PERIFERICOS


Parte 1:INTRODUCCION

Que son los periféricos :dispositivo periféricos=un dispositivo que esta en la periferia del ordenador distinto del procesador central y la memoria principal permitiendo una comunicacion de la unidad central de proceso con el exterior (todo lo que este mas allá del bus principal). Se dividen en los dispositivos de E/S y los que almacenan los datos fuera de la mem principal del sistema(backing store o medios de al almacenamiento masivo)

Los periféricos son grandes negocios (tienen un coste por encima de la mitad del ordenador)

El enlace con el procesador:la interfaz de periféricos esta entre el bus principal y el mecanismo del periferico, pero hay un amplio margen de variacion.Puede haber dos interfaces en cascada (una para todo tipo de periférico, para un tipo particular y la tercera para ese tipo)

Como ve el software a los periféricos.Una tarea del SO es identificar un dato en términos de su direccion en la memoria principal (dirección física). Existen periféricos inteligentes que permiten que el SO les interrogue para conseguir informacion(dirección lógica). Así los dispositivos perifericos aparecen al SO como una serie de registros(mapeado en memoria o en puertos) y una posible fuente de IRQ no viéndose afectado por la tranferencia de datos entre periférico y memoria (DMA) excepto para ver el estado.

Visto por el operadorlos dispositivos de almacenamiento pueden ser ignorados o comienzan a ser usados como dispositivos E/S(los dispositivos de almacenamiento removible)

Periféricos de I/O y periféricos de almacenamiento:los periféricos de I/O existen para llevar información dentro o fuera del sistema(p.ej cuando el medio es removible).Podemos dividir los periféricos en el tamaño de la unidad en la cual los datos son tranferidso entre la unidad central y el periférico:tranferencia de bloques(discos ,cintas)que permiten la recuperación de los datos y transferencia de caracteres(I/O)

Parte 2:PERIFERICOS DE ALMACENAMIENTO

Introducción:difieren de la memoria principla en la no volatilidad, costo/MB, más lentos y el tipo de almacenamiento dinámico (menos fiable y no completamente libre de defectos)

Discos magnéticos y tambores dispositivos de almacenamiento de acceso directo= se va directamente al dato o bloque(típico un kb) buscado, sin que se tenga pasar por otros

Cabezas por pista y dispositivos de movimientos de las cabezas:los datos están almacenados por gran nº de pistas separadas ,consiguiéndose accesos rápidos y permitiendo que se acceda a cualquier pista

Tambores o discos:tambores(los antiguos y los disp de disco fijo con una cabeza por pista=HPT) o unidades de disco(varios discos con las cabezas en movimiento)

Cabezas y discos múltiples:se ponen una o más (si el tiempo de acceso es importante) cabezas separadas por cada cara de disco moviéndose todas al unísono formando un cilindro.

Espaciado entre cabezal y disco los discos flexibles: solo giran a 300rpm en contacto con la espesa capa magnética las cabezas cuando se lee o escribe, teniendo una baja densidad de datos En los discos duros hay una capa delgada y cabezas mas pequeñas girando a 3600rpm debiendo evitar el contacto (mediante :ajuste mecánico, vuelo de cabezas con muelle de lámina, discos winchester, disco de Bernoulli)

Diseño de cabezas :diseño critico basado en un anillo de material magnético con un estrecho hueco o gap (su anchura determina la densidad con la que los datos se pueden empaquetar en una pista) y una bobina. Existen dos tipos :Monoliticas(una mecanizacion con propiedades aerodinámicas con tres raíles en el que en el central se sitúa la cabeza) y las de Película delgada(se usa un deslizador inerte realizado por varias capas de sustrato)

El posicionamiento de la cabeza:se compone de dos partes:el conjunto de los brazos que llevan las cabezas y el actuador (stepper :basado en motor paso a paso y los voice coil). Asociado al posicionamiento debe haber algo para determinaaar la actual posición de la cabeza: un servosistema( si la densidad es alta). El tiempo total de acceso= tiempo de búsqueda(alcanzar la pista requerida)+el tiempo de latencia(hasta encontrar el sector).

Medio En discos flexibles=sustrato de plástico (problemas de estabilidad de dimensiones) encerrado en una carcasa..En discos rígidos=un sustrato de metal (AL) con dos tipos de recubrimiento:Fe20(baratos pero con agujeros de alfiler) y Capa de película delgada(aleación de metal)fabricado por platting(el sustrato es inmerso en un baño electolitico) y sputtering(se hace el vacío y la superficie se semete a un cátodo)

Formato (conjunto de reglas que deciden como se representan los datos en el disco) de grabación:NRZ (sin retorno a cero),NRZI(no retorno a inversión de cero,habiendo variacion de flujo al comienzo de la celda que representa un ‘1’),.PE(codificado en fase=como el NRZ ,pero insertando un flujo extra inverso a la mitad de cada celda),MFM(modulacion en frecuencia modificada:hay una transicion de flujo al comienzo de la celdad para ‘1’, pero la transicion a la mitad de la celda es sumada si la corriente actual y la siguiente son ’0’), RLL(código limitado en longitud de recorrido que usan GCR(grabación de código de grupo),siendo el mas conocido el 2,7:hay al menos 2 y no mas de 7 sin invertir permitiendo un 50% mas de datos al agruparse dos a dos)

Servopistas:los servos necesitan una señal de entrada para mover los brazos habiendo dos caminos:reservando una servopista en la superficie del disco(servodedicada) y mediante servotécnica embebida ( incluir la informacion de servo en cada una de las pistas de datos y leerlo)

Formato de la pista:17 sectores de 521 bytes con el orden :1 marca de orden, Gap1(necesario para compensar la velocidad del disco),Car sincronismo,cabecera(nº cabeza,nº cilindro,nºsector dentro de la pista,..),byte chequeo(manejo errores),gap2,car sinc.,DATOS,byte chequeo,Gap3,....

Entrelazado:si la CPU quiere leer dos sectores sucesivos,no le da tiempo al controlador,por lo que los sectores se entrelazan(mediante formateo a bajo nivel).Existe un factor óptimo de entrelazado.

Tratamiento de errores.De cara el usuario:undetected eror(no detectados ni por el disco ni por la controlador),irrecoverable error(detectados pero que no pueden corregir).Otros:recoverable y seek error.Para la detección se requieren redundancia en el dato:paridad(no valido por los bloques), CRC(código de redundancia ciclica,funcion tal que si la aplicamos al mensaje+CRC nos da 0).Para detectar errores hay dos caminos:usar un código de redundante de datos(2CRC=CRC + ECC) y para identificar en que bit ocurre el fallo y corregirlo, RETRY=tratar de leer o escribir el bloque completo(si falla la corrección de errores)

El calculo de CRC:el polinomio mensaje se divide en modulo 2 con el polinomio generador.El resto no se transforma en CRC hasta que se limpia añadiendo un 0 por cada termino del resto(16 ceros)

Aritmética en Módulo 2:con biestables y puertas OR-exclusivas

División larga en módulo 2:requiere menos bits almacenar el resto de una division de un nº alto

División módulo 2 en hardware:los bits de mensaje se van introducir por la derecha como BS del registro resto,el cual se desplaza cada vez a la izda.Durante dicho desplazamiento XOR realiza la sustracción modulo2 empleando el resultado como nuevo resto

Formato de alto niveldeterminado por el S.O. reservando los primeros sectores como directorio y para la FAT(un lista en la que figuran los sectores libres y proporciona un metodo de listado para todos los sectores usados en un fichero :nos da las direcciones donde vamos a escribir el siguiente, estando los sectores empleados como una lista enlazada)

Organización del disco en el S.O. DOS:disquetes:1 ersector:nombre de reg de arranque , dos copias de la tabla de ubicación de ficheros,copia del directorio raíz y dos prog DOS que permiten cargar el COMMAND.com

Estructura lógica del disco:el BIOS localiza los sectores en un disco mediante un sistema de coordenadas en 3 dimensiones:nºpista,nºcara y nºsector

Organización de los discos:el formateo divide los sectores en 4 secciones:Registro de puesta en marcha(contiene un programa para comenzar la carga del SO),FAT(registro oficial del formato del disco y los mapas de loc de los sect util:2c copias).directorio de ficheros,espacio de datos

El almacenamiento óptico:se pretende no ser destructivo en la lectura,leyendo con un rayo de menor intensidad.Existe además del WORM y reescribibles el M/O=además se aplica un campo magnrtico al punto calentado(la letura no solo depende de la dir de polarizacion en lugar de la intensiadad del rayo reflejado)

El sistema óptico:una cabeza y una cara siendo sus componentes:Laser semiconductor(emite una solal ,se concentra en un estrecho rayo y la pot puede ser modulada por una señal eléctrica),Fotodetector,Lentes objetivo(gran apertura:facil de diseñar y además se pone una fina capa de protección),Separador del haz(diversificar la luz reflejada a través de un semiespejo),

 

 

Seguimiento de la pista:no puede realizarse por computo y además las pistas están en espiral, por lo que se usan servotecnicas embebidas:servos continuos(la servoinf esta superpuesta al dato) y servos muestreados (llevan servoinformacion a intervalos a lo largo de cada una de las pistas).El dispositivo detecta la posición de la cabeza en relación a la informacion de servo o dato grabado usando un fotodetector segmentado(2 detectores).

-Sistemas de bajo costo:la cabeza completa puede moverse para seguir la pista (puede estar el láser fijo usando una lente de colimacion)

-Sistemas altas prestaciones: usan un seguimiento en dos etapas añadiendo un espejo en ángulo recto para habilitar la inclinación usando dos mecanismos de servo separados:1º=usando la inf de servo controla el espejo para mantener el rayo alineado, 2ºtoma la posición del espejo y mueve la cabeza completa por lo que le espejo retorna a su posición media

Control del foco:se incorpora una lente cilindrica obteniendo figuras distintas.Si diseñamos el fotodetector con 4 segmentos se puede comparar la luz recibida en estos y corregir los errores de foco montando la lente sobre dos raíles movibles por una bobina de altavoz

Rotación del disco:CAV:vel.angular cte no estando los datos tan densamente empaquetados en las pistas mas exterior y requiriendo potencia variable con el radio(usado en CD audio y CD-ROM) y CLV:velocidad lineal cte,se pueden grabar todas las pistas con la misma densidad (incrementan en un 50%) requieren un servo auxiliar para controlar la velocidad del motor del disco,pero tienen mayores tiempo de acceso(inercia del disco)

Formatos de grabación:no es practico económicamente usar medios completamente libres de errores:es alta la proporción de los sectores afectados por defectos y la mayoría de los bits dentro del sector estarán mal con cualquier defecto, por tanto en la grabación óptica hay riesgo de que los defectos afecten a un numero bastante grande de bits sucesivos, haciendo que la detección y corrección de errores tenga que ser mas exacta usando complejos algoritmos de codificacion.La inf grabada esta divida en pistas consecutivas y sectores(con cabecera) ocupando posiciones angulares standard(CAV) .El concepto de cilindro no es aplicable(1 sola cabeza)

Parte 3:INTERFACES

Introducción;pueden dividirse en dos clases:aquellos que están entre el mecanismo del dispositivo y su controladora y aquellos que están entre la unidad basica y el controlador

La interfaz ST-506/412.

Generalidades: :el separador de datos esta en el controlador soportando un motor paso a paso para desplazar las cabezas(16) y las pistas.Permite 4 discos.

Cableado:tres cables J1=34 vías de control(se conecta en cascada a todas),J2=20 vias de datos (dedicado),J3=de alimentación.

Señales y funcionalidad :J1=HEAD_SELECT ,WRITE_GATE, DIRECT_IN,STEP, DRIVE_SELECT, TRACK0, INDEX, READY,SEEK_COMPLETE,WRITE_FAULT, J2=MFM_WRITE_DATA y MFM_READ_DATA, DRIVE_SELECTED

Un ejemplo de Implementación :la tarjeta controladora WD1003-WAH:controla dos discos winchester de hasta 16 cabezas y 2048 cilindros basada en los circuitos:WD2010A-05(controlador de discos winchester),WD11C00C-22(controlador de la interfaz con el PC),WD1015-27(CPU con un firmware de 2k),WD10C20(separador de datos).El conjunto soporta 8 comandos y registros de L/E internos(de tarea) + 3 externos

-La interfaz ESDI incorpora el separador de datos manejando hasta 20Mb/s.La selección de la pista se realiza transmitiendo por las direcciones a razon de un pulso por pista.El puede interrogar al disp(cab,cil,by/pista)

-La interfaz SMD:para mayores discos(24Mb/s y 2048 cil).Es un estandard ANSI.Tiene el separador de datos en el drive soportando cables largos entre la unidad básica y el dispositivo

La interface SCSI

Generalidades.ReconocidaANSI soportando otros perifericos.Puede usarse de dos maneras :como interfaz inteligente y como interfaz de la unidad básica con un controlador separado(varios disp max 8).Existen dos tipos de disp:Iniciador(CPU) y target(perif)y debe existir al menos uno de cada

Señales y funcionalidad:18 señales(9 señales de control:BSY,SEL,C/D,I/O,MSG,REQ,ACK,ATN,RST+9 datos=DB0:7+DBP) existiendo dos modos de implementación eléctrica: simple(6mt) y diferencial(25mt) que no pueden ser mezclados.Ambas deben usar terminadores

Fases del Bus SCSI

-Fase del bus libre:ningun disp. se encuentra utilizando el bus y que se encuentra disponible para los demás

-Fase de arbitraje:permite a un dispositivo ganar el control del bus para comunicarse con otro

-Fase de selecciónpermite a un indiciador seleccionar un target con el propósito de iniciar una funcion

-Fase de reselección:(debe tener implementadas fase de arbitraje) diferenciándose de la fase de selección en que el ganador ha sido el target y va a seleccionar un iniciador

Fases de transferencia de información:(emplea protocolo REQ/ACK tranf un byte)

-Fase de comandospermite al target pedir un comando al iniciador

-Fase de datos:engloba la fase de entrada de datos y la fase de salida de datos

-Fase de estado:permite al target enviar informacion de estado

-Fase de mensaje:engloba la de entrada de mensaje y la de salida del mensaje

Transferencia sincrona de datos existe la posibilidad de un modo de tranferencia en la cual el protocolo REQ/ACK se modifica para que sea mas rapido,no esperando ACK (se llama SCSI rapido)

Condiciones especiales del bus(asincronas)

-Condición de atenciónpermite a un iniciador informar al target de que tiene un mensaje preparado

-Condición de Reset:para realizar un reset(permanece sobre todas las demás fases y condiciones.)

Wide SCSI:formalmente idéntico al normal pero con un bus de 32 bits de datos y 4 de paridad con 68 hilos (cable B),teniendo además el normal(cable A).Se pueden mezclar disp SCSI diferentes en long. dif de cable

Interfaces Centronics e IEE-1284

Generalidades se trata de un interfaz paralelo de 8 lineas,4 de control y 5 de estado fundamentalmente unidireccional y punto a punto propuesto como una alterna interfaz serie(< distancia)

Negación de modono todos los perifericos tienen que tener implementados todos los modos anteriores, teniendo que realizarse una secuencia de eventos a través de la interfaz entre el ordenador y el periferico (no teniendo efecto sobre los antiguos).Se utiliza el byte de extensión durante esta fase para que el periférico entre en un estado determinado.

Parte 4:DISPOSITIVOS DE ENTRADA

Teclados :de tecnología simple ,el elem. básico es el pulsador que al accionarlo el movimiento mecánico producido es traducido a una variación de la respuesta eléctrica que es detectada por hw que lo comunica a la CPU

Modelos de pulsadores

Pulsador capacitivo: al accionar la tecla un tercer conductor se aproxima a ambos produciendo un acoplo entre los dos

Pulsador de Efecto Hall: el mecanismo actuador del pulsador acerca 2 imanes permanentes al semiconductor hasta que se consigue la tensión Hall suficiente. Ventajas: limpio,alta fiabilidad y un MTBF muy alto:situac.­ prec. ­ caro.

Codificación(como el nº de teclas >nº de teclas manejables directamente se hace necesario este mecanismo)

-Conexión a codificador: si el nº de pulsadores es pequeño pueden emplearse codificadores BCD que suministran directamente el código de la tecla

-Conexión matricial: el contacto se efectúa entre fila y columna y hay dos codificadores intermedios: filas(8:3) y columnas(16:4) que generan una dirección de 7bits (se suman SHIFT,CTRL y ALT) y una EPROM

-Conexión matricial con exploración secuencial solo cuando se pulse una tecla aparece un 0 en el MUX, que cuando sea activa por el contador activara el monoestable que habilitara el contador direccionando a la ROM de salida

Software de control :se intenta evitar conflictos ante el manejo erróneo del teclado y evitar esperas superfuas

Ratones y tabletas gráficas(periféricos apuntadores)

El ratón

Tabletas gráficas: son periféricos de movimiento absoluto en las que se dibuja con un lápiz (presión),un ratón especial(campos magneticos.) o un lápiz propio(cable) y ese dibujo aparece en pantalla

Funcionamiento de las tabletas graficas: el lápiz emite emite señales con las que es posible detectar. su posicion, permitiendo escribir sin ni siquiera tocar la tableta (se puede interponer un documento. entre la tableta y el lápiz)

Lectores de código de barras(versión del Morse con barras estrechas y anchas en el que el medio es muy variable y debe ser de cierta precision(admite escalado), no transportando en si informaacion significativa ofreciendo una seguridad muy alta.

Simbología de códigos de barras Conj. de car. tipo de simbologías: discretas (cada carácter se coloca solo y esta separado de caracteresvecinos mediante un hueco) y continuas (no existen huecos intercaracrteres requieren menos longitud),anchura del elemento: un solo ancho o anchos múltiples, longitud variable o fija,’X’ y ‘Z’,Densidad, shelf checking (si 1 defecto de impresión deja que un caracter sea traspuesto en otro),Código comienzo-código parada,código de chequeo, bidirecional, shelf-clocking,

Equipamiento de lectura: puede considerarse por dos elementos separados.: el dispositivo de entrada que emplea un láser que ilumina al símbolo y cuya luz reflejada es dirigida a un detector que genera una corriente prop. a la luz recibida, amplificándose esta señal y pasándose por un waveshaper (convierte a digital) y el decodificador. Existen tres tipos: Lápiz activo óptico, otro diseñado para barrer representaciones. a lo largo de una línea y finalmente el estacionario (se barre el haz pero siguiendo un curso complejo trazando líneas en 4 direcciones a 45 º) .Finalmente el lector necesita realizar 7 funciones: 1ºEncontrar los elementos correctos,2ºdeterminar los anchos de cada una de las barras y espacios,3ºcuantificar los anchos,4ºasegurar que los anchos son consistentes,5ºsi es necesario cambiar el orden de los datos,6ºconfirmar que existen zonas vacías validas,7ºconfirmar que cualquier caracter de chequeo es consistente con el dato decodificado.

Parte 5:GENERACION DE VIDEO

Introducción :El CRT es el mas barato para producir imag. de calidad aunque el tamaño es una gran desventaja

Generación de la imagen:el cañón de electrones consiste en un nº de placas de metal con un V aplicado(rejilla) , colocando en el extremo final del cuello de botella el cátodo recubierto de una sustancia especial que da un flujo cte cuando se calienta, focalizandose el rayo mediante una lente electrónica (bobinas que rodean el cuello) y colocándose mas allá dos pares de bobinas (deflexion hor y ver) recubierta por una sustancia fosforescente que brilla cuando el rayo golpea. Hay dos métodos para el control del rayo:vector scaning(osciloscopios),y raster scanning (secuencial) en el que la Q en la bobina horizontal se va incrementando cte,inviertiendo la Q(con Q>>) para volver el rayo( fly back) aumentando la Q de la bobina de barrido vert de forma cte (pero mas lentamente).Barrida la pantalla completa se invierte para retornar(fly back vertical) y refrescar a un ritmo de 60 u 80 veces/seg

Estudio de un visualizador CRT de barrido secuencial:Oscilador horizontaal:genera una tensión en forma de diente de sierra(15625hz)o frecuencia de línea que gobierna el movimiento horizontal,Oscilador vertical:genera un diente de sierra de 50hz.Ambas señales(mas Z ) han de sincronizarse con el dispositivos que suministra la información a visualizar y normalmente van juntas formando la señal compuesta de vídeo(para cada color) excepto en sistemas informáticos que por la cercania entre la fuente deinf y el monitor se envían separadas

Sincronismo horizontal o señal H:de frec fH fin es sincronizar el osc vertical con la inf de vídeo

Sincronismo vertical o señal V: de frec fV fin es sincronizar el osc horizontal con la inf de video

Señal de modulación de la intensidad del haz o señal Z:controla la intensidad del haz para producir las combinaciones de tonalidades(entre tres nivelas =nivel de blancos,de negros y extinción). El brillo actúa sobre el amplificador de vídeo aumentando o disminuyendo la señal entera y el contraste lo hace sobre la diferencia entre niveles de blanco y negro.

Tipos de monitores

-Monitores mono y multi-frecuencia:segun la frecuencia horizontal pueden ser monofrecuencia (un barrido horizontal en el que la distancia entre sincronismos horizontales es fija) y multifrecuencia(tiene un rango de valores entre los que puede variar el sinc horizontal generado por medio de un PLL)

-Monitores analógicos y digitales:en los analógicos la señal de vídeo puede tomar cualquier valor(B-N)

-Entrelazado:solo presentan la mitad de las líneas del cuadro(>>resoluciones,pero <frec de ref)

-Monitores en color:tiene tres cañones(R,V,Az)estando la pantalla recubierta de fosforos de distintos tipos

Formación de la gama de colores:gama fija(las señales son digitales necesitando mas señales para obtener mas colores pj R’,G’,B’) y gama variable(monitores analogicos=la circuiteria es sensible a cualquier nivel de tensión que le venga por las tres señales básicas)

Controlador de pantalla:tiene como misión transformar la informacion digital resultante del procesado en señales que gobiernan la pantalla .Como los monitores no presentan capacidad inherente de memoria,la imagen debe ser generada por cada barrido(refresco de vídeo) a través de un controlador dedicado compuesto de :memoria digital+procesador gráfico

-Memoria de pantalla:tiene la funcion de almacenar la codificación binaria de la información correspondiente a uno o barios barridos de pantalla

-Resolución:numero de elementos (pixel) que forman la imagen.Si aumenta también aumenta la memoria

-Niveles de gris: las tonalidades que puede tomar cad pixel(niveldegris=G=2n)

Formas de representación:mapeado de n bits(rep gráfica o procesado a bit):gran versatilidad pero gran capacidad de memoria necesaria y tiempos necesarios para la representación

El procesador gráfico(CRT):los caracteres a representar están almacenados en la memoria de pantalla ,de este modo el código correspondiente debe ser leído por el CRT y convertido a señal de vídeo para luego superponer esta señal los imp de sincronismo

Ejemplos de tarjetas de vídeoMDA(no tiene modo gráfico),CGA,HGC,EGA,HERCULES,MCGA y VGA. Todas las tarjetas tiene partes de su hw programables(para controlar la op de la tarjeta y su present en pantalla)

-Hardware de visualización del color y los caracteres es el hw adicional el que se encarga de leer y decodificar los datos del buffer de video, pueden ser el generador de caracteres,el decodificador de atributos

-El controlador de CRT(CRTC)el dispositivo que genera los señales de sincronismo horizaontal y vertical.Incrementa un contador de direcciones del buffer de vídeo a una velocidad sincronizada con las señales de barrido.Datos del buffer de vídeo son leídos utilizando los valores de las direcciones del CRTC,decodifiados y enviados junto con las señales del barrido del CRTC.El CRTC también determina el tamaño y posicion del cursor,selecionar la parte de vídeo que ha de presentar en pantalla,etc

Programación del controlador del CRT

Con el CRTC compuesto por el 6845deMotorola(19reg):

-MDA:monocromo.Reg de dir(puerto3B4) que a su vez otro 18 reg(puerto 3B5)(del OE-OF se puede leer/esc)

-CGA.:similar al MDA pero el reg de dir es 3D4 y los reg de datos por 3D5

-Adaptadores HERCULES ,tarjetas HGC,HGC+,InColor (3B4 y 3B5)

EGA:el CRTC es un LSI con conjunto de registros diferentes del 6845 soportando un conjunto mas amplio de funciones

MCGAel CRTC integrado en un Memory-controller-Gate-Array,estando los registros indexados en un registro de direcciones por el puerto 3D5 ( CGA)

VGA:los registros del CRTC constan de un superconjunto que incluye los registros de EGA(comp 100% con EGA)

Cálculos elementales del CRTC:el CRTC debe hacer cálculos basandose:ancho de banda,frecuncia sincronimo horizontal y vertical

Reloj de puntos frecuencia que el oscilador genera determinada por el subsistema de vídeo

Barrido horizontal,Barrido vertical

Registro de estado del CRT de solo lectura en 3BA(MDA) y 3DA(her,CGA,MCGA)

Control del modo de vídeo hardware:para establecer un modo de vídeo se requiere además de espececificar los parametros del CRTC,una programacion del modo especifico

-MDA:registro de control de modo en 3B8

-CGA y MCGA registro de control de modo en 3D8

-MCGA registro de control de modo no implementados en CGA 83D4 y 3D5)

-EGA y VGA:se puede controlar la temporizacion interna y el direccionamiento de las diferentes componentes de video:secuenciador,contador de graficos,contador de atributos.Tambien hay un registro de salida que controla el puntero de e/s y el direccionamiento del buffer de vídeo y selecciona la frecuencia de vídeo

Secuenciadorgenera la temporizacion interna para el direccionamiento de la RAM de video.Tiene 5 registros de datos programables(3C4 y 3c5)

Controlador de gráficos:media tanto entre el flujo de datos del buffer de vídeo y la CPU como desde el buffer de vídeo al controlador de atributos.Tiene 9 registros de datos adamas de un registro de direcciones(configurable por el puerto 3CE y el de datos por 3CF)

Controlador de atributos:soporta una paleta de 16 colores,tanto en EGA como VGA.Tambien controla el color de la pantalla durante los intervalos de imagen.El registro de direcciones y los 21 registros de datos están config en 3C0

Modos alfanuméricos:a excepcion del MDA(no grafico),el resto se puedan progamar para presentar caracteres tanto en modo grafico como alfanumerico

Representación de datos alfanuméricos:cada caracter se representa mediante 2 bytes(código ASCII+atrib)

atributosUn byte (2 nibbles) se puede interpretar de varios formas:(color/intens car+fondo car)

MDA:se puede especifcar cualquier de los 16 at,pero no se reconocen determinadas combinaciones

CGA:reconoce cualquiera de las 16 combinaciones.Los colores son combinacione sencillas

EGAAND lógico entre el atributo y el registro de activacion del plano de color.Monitores color=6 señales de color(64 comb)

VGA emula la decod de EGA.Sin embargo tiene un DAC de vídeo con 16 reg de paleta(256 reg de color)

Modos gráficosel nº colores que podemos visualizar al mismo tiempo en un modo esta restringido por el nº de bits utilizados para representar cada pixel

CGA:cada pixel se rep por 2 bis/1,mapeandose en dos mitades entrelazadas de 16K

HERCULES(HGC)similar ,pero se entralaza de otro modo(4 áreas)

EGAos pixel se mapean 8 por byte(los 256k se dividen en 4 mapas de 64K,viniendo dado el valor del pixel determinado por la concatenación de los 4 mapas o mapas de bis)

MCGA y VGA:soportan 3 modos graficos nuevos utilizándose un mapa de pixel lineal con una diferencia :cada byte representa un pixel(cada uno puede tener hasta 256 colores diferentes)

Parte 6 :PERIFERICOS DE SALIDA

Introducción :Las impr. construyen las imágenes o texto de cada página sistemáticamente línea a línea usando un conjunto limite de elementos discretos, mientras que los Plotters dibujan líneas, moviendo un lápiz o pluma sobre el papel.Clasificaciones: paginas/líneas/car , solid font/matrix y impacto/no impacto

Impresoras de impacto

Teletipo: una caja que contiene los 64 car. es movida solidariamente junto con el martillo hasta la posición de impresión. Otras mejoras: las maquinas de escribir eléctricas (15c/seg y >juego de caracteres) y el tabulador(2lineas /seg.) .Inconvenientes: lentas(7car/seg) ,ruidosas y conjunto reducido de car.

Impresoras de margarita: Una rueda formada por pétalos largos y flexibles conteniendo es girada apropiadamente movida solidariamente con cada posición de imp. Inconv: Restringido nº de car, lentas y ruidosas

Impresoras de barril: Los car. se encuentran en cir. que forman un cil. que gira a vel. cte. debajo de un rollo de cinta de tinta y el papel. Delante hay tantos martillos como car(132).v=150lin/min, critica presión martillos

Impresoras de banda, de cadena y de tren: Similar a las de barril, excepto que los elementos se mueven horizontalmente(a través de una cinta de acero flexible que pasa sobre un par de poleas)

Impresoras de matriz de puntos (needle printers):no tiene un conjunto predeterminado de car(usando una ROM y RAM) ,adoptando los car: ancho x columna Cada columan esta formada por un conjunto de martillos o agujas que se desplazan oportunamente. Pueden trabajar en modo gráfico(lentitud por proc.).Son muy económicas y menos ruidosas

Impresoras de matriz de líneas(Shuttle or Comb printers):Se disponen los pines horizontalmente y espaciados a lo largo de toda la línea en intervalos iguales (shuttle) y este mecanismo se mueve paralelo a la línea de impresion hasta completar la línea en el que cambia de sentido. Mucho mas rápidas que la matriciales normales.

Impresoras color de matriz: cada línea es impresa 3 ó 4 veces(una por color+negro).Problema: el color producido no es muy bueno y tiende a hacerse peor a medida que la cinta envejece. No son muy usadas.

Impresoras de no impacto

(han estado disponibles hace tiempo, pero tiene alto costo, deterioro de la imagen y imposibilidad de calco)

Impresoras de chispa electrostática: el papel especial (caro)pasa bajo un rodillo conectado a tierra y bajo una fila de agujas que excitadas convenientemente punteando la hoja negra.Se usan para aplicaciones con papel estrecho y uso intermitente(p.e entradas de teatro).

Imp resoras electroquímicas (fax)similar al de la chispa, pero el papel es blanco y esta impregnado por un prod. químico siendo el v¯ ,pasando entre un metal perp.y una hélice gir.Puede prod. imag. graf. que se despintan.

Impresoras térmicas Similares a las matriciales reemplazando las agujas por elementos de calefacción muy pequeños. Necesitan papel esp. (caro)que es inic. blanco. Son silenc. pero la imagen no es comp.permanente.Puede ser usada en procesos de transferencia térmica(cada cinta tiene un uso).Pueden imprimir en color usando un cinta especial que lleva un sec. de colores.Una modif. usa el tinte por sublimación llegando casi a calidad fotográfica

Impresoras electrográficas(de no impacto de alto rend y de paginas):se basa en el principio de que el SE almacena Q mientras permanezca a oscuras,pero se descarga por la incid de luz.Si la imagen brilla bajo una pel de SE la carga será retenida en las partes en las partes oscuras.La superficie es explorada con unos polvos con el tener agarrando donde la pelicula esta cargada(partes oscuras).Cuando el papel caliente es presionado da la imagen.Muy complejas y caras pero­ rend.

Impresoras LáserSimilares a las electrográficas, excepto que en lugar de formar la imagen en un CRT, se usa un láser (que incide sobre un tambor giratorio recubierto de espejos)para formar la imagen directamente en la superficie del tambor.Imprime por paginas con una def muy alta.Lentitud en la transm.del host.­ mant­ toner

Impresoras Led, LCD y de deposición de ionesLed:construye la imagen de la pag de tal forma que la imagen este en el tambor fotonsensible emitiendo luz LED de una serie de celdas(1 x pixel).LCD:cada celda es un obturador que controla la luz que pasa a través de ella desde una lamp montada detrás del array LCD.Dep de iones:cada una de las celdas emite un rayo de iones cargados y el tambor no es sensible a la luz(­­ barato)

Impresoras magnetograficas:similar a las electrograficas,estando el tambor recubierto por una capa magnetizable(la informacion es escrita en el por una cabeza magnetica).El tóner en polvo seco que es magnetizable es atraido a la superficcie.

Impresoras de inyección de tinta:de matriz usando un conjunto de boquillas y una sal de tinta x boquilla Existe una variante "continuos-set" en el que cada boquilla tiene una caída continua de tinta desviando las caídas no necesarias con un campo eléctrico a unos canalizadores que la recogen y la dev al dep de tinta

Plotters de plumaFlat-bed plotter:el papel se coloca sobre la base el plotter moviéndose la pluma en 2 dim .Mejor precisión y necesarios si se emplea un medio rígido,pero se van haciendo mas caros en funcion del tamaño del papel,Drum-plotter:el papel es fijado a un tambor y la pluma se mueve en 1 dimension.Las plumas son de punta de bola o de fibra de diferentes anchos,tintas y colores.

Plotters electrostáticosmas bien impresoras de matriz construyendo la imagen con un conjunto de plumas tranferiendose al papel como las laser.Deben convertir la informacion en raster.Mas rápidos pero menor resolución

Dihering o entrelazado:tecnica para producir escalas de grises/rango de colores.Cada pixel es rep por una matriz 4punt obteniendo 4 niv de grises además del blanco.Incon:partir el espaciado/2 de los puntos o /2 la res.

Parte 7:PERIFERICOS DE INSTRUMENTACION Y CONTROL ADQUISICION DE DATOS

Traductores:todo dispositivo que convierte una señal de entrada en una de salida pero de diferente naturaleza física (normalmente electrica,que es sometida a una serie de procesos típicos)

Tipos de señales de salida de los traductores (Según el punto de vista de las señales)

-Transductores de resistencia variable(Necesita de una alimentación eléctrica que influye en la salida por el autocalentamineto.La medida se realiza a través de un puente de Wheastone y una amplificador diferencial)

-Transductores de reactancia variable (capacitivos:gran estabilidad y precisión y los inductivos(muy usados)de tres tipos:de reluctancia variable,de corrientes de Foucalt y los transformadores diferenciales.La medida se realiza en alterna con un puente de alterna o un oscilador de frecuencia variable.

-Transductores generadores de carga (generadores de corriente que en reposo ofrecen una imp. muy alta .Usados para medida de radiacion,celulas fot,cel. de ionizicacion,trand. piezoeléctrico.)

-Transductores generadores de tensión (muy extendidos:termopares,pHmetros,med Redox,No necesitan ninguna acción para su introducción en el sistema de adquisición)

-Transductores generadores de corriente (existen numerosos trasductores por lo que requieren una adaptación a niveles de tensión realizada por una resistencia de precisión)

-Transductores digitales(utilizados en equipos electromecánicos para indicar acciones,Solo tienen el problema de la adaptación de sus niveles de tensión)

Sistemas de adquisición de datos

Introducción.Se utilizan los sistemas de control digital por :su bajo coste,inmunidad contra el ruido,precision y facilidad de implementar funciones complejas.Tienen sin embargo una respuesta mas lenta.Tranductor-Amplif-Filtro activo-Multiplexor-Muestreador y Mantenedor-Conversor A/D

Cuantificacion:proceso de convertir una entrada analógica continua en una serie de niveles discretos de salida .La funcion tiene las caractericticas:resolucion( es el numero de bits),niveles de decisión analógica (o niveles de umbral =2n-1),Q ( intervalo de Cuantificacion),error de Cuantificacion(diferencia entre la señal analógica y los valores discretos).tiempo de apertura(t. requerido para hacer una medida)=induce una incertidumbre de t (error)

Muestreo (multiplicar la señal anal x tren de impulsos):su propósito es utilizar de una manera eficiente los equipos procesadores de datos y facilitar la transmisión de los mismos.Sampling Theorem:Si el espectro de frec de una señal analg no contiene frec <fc,la señal orig.puede ser recuperada sin distorsión si es muestra 2fc/seg y "aliasing '(si se muestrea la señal a una frec inferior a 2fc produce una seña alias muy dif.de la original)

Amplificadores:aumentar la amplitud de la señal,adaptar impedancias,convertir una señal de corriente a tensión o separar una señal diferencial del ruido en modo comun.Esto a traves de A.O.+filtro pasa banda(filtros antialising)

Codificación digital:binario desplazado ,complemento a 2 , BCD (con indicadores de salida) y Gray

Conversores digitales/analógicos (D/A):red ponderada de resistencias referenciada por vref,y R-2R

Conversores analógico/digitales (A/D)

Multiplexores analógicos:para compartir el tiempo a la entrada de un conversos A/D entre varios canales analógicos de información

Circuitos de muestreo y retención (sample and hold):para almacenar de forman precisa una tensión analógica durante un cierto tiempo.Se usan tanto en A/D como D/A. Básicamente por un interruptor y un condensador con dos modos de funcionamiento :sampling mode(int cerrado),hold mode (int abierto)

Modos de conexión de un sistema de adquisición de datos a un ordenador

Otros interfaces para ordenadores personales

Conexiones:masa,TXD,RXD,DTS(petición envio),CTS(listo para enviar),DSR(listo el dato),DCD(carrier detect),DTR(terminal de datos listo),RI(indicador de llamada),Y 9,11,18 Y 25 loop current

Uso del adaptador asíncrono de comunicaciones:a través del iNS8250 UART

Adquisición de datos usando un interfaz RS-232:no necesita tarjeta adicional soportando distancias moderada pero tiene una limitación de velocidad debido a la transferencia serie

Estructura del bus:compartida con 8 de datos,8 de control y 8 de masa ,pudiendo cualquier equipo ejecutar alguna de estas funciones;Talker,Listener o Controller

Examen funcional del interfaz

-Líneas de datos(8 bidirecionales en ASCII de 7 nbits+paridad).usadas para medidas,instrucciones de prog,direeciones,palabras de estado,comandos

-líneas de control(8=DAV,(dato valido)NRFD(no listo para datos),NDAD(dato no aceptado), ATN(atención), IFC(liberar interfaz), SRQ(demanda de servicio), REN(permiso remoto), EOI(final de identificación)

Protocolo de operación:se transmiten bit a bit controlado por DAV,NRFD y NDAC

Operación del bus: los equipos conectados pueden enviar datosmrecib o controlar el bus y el controlador puede enviar cuatro tipos de ordenes o comandos: direcciones, escuche, hable y universal

Comandos hable y escuche:indica el paso de emisor o receptor de un det. equipo

Comandos universales: LLO(Local Lockout),DCL(device clear),PPU(parallel Poll Unconfigure),DPE(serial PollEnable y serial poll disable) y SPD

Comandos de direcciones:GTL(go to local),SDC(select device clear),GET(groupp trigger),TCT(take control),PPC(parallel poll configure)

Implementación del interfaz GPIB:se basa en CI VLSI con muy poco software ya que el interfaz maneja todos los protocolos .Es posible realizar un interfaz sencillo con 2 puertos paralelos sencillos(requiere software)