مع ظهور عصر الكمبيوتر على التواصل مع دمج الرقمية، والنطاق العريض، وأصبح التواصل الذكي الاتجاه مستقبل تطور المجتمع البشري من جودة خدمات الاتصالات لأنواع الأعمال التجارية تثار متطلبات أعلى وأعلى، ونتيجة لشبكة النفاذ الاتصالات جزء مهم من شبكة، وربط الصرف المحلي للمستخدم، الشعيرات الدموية واختناقات في جميع أنحاء شبكة الاتصالات السلكية واللاسلكية، والرقمية رئيسيا، والنطاق العريض وتطبيقات تكامل الأعمال. نظام مضمن تصميم تطبيق مركزية من منتجات الأجهزة والبرامج لتطوير التطبيقات القائمة على نظام كمبيوتر مخصص، وتستخدم على نطاق واسع في الصناعة التحويلية، ومراقبة عملية، والاتصالات والمعدات والأجهزة والسيارات والبحرية والطيران، والفضاء، والمعدات العسكرية والمنتجات الاستهلاكية وغيرها من المجالات.

في الأنظمة المدمجة، والاتصالات واجهة المجلس يشير إلى مسار الاتصالات أو حافلة للاتصال مع الأجهزة الطرفية الأخرى مع مختلف الدوائر المتكاملة. وسيتم وصف ما يلي واحدة من قبل مجلس الاتصالات واجهة واحدة مشتركة.

حافلة 1.I2C

I2C (المشتركة بين الدوائر المتكاملة): فيليبس تطويرها من قبل الناقل التسلسلي سلكين، لربط متحكم ومعداتها الطرفية.

I2C حافلة لنقل المعلومات بين حافلة والجهاز خطين (SDA وSCL)، الاتصال التسلسلي أو الجهاز المضيف ونقل البيانات في اتجاهين بين الأجهزة بين متحكم والأجهزة الخارجية. I2C هو الإخراج OD، هي معظم I2C 2 سلك (ساعة والبيانات)، وتستخدم عادة لنقل إشارات التحكم.

وهو I2C حافلة متعددة رئيسية، لذلك أي جهاز يمكن أن تعمل مثل الماجستير، ومراقبة الحافلات. كل جهاز على متن الحافلة له عنوان فريدة من نوعها، الجهاز وفقا لقدرات خاصة بهم، وأنها يمكن أن تستخدم بمثابة جهاز الإرسال أو الاستقبال. يمكن ميكروكنترولر متعددة تتعايش في نفس الحافلة I2C.

يدعم حافلة I2C ثلاثة معدلات بيانات مختلفة: الوضع العادي (معدل البيانات من 100KB / ثانية، أي 100kbps من)، وضع الفلاش (معدل البيانات من 400KB / ثانية، أي 400kbps)، ووضع عالية السرعة (سرعة نقل البيانات من 3.4MB / ثانية، أي 3.4Mbps). الجيل الأول من جهاز I2C يدعم معدلات البيانات تصميم 100kbps من فقط، الجيل الجديد من جهاز I2C قادر على العمل في معدل نقل بيانات يصل إلى 3.4Mbps.

2. حافلة SPI

 SPI (المسلسل المحيطية واجهة): الطريقة المقترحة متزامن المسلسل حافلة MOTOROLA الشركة. عالية السرعة منفذ تسلسلي متزامن. 3 واجهة 4 أسلاك، مستقلة عن جهاز الإرسال والاستقبال، ويمكن إجراء في وقت واحد.  

بسبب الأجهزة القوية، ويستخدم على نطاق واسع. ذكاء الآلات ونظام التحكم استنادا منه. إذا كانت سرعة أقل تطلبا مع وضع SPI حافلة هو خيار جيد. يمكن ان يوفر منافذ I / O، لتحسين أداء النظام وعدد من الأجهزة الطرفية. تتكون مستوى SPI حافلة من أربعة أسلاك: خط مدار الساعة المسلسل (SCK)، ومدخلات المضيف / الرقيق خط الإخراج (MISO). ماستر خارج / الرقيق خط الإدخال (وموزي) وشريحة مختارة إشارة (CS). بعض SPI رقاقة واجهة مع أو بدون خط المقاطعة MOSI.

SPI حافلة من قبل ثلاثة خطوط إشارة: ساعة التسلسلية (SCLK)، خرج البيانات التسلسلية (SDO)، وإدخال البيانات التسلسلي (SDI). SPI SPI حافلة يمكن تنفيذ عدد وافر من الأجهزة متصلة مع بعضها البعض. تقدم SPI على مدار الساعة التسلسلية SPI أو SPI الجهاز الرئيسي هو الجهاز الرئيسي (ماجستير)، وجهاز آخر هو عبد أو الرقيق SPI (الرقيق). الاتصالات الازدواج الكامل لا يمكن أن يتحقق من غرفة المعدات الرئيسية، عندما يكون هناك عدد وافر من الأجهزة الرقيق، الجهاز يمكن أيضا أن تزيد من خط حدد. إذا كان للأغراض العامة IO محاكاة ميناء حافلة SPI، يجب أن يكون منفذ الإخراج (على SDO)، منفذ الإدخال (لSDI)، ومنفذ آخر اعتمادا على نوع الجهاز يمكن تنفيذها، إلى أن يتحقق إذا كانت هناك حاجة الأجهزة السيد والعبد، منافذ الإدخال والإخراج ، لتحقيق إذا كان مطلوبا فقط الجهاز الرئيسي لإخراج، إلا إذا كان من الجهاز لتحقيق، يمكن أن يكون ببساطة الإدخال.

مقارنة مع الحافلة I2C، SPI حافلة هو أكثر ملاءمة لتدفق البيانات. أوجه القصور SPI أن SPI آلية التحقق من صحة البيانات غير معتمدة.

3. UART

UART: عالمي منفذ تسلسلي غير متزامن، وفقا لاستكمال الاتصالات في اتجاهين الباود القياسية وبطيئة.  

UART الناقل التسلسلي غير متزامن، وبالتالي عموما أعلى من الأولين واجهة تسلسلية متزامن للعديد من الهياكل المعقدة، وعادة من قبل مولد بالباود (يساوي معدل انتقال الباود لإنتاج 16 مرة بالباود)، وUART المتلقي، مرسل UART تكوينها، والأجهزة، واحدة من خطين لنقل واحدة لاستقبال.

رقاقة UART للسيطرة على جهاز الكمبيوتر مع جهاز تسلسلي. شيء واحد هو أن نلاحظ أنه يوفر واجهة RS-232C إلى المعدات الطرفية البيانات، وذلك أن الكمبيوتر يمكن أن يكون مودم أو الأجهزة التسلسلية الأخرى باستخدام واجهة RS-232C البلاغ. كجزء من واجهة، كما يوفر UART الميزات التالية:

بيانات موازية تنتقل من الداخل عن طريق الكمبيوتر في انتاج تيار البيانات التسلسلية. الكمبيوتر الخارجية إلى المسلسل البيانات إلى بايت، على جهاز الكمبيوتر الداخلية باستخدام بيانات موازية. وأضيف بت التكافؤ في إخراج دفق البيانات المسلسل، والبيانات والجداول الواردة من التكافؤ الخارجي. يضاف البداية وتوقف العلم في دفق البيانات الإخراج، وإزالة بدء وإيقاف علامات من دفق البيانات الواردة. معالجة إشارة المقاطعة (الأجهزة التسلسلية هي لوحة المفاتيح والماوس) المنبعثة من لوحة المفاتيح أو الماوس. إدارة التزامن يمكن التعامل مع جهاز الكمبيوتر المشكلة والأجهزة التسلسلية الخارجية. بعض من أكثر UART الراقي يوفر أيضا المدخلات والمخرجات المخزن المؤقت للبيانات، والآن جديد نسبيا 16550 UART، فإنه يمكن أن البيانات المجهزة مسبقا تخزين البيانات 16 بايت في المخزن في الكمبيوتر، UART عادة ما يكون 8250. الآن، إذا قمت بشراء المدمج في المودم، والذي عادة ما يكون مودم داخلي سيكون 16550 UART.

بالإضافة إلى مسلسل وظيفة نقل البيانات، ويمكن UART أيضا التحكم في تدفق البيانات التسلسلية لتوفير المصافحة دعم الأجهزة. وقد وفرت العديد من مصنعي أشباه الموصلات رقاقة UART المقابلة. اليوم، معظم المعالجات / التحكم المتكاملة وظيفة UART، وتقديم الدعم لنقل البيانات التسلسلي المدمج في التعليم والاستقبال.

4. 1-سلك واجهة

دوبلكس 1-سلك واجهة نصف بروتوكول الاتصال غير المتزامن المتقدمة (المنزل مكسيم دالاس أشباه الموصلات، دالاس 1-Wire المعروف أيضا البروتوكول. حيث، وفقا للسيد - نموذج التواصل الرقيق، فقط باستخدام خط إشارة احد DQ التواصل. ميزة هامة هي أن الحافلة 1-سلك، الحافلة تتيح نقل الطاقة في خط الإشارة. استخدام الرقيق I2C مكثف الداخلي (قيمة نموذجية من 800 الجبهة الوطنية) على خط إشارة لقيادة الجهاز. 1-سلك واجهة توصيل الحافلة يدعم جهاز واحد رئيسي واحد أو أكثر من أجهزة الرقيق.

1-سلك يحتوي كل جهاز 64 بت فريدة من نوعها على مستوى العالم معرف معلومات تعريفية المخزنة داخل الجهاز. لأجهزة متعددة متصلة حالة من الحافلة 1-سلك، من خلال تفسير كل جهاز واحد ورمز تعريف فريدة من نوعها، والتي قد تكون موجودة على متن الحافلة عنوان. يتكون رمز تعريف من الأجزاء الثلاثة التالية: رمز الدرجة 8 بت، ثمانية 48 بت CRC نتيجة الاختيار، وبيانات 56 بت الأمامية. 1-سلك من تدفق محددة جهاز الاتصالات على النحو التالي:

يتم إرسال (1) ماستر نبض إعادة تعيين إلى الحافلة 1-سلك.

(2) الاستجابة بتأكيد نبض من الجهاز على متن الحافلة.

(3) سيد يرسل ROM الأوامر (أوامر عنوان الشبكة، المعلمات عنوان 64 بت من الجهاز)، وذلك لتلبية الحاجة لبدء الاتصال من الجهاز.

(4) الجهاز الرئيسي بإرسال أمر القراءة / الكتابة، القراءة من السجل الداخلي أو الذاكرة عمليات الجهاز / الكتابة.

(5) الجهاز الرئيسي من الجهاز عن طريق البيانات تلا من أو كتابة البيانات إلى الجهاز.

وبدأت جميع الاتصالات على متن الحافلة 1-سلك من قبل الجهاز الرئيسي. حيث الحد الأدنى لطول الفاصل الزمني للاتصالات هو فتحة الوقت 60 ميكروثانية. نبض إعادة تعيين الاحتلال ثمان فتحات الوقت. في بداية الاتصالات، الجهاز الرئيسي حافلة 1-سلك وصولا الى مستوى منخفض، ولمدة 8 فتحات الوقت (أي 480 ميكرو ثانية)، بحيث نبض إعادة تعيين. إذا كان هناك جهاز الرقيق على متن الحافلة وانها على استعداد للاتصال، ثم الجهاز سوف تستجيب إلى الجهاز الرئيسي من خلال التأكيد على النبض، وهذا هو، من 1-سلك أسفل الجهاز الحافلة إلى مستوى منخفض، وفتحة مستمرة (أي 60 ميكرو ثانية). من أجل القيم الكتابة قليلا على حافلة 1-سلك، يحتاج إلى سيد حافلة لسحب أسفل الخط، لمدة من 1 ~ 15 ميكرو ثانية، ثم يطلق على حافلة للفترة المتبقية من الفترة فتحة الوقت. من أجل كتابة قيمة البتة 0 على متن الحافلة، يحتاج الجهاز الرئيسي حافلة إلى أن تكون منخفضة، ومدة وهي فتحة واحدة على الأقل (60 ميكرو ثانية)، لتصل إلى 2 فترات زمنية (120 ميكرو ثانية). للقيم قليلا من الجهاز قراءات، واحتياجات الجهاز الرئيسي لسحب أسفل الخط، واستمر 1 ~ 15 ميكرو ثانية. وردا على قراءة البيانات طلب الجهاز الرئيسي، إذا كان الجهاز يريد أن يرسل قيمة قليلا من 1، ثم يحتاج فقط إلى أن يصدر من فترة راحة حافلة الجهاز فتحة الوقت، وإذا كنت ترغب في إرسال قيمة البتة 0 من الجهاز، واحتياجات الجهاز من الفترة المتبقية من الفترة الزمنية تسحب منخفضة الحافلة.

5. واجهة متوازية

ويستخدم واجهة المجلس الموازي (واجهة متوازية) عادة للاتصال بين النظام والجهاز الطرفي، حيث تم تعيين الجهاز الطرفي للنظام من خلال سيد الذاكرة. ما دام جزءا لا يتجزأ من النظام المضيف المعالج / وحدة تحكم تضم حافلة موازية، جهاز الدعم حافلة موازية يمكن ان تكون مرتبطة مباشرة إلى نظام الحافلات. واجهة إشارة التحكم بين جهاز طرفي والجهاز الرئيسي، نقل البيانات يمكن السيطرة على الحافلة موازية. هنا، يتضمن إشارة الاتصالات السيطرة على القراءة / الكتابة إشارة واختر إشارة. عموما، والجهاز الطرفي وجود جهاز تحديد الخط؛ المعالج الرئيسي فقط عند خط البوابة، والجهاز هو صالح. اتجاه نقل البيانات قد يكون من الرئيسي إلى الجهاز الطرفي، أو قد يكون من الجهاز الطرفي إلى الربان، يتم التحكم بها خط إشارة للقراءة والكتابة السيطرة. المعالج التحكم الرئيسية فقط يستطيعون القراءة والكتابة إشارة تحكم السيطرة إشارة. بشكل عام، والجهاز الطرفي إلى معالج المضيف عبر ذاكرة تعيين، بحيث الوصول إلى مجموعة العنوان المعين. في هذه الحالة، سيحتاج الهاتف عنوان فك الدوائر لتوليد شريحة مختارة إشارة. عندما يختار المعالج العنوان المحدد ضمن نطاق الجهاز، ورقاقة حدد خط فك الدائرة الزناد، وتنشيط الجهاز. ثم، المعالج قد تمكن خط السيطرة المقابلة (على التوالي RD \ وWD \)، بحيث تكون البيانات للقراءة من قبل الجهاز، أو كتابة البيانات إلى الجهاز. من أجل تحقيق التواصل مواز، واحتياجات نظام لتتبع بدقة مواصفات التوقيت. كما سبق ذكره، وبدأت الاتصالات مواز من قبل المعالج المضيف. إذا كان جهاز طرفي يريد تتم تهيئة للتواصل، فإنه يمكن إصدار المقاطعة إلى المعالج، وإبلاغ المعلومات ذات الصلة. لتحقيق المهام المذكورة أعلاه، فإن الجهاز الانفصال أن تكون متصلا خط المقاطعة من المعالج، والمعالج الرئيسي المطلوب لتحريك الدعوى المقابلة المقاطعة. وبالمناسبة، فإن ناقل بيانات المعالج الرئيسي عرض يحدد عرض واجهة متوازية، قد يكون 4، 8، 16، 32، 64، وما شابه ذلك. وينبغي أن يكون عرض الحافلة التي يدعمها الجهاز مطابقة للمعالج الرئيسي. يوفر القدرة على نقل البيانات المتوازية نظام نقل البيانات عالية السرعة.