接口与通信设备培训课程

1、第七章接口与通信设备计算机硬件技术基础7.1 计算机接口原理 7.2 串行接口 7.3 并行接口 7.4 USB接口 7.5 IEEE 1394接口 7.6 红外线接口 7.7 蓝牙接口 7.8 远程通信设备 7.9 网络通信设备 第7章 接口与通信设备计算机硬件技术基础7.1 计算机接口原理接口接口用于完成计算机主机系统与外部设备之间的信息用于完成计算机主机系统与外部设备之间的信息交换。接口由接口硬件（接口电路、连接器、连接电缆等交换。接口由接口硬件（接口电路、连接器、连接电缆等) )和接口软件和接口软件( (程序程序) )组成。组成。主机系统(CPU系统)总线接口电路连接电缆外部设备接口的

2、指标接口的指标 传输速度、传输距离、传输媒介类型； 可靠性（差错控制） 、安全性（保密）； 资源占用（包括CPU时间、中断、DMA等）； 使用方便性和高层协议功能。接口软件：运行在主机系统计算机硬件技术基础7.1 计算机接口原理接口的功能接口的基本功能接口的基本功能n数据传送：数据传送：CPUCPU执行输入执行输入/ /输出指令与外部设备交换数据。输出指令与外部设备交换数据。n数据缓冲：数据缓冲：用于实现输入输出过程中的暂存。接口电路中存用于实现输入输出过程中的暂存。接口电路中存储机制可以是寄存器（储机制可以是寄存器（1212个字节）、个字节）、FIFOFIFO存储器（数十到存储器（数十到数百

3、字节）、或是普通数据存储器。数百字节）、或是普通数据存储器。n信号变换：信号变换：完成计算机数字信号与完成计算机数字信号与I/OI/O设备信号（如模拟信设备信号（如模拟信号、开关信号、计数脉冲等）的相互转换。号、开关信号、计数脉冲等）的相互转换。n中断：中断：接口电路一般有中断功能，以提高接口程序的效率。接口电路一般有中断功能，以提高接口程序的效率。接口的高级功能接口的高级功能n差错控制：差错控制：实现检错或纠错。实现检错或纠错。n高层通信协议：高层通信协议：实现呼叫、数据加密、流量控制等。实现呼叫、数据加密、流量控制等。n即插即用、电源管理、动态配置即插即用、电源管理、动态配置等。等。计算机

4、硬件技术基础 接口软件与硬件接口软件、接口软件、I/OI/O总线、接口电路和连接的外部设备的关系总线、接口电路和连接的外部设备的关系ICH外部设备1接口电路1I/O总线接口电路2外部设备2I/O接口连接器产生特定地址的I/O总线信号特定的总线地址信号对特定的接口电路有效计算机主机系统接口软件IN AL,07OUT 08,AL计算机硬件技术基础接口的基本构成接口电路的构成（例）接口电路的构成（例）总线双向缓冲数据总线发送数据缓冲存储接收数据缓冲存储接口控制电路控制寄存器信号变换地址译码地址总线状态寄存器中断读写控制接口信号线完成CPU对特定的地址的I/O读写的识别。实现对接口的内部时序控制，实现

5、中断，管理缓存，写状态寄存器等。记录接口的状态、错误。外设的情况等。CPU通过读状态寄存器了解接口的情况。软件将对接口的控制信息写入控制寄存器，完成对接口的控制。完成接口的电平变换、数据格式变换。实现数据I/O缓冲，实现异步的CPU传送和接口传送，减少CPU的开销。受控于接口控制电路，完成双向传送。计算机硬件技术基础控制和状态寄存器接口电路的构成接口电路的构成控制和状态寄存器控制和状态寄存器由地址译码器确定控制和状态寄存器地址，不同的接由地址译码器确定控制和状态寄存器地址，不同的接口电路占用不同的口电路占用不同的I/OI/O端口地址。端口地址。在Windows下，通过设备管理器可以看到一些接口

6、的I/O地址。如串行接口COM1的I/O地址：计算机硬件技术基础控制和状态寄存器寄存器名寄存器名寄存器寄存器类型类型I/O地址地址寄存器功能寄存器功能接收保持寄存器接收保持寄存器数据数据3F8接收数据缓存接收数据缓存发送保持寄存器发送保持寄存器数据数据3F8发送数据缓存发送数据缓存中断允许寄存器中断允许寄存器控制控制3F9设置哪些中断可以发生设置哪些中断可以发生中断状态寄存器中断状态寄存器状态状态3FA产生中断的具体中断源产生中断的具体中断源FIFO控制寄存器控制寄存器控制控制3FA实现实现FIFO和和DMA控制控制线路控制寄存器线路控制寄存器控制控制3FB实现数据位数、校验等设实现数据位数、

7、校验等设置置线路状态寄存器线路状态寄存器状态状态3FD指示接收、发送和错误状指示接收、发送和错误状态态线路状态寄存器位定义线路状态寄存器位定义位位含义含义0接收到数据接收到数据1接收超时错误接收超时错误2接收奇偶错误接收奇偶错误3接收帧错误接收帧错误4接收间隔错误接收间隔错误5发送寄存器缓存空发送寄存器缓存空6发送缓存空发送缓存空7发送发送FIFO错误错误接口电路的构成接口电路的构成控制和状态寄存器（续）控制和状态寄存器（续）例如：串行接口例如：串行接口COM1COM1的的I/OI/O地址范围地址范围3F83F83FF3FF共共8 8个地个地址。址。部分定义如下：部分定义如下：计算机硬件技术基

8、础缓冲存储机制接口电路的构成接口电路的构成数据缓冲存储接口电路在发送数据缓冲存储接口电路在发送和接收过程中，都有缓冲存储机制。多数缓存机制和接收过程中，都有缓冲存储机制。多数缓存机制为为FIFOFIFO方式。方式。例如：某接口电路具有例如：某接口电路具有1616字节的发送和接收字节的发送和接收FIFOFIFO：16字节发送FIFO16字节接收FIFO接口软件写入接口电路发送接口电路接收接口软件读取已写入未发出数据已收到未读取数据计算机硬件技术基础数据变换-5V5V0 10V5V0V5V脉冲变换电平变换差分变换数据变换可以是电平变换（如RS-232串行接口）、脉冲变换（如红外接口）、差分变换（如

9、USB），也可以是数模变换（如音频）等。例如：三种基本输出变换：计算机硬件技术基础7.1.3 接口软件 接口软件是实现接口功能的软件部分，接口软件连接应用程序接口软件是实现接口功能的软件部分，接口软件连接应用程序与接口电路。与接口电路。 接口软件需要及时掌握接口电路的状态，以便及时处理接口电接口软件需要及时掌握接口电路的状态，以便及时处理接口电路中出现的各种事件。路中出现的各种事件。 接口软件的程序控制方式主要有三种，即查询控制方式、中断控接口软件的程序控制方式主要有三种，即查询控制方式、中断控制方式和制方式和DMADMA（Direct Memory AccessDirect Memory A

10、ccess，直接存储器访问）控制方式。，直接存储器访问）控制方式。发送电路接收电路计数器计数器总线控制接口接收FIFO发送FIFO接口电路计算机硬件技术基础7.1.3 接口软件查询控制方式：查询式传送控制方式也称为异步传送，它是指当CPU需要与外设备交换数据时，首先查询设备的状态，只有在设备准备就绪时才进行数据传输。查询式输入和输出程序控制流程如图所示。计算机硬件技术基础7.1.3 接口软件中断控制方式：程序查询法是CPU等待工作，而中断控制方式是外部设备等待方式。只有当外部设备数据已经准备好以后，才向CPU发出请求中断信号，在CPU允许中断的情况下，CPU暂时中断现行的工作，转而执行外部设备

11、数据输入/输出任务的中断程序。一旦中断子程序处理结束，CPU立即返回主程序，继续执行因中断暂时放下的工作。计算机硬件技术基础7.1.3 接口软件中断控制方式实例 以打印控制为例以打印控制为例, , 说明中断控制的基本过程：每台打印机都设有自说明中断控制的基本过程：每台打印机都设有自己的缓冲寄存器，己的缓冲寄存器，CPUCPU用访问指令启动打印机，并将要打印的数据传送用访问指令启动打印机，并将要打印的数据传送到打印机的数据缓冲寄存器；然后到打印机的数据缓冲寄存器；然后, CPU, CPU可继续执行原来的程序，打印可继续执行原来的程序，打印机开始打印这批数据。这批数据打印完成后，打印机向机开始打印

12、这批数据。这批数据打印完成后，打印机向CPUCPU发出中断请发出中断请求求, CPU, CPU接到中断请求后对打印机进行中断服务，如再送出一批打印数接到中断请求后对打印机进行中断服务，如再送出一批打印数据等据等, , 然后又继续执行原来的程序。然后又继续执行原来的程序。主程序执行中断服务子程序响应中断响应中断中断返回中断返回响应中断响应中断中断返回中断返回空闲准备打印打印交换数据 交换数据启动打印机数据传送数据传送CPU工作状况打印机工作状况计算机硬件技术基础DMA传送方式的提出 中断的缺点:采用程序中断控制, 能使多台外设依次启动后同时进行数据交换的准备工作; 若在某时刻有几台外设发中断请求

13、信号，CPU可根据预先规定好的优先顺序, 按轻重缓急处理几台外设的数据传送, 实现外部设备间的并行工作, 提高了计算机系统的工作效率。但中断系统的保存与恢复现场需一定的时间, 且主机与外设之间的数据交换要由CPU直接控制。这对一些工作频率高、要成批交换数据且单位数据之间的时间间隔较短的外设，如磁盘、磁带等来说, 将引起CPU频繁干预, 同时还可能引起数据丢失。DMA(直接存储器存取direct memory access)控制:是在内存与设备之间开辟一条直接数据传送通路, 并把传送过程交DMA控制器进行管理, 形成以存储器为中心的体系结构。DMA可看作是和CPU共享存储器的处理器。CPU与DM

14、A各自能独立地工作, 挖掘了系统部件级的并行性。7.1.3 接口软件计算机硬件技术基础 DMA方式下，外设利用专门的接口电路直接和存贮器进行高速数据传送，而不经过CPU。数据的传输速度基本上决定于外设和存储器的速度。主存I/O设备CPU改进主存I/O设备总线使用直接存储器传送方式使用直接存储器传送方式(DMA)，实现数据，实现数据块操作块操作。7.1.3 接口软件计算机硬件技术基础 DMA控制器具有以下功能：控制器具有以下功能：n向向CPU发出发出HOLD信号。信号。 n当当CPU发出发出HLDA信号后信号后,接管对总线的控制，进入接管对总线的控制，进入DMA方式。方式。n发出地址信息，能对存

15、储器寻址发出地址信息，能对存储器寻址,能修改地址指针。能修改地址指针。n能发出读或写等控制信号。能发出读或写等控制信号。n能决定传送的字节数能决定传送的字节数,判断判断DMA传送是否结束。传送是否结束。1)发出发出DMA结束信号结束信号,使使CPU恢复正常工作状态。恢复正常工作状态。7.1.3 接口软件计算机硬件技术基础 DMA方式数据传输的步骤：方式数据传输的步骤：n DMA启动启动 n DMA请求请求n DMA响应响应n DMA操作操作1) DMA撤消撤消7.1.3 接口软件计算机硬件技术基础v DMA启动启动 向向DMA控制器的地址寄存器中送入设备号并启动设备控制器的地址寄存器中送入设备

16、号并启动设备; 将主存中数据区首地址送入将主存中数据区首地址送入DMA控制器的地址寄存器中控制器的地址寄存器中; 将辅存数据缓冲区首地址送入将辅存数据缓冲区首地址送入DMA控制器的设备地址寄控制器的设备地址寄 存器中存器中; 将要传送的数据字节数或字数送入数据计数器中。将要传送的数据字节数或字数送入数据计数器中。 v DMA请求请求 DMA控制器收到上述控制命令后，向外设接口提出传送控制器收到上述控制命令后，向外设接口提出传送数据请求。外设接口准备好了接收或发送数据时，就会给出数据请求。外设接口准备好了接收或发送数据时，就会给出DMA请求信号，请求信号，DAM控制器向控制器向CPU提出总线请求

17、信号。提出总线请求信号。 7.1.3 接口软件计算机硬件技术基础v DMA响应响应 CPU完成一个机器周期的操作后，就响应完成一个机器周期的操作后，就响应DMA总线请总线请求，首先让出总线控制权，即将求，首先让出总线控制权，即将CPU内部的总线缓冲器及内部的总线缓冲器及输入输出控制信号线置成高阻状态，以便将总线使用权让输入输出控制信号线置成高阻状态，以便将总线使用权让给给DMA控制器，并向控制器，并向DMA控制器发出总线响应信号。控制器发出总线响应信号。7.1.3 接口软件计算机硬件技术基础v DMA操作操作 DMA控制器收到总线响应信号后，向外设发出控制器收到总线响应信号后，向外设发出DMA

18、应答信号，并成为总线上的主设备，控制外设与主存之间应答信号，并成为总线上的主设备，控制外设与主存之间的数据块传送操作。的数据块传送操作。 每传送一个字节或一个字，每传送一个字节或一个字，DMA控制器中的主存地址控制器中的主存地址计数器内容加计数器内容加1，而数据计数器内容减，而数据计数器内容减1，直到该计数器其，直到该计数器其值为值为0为止。为止。v DMA撤消撤消 总线请求撤消后，总线请求撤消后，CPU恢复了对总线的控制权，以便恢复了对总线的控制权，以便进行数据传送后的处理。进行数据传送后的处理。7.1.3 接口软件计算机硬件技术基础DMA操作过程操作过程对DMA初始化让出总线控制权收回总线

19、控制权外设准备好启动CPUDMADMA请求DMA响应CPU内部操作发送内存地址传送一个字数据内存地址计数器+1字计数器-1字计数器=0？NFDMA撤消Y总线上的主设备 DMA 操作7.1.3 接口软件计算机硬件技术基础7.2 7.2 串行接口串行接口 串行接口即通过逐位传送的方式实现字节的传输的一类接口。串行接口中通常只有一条（可实现双向传输）或两条（双方向各一条）数据线。由于习惯上的称谓，串行接口有时是特指计算机上的RS-232C接口，该接口是Pentium时代以前PC机上最常用的通用接口，PC机可通过串行接口连接鼠标器、调制解调器（MODEM）、扫描仪等。 计算机硬件技术基础串行数据传送方

20、式全双工方式 当数据的发送和接收分流，分别由两根不同的传输线传当数据的发送和接收分流，分别由两根不同的传输线传送时，通信双方都能在同一时刻进行发送和接收操作，这样送时，通信双方都能在同一时刻进行发送和接收操作，这样的传送方式就是全双工（的传送方式就是全双工（Full DuplexFull Duplex）制）制。 发送器发送器 发送器发送器 接收器接收器 接收器接收器 B站站 A站站全双工方式示意图全双工方式示意图计算机硬件技术基础半双工 若使用同一根传输线既作接收又作发送，虽然数据可以若使用同一根传输线既作接收又作发送，虽然数据可以在两个方向上传送，但通信双方不能同时收发数据，这样的在两个方向

21、上传送，但通信双方不能同时收发数据，这样的传送方式就是半双工（传送方式就是半双工（Half DuplexHalf Duplex）制。）制。 A站站 B站站 发送器发送器 发送器发送器 接收器接收器 接收器接收器 半双工方式示意图半双工方式示意图串行数据传送方式计算机硬件技术基础 并行通信中，传输速度以每秒传输的字节（并行通信中，传输速度以每秒传输的字节（B/sB/s）表示）表示 。在串行通信中，传输速率用波特率来表示。在串行通信中，传输速率用波特率来表示。 所谓波特率，是指单位时间内传送二进制数据的位数，所谓波特率，是指单位时间内传送二进制数据的位数，单位为位单位为位/ /秒（秒（b/sb/s

22、）。）。 每秒钟所传输的字符数（字符速率）和波特率是两种概念每秒钟所传输的字符数（字符速率）和波特率是两种概念 波特率计算机硬件技术基础7.2 串行接口RS-232CRS-232C接口：接口：n传输速率：传输速率：75115,20075115,200（128,000128,000）b/sb/s；n传输距离：最长电缆传输距离：最长电缆1515米（低速率时）；米（低速率时）；n电缆电缆/ /连接器：采用连接器：采用9 9线或线或2525线信号传输，当前多用线信号传输，当前多用9 9线。采线。采用用D D型连接器；型连接器；n协议简单：无高层协议；协议简单：无高层协议；n在在Pentium 4Pen

23、tium 4时代作为时代作为PCPC的标准配置，目前在的标准配置，目前在PCPC上的应用逐上的应用逐渐减少。渐减少。 RS-232C串行接口插座计算机硬件技术基础7.2 串行接口RS-232C信号异步串行传输：异步串行传输：异步串行传输中以字节为传输单位，异步串行传输中以字节为传输单位，传输一个字节包括起始位、数据位和终止位。传输一个字节包括起始位、数据位和终止位。 空闲起始位1 1 0 1 0 1 1 0 数据位：58位停止位 RS-232C信号电平：采用信号电平：采用双极方式双极方式，负电平（，负电平（-3 -15V）代表逻辑代表逻辑1，正电平（，正电平（+3 +15V）代表逻辑）代表逻辑

24、0。一般采用。一般采用5V 或或12V。+12V-12V计算机硬件技术基础7.2 串行接口RS-232C传输参数RS-232CRS-232C接口应用参数：接口应用参数：在使用在使用RS-232CRS-232C通信之前必须设置接口通信之前必须设置接口参数，包括速率、数据位数、校验、停止位数和流控方式等。参数，包括速率、数据位数、校验、停止位数和流控方式等。WindowsWindows下从下从“我的电脑我的电脑”“设备设备” “ “端口端口”可以查看串可以查看串行接口参数。行接口参数。计算机硬件技术基础7.2 串行接口RS-232C的接口信号RS-232CRS-232C接口信号线：接口信号线：连接

25、的两端分别为连接的两端分别为DTEDTE（ Data Data Terminal Equipment Terminal Equipment ）和）和DCEDCE（ Data Communication Data Communication Equipment Equipment ）端。）端。1659C D : 载 波 检 测 1 RxD:接收数据 2 TxD:发送数据 3 DTR:数据终端就绪 4 GND:地线 5 DSR:数据设备就绪 6RTS:请求发送 7 CTS:清除发送 8 RI:振铃指示 9 外部设备DCE主机DTE计算机硬件技术基础7.2 串行接口USB扩展RS-232C通过通过U

26、SBUSB扩展扩展RS-232CRS-232C：现代计算机大多已经没有现代计算机大多已经没有RS-232-CRS-232-C接口接口，但可以通过，但可以通过USBUSB接口扩展，实现与接口扩展，实现与RS-232CRS-232C接口的设备连接。接口的设备连接。安装驱动程序后，在操作系统呈现安装驱动程序后，在操作系统呈现“虚拟串行口虚拟串行口”。计算机硬件技术基础7.4 USB基本特征USB采用先进技术的新型通用接口采用先进技术的新型通用接口新型：高度复杂的接口电路的集成芯片实现高速差分传新型：高度复杂的接口电路的集成芯片实现高速差分传输技术，使得传输速度大幅度提高。输技术，使得传输速度大幅度提

27、高。复杂：规定了复杂的高层协议，使用简单但编程复杂。复杂：规定了复杂的高层协议，使用简单但编程复杂。通用：适合计算机中大多数中、低速传输需求。操作系通用：适合计算机中大多数中、低速传输需求。操作系统和芯片组全面支持统和芯片组全面支持USB。版本发展：版本发展：USB 1.1USB 2.0USB On-The-GoUSB 2.0 On-The-GoWireless USB USB 3.0计算机硬件技术基础7.4 USB物理连接USBUSB物理接口（物理接口（USB 1.1/2.0USB 1.1/2.0）USBUSB采用采用4 4线传输，其中两条信号线线传输，其中两条信号线（差分传输），两条电源线

28、。（差分传输），两条电源线。标准标准USBUSB连接器分为连接器分为A A和和B B两种，两种，A A连连接器用于主机，接器用于主机，B B连接器用于外设。连接器用于外设。mini USBmini USB连接器，用于微型设备。连接器，用于微型设备。引脚信号名1VCC +5V电源2-Data 信号负3+Data 信号正4GND 地线计算机硬件技术基础7.4 USB速度传输模式和速度传输模式和速度USB1.1USB1.1：采用平衡半双工方式，具有两个物理传输模式：采用平衡半双工方式，具有两个物理传输模式：低速模式（低速模式（Low SpeedLow Speed）1 1.5Mb/s .5Mb/s 全

29、速模式（全速模式（Full SpeedFull Speed）12Mb/s12Mb/sUSB2.0USB2.0：增加兼容增加兼容USB1.1USB1.1的高速模式：的高速模式：高速模式高速模式（High SpeedHigh Speed）480480Mb/sMb/sUSB3.0USB3.0：增加全双工方式的极速模式，增加全双工方式的极速模式， 与与USB2.0USB2.0连接器兼容连接器兼容极极速模式速模式（Super SpeedSuper Speed）5Gb/s5Gb/s。USB 1.1USB 2.0USB 3.0计算机硬件技术基础7.4 USB同步方案 USB USB同步机制同步机制NRZIN

30、RZI（Non Return to Zero InvertNon Return to Zero Invert，不归零反向，不归零反向码）编码：码）编码：输入为输入为0 0时输出反向，输入为时输出反向，输入为1 1时输出不时输出不变。变。NRZI编码器D+D-NRZI译码器0110100011101001001010000110位填充：如果在数据流中出现连续传输6个1的情况，则强制在NRZI编码的数据流中加入一个0 。NRZI编码NRZI译码计算机硬件技术基础7.4 USB连接方式连接方式连接方式PCPC机的机的USBUSB接口可以连接外设、复合设备和集线器。最多可以接口可以连接外设、复合设备和

31、集线器。最多可以连接连接5 5级集线器，最多可连接级集线器，最多可连接127127台外设和集线器。台外设和集线器。USB 主控制器USB根集线器USBUSB设备设备USBUSB设备设备USB集线器USB集线器USBUSB设备设备USBUSB设备设备USBUSB设备设备复合设备USBUSB设备设备计算机硬件技术基础7.4 USB传输模式USBUSB的四种传输模式（的四种传输模式（USB 2.0USB 2.0）控制传输（控制传输（Control transferControl transfer）支持外设与主机之间的控制、状态等信息的传输，为外支持外设与主机之间的控制、状态等信息的传输，为外设与主机

32、之间提供一个控制通道。设与主机之间提供一个控制通道。 等时传输（等时传输（Isochronous transfer Isochronous transfer ）适合数据连续不间断、实时的、带宽要求恒定的传输。适合数据连续不间断、实时的、带宽要求恒定的传输。该类型无差错校验。适合音、视频设备。该类型无差错校验。适合音、视频设备。 中断传输（中断传输（Interrupt transferInterrupt transfer）适合数据量小，无周期性，但对响应时间敏感的传输。适合数据量小，无周期性，但对响应时间敏感的传输。数据块传输（数据块传输（Bulk transfer Bulk transfer

33、）适合传输的数据量大，但没有实时要求的传输，适合传输的数据量大，但没有实时要求的传输，USBUSB在满在满足带宽的情况下才进行该类型的数据传输。适合外存储设备足带宽的情况下才进行该类型的数据传输。适合外存储设备。 计算机硬件技术基础7.4 USB理论性能（USB 2.0）USBUSB的传输延（理论最大值）的传输延（理论最大值）n低速、全速模式：低速、全速模式：1ms1msn高速模式：高速模式：125125s s低速模式低速模式全速模式全速模式高速模式高速模式控制传输控制传输2483215,872中断传输中断传输0.86424,576实时传输实时传输不支持不支持1,02324,576批量传输批量

34、传输不支持不支持1,21653,248 USB的数据传输速率（KB/s，理论最大值）计算机硬件技术基础7.4 USBUSB 3.0USB 3.0USB 3.0 n在在USB 2.0USB 2.0的基础上，增加一个更高的速度模式的基础上，增加一个更高的速度模式SuperSpeedSuperSpeed，该模式的位速率为，该模式的位速率为5Gbps5Gbps，全双工模式；，全双工模式；n与与USB 1.1/2.0USB 1.1/2.0并存，并存，USB 1.1/2.0USB 1.1/2.0设备在设备在USB 3.0USB 3.0主机正主机正常工作。常工作。USB 3.0USB 3.0设备在设备在US

35、B 2.0USB 2.0主机上可能不能工作。主机上可能不能工作。计算机硬件技术基础7.4 USBUSB 3.0USB 3.0USB 3.0链接器链接器 USBUSB链接器兼链接器兼容容USB 2.0USB 2.0。增加的Super Speed信号线计算机硬件技术基础7.5 IEEE-1394接口基本特点IEEE-1394IEEE-1394：是一苹果公司开发的高速串行方式接口，又名是一苹果公司开发的高速串行方式接口，又名FireWireFireWire（火线）、（火线）、i.Linki.Link（SonySony名称）、名称）、LynxLynx（德州仪器（德州仪器名称）。名称）。IEEE-139

36、4IEEE-1394连接：连接：包括两个双向的数据差分线对（包括两个双向的数据差分线对（TPATPA和和TPBTPB）和电源线对。）和电源线对。13941394的电源为的电源为8 840VDC40VDC，1.5A1.5A供电能力。数供电能力。数据传输有两种模式。据传输有两种模式。TPA (-)TPA (+)TPB (-)TPB (+)TPB (-)TPB (+)TPA (-)TPA (+)传统模式，半双工，选通同步传统模式，半双工，选通同步 TPA发送选通和数据接收 TPB接收选通和数据发送高速模式，全双工，高速模式，全双工，8b/10b编码编码同步同步 TPA接收 TPB发送TPA (-)T

37、PA (+)TPB (-)TPB (+)TPB (-)TPB (+)TPA (-)TPA (+) 或 计算机硬件技术基础7.5 IEEE-1394接口1394a1394a1394a：在：在13941394的基础上于的基础上于20002000年正式发布年正式发布 标准定义了多种传输速率，标准定义了多种传输速率，12.512.5、2525、5050、100100、200200、400Mb/sec400Mb/sec的传输速率。电缆和连接器可采用带供电的的传输速率。电缆和连接器可采用带供电的6 6线线制和不带供电的制和不带供电的4 4线制两种。线制两种。线序线序6线连接线连接4线连接线连接1VP电源

38、TPB (-)2VG地线 TPB (+)3TPB (-) TPA (-)4TPB (+)TPA (+)5TPA (-) 6TPA (+)计算机硬件技术基础7.5 IEEE-1394接口1394b 1394b 1394b：于：于20022002年发布年发布 增加了增加了800Mb/sec800Mb/sec速率，电缆和连接器采用速率，电缆和连接器采用9 9线，链接器线，链接器与与1394a1394a不同，但其中的差分对信号与不同，但其中的差分对信号与1394a1394a兼容。兼容。线序线序信号信号1TPB(-)2TPB(+)3TPA(-)4TPA(+)5TPA(地地)6VG(电源地电源地)7保留保

39、留8VP(电源电源)9TPB(地地)计算机硬件技术基础7.5 IEEE-1394接口13941394连接器连接器有标准有标准6 6线和不带电源的线和不带电源的4 4线（微型）两种。线（微型）两种。IEEE-1394标准6线插座IEEE-1394微型4线插座USB 3.0USB 2.0eSATA+USB PS/2键盘鼠标 SPDIF音频光纤 SPDIF音频同轴 RJ-45局域网 8通道模拟音频 计算机硬件技术基础IEEE-1394 vs USBUSBIEEE - 1394利益集团Intel、Microsoft、HPApple、Sony、TIUSB1.1: 1.5, 12MbpsUSB2.0: +

40、 480MbpsUSB3.0: + 5Gbps1394a: 12.5, 25, , 4001394b: +800S1600、S3200：1.6/3.2GSuperSpeed为全双工高速模式全双工传输速度传输方式电缆长度USB2.0: 5米 USB3.0: 2米1394a/b: 电缆4.5米 光纤: 100米供电能力USB2.0: 500mA/5VUSB3.0: 1A/5V1394a: 1.5A/5V 1394b: 5A/840V其他优势成本低、通用性强CPU占用轻、实际带宽开销小应用场合各种设备数字视频设备计算机硬件技术基础7.7 蓝牙基本特性蓝牙（蓝牙（BluetoothBluetooth）

41、：）：是一种近距离、共享无线信道方式的是一种近距离、共享无线信道方式的无线数据通讯技术标准。由无线数据通讯技术标准。由EricssonEricsson、IBMIBM、IntelIntel、NOKIANOKIA和和ToshibaToshiba等等5 5家公司组成了蓝牙特别兴趣小组（家公司组成了蓝牙特别兴趣小组（Special Special Interest GroupInterest Group，SIGSIG），负责制定蓝牙标准。），负责制定蓝牙标准。蓝牙速率：蓝牙速率：BT 1BT 1（主要是（主要是1.21.2）：位速率）：位速率1Mb/s1Mb/sBT 2BT 2（主要是（主要是2.0+

42、EDR2.0+EDR、2.1+EDR2.1+EDR）：最高位速率）：最高位速率3Mb/s3Mb/sBT 3.0+HSBT 3.0+HS：位速率：位速率24Mb/s24Mb/s传输距离：传输距离：可选择的发送功率可选择的发送功率class 1class 1：100mW100mW发射功率，发射功率，100100米米class 2class 2：2.5mW2.5mW发射功率，发射功率，1010米米class 3class 3：1mW1mW发射功率，发射功率，5 5米米计算机硬件技术基础7.7 蓝牙实现技术蓝牙技术蓝牙技术采用采用2.402GHz 2.480GHz2.402GHz 2.480GHz频段

43、，划分成频段，划分成7979个间隔个间隔1MHz1MHz的频道。使用跳频的频道。使用跳频频谱扩展技术，跳频速率频谱扩展技术，跳频速率16001600次次/ /秒；秒；相对传统无线传输，抗干扰、保密性好。多个不相关的蓝牙通信可在同相对传统无线传输，抗干扰、保密性好。多个不相关的蓝牙通信可在同一个区域共存，相互的干扰只是造成实际通信速率下降。一个区域共存，相互的干扰只是造成实际通信速率下降。一台蓝牙设备可同时与其它七台蓝牙设备建立连接，构成微微网；一台蓝牙设备可同时与其它七台蓝牙设备建立连接，构成微微网；计算机硬件技术基础7.7 蓝牙应用蓝牙应用蓝牙应用发现蓝牙设备：发现蓝牙设备：蓝牙设备启动搜索

44、，发现周围处于蓝牙设备启动搜索，发现周围处于“可被发可被发现现”状态的蓝牙设备；状态的蓝牙设备；获取服务：获取服务：蓝牙服务包括蓝牙协议定义的各种应用，包括蓝蓝牙服务包括蓝牙协议定义的各种应用，包括蓝牙局域网、拨号网络、文件传输、对象交换、单声道音频、牙局域网、拨号网络、文件传输、对象交换、单声道音频、高保真音频、打印、串行通信等；高保真音频、打印、串行通信等；配对：配对：通过密码实现配对；通过密码实现配对；连接：连接：针对特定服务的连接。针对特定服务的连接。BlueSoleil：一个学习和一个学习和应用蓝牙的图形化操作软应用蓝牙的图形化操作软件。可以在件。可以在IVTIVT官方网站官方网站（

45、http:/www.ivtcorporathttp:/ 蓝牙设备蓝牙设备蓝牙设备耳机声耳机耳机鼠标器USB蓝牙适配器计算机硬件技术基础7.8 远程通信设备电话网Modem远程通信需要经过远程通信设备，即远程通信需要经过远程通信设备，即ModemModem（MOMOdulator -dulator -DEModulatorDEModulator，调制解调器调制解调器 ）。大多远程通信通过公用有线或）。大多远程通信通过公用有线或无线通道实现。无线通道实现。 电话网Modem 普通电话网普通电话网Modem利用公共电话网的拨号和音频传输能力实利用公共电话网的拨号和音频传输能力实现计算机远程通信现计算

46、机远程通信。 电话网音频特性： 我国电话网音频我国电话网音频 带宽带宽3003400Hz， 该频段可以包含该频段可以包含90% 的人声音频频谱能量，的人声音频频谱能量， 不影响可懂度不影响可懂度。人声音频能量分布计算机硬件技术基础7.8 远程通信设备电话网Modem调制：调制：将数字变换成符合特定传输通道特性的信号；将数字变换成符合特定传输通道特性的信号；解调：解调：将调制信号恢复成原数字信号。将调制信号恢复成原数字信号。三种基本调制方式：三种基本调制方式： SinSin（22 t +t +）ASKASK（Amplitude-Shift KeyingAmplitude-Shift Keying

47、）：幅度键控）：幅度键控FSKFSK（Frequency-Shift KeyingFrequency-Shift Keying）：）： 频率键控频率键控PSKPSK（Phase-Shift KeyingPhase-Shift Keying）：相位键控）：相位键控0 0 1 1 0 1 0 0 0 1 0ASK调制波形FSK调制波形PSK调制波形计算机硬件技术基础7.8 远程通信设备电话网Modem电话公网电话公网ModemModem速率：速率：目前电话网目前电话网ModemModem的最高数据速率约的最高数据速率约56Kb/s56Kb/s。 计算机可能集成了计算机可能集成了ModemModem

48、，对外提供电话接口（，对外提供电话接口（RJ11RJ11连接连接器）。也可以通过扩展卡（器）。也可以通过扩展卡（ModemModem卡）、外接卡）、外接ModemModem、USBUSB扩展扩展ModemModem等方式扩展电话网等方式扩展电话网ModemModem。PCI总线Modem扩展卡RS-232C接口外置ModemUSB接口外置Modem计算机硬件技术基础7.8 远程通信设备公网无线Modem 公网无线Modem 无线公网是指移动电话使用的公共无线网。我国目前有三家无线运营商，分别是、和。三家运营商分别有独立的公共无线网，同时提供数据传输业务。 目前无线公网数据传输分为2G和3G数据

49、业务。 2G制式制式GSMGSMCDMA2G数据业务数据业务GPRS/EDGEGPRS/EDGECDMA20001X2G数据速率数据速率115/384Kbps115/384Kbps153Kbps3G制式制式TD-SCDMAWCDMACDMA20003G技术版本（技术版本（2011）TD-HSDPASHUPAEV-DORev.A数据速率数据速率下行下行3.6Mbps14.4Mbps3.1Mbps上行上行384Kbps5.76Mbps1.8Mbps计算机硬件技术基础7.8 远程通信设备公网无线Modem 手机关键参数：手机关键参数： 操作系统：主要包括Android：安卓，Google系统，三星、

50、HTC等应用；Symbian：塞班，Nokia专用；iOS：苹果设备专用；Window Phone（微软）：Nokia、HTC等应用。 网络制式：GSM（Global System of Mobile）：移动和联通2G；CDMA（Code Division Multiple Access ）：电信2G；TD-SCDMA（Time Division-Synchronous CDMA ）：移动3G；WCDMA（Wideband CDMA ）：联通3G；CDMA2000：电信3G。计算机硬件技术基础7.8 远程通信设备公网无线Modem 手机号码段（截止到手机号码段（截止到2011年底）：年底）：2

51、G制式制式GSMGSMCDMA2G号码号码139、138、137、136、135、134、159、158、152、151、150130、131、132、155、133、1533G制式制式TD-SCDMAWCDMACDMA20003G号码号码157、187、188156、185、186180、189计算机硬件技术基础7.8 远程通信设备公网无线Modem 笔记本计算机、平板电脑可能集成无线公网笔记本计算机、平板电脑可能集成无线公网Modem，即，即支持支持3G。也可以外部扩展无线公网。也可以外部扩展无线公网Modem，大多数扩展模，大多数扩展模块接口是笔记本专用接口（如块接口是笔记本专用接口（如

52、CardBus、Express Card等等接口）或接口）或USB接口。接口。CardBus总线3G扩展模块USB接口3G扩展模块（内置天线）ExpressCard总线3G扩展模块计算机硬件技术基础7.8 远程通信设备宽带Modem宽带宽带Modem：指通信带宽超过音频带宽的数据传输Modem。用于普通上网的方案主要有通过电话线实现的ADSL Modem和通过电视电缆实现的Cable Modem。ADSL（Asymmetric Digital Subscriber Line，非对称数字用户专线）：设备仅实现用户到电话局的传输，通过在普通电话线上采用高频段复用方式实现数据传输。 电话频段上行数据

53、频段下行数据频段ADSL标准：标准：由ITU（International Telecommunication Union，国际电信联盟 ）制定，目前的最高版本是ITU G.992.5，上行速率3.3Mb/s，下行速率24Mb/s。计算机硬件技术基础7.8 远程通信设备宽带Modem ADSL Modem一般通过局域网接口与计算机直接连接，也可以通过集成路由器的ADSL Modem组成局域网。ADSL分线器电话线带有Wi-Fi和路由器的4端口ADSL Modem Wi-Fi无线连接LANLANLAN计算机硬件技术基础7.8 远程通信设备宽带ModemCable Modem：通过有线电视电缆实现家

54、庭宽带连接的设备。：通过有线电视电缆实现家庭宽带连接的设备。 传统的有线电视网只有下行传输，经过双向改造的有线电视网才能传统的有线电视网只有下行传输，经过双向改造的有线电视网才能实现宽带数字传输。实现宽带数字传输。 一路电视信号带宽为一路电视信号带宽为8MHz，可以实现，可以实现30Mb/s的下行数据传输和的下行数据传输和2.048Mb/s的上行数据传输。的上行数据传输。 Cable Modem可以是机顶盒设备，也可以是独立设备或计算机总线可以是机顶盒设备，也可以是独立设备或计算机总线扩展卡。扩展卡。Cable Modem计算机硬件技术基础7.9 局域网通信设备以太网以太网：目前的局域网（以太

55、网：目前的局域网（Local Area Network，LAN）采用以太网）采用以太网（Ethernet）组网方式，物理层符合）组网方式，物理层符合IEEE 802.3标准。标准。局域网连接：其物理层连接采用双绞线，双绞线为局域网连接：其物理层连接采用双绞线，双绞线为8芯四对双绞线。连芯四对双绞线。连接器为接器为RJ45标准。标准。以太网速率：以太网速率标准的发展过程经历了以太网速率：以太网速率标准的发展过程经历了10Mb/s、100Mb/s和和1000Mb/s等不同速率标准。等不同速率标准。 10Mb/s以太网采用以太网采用10BASE-T（10Mbps，BASE代表基带传输，代表基带传输，

56、T代表双绞线）标准的代表双绞线）标准的3类双类双绞线。在之后的绞线。在之后的100Mb/s局域网中，电缆标准为局域网中，电缆标准为100BASE-TX的的5类双绞线。千兆以太网采用类双绞线。千兆以太网采用1000BASE-T/TX的超的超5类或类或6类双绞线。类双绞线。计算机硬件技术基础7.9 局域网通信设备以太网RJ45线序：在局域网连接中使用两种线序不同的电缆，即直线序：在局域网连接中使用两种线序不同的电缆，即直通线和交叉线。通线和交叉线。10Mb/s和和100Mb/s连接仅使用其中两对双绞连接仅使用其中两对双绞线，线，1000Mb/s连接使用全部连接使用全部4对双绞线。对双绞线。直通线：

57、两端的连接器线序相同，用于连接不同级别设备；直通线：两端的连接器线序相同，用于连接不同级别设备；交叉线：一端的连接器线序符合交叉线：一端的连接器线序符合T568A，另一端的连接器线序，另一端的连接器线序符合符合T568B。用于相同级别的设备连接。用于相同级别的设备连接。标准标准线序线序12345678T568A绿白绿白绿绿橙白橙白蓝蓝蓝白蓝白橙橙棕白棕白棕棕T568B橙白橙白橙橙绿白绿白蓝蓝蓝白蓝白绿绿棕白棕白棕棕T568A标准T568B标准计算机硬件技术基础7.9 局域网通信设备LAN适配器局域网适配器（LAN adapter）：计算机网络接口的硬件部分，实现网络协议的物理层和数据链路层。更高协议在软件中实现。MAC（Media Access Control）地址：用于实现计算机的唯一访问标识，是一个48位的二进制数，是全球唯一的地址。在DOS会话界面，输入ipconfig/all后回车，显示信息中的Physical Address即6个字节MAC地址的十六进制表示。计算机硬件技术基础7.9 局域网通信设备集线器、网桥集线器（集线器（Hub）：是最简单的网络设）：是最简单的网络设备，其用途是扩展局域网接口备，其用途是扩展局域网接口。相当。相