvikelser från överens-kommen bauderate kan förekomma, hos både mottagare och sändare, innan dataöverföringen misslyckas! William Sandqvist

15 William Sandqvist william@kth.se
Baudratefel Vid serie-kommu-nikation är ”1” -12V och ”0” +12V Mindre än 0,5 bit fel på 10 bitar fungerar. Baudratefel < 5%. William Sandqvist

16 William Sandqvist william@kth.se
Paritetsbit/9:e bit En sedan länge använd metod för feldetektering är den s.k. paritets-kontrollen. Till den byte som överförs lägger man en extra s.k. paritetsbit som är så vald att det totala antalet ettor är jämnt vid jämn paritet (J), eller udda vid udda paritet (U). Sedan det överenskommits om vilken paritet J/U som ska gälla, kan mot-tagaren upptäcka om någon av de överförda bitarna "bytt" värde till följd av en störning. Paritetsbiten härstammar från automatiseringsteknikens barndom, då data överfördes med stansade hålremsor. De mekaniska stansutrustningarna "hängde sig" ibland, men att två stanspinnar skulle kärva samtidigt var obefintlig. En alternativ användning för en nionde bit är att låta den betyda ”allmänt anrop”. De åtta vanliga bitarna tolkas då som den anropades adress. William Sandqvist

17 William Sandqvist william@kth.se
Serieport Nios II Läsning av RxData nollställer IBF Skrivning till TxData (vad som helst) nollställer OBE William Sandqvist

18 6.3 Eko/(Krypto) - program
William Sandqvist

19 Terminalprogram till XP
Hyperterminalen (ingår i Windows XP) PC:ns serieport (sällsynt numera) USB-port USB till serieport adapter finns vid lab. OBS! behöver drivrutin. (tag inte med en egen!) William Sandqvist

20 Terminalprogram till Vista
Om Du använder USB-virtuell serieport – tag reda på COM-portens nummer först (med Enhetshanteraren/Device Manager) … PuTTY PuTTY William Sandqvist

21 Main – Eko-evighetsslinga
.text .align 2 .global main main: call in_char # hämta mottaget tecken mov r4,r2 # returvärde till parameter call out_char # lämna tecken för sändning br main # omigen, evighetsslinga William Sandqvist

22 (Main – Krypto-evighetsslinga)
Ett ändå bättre test är att ”kryptera” de ekade tecknen. Då vet man säkert att ekot inte bara beror på ”överhörning” mellan ledningarna! För att testa seriekommunikation brukar man skriva ett eko-program. Ser man vad man skriver i terminalfönstret så fungerar kommunikationen! .text .align 2 .global main main: call in_char # hämta mottaget tecken mov r4,r2 # returvärde till parameter addi r4,r4,1 # svag kryptering införs call out_char # lämna tecken för sändning br main # omigen, evighetsslinga William Sandqvist

23 William Sandqvist william@kth.se
main() eko i C William Sandqvist

24 William Sandqvist william@kth.se
6.3 funktionen in_char() int in_char( void ); William Sandqvist

25 6.3 funktionen out_char()
void out_char( int ); William Sandqvist

26 C-funktion out_char()
#define uart0 ( ( volatile unsigned int *) 0x860 ) #define UART_RECIEVE_BIT 0x80 /* RXRDY */ #define UART_TRANSMIT_BIT 0x40 /* TXRDY */ void out_char( int ch) { unsigned int tmp = 0; while(!tmp) { tmp = uart0[2] & UART_TRANSMIT_Bit; } uart0[1] = ch & 0x7f; /* 7-bitars ASCII */ } William Sandqvist

27 6.5 Non-blocking funktioner
William Sandqvist

28 Non-blocking in_charx()
int in_charx( void ); William Sandqvist

29 C-funktion in_charx()
#define uart0 ( ( volatile unsigned int *) 0x860 ) #define UART_RECIEVE_BIT 0x80 /* RXRDY */ #define UART_TRANSMIT_BIT 0x40 /* TXRDY */ int in_charx( void ) { unsigned int tmp = uart0[2] & UART_RECIEVE_Bit; if(tmp) return ( uart0[0] & 0x7f ); else return –1; } William Sandqvist

30 Non-blocking out_charx()
int out_charx( int ); William Sandqvist

31 6.5 Eko, med non-blocking funktioner
Nu blockeras man i vänteloopar i main i stället för i funktionerna. (finns egentligen ingen anledning att ha non-blocking funktioner i ett eko-program) William Sandqvist

32 6.6 Korsvis kommunikation
Chatta med en kompisgrupp! Om det inte finns någon annan grupp som är färdig, så låna en ”studsplugg” och chatta med dig själv! A B A A B William Sandqvist

33 6.6 Korsvis kommunikation
Två nya subrutiner behövs rec_charx() send_char() Som in_charx() och send_char(), fast för annan serieport. Dom skriver Du i C. send_char() och out_char() är så snabba, 100 s, så dom kan utan risk vara blockerande. Här behövs det non-blocking funktioner! William Sandqvist

34 William Sandqvist william@kth.se
send_char() William Sandqvist

35 William Sandqvist william@kth.se
rec_charx() William Sandqvist

36 William Sandqvist william@kth.se
Registeranvändning William Sandqvist