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Travail élaboré par : KHOUAJA Nermine MAIEZ Sabrine GARNAOUI Inès Encadré par : Mme MALOUCHE...
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Travail élaboré par :
KHOUAJA Nermine
MAIEZ Sabrine
GARNAOUI Inès
Encadré par :
Mme MALOUCHE Ibtissem
Exposé:
Les périphériques de communication
Année universitaire : 2014-2015
2
PLAN
I• Présentation générale
II• Le périphérique USART
III• Le périphérique I2C
IV• Le périphérique SPI
V• Tableau comparatif
VI • Conclusion
I. Présentation générale:
La communication constitue une évolution causée par la convergence des technologies des télécommunications de l'informatique et des multimédias.
Cette convergence résulte de la numérisation de toutes les formes de signaux (voix, transmission de données, images et sons ) et de l'utilisation des périphériques de communication pour assurer l'émission et la réception de tous ces signaux.
3
Présentation générale
Le périphériqu
e USART
Le périphériqu
e I2C
Le périphériqu
e SPI
Tableau comparatif Conclusion
Série :Exemple :RS232
Parallèle :Exemple : Le port d’une imprimante.
On s ’intéresse dans cet exposé au périphériques séries:
USART I2C SPI
4
Présentation générale
Le périphériqu
e USART
Le périphériqu
e I2C
Le périphériqu
e SPI
Tableau comparatif Conclusion
51980
Communications série RS232
1981Cartes ISA
1990 : Cartes PCI
À partir du 1991 : Apparition de l’USART
Présentatio
n génér
ale
Le périphé
rique USART
Le périphé
rique I2C
Le périphérique
SPI
Tableau compar
atif
Conclusion
6
II. Le périphérique USART
1. Définition:
USART est l’abréviation pour Universal Synchronous and Asynchronous serial Receiver and Transmitter.
C’est un système de communication point-à-point très flexible utilisé pour les communications séries, contenant un émetteur (convertisseur parallèle-série) et un récepteur (convertisseur série-parallèle).
Présentatio
n génér
ale
Le périphé
rique USART
Le périphé
rique I2C
Le périphérique
SPI
Tableau compar
atif
Conclusion
7
2. Constitution d'une trame UART:
Un bit de start : (toujours à 0 ) permettant de la synchronisation du récepteur.Les bits des données : la taille peut fluctuer (généralement entre 5 et 9 bits).
Un bit de parité : (paire ou impaire ) pour détecter des erreurs de transmission.
Un bit de stop : (toujours à 1) indiquant la fin de la transmission de la donnée.
Présentatio
n génér
ale
Le périphé
rique USART
Le périphé
rique I2C
Le périphérique
SPI
Tableau compar
atif
Conclusion
Une trame USART est constituée des bits suivants:
8
3. Architecture
Présentatio
n génér
ale
Le périphérique USART
Le périphérique I2C
Le périphériq
ue SPI
Tableau compar
atif
Conclusion
9
TX / RX BAUDS : la vitesse de transmission souhaitée.
Fck : la fréquence d'échantillonnage.
OVR_8 : sur échantillonnage de 8 ( 1 si elle est activée , 0 si elle est désactivée ).
USARTDIV :le numéro du point fixe (de fraction et de mantisse) dans USART_BRR.
Présentatio
n génér
ale
Le périphérique USART
Le périphérique I2C
Le périphérique
SPI
Tableau comparati
f
Conclusion
10
Présentatio
n génér
ale
Le périphérique USART
Le périphérique I2C
Le périphérique
SPI
Tableau comparati
f
Conclusion
11
Présentatio
n génér
ale
Le périphérique USART
Le périphérique I2C
Le périphérique
SPI
Tableau comparati
f
Conclusion
La réception
La transmission
4. Avantages et inconvénients de l’USART:
Avantages Inconvénients
-Simplicité du point de vue nombres des signaux.
-Transferts bidirectionnels.
-Minimisation des pertes des données.
-Détection facile des erreurs.
-Lent en considérant la conversion parallèle/série et série/parallèle
-Plus difficile à mettre en œuvre.
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Présentation générale
Le périphérique
USART
Le périphérique
I2C
Le périphérique
SPI
Tableau comparatif Conclusion
13
1992Version 1.0PHILIPS
1990Version 2.1PHILIPS
2007Version 3 NXP
1982PHILIPS
2013Version4
NXP
1-Bref historique :
2.Caractéristiques:
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Présentation générale
Le périphérique
USART
Le périphérique
I2C
Le périphérique
SPI
Tableau comparatif Conclusion
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Présentation générale
Le périphérique
USART
Le périphérique
I2C
Le périphérique
SPI
Tableau comparatif Conclusion
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Présentation générale
Le périphérique
USART
Le périphérique
I2C
Le périphérique
SPI
Tableau comparatif Conclusion
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Présentation générale
Le périphérique
USART
Le périphérique
I2C
Le périphérique
SPI
Tableau comparatif Conclusion
Comment permettre à plusieurs circuits logiques de connecter leurs sorties ensemble, sachant que certains circuits voudront imposer un niveau haut tandis que d'autres voudront imposer un niveau bas ?
Deux circuits qui tentent deprendre le contrôle du bus en même temps (ou àquelques nanosecondes d'écart près) ?
Deux maîtres prennent lecontrôle du bus en même temps ?
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Présentation générale
Le périphérique
USART
Le périphérique
I2C
Le périphérique
SPI
Tableau comparatif Conclusion
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Présentation générale
Le périphérique
USART
Le périphérique
I2C
Le périphérique
SPI
Tableau comparatif Conclusion
20
Présentation générale
Le périphérique
USART
Le périphérique
I2C
Le périphérique
SPI
Tableau comparatif Conclusion
21
Présentation générale
Le périphérique
USART
Le périphérique
I2C
Le périphérique
SPI
Tableau comparatif Conclusion
22
L’Acquittement(ACKnowledge)
E force la ligne SDA au niveau
bas
M envoie une impulsion sur
SCL
E libère SDA
Présentation générale
Le périphérique
USART
Le périphérique
I2C
Le périphérique
SPI
Tableau comparatif Conclusion
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Présentation générale
Le périphérique
USART
Le périphérique
I2C
Le périphérique
SPI
Tableau comparatif Conclusion
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Présentation générale
Le périphérique
USART
Le périphérique
I2C
Le périphérique
SPI
Tableau comparatif Conclusion
Gestion de conflits
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Présentation générale
Le périphérique
USART
Le périphérique
I2C
Le périphérique
SPI
Tableau comparatif Conclusion
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Présentation générale
Le périphérique
USART
Le périphérique
I2C
Le périphérique
SPI
Tableau comparatif Conclusion
Ralentissement de la vitesse
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Présentation générale
Le périphérique
USART
Le périphérique
I2C
Le périphérique
SPI
Tableau comparatif Conclusion
SynchronisationExemple d’un CAN
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Présentation générale
Le périphérique
USART
Le périphérique
I2C
Le périphérique
SPI
Tableau comparatif Conclusion
Avantages Inconvénients
La simplicité matérielle Moins de pins Moins de lignes Coût moins cher Half Duplex Série Synchrone Bus multi-Maitres Gestion de conflits Filtrage
intégré :réjection des pics parasites
Point de vue vitesse: Bus lent
Utilisé à courte distance
4- Avantages et inconvénients du I2C:
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Présentation générale
Le périphérique
USART
Le périphérique
I2C
Le périphérique
SPI
Tableau comparatif Conclusion
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Présentation générale
Le périphérique
USART
Le périphérique
I2C
Le périphérique
SPI
Tableau comparatif Conclusion
5-Applications
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Présentation générale
Le périphérique
USART
Le périphérique
I2C
Le périphérique
SPI
Tableau comparatif Conclusion
SPD EEPROM
LED/LCD
Puces NVRAM
DAC/ADCCapteurs de diagnostic
(Température..)
Le parole
Temps réel
Contrôle de la
puissance
IV. Le périphérique SPI
1. Définition
L’interface SPI (Serial Peripheral Interface) est un bus de communication série synchrone à haut débit.
Développé par Motorola et plus tard adopté par d'autres dans l'industrie.
Dédié aux applications nécessitant des transfert de flots de données.
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Présentation générale
Le périphérique
USART
Le périphérique
I2C
Le périphérique
SPI
Tableau comparatif Conclusion
1. MOSI : Master Out Slave In. 2. MISO : Master In Slave Out.3. SCLK : Horloge.4. SS : Slave Select.
2. Caractéristiques
Full duplex.Le bus SPI utilise quatre signaux logiques :
Figure : Communication SPI avec le composant "maître" et un composant "esclave".
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Présentation générale
Le périphérique
USART
Le périphérique
I2C
Le périphérique
SPI
Tableau comparatif Conclusion
3. Architecture
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Présentation générale
Le périphérique
USART
Le périphérique
I2C
Le périphérique
SPI
Tableau comparatif Conclusion
Le maître est responsable de la génération du signal d'horloge utilisé par l'esclave.
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Présentation générale
Le périphérique
USART
Le périphérique
I2C
Le périphérique
SPI
Tableau comparatif Conclusion
Avantages Inconvénients
Communication Full duplex
Débit assez important .
Flexibilité de nombre de bits à transmettre.
Simplicité de l’interface matérielle.
Esclaves utilisent l'horloge du maître, et n’ont pas besoin d’oscillateurs de précision.
Ne s’utilise que sur de courtes distances.
Pas de contrôle de flux matériel.
Aucun accusé de réception esclave.
Il ne peut y avoir qu’un seul maitre sur le bus.
4. Avantages et inconvénients du SPI
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Présentation générale
Le périphérique
USART
Le périphérique
I2C
Le périphérique
SPI
Tableau comparatif Conclusion
V. Tableau comparatif
I2C USART SPI
Synchronisation
Synchrone Synchrone/Asynchrone
Synchrone
Topologie 2lignes :SDA/SCL Multi-maîtres Gestion des
conflits Interconnexionde multiples boitiers dans différentes configurations :Maitre / Esclave, Maitre / Multiple esclaves, Multiple Maitres /Multiples esclaves ACK
2 lignes TX/RXBit de parité
Au minimum 4 lignes : SCLK, SS ,MISO et MOSI Aucun accusé de réception esclave: Pas de ACK
Sens de l’échange
Half-Duplex Full-Duplex Full-Duplex
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Présentation générale
Le périphérique
USART
Le périphérique
I2C
Le périphérique
SPI
Tableau comparatif Conclusion
I2C USART SPI
Vitesse de transmission
100-400 Kbps ou même 3.2Mbps
Majorité des implémentation utilise 100-400kbps
Valeur choisie dés le début
>1Mbps Lent en
considérant la conversion parallèle/série et série/parallèle
Vitesse calculée selon la fréquence
>20Mbps
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Présentation générale
Le périphérique
USART
Le périphérique
I2C
Le périphérique
SPI
Tableau comparatif Conclusion
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I2C USART SPI
Consommation consommation relativement élevée :dû à la configuration collecteur/ drain ouvert sur SDA et SCL (TTL)
Basse consommation
Consommation faible: signaux de type CMOS
Présentatio
n génér
ale
Le périphérique USART
Le périphérique I2C
Le périphérique
SPI
Tableau comparati
f
Conclusion
40
En conclusion, l’apport de cet exposé se résume dans la découverte des différents périphériques de communication notamment les périphériques de communication série qui répondent aux besoins des utilisateurs dans plusieurs domaines tels que:
-Télécommunication -Traitement de signal -Robotique -Informatique
VI. Conclusion
Présentatio
n génér
ale
Le périphérique USART
Le périphérique I2C
Le périphérique
SPI
Tableau comparati
f
Conclusion
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