TU Chemnitz, Fakultät Informatik

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1 TU Chemnitz, Fakultät Informatik Professur Rechnerarchitektur und Mikroprogrammierung Proseminar IBM-PC Sommersemester 2001 bei Prof. Dr.-Ing. W. Rehm Gruppe Kabelgebundene Kommunikation PC - Notebook von Gunnar Funke und Tamás Novák

2 Gliederung Verbindungsmöglichkeiten: Kosten-Nutzen Nutzen-Vergleich USB 1.1/2.0 Ethernet veraltete Schnittstellen IEEE 1394(.b)

3 Überblick über Verbindungsmöglichkeiten Verbindungsmöglichkeiten USB Twisted Pair LPT / COM / BNC Firewire / i.link USB 1.1 USB 2.0 noch nicht marktfähig Firewire I IEEE Firewire II IEEE 1394b noch nicht vorhanden

4 Kosten - Leistung Ethernet BNC COM LPT Firewire USB Mbit/s bzw. DM Kosten Speed

5 USB 1.1 Seit Anfang 2000 allg. anerkannt und eingesetzt maximal 12 Mbit/s bzw. 1,5Mbit/s Ports sind auf allen modernen Mainboards enthalten Unterstützung von Hot Plug & Play Es werden keine externen Abschlusswiderstände (Terminatoren) benötigt, da diese schon in den Geräten integriert sind Maximallänge eines Kabels beträgt 5m Die maximale Entfernung beträgt 35m ab Kernel 2.4 in Linux bzw. ab Windows 95b integriert per Patch ist es ab Kernel verfügbar.

6 Topologie: Baumstruktur mit maximal 7 Ebenen und 127 Geräten je PC Verzweigung durch Hubs (stand-alone alone oder in anderen USB-Geräten) Datentransfer in Paketen über Pipes (reservierte Bandbreite)

7 Transfermodi: Control-Transfer: für Steuer- und Konfigurationssignale Interrupt-Transfer: für unregelmäßige, kleine Datenmengen (64 bzw. 8 Byte maximal) Bulk-Transfer: für große, zeitunkritische Datenmengen - garantiert Datentransport sobald genug Bandbreite vorhanden - keine feste Transferrate - maximale effektive Transferrate im full-speed Modus: ca. 9.5 Mbit/s Isochron-Transfer: Echtzeit-Übertragungen - garantierte maximale Latenzzeit - garantiert Datentransport sobald genug Bandbreite vorhanden - reservierte Bandbreite (maximal 80%) - keine Fehlerkorrektur bei übertragenen Daten - maximale effektive Transferrate ca. 8 Mbit/s

8 Was muss ich tun? Die Software installieren Die Rechner miteinander verbinden Sollte der USB Treiber noch nicht installiert sein so fordert Windows sie auf die Windows CD ins CD-Fach einzulegen damit es dies tun kann Die Dienstprogramme auf beiden Rechner starten. Fertig

9 Was passiert? - Host sammelt Informationen über Topologie und Details der angeschlossenen Geräte - sobald ein Gerät Datentransfer erbittet, wird freie Bandbreite geprüft - Pipe wird errichtet, Transfermodus abhängig vom Gerät

10 USB 2.0 Erste Steckkartencontroller erhältlich. PC-seitig unterstützende Chipsätze sind für Mitte 2001 angekündigt. 480 Mbit/s Transferrate im High Speed Modus ist vollständig abwärtskompatibel sonstigen Eigenschaften von USB 1.1 bleiben erhalten PC seitig unterstützende Chipsätze sind etwa Mitte 2001 zu erwarten Preise für Controllerkarten liegen zw. 100,- DM und 200,- DM

11 Twisted Pair Findet in den meisten Netzwerken derzeit Verwendung nutzt die Protokolle TCP/IP bzw. IPX zum Datentransfer benötigt NIC ( Network Interface Card) Zukunft: Gigabit-Ethernet Vorteil: keine neue Verkabelung benötigt Nachteil: Derzeitiger Einstiegspreis für Crosslinkkabelverbindungsset liegt bei 1800,- DM und ist schlecht erhältlich.

12 Ethernet- Tranferraten 1 Gbit/s 100 Mbit/s 10 Mbit/s Mbit/s

13 Was muss ich tun? NICs einbauen und Treiber installieren. Je eine feste IP und einen Namen zuordnen, die selbe Arbeitsgruppe pe Rechner verbinden und Datei oder Laufwerk über Dateifreigabe freigeben

14 Hub leitet Daten immer an alle Ports weiter Hub oder Switch? auf den falschen Leitungen kommt es zu Kollisionen, Wiederholversuche sind nötig Verschwendung von Bandbreite Switch speichert MAC-Adressen Adressen und Ports, sendet Daten nur an den eigentlichen Empfänger Qualitätsmerkmal: maximale Größe der Adreßtabelle 22 Übertragungsmodi: Cut-through:: schnell, keine Fehlerkorrektur Store-and-forward:: langsamer, aber Fehlerkorrektur

15 LPT / COM / BNC verlieren immer mehr an Bedeutung, da die Datenübertragungsgeschwindigkeit für das multimediale Zeitalter einfach nicht mehr ausreichend ist ca. 50% aller Peripheriegeräte werden bereits mit USB Schnittstelle ausgeliefert

16 Firewire / IEEE Standard alte Technik dank Apple und Sony voll im Trend Transferraten von bis zu 400 Mbit/s Unterstützung von Hot Plug & Play derzeitige Kabellänge max. 4,5m bzw. max. Gesamtlänge von 72m durch Kopplung der Kabel gegenüber USB schlechte Marktposition, da Technologie von größeren Firmen wie Intel nicht anerkannt wird, da diese die Lizenzgebühren ebühren von einem Dollar pro Firewirecontroller nicht akzeptieren Vorteil gegenüber USB: mittels 7 verschiedener DMA Arten wird die Interruptlast im Computer/1394 Gerät reduziert und so auch a der Prozessor im PC entlastet Unterstützung durch Win98, Win2000, Linux und Mac OS9

17 Topologie: benötigt keinen Host (peer-to to-peer) Baumstruktur mit maximal 17 Ebenen und 63 Geräten Abstand Wurzel - Blatt maximal 72 m

18 Transfermodi asynchron: garantiert korrekte Datenübertragung mit ECC - adressierte (Sender/Empfänger) Datenpakete - jedes Paket wird vom Empfänger bestätigt, es sind Wiederholversuche möglich - die Datenpakete, die zuerst auf das Netz gelangen, werden zuerst t transportiert - keine garantierten Bandbreiten isochron: für zeitkritische Anwendungen - haben Priorität - garantierte Bandbreite auf einem vom Sender erbetenem Kanal - Nummer dieses Kanals wird vor dem Datenpaket übertragen, das wird nur bei entsprechender ID vom Empfänger angenommen - dafür bis zu 80 Prozent der Busbandbreite verfügbar, also von den d 125 цs pro Zyklus bis zu Zeitlimit,verspätete oder fehlerhafte Pakete werden verworfen - falls keine ausreichende Bandbreite verfügbar, wiederholt das Gerät G die Anfrage

19 Was muss ich tun? Controllertreiber installieren Netzwerkprotokoll für den Controller installieren Rechner verbinden und Datei oder Laufwerk über Dateifreigabe freigeben

20 Was passiert? - Busreset - Baumidentifizierung - Selbstidentifizierung - Arbitration (Festlegung der Priorität) - Datenaustausch in vom Gerät unterstützen Modus

21 Firewire II / IEEE 1394b erste Controller mit 1394b Standard sind inzwischen angekündigt ermöglicht Transferraten von bis zu 3,2Gbit/s max. Leitungslänge von 100m bei optischer Übertragung Nachteil: neue neunpolige Steckverbindung benötigt

22 Quellenangaben: www tecchannel.de/.de/ www linux-usb usb.org org/ www chemnitz.de/.de/informatik informatik/ra/ /RA/kompendium kompendium/vortr vortr_2000/ _2000/index index.html html www apple.com com/de/ /de/firewire firewire/ www pctip.ch ch/helpdesk helpdesk/fachchinesisch/ /fachchinesisch/archiv archiv/ /16478.asp asp www zdnet.de.de www acwsoft.de/.de/acw acw_usb usb.html html www www-ivs ivs.cs cs.uni.uni-magdeburg magdeburg.de/.de/bs bs/lehre/wise9900/ /lehre/wise9900/proro proro/vortrag vortrag/ieee ieee/ieee.htm /IEEE.htm www hs-zigr zigr.de/~.de/~boehm boehm/rt991/ /rt991/hennersdorf hennersdorf/usbvortrag USBVortrag.htm.htm graphics graphics.cs cs.uni.uni-sb.de/ sb.de/courses Courses/ws9900/cg /ws9900/cg-seminar/ausarbeitung/johanna. Seminar/Ausarbeitung/Johanna.Voelker Voelker/ www tarigon.de/tramp/.de/tramp/epp epp-ecp ecp.html html w3. w3.siemens siemens.de/.de/solutionprovider solutionprovider/_online_ /_online_lexikon lexikon/5/f htm /5/f htm www emsys.de/.de/information information/usb usb.htm.htm www news/1000baset/ /1000baset/index index.html html www kmelektronik.de.de www alternate.de.de Einleitung USB 1.1 USB 2 Ethernet LPT/COM/BNC IEEE 1394 IEEE 1394b

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