11
USB: transmisión de datos
Las transmisiones se dividen en tramas de tiempo (frame)
Durante las tramas se producen transacciones compuestas por paquetes
Existen tres tipos de paquetes:
Inicialización (token)
Datos (data)
Protocolo (handshake)
Cada paquete comienza con un campo de sincronización (SYNC) que maximiza el número de transiciones en la línea
El tipo de paquete se diferencia con un identificador (PID)
12
USB: transmisión de datos
Podemos distinguir dos tipos distintos de canales
Los canales de mensaje tienen un formato concreto
El esquema que siguen es: Petición – Dato – Estado
Cada petición debe ser completamente resuelta antes de pasar a la siguiente
Implican un movimiento de datos bidireccional
Los canales de flujo (stream) no tienen un formato
Los datos se envían de forma secuencial
El movimiento de datos es unidireccional
13
USB: transmisión de datos
Se definen 4 tipos posibles de transferencias
Control (canal mensaje): utilizadas para configurar los dispositivos que se conectan
Se garantiza la correcta emisión/recepción de datos
No se garantiza la latencia o el ancho de banda
Masivas (canal flujo): transferencias esporádicas de grandes cantidades de datos que pueden esperar (impresoras, escáners…)
Se garantiza la correcta emisión/recepción de datos
No se garantiza la latencia o el ancho de banda
14
USB: transmisión de datos
Se definen 4 tipos posibles de transferencias
Por interrupciones (canal flujo): transferencias esporádicas de pocos datos que requieren atención inmediata (teclado, ratón…)
Se garantiza la correcta emisión/recepción de datos
Se garantiza la latencia y el ancho de banda
Alta velocidad (canal flujo): grandes cantidades de información que se transmiten de forma continua (audio/video en tiempo real…)
No se garantiza la correcta emisión/recepción de datos
Se garantiza una latencia y un ancho de banda constante
15
FireWire
La mejora del rendimiento de los procesadores ha generado un gran aumento en las necesidades de E/S de los PCs
El uso de procesadores específicos de E/S es prohibitivamente caro para sistemas pequeños
Además, los PCs son cada vez más pequeños (portátiles…) por lo que no solo tienen mayores necesidades de E/S, sino que también disponen de menos espacio para conectores
16
FireWire
El bus serie de altas prestaciones FireWire, definido por el estándar IEEE 1394, es la alternativa planteada para esta situación
Su objetivo es proporcionar una única interfaz de E/S con un conector sencillo que permita manejar diversos dispositivos a través de un único puerto
Por ejemplo, un único puerto FireWire puede reemplazar los conectores del ratón, la impresora, la red, el disco externo, etc…
17
Ventajas de FireWire
Al ser un bus serie, FireWire presenta las ventajas tradicionales de la transmisión en serie:
Menos líneas
Líneas más estrechas y más baratas
Conectores más estrechos y más baratos
No se necesita protección para evitar interferencias entre líneas
No se necesita sincronización entre líneas, por lo que el cable puede ser más largo sin que surjan problemas
18
Ventajas de FireWire
Además, FireWire presenta tres ventajas importantes:
Es fácil de implementar
Su implementación tiene un bajo costo
Alcanza una velocidad muy alta
Debido a estas ventajas, se utiliza no sólo en PCs sino también en dispositivos que usan el bus para transmitir vídeo que procede, cada vez con más frecuencia, de fuentes digitalizadas (cámaras, VCR, TV…)
19
Configuración de FireWire
Los periféricos conectados a FireWire siguen un esquema de conexión en cadena (hardware polling)
El sistema soporta tantos periféricos como sea necesario
Hasta 63 dispositivos conectados con un puerto
Hasta 1022 buses FireWire conectados por medio de adaptadores (bridge)
20
Configuración de FireWire
No se trata de una conexión en cadena estricta
Estructura en árbol (la conexión lineal es un caso particular)
No hay terminadores
FireWire soporta conexión rápida: permite conectar y desconectar periféricos sin reconfigurar el sistema
21
Configuración de FireWire
FireWire soporta configuración rápida
No es necesario fijar manualmente los identificadores de dispositivo o tener en cuenta la posición relativa de los dispositivos
El sistema realiza automáticamente la configuración para asignar las direcciones
22
Protocolo FireWire
FireWire especifica un conjunto de protocolos de tres capas para estandarizar la forma en que el computador anfitrión interactúa con los periféricos a través del bus serie
Capa física: define los medios de transmisión permitidos y las señales y características eléctricas de cada uno
23
Protocolo FireWire
FireWire especifica un conjunto de protocolos de tres capas para estandarizar la forma en que el computador anfitrión interactúa con los periféricos a través del bus serie
Capa de enlace: describe la transmisión de datos por medio de paquetes
24
Protocolo FireWire
FireWire especifica un conjunto de protocolos de tres capas para estandarizar la forma en que el computador anfitrión interactúa con los periféricos a través del bus serie
Capa de transacción: define un protocolo solicitud-respuesta que oculta a las aplicaciones los detalles de las capas inferiores
25
Protocolo FireWire: capa física
La capa física FireWire transforma los datos binarios en las señales eléctricas necesarias para diversos medios físicos
Define velocidades de transmisión
Especifica distintos medios de transmisión alternativos
Conectores
Propiedades físicas y de transmisión
La capa física proporciona también el servicio de arbitraje que garantiza que sólo un dispositivo transmitirá datos por el bus en cada momento
26
Protocolo FireWire: arbitraje
La forma más simple de arbitraje se basa en la estructura tipo árbol de los nodos del bus
La capa física incluye la lógica que permite que todos los dispositivos conectados se configuren para que:
Un nodo sea designado como raíz del árbol
Los otros nodos se organicen mediante relaciones padre-hijo
El nodo raíz actúa como un árbitro central y procesa las solicitudes de acceso al bus
Primero en llegar, primero en atenderse
En caso de solicitudes simultáneas se cede el acceso al nodo de mayor prioridad natural
La prioridad es mayor para los nodos más cercanos a la raíz
A igual distancia, tiene prioridad aquel con el identificador menor
27
Protocolo FireWire: arbitraje
Por lo general, FireWire sigue una política de arbitraje equitativo para evitar que uno o más dispositivos de prioridad alta monopolicen el bus
El tiempo de bus se organiza en intervalos de equidad
Al comienzo de un intervalo, cada nodo activa un bit de autorización de arbitraje
Durante el intervalo, cada nodo con el bit de autorización de arbitraje activo puede competir por el acceso al bus
Cuando un nodo gana el acceso al bus desactiva su bit de autorización de arbitraje, por lo que no puede volver a competir por el acceso al bus durante el intervalo actual
28
Protocolo FireWire: arbitraje
El arbitraje equitativo se complementa con una política de arbitraje urgente
Algunos dispositivos se pueden configurar para que tengan prioridad urgente
Estos dispositivos pueden ganar el acceso al bus varias veces durante un mismo intervalo de equidad
El número de accesos por parte de dispositivos de prioridad urgente se controla y limita de forma que, como máximo, hagan uso del 75% del tiempo de bus durante un intervalo
En otras palabras, por cada paquete no urgente se pueden transmitir hasta tres paquetes urgentes
29
Protocolo FireWire: capa de enlace
La capa de enlace FireWire define la transmisión de los datos en forma de paquetes
Se permiten dos tipos de transmisión
Asíncrona
Se transmite un único paquete de tamaño variable
La transmisión se realiza a una dirección específica
Se devuelve información de reconocimiento
Isócrona
Se transmite una secuencia de paquetes de tamaño fijo
Los paquetes se transmiten a intervalos regulares
Se utiliza un direccionamiento simplificado y no hay reconocimiento
30
Protocolo FireWire: transacciones asíncronas
La transmisión asíncrona se utiliza para datos que no necesitan una velocidad de transferencia fija
Por defecto se usa el arbitraje equitativo
Los dispositivos que necesitan más capacidad de bus o son exigentes con los retardos pueden usar arbitraje urgente
En una transacción asíncrona típica, el proceso de enviar un paquete se denomina subacción
 Página anterior | Volver al principio del trabajo | Página siguiente  |