Реферат
по курсом
"Інтерфейси"
Інфрачервоний протокол зв'язку - IrDA
Москва 2008 р.
Зміст:
Що таке IrDA
Фізичні основи
Програмний протокол
Застосування
Висновки
Список літератури
Інфрачервоний протокол зв'язку - IrDA
Безперервний розвиток інформаційних технологій вимагає постійного збільшення ефективності обробки та передачі інформації. Очевидно, ідеальна лінія передачі даних повинна мати невисоку вартість, мати мінімальний витрата енергії, високої пропускної здатністю і, що дуже бажано, повинна бути бездротової. Зазвичай словом wireless (бездротовий - англ.) позначають зв'язок з використанням радіосигналу. Однак, не варто забувати, що канал передачі інформації можна створити і з допомогою оптичних пристроїв, тобто, просто кажучи, за допомогою світла. Досвід показує, що серед інших бездротових ліній передачі інформації інфрачервоний (ІЧ-) відкритий оптичний канал є самим недорогим і зручним способом передачі даних на невеликі відстані (до декількох десятків метрів). Зокрема, він ефективний для забезпечення бездротового зв'язку між персональним комп'ютером і периферійними пристроями.
Що таке IrDA?
У 1979 році компанія Hewlett-Packard оголосила про початок продажів нового калькулятора, головною особливістю якого була наявність у нього інфрачервоного порту для виведення інформації на друк. Після цього протягом декількох років розробниками електронного обладнання була запропонована ціла серія приладів і пристроїв, використовують для передачі інформації відкритий оптичний канал в інфрачервоному діапазоні. Однак, всі ці пристрої не могли отримати широкого поширення внаслідок своєї несумісності. Тому в 1993 році була заснована Infrared Data Association (IrDA), міжнародна некомерційна організація, що ставить за мету розробку єдиних стандартів, які використовуються для організації інфрачервоних ліній передачі інформації.
Влітку 1993 року компанія Hewlett-Packard організувала загальнопромислове нараду, щоб обговорити майбутнє ІК (інфрачервоний) передачі даних. Різноманіття несумісних стандартів було сумною реальністю, заподіює масу незручностей усім від того, що пристрої від різних виробників були несумісні. Телевізори, відеомагнітофони, інша побутова техніка з ІЧ управлінням сьогодні зустрічається на "кожному розі ", проте в них використовуються несумісні фізичні і програмні інтерфейси. Метою наради було обговорення шляхів, якими промисловість може піти до загального стандарту, здатному сумісність усіх пристроїв, використовують ІК порт. На нараді був сформований консорціум всіх провідних компаній, названих Асоціацією інфрачервоної передачі даних і незабаром (у червні 1994 року) була оголошена перша однойменна версія стандарту, що включає фізичний та програмний протоколи - IrDA 1.0. Поточна версія - 1.1.
Першим стандартом, прийнятим IrDA, був, так званий, Serial Infrared standart (SIR). Даний стандарт дозволяв забезпечувати передачу інформації зі швидкістю 115,2 kb/s. У 1994 році IrDA опублікувала специфікацію на загальний стандарт, що одержав назву IrDA-standart, який включав в себе опис Serial Infrared Link (дослівно - Послідовна Інфрачервона лінія зв'язку), Link Access Protocol (IrLAP) (Протокол доступу) і Link Management Protocol (IrLMP) (Протокол управління). Вже в 1995 році кілька лідерів на ринку електроніки випустили серію продуктів, що використовують для передачі інформації по відкритому оптичному каналу IrDA-standart. І, нарешті, в листопаді 1995 року Microsoft Corporation заявила про внесення програмного забезпечення, що забезпечує інфрачервоний зв'язок, використовує IrDA-standart, у стандартний пакет операційної системи Windows'95. В даний час IrDA-standart - найпоширеніший стандарт для організації передачі інформації по відкритому інфрачервоному каналу.
Отже, протокол IrDA (Infra red Data Assotiation) дозволяє з'єднуватися з периферійним обладнанням без кабелю за допомогою ІЧ-випромінювання з довжиною хвилі 880nm. Порт IrDA дозволяє встановлювати зв'язок на короткій відстані до 1 метра в режимі точка-точка. IrDA намір не намагався створювати локальну мережу на основі ІЧ-випромінювання, оскільки мережеві інтерфейси дуже складні і вимагають великої потужності, а в цілі IrDA входили низьке споживання і економічність. Інтерфейс IrDA використовує вузький ІЧ-діапазон (850-900 nm з 880nm "піком") з малою потужністю споживання, що дозволяє створити недорогу апаратуру і не вимагає сертифікації FCC (Федеральної Комісії зі Зв'язку).
Пристрій інфрачервоного інтерфейсу підрозділяється на два основні блоки: перетворювач (модулі приймача-детектора і діода з керуючою електронікою) та кодер-декодер. Блоки обмінюються даними по електричному інтерфейсу, в якому в тому ж вигляді транслюються через оптичне з'єднання, за винятком того, що тут вони пакуються в кадри простого формату - дані передаються 10bit символами, з 8bit даних, одним старт-бітом на початку і одним стоп-бітом в кінці даних.
Сам порт IrDA заснований на архітектурі комунікаційного СОМ-порту ПК, який використовує універсальний асинхронний прийомо-передавач UART (Universal Asynchronous Receiver Transmitter) і працює зі швидкістю передачі даних 2400-115200 bps.
Зв'язок в IrDA напівдуплексна, тому передаваний ІЧ-промінь неминуче засвічує сусідній PIN-діодний підсилювач приймача. Повітряний проміжок між пристроями дозволяє прийняти ІЧ-енергію тільки від одного джерела в даний момент.
У загальному вигляді схема організації IrDA - Каналу виглядає приблизно так, як показано на малюнку
Типова блок-схема організації IrDA-каналу
Канал передачі даних складається з двох основних елементів: мікросхеми, що забезпечує модуляцію і демодуляцію надходить двійкового сигналу згідно певного алгоритму, і інфрачервоного (ІЧ-) приймально-передавального модуля.
Розглянемо фізичні основи IrDA.
Передавальна частина. Байт, який потрібно надіслати, надсилається в блок UART з CPU командою запису вводу-виводу. UART додає старт-стоп біти і передає символ послідовно, починаючи з молодшого значення біта. Стандарт IrDA вимагає, щоб всі послідовні біти кодировались таким чином: логічний "0" передається одиночним ІЧ-імпульсом довжиною від 1.6 пЃ s до 3/16 періоду передачі бітової комірки, а логічна "1" передається як відсутність ІЧ-імпульсу. Мінімальна потужність споживання гарантується при фіксованій довжині імпульсу 1.6 пЃ s.
По закінченні кодування бітів необхідно порушити один або декілька ІК-світлодіодів струмом відповідного рівня, щоб виробити ІЧ-імпульс необхідної інтенсивності. Стандарт IrDA вимагає, щоб інтенсивність випромінювання в конусі 30 В° була в діапазоні 40-50 пЃ W/Sr, причому інфрачервоний світлодіод повинен мати довжину хвилі 880nm, як вже зазначалося раніше. Радіальна чутливість приймача і довжини зв'язку диктуються, виходячи з вимог самій специфікації IrDA.
Приймальна частина. Передані ІЧ-імпульси надходять на PIN-діод, перетворюючий імпульси світла в струмові імпульси, які посилюються, фільтруються і порівнюються з пороговим рівнем для перетворення в логічні рівні. ІЧ-імпульс в активному стані генерує "0", при відсутності світла генерується логічна "1". Протокол IrDA вимагає, щоб приймач точно вловлював ІЧ-імпульси потужністю від 4 пЃ W/sm 2 до 500mW/sm 2 в кутовому діапазоні п‚± 15 В°.
Для І...
