Arquitectura del Puerto Serie y USB

2012-10-21T21:58:00.001-07:00

PUERTO SERIE

¿Que es el Puerto Serie?

Un puerto serie o puerto serial es una interfaz de comunicaciones de datos digitales, frecuentemente utilizado por computadoras y periféricos, donde la información es transmitida bit a bit enviando un solo bit a la vez, en contraste con el puerto paralelo que envía varios bits simultáneamente.

Los puertos seriales también son conocidos RS-232, y fueron las primeras interfaces que permitieron que los equipos intercambien información con el "mundo exterior".

La típica transmisión start-stop es la que se usa en la transmisión de códigos ASCI a través del puerto RS-232, como la que se establece en las operaciones con teletipos.

El término serial se refiere a los datos enviados mediante un solo hilo: los bits se envían uno detrás del otro (consulte la sección sobre transmisión de datos para conocer los modos de transmisión).

Originalmente, los puertos seriales sólo podían enviar datos, no recibir, por lo que se desarrollaron puertos bidireccionales (que son los que se encuentran en los equipos actuales). Por lo tanto, los puertos seriales bidireccionales necesitan dos hilos para que la comunicación pueda efectuarse.

La comunicación serial se lleva a cabo asincronamente, es decir que no es necesaria una señal (o reloj) de sincronización: los datos pueden enviarse en intervalos aleatorios. A su vez, el periférico debe poder distinguir los caracteres (un carácter tiene 8 bits de longitud) entre la sucesión de bits que se está enviando.

Ésta es la razón por la cual en este tipo de transmisión, cada carácter se encuentra precedido por un bit de ARRANQUE y seguido por un bit de PARADA. Estos bits de control, necesarios para la transmisión serial, desperdician un 20% del ancho de banda (cada 10 bits enviados, 8 se utilizan para cifrar el carácter y 2 para la recepción).

Los puertos seriales, por lo general, están integrados a la placa madre, motivo por el cual los conectores que se hallan detrás de la carcasa y se encuentran conectados a la placa madre mediante un cable, pueden utilizarse para conectar un elemento exterior. Generalmente, los conectores seriales tienen 9 ó 25 clavijas y tienen la siguiente forma (conectores DB9 y DB25 respectivamente):

USB

El USB (Bus de serie universal), como su nombre lo sugiere, se basa en una arquitectura de tipo serial. Sin embargo, es una interfaz de entrada/salida mucho más rápida que los puertos seriales estándar. La arquitectura serial se utilizó para este tipo de puerto por dos razones principales:

La arquitectura serial le brinda al usuario una velocidad de reloj mucho más alta que la interfaz paralela debido a que este tipo de interfaz no admite frecuencias demasiado altas (en la arquitectura de alta velocidad, los bits que circulan por cada hilo llegan con retraso y esto produce errores);
Los cables seriales resultan mucho más económicos que los cables paralelos.

Estándares USB

A partir de 1995, el estándar USB se ha desarrollado para la conexión de una amplia gama de dispositivos.

El estándar USB 1.0 ofrece dos modos de comunicación:

12 Mb/s en modo de alta velocidad,
1,5 Mb/s de baja velocidad.

El estándar USB 1.1 brinda varias aclaraciones para los fabricantes de dispositivos USB, pero no cambia los rasgos de velocidad.

Tipos de conectores

Existen dos tipos de conectores USB:

Los conectores conocidos como tipo A, cuya forma es rectangular y se utilizan, generalmente, para dispositivos que no requieren demasiado ancho de banda (como el teclado, el ratón, las cámaras Web, etc.);

Los conectores conocidos como tipo B poseen una forma cuadrada y se utilizan principalmente para dispositivos de alta velocidad (discos duros externos, etc.).

Fuente de alimentación de +5 V (VBUS) máximo 100 mA

Datos (D-). Datos (D+)

Conexión a tierra (GND)

Funcionamiento del USB

Una característica de la arquitectura USB es que puede proporcionar fuente de alimentación a los dispositivos con los que se conecta, con un límite máximo de 15 V por dispositivo. Para poder hacerlo, utiliza un cable que consta de cuatro hilos (la conexión a tierra GND, la alimentación del BUS y dos hilos de datos llamados D- y D+).

CAPAS DEL SISTEMA DE COMUNICACIONES USB

ARQUITECTURA 8086

2012-09-25T12:17:00.001-07:00

En junio de 1978 Intel lanzó al mercado el primer microprocesador de 16 bits: el 8086. En junio de 1979 apareció el 8088 (internamente igual que el 8086 pero con bus de datos de 8 bits) y en 1980 los coprocesadores 8087 (matemático) y 8089 (de entrada y salida). El primer fabricante que desarrolló software y hardware para estos chips fue la propia Intel.

La arquitectura 8086 y 8088 fueron los microprocesadores más empleados dentro de su categoría, especialmente desde que IBM los adoptó para la construcción de su computadora personal.

El 8086 fue diseñado para trabajar con lenguajes de alto nivel, disponiendo de un soporte hardware con el que los programas escritos en dichos lenguajes ocupan un pequeño espacio de código y pueden ejecutarse a gran velocidad.

Sus Características Generales:

Procesador de 16 bits
Bus de direcciones de 20 bits : 1 Mbyte
Bus de datos interno de 16 bits
Bus de datos externo de
16 bits en el 8086
8 bits en el 8088
Original del IBM PC/XT
89 instrucciones
No tiene coprocesador.

El 8086 es un microprocesador de 16 bits, tanto en lo que se refiere a su estructura como en sus conexiones externas, mientras que el 8088 es un procesador de 8 bits que internamente es casi idéntico al 8086. La única diferencia entre ambos es el tamaño del bus de datos externo. Intel trata esta igualdad interna y desigualdad externa dividiendo cada procesador 8086 y 8088 en dos sub-procesadores. O sea, cada uno consta de una unidad de ejecución (EU: Execution Unit) y una unidad interfaz del bus (BIU: Bus Interface Unit). La unidad de ejecución es la encargada de realizar todas las operaciones mientras que la unidad de interfaz del bus es la encargada de acceder a datos e instrucciones del mundo exterior. Las unidades de ejecución son idénticas en ambos microprocesadores, pero las unidades de interfaz del bus son diferentes en varias cuestiones, como se desprende del siguiente diagrama en bloques:

En la arquitectura 8086 a cada uno de los bits se denomina indicador o flag, que , se modifican por las operaciones lógicas y aritméticas.

Estos indicadores son:

SF ( indicador de signo ).
ZF ( indicador de cero ).
PF ( indicador de paridad ).
CF ( indicador de acarreo ).
AF ( indicador de acarreo auxiliar ).
OF ( indicador de desbordamiento ).
DF ( indicador de dirección ).
IF ( indicador de interrupción ).
TF ( indicador de trap ).

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