presentation 6 avril usb tcpip

8/8/2019 Presentation 6 Avril USB TCPIP

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INNOVATIS SYSTEMS 2006 1

USB & TCP/IPUSB & TCP/IP




USBUSBI. Historique et caractéristiquesI. Historique et caractéristiques

II. Les avantages et inconvénientsII. Les avantages et inconvénients

III. Les domaines d’application avecIII. Les domaines d’application avec

exemples d’utilisationexemples d’utilisation

IV. Les outils nécessaires à la mise enIV. Les outils nécessaires à la mise enœuvre et leurs coutsœuvre et leurs couts

V. Revu du matériel disponible dans leV. Revu du matériel disponible dans lecommerce et leurs coutscommerce et leurs couts



3INNOVATIS SYSTEMS 2006

Historique etHistorique etcaractéristiquescaractéristiques




HistoriqueHistorique

-Créé par Intel en 1994…version 1.0

-1998 version1.1 (Low speed 1.5Mbps

, Full speed 12Mbps)

-2000 version2.0 (High speed

480Mbps)

-2001 On The Go




n versa er aBus

n versa er aBus

Télémesures,Diagnostic

• Auto détection & configuration (Plug&Play)• Bus power

• 3 vitesses: Low- 1.5, Full- 12, High- 480Megabits/second

RS232Parallèle

PS/2

Applications

Embarquées




CaractéristiquesCaractéristiques Caractéristiques principales : Topologie en arbre dont la racine est l’hôte (le PC ou le

Mac).

Les périphériques peuvent être branchés et débranchés

sans arrêter l’ordinateur. Les périphériques sont alimentés par le Bus.

On peut chaîner jusqu’à 127 périphériques sur un brin.

Les périphériques inutilisés sont automatiquement mis

en veille.

Les périphériques sont identifiés et configurésautomatiquement par les systèmes d’exploitation.


http://slidepdf.com/reader/full/presentation-6-avril-usb-tcpip 7/55 7INNOVATIS SYSTEMS 2006

CaractéristiquesCaractéristiques

NRZI Data EncodingNRZI Data Encoding

Half duplex – data transmission can go in only one direction at a timeHalf duplex – data transmission can go in only one direction at a time

Bus Power to each device:Bus Power to each device: 4.40 - 5.25 V4.40 - 5.25 V

Guaranteed 100 mAGuaranteed 100 mA

500 mA maximum through negotiation500 mA maximum through negotiation

NRZI Data EncodingNRZI Data Encoding

Half duplex – data transmission can go in only one direction at a timeHalf duplex – data transmission can go in only one direction at a time

Bus Power to each device:Bus Power to each device: 4.40 - 5.25 V4.40 - 5.25 V

Guaranteed 100 mAGuaranteed 100 mA

500 mA maximum through negotiation500 mA maximum through negotiation

~ 5.0 V

~ 3.3 V

VBUS

D+

D-

GND

VBUS

D+

D-

GND

4-wire

connection

Differential

Signaling




CaractéristiquesCaractéristiques L’USB en fonctionnement :

Hub USB

4.4 à 5.25v !

500mA

A

B

L’hôte gère les communications en distribuant des jetons.

Chaque périphérique est identifié grâce à un VID et un PID.

Adresse allouée à l’initialisation (énumération).

4 modes de transfert : control, interrupt, isochrone, bulk.




“mini-B” PlugFS, HS Peripheral

“B” PlugFS, HS Peripheral

CaractéristiquesCaractéristiques“A” Plug

USB Host




Modes de transfert (12Mbps/480Mbps) :

Control : pour l’énumération et la configuration.

Interrupt : 64octets/1Ko par trame. Accusé de réception etreprise en cas d’erreur.

Isochrone : avec réservation de bande passante et de temps

d’accès dans la limite de 1Ko toutes les ms (Full Speed) ou

3x1Ko toutes les 125us(High Speed). Pas d’accusé deréception, pas de reprise en cas d’erreur(1Mo/24Mo).

Bulk : 1216/6656 octets max par trame. Non prioritaire.

Accusé de réception et reprise en cas d’erreur(1.2Mo/53Mo)






Guaranteed Latency Guaranteed DataIntegrity

InterruptInterrupt

BulkBulk

IsochronousIsochronous

PIC18F4550 family supports all these transfer types.




USBUSB PipesPipes

HOST PC

Big USB Pipe

12Mb/s

Small Pipe to each USBdevice (up to 127)

Tiny Pipes (endpoints)




Client Software <->Client Software <->FunctionFunction

ClientClientSoftwareSoftware

ClientClientSoftwareSoftware

InterfaceInterfaceInterfaceInterface

USB DeviceUSB DeviceUSB DeviceUSB Device

HostHostHostHost

EndpointsEndpointsEndpointsEndpoints

Data FlowsData FlowsData FlowsData Flows

BuffersBuffersBuffersBuffers

PipesPipesPipesPipes

glish, just to get the vocabulary




Trame USBTrame USB

BULKBULK

BULKBULK

BULKBULK

BULKBULK

BULKBULK

BULKBULK

BULKBULKBULKBULK

T

xVoice

T

xVoice

T

xLine

T

xLine

In

terrupt,

Control,

Lo

w

Speed

In

terrupt,

Control,

Low

Speed

Trame = 1msTrame = 1ms

Stereo Audio

Stereo Audio

Stereo Audio

Stereo Audio

Stereo Audio

Stereo Audio

Stereo Audio

Stereo Audio

Stereo Audio

Stereo Audio

R

xVoice

R

xVoice

RxLine

RxLine

SlotSlot

SOF

SOF

(Pas à l’échelle)(Pas à l’échelle)

Low SpeedLow Speed

Low SpeedLow Speed

BULKBULK

BULKBULK

S

canner

S

canner




USB PeripheralsUSB Peripherals

Joystick

Mouse

ExternalHard Drive

ICD2Modem

ExternalDVD Drive

Data Glove

Keyboard

EthernetAdapter

Human Interface Device Class(HID)

Mass StorageDevice Class

(MSD)

CommunicationDevice Class (CDC)

Custom Class(Vendor Class)

Many more classes….

Microchip provides firmwareMicrochip provides firmwaresubset for HID, CDC, andsubset for HID, CDC, andMSDMSD.

PC will useVID/PID to look

for a matching

driver and load it.

If you don't use your own VID, then 2different devices will try to use the same

driver, which is not good.

h, just to get the vocabulary and that will be the last one.




Les avantagesLes avantages etetinconvénientsinconvénients




AvantagesAvantages Vitesse de transfert élevéeVitesse de transfert élevée Couts des composantsCouts des composants

Topologie de bus Topologie de bus




InconvénientsInconvénients Apprentissage d’une nouvelleApprentissage d’une nouvelle

technologietechnologie Longueur de câbles mais il existe desLongueur de câbles mais il existe des

modules de remise en forme desmodules de remise en forme dessignauxsignaux

Il faut……Il faut……




Les domainesLes domainesd’applicationd’application

avec exemplesavec exemples

d’utilisationd’utilisation




L’USB développement de périphériques :

Physique Physique

USB pilote hôte

Pilote de

périphérique

Application

USB End Point 0

EP.. (out, type,size)

EP.. (In, type,size)

Gestion du périphérique

Electronique

«made in labo»

Electronique

«made in labo»

Control

Interrupt / Isochrone / Bulk

O S




L’USB développement de périphériques, solution 2 :

Physique

USB pilote hôte

Pilote de

périphérique

Application


Electronique

« made in

CRTBT »

Electronique

« made in

CRTBT »

Control


O S

Physique

- Pilote « maison » : Problème de compétences en fonction des OS.

Problème de pérennité…

- Pilote générique commerciale « USBIO »

Microcontrôleur

(2000 lignes de C)

+USB Transceiver




L’USB développement de périphériques, solution 3 : HID

Physique

USB pilote hôte

Pilote HID

Application


Control


O S

Physique

L’OS supporte en standard certains types depériphériques dits « HID »(Human Interface Devices).

Par ex : clavier, souris, audio, modem, balance,etc

Microcontrôleur

(>2000 lignes de C)

+USB Transceiver




Les outilsLes outilsnécessaires ànécessaires à

la mise enla mise en

œuvre et leursœuvre et leurscoutscouts




Outils MicrochipOutils Microchip

PICDEM Full Speed USBPICDEM Full Speed USB Cout : ~35 €Cout : ~35 €

PICDEM 2 PLUS + Programmateur (avecPICDEM 2 PLUS + Programmateur (avecmodification)modification) Possibilité de connecter un PIC18F2450Possibilité de connecter un PIC18F2450 Cout : ~130 €Cout : ~130 €

Compilateur CCompilateur C CCSCCS Hi-TechHi-Tech




Revu duRevu dumatérielmatériel

disponible dansdisponible dans

le commerce etle commerce etleurs coûtsleurs coûts




USB…RS232USB…RS232 Une connectique USB avec laUne connectique USB avec la

simplicité d’une liaison RS232simplicité d’une liaison RS232 Module USB <-> RS232Module USB <-> RS232 Coté Host : Port VirtuelCoté Host : Port Virtuel Cout : ~20 €Cout : ~20 €

USBMOD 1 et3

FTDI




USB ControllerUSB Controller

Solution CYPRESS :Solution CYPRESS : EZ-USB FX (CY7C646xx)EZ-USB FX (CY7C646xx)

Solution NetChip TechnologySolution NetChip Technology :: NET2888

Solution FREESCALESolution FREESCALE Solution PHILLIPS :Solution PHILLIPS : PDIUSBD11PDIUSBD11




USB µCUSB µC

Solution MICROCHIP :Solution MICROCHIP : PIC18F2450PIC18F2450

Solution CYPRESS :Solution CYPRESS : CY7C63001CY7C63001

Solution MOTOROLA :Solution MOTOROLA : 68HC705JB368HC705JB3

T dT d




Types de

transferts

Types de

transfertsPIC18F4550

Control, Interrupt, Bulk,Isochronous

PIC16C7X5

Control and Interrupt




VitesseVitessePIC18F4550

Full-Speed & Low-Speed

PIC16C7X5

Low-Speed

E i tE i t




EnregistreurEnregistreur

USBUSB Plateforme : PIC18F2450Plateforme : PIC18F2450

Device Class : HID -> Pas de piloteDevice Class : HID -> Pas de pilote Firmware simpleFirmware simple




TCP/IPTCP/IP




TCP/IPTCP/IP

I Historique et caractéristiquesI Historique et caractéristiques

II. Les avantages et inconvénientsII. Les avantages et inconvénients

III. Les domaines d’application avecIII. Les domaines d’application avecexemples d’utilisationexemples d’utilisation

IV. Les outils nécessaires à la mise enIV. Les outils nécessaires à la mise en

œuvre et leurs coutsœuvre et leurs coutsV. Revu du matériel disponible dansV. Revu du matériel disponible dans

le commerce et leurs coutsle commerce et leurs couts

TCP/IP





TCP/IP




Qu’est-ce qui justifie l’emploi d’Ethernet ?Qu’est-ce qui justifie l’emploi d’Ethernet ?

- Interface normalisée présente en standard sur les machines etdans les labos

- Excellente performance : 10Mb/s, 100Mb/s, 1Gb/s….

- Pérennité (Norme 802.3 = 1980)

- Fiabilité, facilité de déploiement et d’interconnexion

Système de transmission idéal ?

- Standard = norme = complexité de mise en oeuvre

- Taille des paquets et accès au média non adaptés…

- Victime de son succès….la facilité d’interconnexion et la diversité

d’utilisation dégrade les performances et la sécurité !

- Ethernet ► Internet : logiciels sur toutes les plates-formes (web,

ftp…)

TCP/IP




CouchesCouches

Pile TCP/IP : MICROCHIPPile TCP/IP : MICROCHIP

Couche physique

Couche réseau

Couche Internet

Couche Transport

Couche Application

Modem* USART Ethernet

PPP* SLIP ARP

IP

ICMP

UDP TCP

DHCP SMTP* SNMP HTTP FTP

TCP/IP




Reliés par un câble

Reliés par fibre optique

Reliés par onde radio (Wifi)

Communication entre 2 systèmesCommunication entre 2 systèmeséquipés d’interfaces Ethernetéquipés d’interfaces Ethernet

TCP/IP




Communication entre 2 systèmesCommunication entre 2 systèmeséquipés d’interfaces Ethernet 10BaseT ouéquipés d’interfaces Ethernet 10BaseT ou

100BaseTx100BaseTx

Reliés par un câble

TX RX

TXRX

« CROISÉ »

Transmission de

données à 10 ou100Mb/s sur une

distance maxi de

100m

TCP/IP




Communication entre plusieurs systèmesCommunication entre plusieurs systèmeséquipés d’interfaces Ethernet 10BaseT ou 100BaseTXéquipés d’interfaces Ethernet 10BaseT ou 100BaseTX

Concentrateur (HUB) ou commutateur (SWITCH)

Câble « droit »

Distance maxi = 2 x 100 m

TCP/IP




TCP/IP (Type = 0x800)

UDP TCP

ICMP

ARP/RARP

Coté client : Ethernet + TCP/IP au cœur du système…Coté client : Ethernet + TCP/IP au cœur du système…

Ethernet = @MAC(48bits)

Physique

Ethernet

Applications utilisateur

www, ftp, telnet… Labview !

O

S

TCP/IP




Les domainesLes domainesd’applicationd’application

avec exemplesavec exemples

d’utilisationd’utilisation

ApplicationApplicationTCP/IP




ApplicationApplication

déportéedéportée

xemp e : erveurxemp e : erveurxemp e : erveurxemp e : erveur




xemp e : erveurxemp e : erveurWEBWEB

xemp e : erveurxemp e : erveurWEBWEB

dsPICDEM.net™

Connection Ethernet

Câble RJ-11

Câble USB

Câble CAT-5 Croisé

ICD 2

PC :

• MPLAB ® IDE for ICD2

• Internet explorer

TCP/IP




Electronique piloté avec un navigateur WWW et du HTMLElectronique piloté avec un navigateur WWW et du HTML

Interface Ethernet

OS avec TCP/IP

Ethernet

Electronique

« made in labo »

Electronique« made in labo »

Serveur WWW

Application logiciellespécifique

HTML

TCP/IP




ElectroniqueElectronique piloté avec un navigateur WWW avec JAVApiloté avec un navigateur WWW avec JAVA

Interface Ethernet

OS avec TCP/IP

Ethernet

Electronique

« made in labo »


Serveur

WWW


Applet

TCP / UDP

TCP/IP




Electronique piloté avec une application Labview, Delphi, JavaElectronique piloté avec une application Labview, Delphi, Java……

Ethernet

Electronique

« made in labo »


Interface Ethernet

OS avec TCP/IP


TCP / UDP

TCP/IP




Revu duRevu dumatérielmatériel

disponible dansdisponible dans

le commerce etle commerce etleurs coûtsleurs coûts

TCP/IP

< > us




BECK IPC@Chip : SC12 / SC13

ADVANTECH : EVA-SOM1610

RABBITCORE : RCM3000

LANTRONIX : Xport

DIGI : DIGICONNECT

<-> us

série

-

série

TCP/IP

http://www.beck-ipc.com/ipc/products/category/view/index.asp?cat=1&prod=12093&sp=en


http://www.advantech.com/products/Model_Detail.asp?model_id=1-D6LEI&bu=

http://www.rabbitsemiconductor.com/products/rcm3000/index.shtml

http://www.lantronix.com/products/eds/xport/index.html

http://www.lantronix.com/products/eds/xport/index.html

http://www.rabbitsemiconductor.com/products/rcm3000/index.shtml

http://www.advantech.com/products/Model_Detail.asp?model_id=1-D6LEI&bu=






Les outilsLes outilsnécessaires ànécessaires à

la mise enla mise en

œuvre et leursœuvre et leurscoûtscoûts

Sol tions MicrochipSolutions MicrochipSolutions MicrochipSolutions MicrochipTCP/IP




Solutions MicrochipSolutions MicrochipTCP/IPTCP/IP

Solutions MicrochipSolutions MicrochipTCP/IPTCP/IP

Pile TCP/IP de MICROCHIP (gratuite)Pile TCP/IP de MICROCHIP (gratuite) MAC, IP, ARP, ICMP, TCP, UDP, HTTP,MAC, IP, ARP, ICMP, TCP, UDP, HTTP,

FTP, DHCP, MPFSFTP, DHCP, MPFSPortable sur les PIC18Portable sur les PIC18 Indépendant de RTOSIndépendant de RTOS

Full TCP state machineFull TCP state machine

PICDEM.net™PICDEM.net™

Pile TCP/IP de MICROCHIP (gratuite)Pile TCP/IP de MICROCHIP (gratuite) MAC, IP, ARP, ICMP, TCP, UDP, HTTP,MAC, IP, ARP, ICMP, TCP, UDP, HTTP,

FTP, DHCP, MPFSFTP, DHCP, MPFSPortable sur les PIC18Portable sur les PIC18 Indépendant de RTOSIndépendant de RTOS

Full TCP state machineFull TCP state machine

PICDEM.net™PICDEM.net™

Ethernet PICtail™TCP/IP

http://www.microchip.com/connectivity/icsolutions/sld00







Ethernet PICtail#AC164121:

PICDEM FS USB

Future PICDEMTM II+

PICDEM Z

PICDEM LCDPICDEM HPC Explorer

Ethernet PICtailTM




SimplicitéSimplicité

INT, WOL

MCU

~4 Euros~4 euros

TCP/IP




Serveur WebServeur Web

Control à distance de tous typesControl à distance de tous typesd’appareilsd’appareils

Téléchargement d’informations Téléchargement d’informations(mesures capteurs)(mesures capteurs)



Table rondeTable ronde

presentation 6 avril usb tcpip

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