پروژه پایان نامه پروپوزال سمینار
بهترین پروپوزال‌ها و پایان‌نامه‌ها و سمینارهاپروژه پایان نامه پروپوزال سمینار
بهترین پروپوزال‌ها و پایان‌نامه‌ها و سمینارهاگزارش کارآموزی آشنایی با سخت افزار کامپیوتر
| دسته بندی | کامپیوتر و IT |
| فرمت فایل | doc |
| حجم فایل | 10892 کیلو بایت |
| تعداد صفحات فایل | 110 |
گزارش کارآموزی آشنایی با سخت افزار کامپیوتر در 110 صفحه ورد قابل ویرایش
مقدمه :
در دنیای متحول و متغیرکنونی ، افزایش دانش و بهبود مهارت‌های فردی و تخصصی دانشجویان اجتناب ناپذیراست. هر چه دانشجویان و فارغ التحصیلان دانشگاهها ، ماهرتر و آگاه تر باشند، در محیط‌های کاری تلاش برای بهبود بهره وری و عملکرد آنها ثمره بیشتری خواهد داشت وبهبوددرعملکرد، به ارزش افزوده اقتصادی بیشتر منجر می شود و این درگرو پرورش وتوسعه منابع انسانی است که به عنوان یک عامل ضروری،دائما بایستی بدان توجه خاصی معطوف شود.
همانطور که می‌دانیم، کارآموزی یکی از روشهای کارآمد آموزشی است. در این روش دانشجو، برای یک دوره زیر نظراستادان ورزیده، فنون و تجربیات معین را می آموزد. از مزایای سیستم کارآموزی ایجاد غرور حرفه ای درافرادیست که برنامه کارآموزی را به اتمام می‌رسانند. حس اعتماد به نفسی که در این قبیل کارآموزان ایجاد می‌شود با افرادی که برنامه های کارآموزی را طی نکرده اند، قابل مقایسه نمی باشد.
کارآمد شدن دانشجویان در هر زمینه، چیزی فراتر از آموخته‌های نظری کلاس درس را می‌طلبد و نتایج مثبتی که از هم پاشدن علم با عمل حاصل می‌شود بر هیچ‌کس پوشیده نیست.
رشته کامپیوتر نیز از این قاعده مستثنی نیست. برنامة کار عملی که برای دانشجویان این رشته در نظر گرفته شده همانند بسیاری از دیگر رشته‌ها با عنوان کارآموزی بیان می‌شود.
با بررسی‌های انجام شده توسط نویسندگان، به نظر می‌رسد که برای انجام یک کارآموزی صحیح و موثر عواملی همچون مدیریت، برنامه‌ریزی صحیح، نوع کار ارائه شده به کارآموز، میزان اعتبار دورة کارآموزی، و حمایت‌های جانبی از کارآموز دخیل هستند.
برای واژه کارآموزی تعریفی به شرح زیر ارائه شده است:
افزایش دادن مهارت‌ها، آگاهی‌ها و تجارب حرفه‌ای و غیرحرفه‌ای کارکنان به منظور آماده ساختن آنان برای انجام وظایف خاص.
بر طبق تعریف بالا، هدفی که کارآموزی دنبال میکند، کسب مهارت و تجربه و به مرحلة عمل رساندن اندوخته‌های نظری کلاس درس است
بر طبق مصوبة آموزش عالی، دانشجوی رشتة کامپیوتر در مقطع‌کاردانی موظف به گذراندن 270 ساعت کار عملی هستند که با عنوان کارآموزی بیان می‌شود. با این حال اکثر دانشجویان در عین مفید خواندن واحد کارآموزی، آن را خسته‌کننده می‌دانند و با این که به ضرورت انجام آن واقف‌اند، به جای استفاده از آن به گرفتن نمره‌ای اکتفا میکنند.
همچنین از مزیت پذیرش کارآموز در یک سازمان، پایین آوردن هزینه‌های یک سازمان است؛ یعنی دسته‌ای از کارها درون سازمان انجام می‌شوند بدون این که هزینة زیادی برای سازمان در برداشته باشد. از دیگر مزایای مهم پذیرش کارآموز این است که سازمانها با ارزیابی کار کارآموزان و شناسایی نیروهای بااستعداد و آماده به کار می‌توانند با گزینش آنها، نیروی مجرب و آزموده‌شده‌ای را برای آیندة سازمان خود فراهم کنند.
هیچ جانشینی برای تجربة عملی وجود ندارد و کارآموزی ابزاری است برای تبدیل زبان عمل به تجربه و تلاشی است برای ایجاد حلقه‌هایی بین محیط عملی و مراکز آموزشی. همانند دیگر پروژه‌ها، مدیریت اولین و مهمترین عامل در شکل‌گیری یک برنامة کارآموزی مؤثر است . با برنامه‌ریزی صحیح میتوان اهداف یک کارآموزی را با اهداف یک سازمان درهم آمیخت و کارآموزی را به عنوان یک راهکار در کنار نیروهای دیگر، برای حل برخی از مسائل درون سازمان به کار برد.
اینجانب .......دانشجوی رشته کامپیوتر از دانشگاه آزاد اسلامی واحد شیروان برای برگزاری واحد کارآموزی که تحت نظر استاد راهنما............ بوده مشغول به کار درکارگاه کامپیوتر شده و برای این درس وواحد کارآموزی این گزارش را تهیه وتنظیم کرده وتقدیم استاد محترم می کنم.
این گزارش شامل چهار فصل می باشد.فصل اول سخت افزار کامپیوتر و فصل دوم مراحل نصب ویندوز ویستا وفصل سوم آشنایی با شبکه ومراحل راه اندازی آن وفصل چهارم طریقه نصب نرم افزار هایی که در کارگاه آشنا شده ام می باشد.
فهرست
عنوان: صفحه
فصل اول : آشنایی با سخت افزار کامپیوتر
1 ) مقدمه ای بر کامپیوتر ..................................................................................... 6
1-1) دستگاه های ورودی وخروجی در کامپیوتر(لیست قطعات کامپیوتر) ................................14
1-2) برد اصلی ...................................................................................................................... 25
1-3) ریز پردازنده .................................................................................................................. 28
1 -4) میزان حافظه RAM مورد نیاز ..................................................................................... 31
1 -5) کارت های شبکه .......................................................................................................... 41
SCREEN SAVER (6-1 .........................................................................................56...
فصل دوم :آموزش نصب ویندوز ویستا ............................................................................64
فصل سوم : آشنایی با شبکه ومراحل راه اندازی آن
معرفی کارت شبکه و راه اندازی و نگهداری شبکه از لحاظ سخت افزاری .......................75
طریقه شبکه کردن دو رایانه به طور مستقیم ............................................................ 78
تنظیمات شبکه در ویندوز ............................................................................................................ 81
فصل چهارم : طریقه نصب نرم افزار ها
مراحل نصب نرم افزار NetSupport......................................................................................................................................88
طریقه نصب نرم افزار maple......................................................................................................................................................95
طریقه نصب نرم افزار spss...................................................................................................................101
طریقه نصب نرم افزار WinRAR ........................................................................................................108
فصل اول
مقدمه ای بر کامپیوتر:
ماشین کامپیوتر در ابتدا به منظور انجام محاسبات پیچیده و حجیم ساخته شد و به همین دلیل آن را کامپیوتر به معنی حسابگر و شمارنده نامیده اند. امروزه کامپیوتر به یک وسیله چند منظوره تبدیل شده است که دارای حافظه بوده و قابل برنامه ریزی می باشد . از این رو کامپیوتر قادر به انجام عملیات و محاسبات ریاضی و منطقی روی اطلاعات بوده و از نظر سرعت ثبت اطلاعات و نگهداری اطلاعات پر حجم سرعت بازیابی و خستگی ناپذیری بر انسان برتری دارد . البته این بدان معنا نیست که این ماشین تمام تواناییهایش از انسان برتر باشد . زیرا او فاقد خلاقیت و نوآوری است و در این مورد انسان بر کامپیوتر برتری دارد . به عبارتی کامپیوتر در واقع وظیفه جمع آوری و طبقه بندی و تنظیم و خلاصه کردن و محاسبه به روی اطلاعات را بر عهده دارد . و می تواند اطلاعات خام یا DATAرا به اطلاعات مفید و قابل استفاده تبدیل یا پردازش کند . اولین کامپیوتری که بشر ساخت از ابتدای نامهای مخترعین آنها گرفته شده است که بصورت زیر است ATANSOFF-BERRY-COMPUTER که از ابتدای نام آنها گرفته شده است (ABC) اولین کامپیوتر بین سالهای 1937 تا 1942 ساخته شد و هدف از ساخت آن حل معادلات بود . بعدها کامپیوترها بزرگتر و پیچیده تر شدند . به مرور که کامپیوترها پیشرفته تر شدند آنها کوچکتر گردیدند که در حال حاضر کامپیوترهای امروزی بسیار کوچکتر و ارزان تر از کامپیوترهای اولیه می باشند . کامپیوترهای اِی - بی - سی و انیاک را جزء کامپیوترهای نسل اول می دانند و کامپیوترهای نسل دوم در سال 1959 ایجاد شدند و ساختار مدار آنها از ترانزیستورها بود . با پیدایش تراشه های کوچک سیلیکونی اولین مدارهای مجتمع ساخته شدند .
سال 1975 سال ظهور کامپیوترهای شخصی می باشد . با ورود میکروپروسسورها برنامه نویسان دستورالعملهایی را نوشتند که به زبان بیسیک به کدهای مورد نیاز در میکروپروسسور ترجمه می شد . که اولین برنامه نویسان به این طریق بیل گیتز و پاول آلن بودند که شرکت مایکرو سافت را بصورت تجارتی در آوردند . و در حال حاضر از تولید کنندگان بزرگ نرم افزار در دنیا می باشند برنامه های تحت ویندوز و میکروپروسسورهای اینتل متعلق به این شرکت یعنی مایکرو سافت می باشد . کامپیوتر آی بی ام ای تی که از میکرو پروسسورهای 80286 استفاده می نماید در سال 1984 ساخته شد . این کامپیوتر در آن سالها بسیار سریع تر از مدلهای قبلی عمل می کرد زیرا میکروپروسسور آن قوی بود . در سال 1987 شرکت آی بی ام تولید کامپیوترهای خود را با نام PS2 شروع کرد و PS1 را نیز وارد بازا کرد . که از میکروپروسسورهای 80386 و 80486 استفاده نمود کامپیوترهای امروزی را کامپیوترهای نسل چهارم می نامند . بعد از میکرو پروسسورهای 80486 میکروپروسسورهای پنتیوم وارد بازار شدند .
کامپیوتر به عنوان یک سیستم دارای چهار قسمت است که عبارتند از :
· INPUT UNIT
· MEMORY UNIT
· CPU
· OUTPUT UNIT
که از آنها به ترتیب می توان به این طریق نام برد
· واحد ورودی
· واحد حافظه
· واحد پردازش مرکزی
· واحد خروجی
قسمتهای دو و سه که شامل واحد حافظه و واحد پردازش مرکزی است داخل یک جعبه به نام کیس قرار دارد که از نظر ظاهری به دو صورت ایستاده و خوابیده وجود دارد .
TOWER DESKTOP
منبع تغذیه یا Power Supply در درون این جعبه قرار دارد.
در سیستم علاوه بر پردازشگر و حافظه قطعات سخت افزاری دیگری نیز وجود دارند. بعد از مقدمه ای که در مورد کامپیوتر و تاریخچه آن آمد لازم است که اجزاء کامپیوتر از لحاظ سخت افزاری بیان شود . در ادامه به بیان و توضیح این مطلب به شرح ذیر می پردازیم
انتخاب مادربرد:
انتخاب مادربرد ، یکی از تصمیمات مهم در زمان تهیه و یا ارتقاء یک کامپیوتر است .انتخاب فوق ، علاوه بر تاثیر مستقیم بر عملکرد فعلی سیستم ، بیانگر انعطاف سیستم در زمان ارتقاء نیز می باشد . قابلیت های فعلی یک کامپیوتر و پتانسیل های ارتقاء آن در آینده ، جملگی به نوع مادربرد انتخابی بستگی خواهد داشت . امروزه بر روی مادربردها ، پورت های پیشرفته ای نظیر( Fireware(IEEE 1394و یا USB 2.0 و حتی کارت های ( تراشه ) صدای شش کاناله و کنترل های RAID وجود داشته که می توان از آنان در زمان ارتقاء سیستم و بدون نیاز به نصب امکانات جانبی دیگر ، استفاده بعمل آورد.درزمان انتخاب یک مادربرد همواره سوالات متعددی در ذهن تهیه کننده ( خریدار ) مطرح می گردد: مادربردها چگونه با یکدیگر مقایسه می گردند؟ پارامترها ی سنجش و وزن هر کدام چیست؟ ( پردازنده ها ، نوع تراشه ها ، نحوه ارتباط با دستگاههای ذخیره سازی ). معیار انتخاب یک مادربرد چیست ؟ Chip set های یک مادربرد بیانگر چه واقعیت هائی می باشند ؟ امکانات یک مادربرد چه تاثیراتی را در حیات فعلی و آتی سیستم بدنبال خواهد داشت؟میزان کارایی و کیفیت یک سیستم تا چه میزان وابسته به پتانسیل های مادربرد می باشد ؟ موارد فوق ، نمونه سوالاتی است که در زمان انتخاب یک مادربرد در ذهن تهیه کنندگان مطرح می گردد. در صورتیکه تصمیم به تهیه تجهیزات جانبی نظیر چاپگر، دوربین های دیجیتال و درایوهای خارجی CD-RW وجود داشته باشد
ریزپردازنده:
.ریزپردازنده بمنزله مغز در کامپیوتر است. تمام کامپیوترها اعم از کامپیوترهای شخصی ، کامپیوترهای دستی و ... دارای ریزپردازنده می باشند. نوع ریزپردازنده استفاده شده در یک کامپیوتر می تواند متفاوت باشد ولی تمام آنها عملیات یکسانی را انجام خواهند داد.
ریزپردازنده که CPU هم نامیده می گردد، پتانسیل های اساسی برای انجام محاسبات و عملیات مورد نظر در یک کامپیوتر را فراهم می نماید. ریزپردازنده از لحاظ فیزیکی یک تراشه است . اولین ریزپردازنده در سال 1971 و با نام Intel 4004 معرفی گردید. ریزپردازنده فوق چندان قدرتمند نبود و صرفا" قادر به انجام عملیات جمع و تفریق چهاربیتی بود. نکته مثبت پردازنده فوق، استفاده از صرفا" یک تراشه بود.قبل از آن مهندسین و طراحان کامپیوتر از چندین تراشه و یا عصر برای تولید کامپیوتر استفاده می کردند.
انواح حافظه RAM :
·Static random access memory)SRAM ) . این نوع حافظه ها از چندین ترانزیستور ( چهار تا شش ) برای هر سلول حافظه استفاده می نمایند. برای هر سلول از خازن استفاده نمی گردد. این نوع حافظه در ابتدا بمنظور cache استفاده می شدند. ·Dynamic random access memory)DRAM ) . در این نوع حافظه ها برای سلول های حافظه از یک زوج ترانزیستورو خازن استفاده می گردد . ·Fast page mode dynamic random access memory)FPM DRAM) . شکل اولیه ای از حافظه های DRAM می باشند.در تراشه ای فوق تا زمان تکمیل فرآیند استقرار یک بیت داده توسط سطر و ستون مورد نظر، می بایست منتظر و در ادامه بیت خوانده خواهد شد.( قبل از اینکه عملیات مربوط به بیت بعدی آغاز گردد) .حداکثر سرعت ارسال داده به L2 cache معادل 176 مگابایت در هر ثانیه است . ·Extended data-out dynamic random access memory)EDO DRAM) . این نوع حافظه ها در انتظار تکمیل و اتمام پردازش های لازم برای اولین بیت نشده و عملیات مورد نظر خود را در رابطه با بیت بعد بلافاصله آغاز خواهند کرد. پس از اینکه آدرس اولین بیت مشخص گردید EDO DRAM عملیات مربوط به جستجو برای بیت بعدی را آغاز خواهد کرد. سرعت عملیات فوق پنج برابر سریعتر نسبت به حافظه های FPM است . حداکثر سرعت ارسال داده به L2 cache معادل 176 مگابایت در هر ثانیه است . ·Synchronous dynamic random access memory)SDRM ) از ویژگی "حالت پیوسته " بمنظور افزایش و بهبود کارائی استفاده می نماید .بدین منظور زمانیکه سطر شامل داده مورد نظر باشد ، بسرعت در بین ستون ها حرکت و بلافاصله پس از تامین داده ،آن را خواهد خواند. SDRAM دارای سرعتی معادل پنج برابر سرعت حافظه های EDO بوده و امروزه در اکثر کامپیوترها استفاده می گردد.حداکثر سرعت ارسال داده به L2 cache معادل 528 مگابایت در ثانیه است . ·Rambus dynamic random access memory )RDRAM ) یک رویکرد کاملا" جدید نسبت به معماری قبلی DRAM است. این نوع حافظه ها از Rambus in-line memory module)RIMM) استفاده کرده که از لحاظ اندازه و پیکربندی مشابه یک DIMM استاندارد است. وجه تمایز این نوع حافظه ها استفاده از یک گذرگاه داده با سرعت بالا با نام "کانال Rambus " است . تراشه های حافظه RDRAM بصورت موازی کار کرده تا بتوانند به سرعت 800 مگاهرتز دست پیدا نمایند. ·Credit card memory یک نمونه کاملا" اختصاصی از تولیدکنندگان خاص بوده و شامل ماژول های DRAM بوده که دریک نوع خاص اسلات ، در کامپیوترهای noteBook استفاده می گردد . ·PCMCIA memory card .نوع دیگر از حافظه شامل ماژول های DRAM بوده که در notebook استفاده می شود. ·FlashRam نوع خاصی از حافظه با ظرفیت کم برای استفاده در دستگاههائی نظیر تلویزیون، VCR بوده و از آن به منظور نگهداری اطلاعات خاص مربوط به هر دستگاه استفاده می گردد. زمانیکه این نوع دستگاهها خاموش باشند همچنان به میزان اندکی برق مصرف خواهند کرد. در کامپیوتر نیز از این نوع حافظه ها برای نگهداری اطلاعاتی در رابطه با تنظیمات هارد دیسک و ... استفاده می گردد. ·VideoRam )VRAM) یک نوع خاص از حافظه های RAM بوده که برای موارد خاص نظیر : آداپتورهای ویدئو و یا شتا ب دهندگان سه بعدی استفاده می شود. به این نوع از حافظه ها multiport dynamic random access memory) MPDRAM) نیز گفته می شود.علت نامگذاری فوق بدین دلیل است که این نوع از حافظه ها دارای امکان دستیابی به اطلاعات، بصورت تصادفی و سریال می باشند . VRAM بر روی کارت گرافیک قرار داشته و دارای فرمت های متفاوتی است. میزان حافظه فوق به عوامل متفاوتی نظیر : " وضوح تصویر " و " وضعیت رنگ ها " بستگی دارد.
میزان حافظه RAMمورد نیاز :
حافظه RAM یکی از مهمترین فاکتورهای موجود در زمینه ارتقاء کارآئی یک کامپیوتر است . افزایش حافظه بر روی یک کامپیوتر با توجه به نوع استفاده می تواند در مقاطع زمانی متفاوتی انجام گیرد. در صورتیکه از سیستم های عامل ویندوز 95 و یا 98 استفاده می گردد حداقل به 32 مگابایت حافظه نیاز خواهد بود. ( 64 مگابایت توصیه می گردد) .اگر از سیستم عامل ویندوز 2000 استفاده می گردد حداقل به 64 مگابایت حافظه نیاز خواهد بود.( 128 مگابایت توصیه می گردد) .سیستم عامل لینوکس صرفا" به 4 مگابایت حافظه نیاز دارد. در صورتیکه از سیستم عامل اپل استفاده می گردد به 16 مگابایت حافظه نیاز خواهد بود.( 64 مگابایت توصیه می گردد). میزان حافظه اشاره شده برای هر یک از سیستم های فوق بر اساس کاربردهای معمولی ارائه شده است . دستیابی به اینترنت ، استفاده از برنامه های کاربردی خاص و سرگرم کننده ، نرم افزارهای خاص طراحی، انیمیشن سه بعدی و... مستلزم استفاده از حافظه بمراتب بیشتری خواهد بود .
انواع حافظه ROM:
حافظه ROM یک نوع مدار مجتمع (IC) است که در زمان ساخت داده هائی در آن ذخیره می گردد. این نوع حافظه ها علاوه بر استفاده در کامپیوترهای شخصی در سایر دستگاههای الکترونیکی نیز به خدمت گرفته می شوند. حافظه های ROM از لحاظ تکنولوژی استفاده شده، دارای انواع متفاوتی است :
ROM PROM EPROM EEPROM Flash Memory
هر یک از مدل های فوق دارای ویژگی های منحصربفرد خود می باشند . حافظه های فوق در موارد زیردارای ویژگی مشابه می باشند:
داد ه های ذخیره شده در این نوع تراشته ها " غیر فرار " بوده و پس از خاموش شدن منبع تامین انرژی اطلاعات خود را از دست نمی دهند. داده های ذخیره شده در این نوع از حافظه ها غیر قابل تغییر بوده و یا اعمال تغییرات در آنها مستلزم انجام عملیات خاصی است.
حافظه PROM :تولید تراشه های ROM مستلزم صرف وقت و هزینه بالائی است .بدین منظور اغلب تولید کنندگان ، نوع خاصی از این نوع حافظه ها را که PROM )Programmable Read-Only Memory) نامیده می شوند ، تولید می کنند.این نوع از تراشه ها با محتویات خالی با قیمت مناسب عرضه شده و می تواند توسط هر شخص با استفاده از دستگاههای خاصی که Programmer نامیده می شوند ، برنامه ریزی گردند. ساختار این نوع از تراشه ها مشابه ROM بوده با این تفاوت که در محل برخورد هر سطر و ستون از یک فیوز( برای اتصال به یکدیگر) استفاده می گردد. یک شارژ که از طریق یک ستون ارسال می گردد از طریق فیوز به یک سلول پاس داده شده و بدین ترتیب به یک سطر Grounded که نماینگر مقدار "یک" است ، ارسال خواهد شد. با توجه به اینکه تمام سلول ها دارای یک فیوز می باشند، درحالت اولیه ( خالی )، یک تراشه PROM دارای مقدار اولیه " یک" است . به منظور تغییر مقدار یک سلول به صفر، از یک Programmer برای ارسال یک جریان خاص به سلول مورد نظر، استفاده می گردد.ولتاژ بالا، باعث قطع اتصال بین سطر و ستون (سوختن فیوز) خواهد کرد. فرآیند فوق را " Burning the PROM " می گویند. حافظه های PROM صرفا" یک بار قابل برنامه ریزی هستند. حافظه های فوق نسبت به RAM شکننده تر بوده و یک جریان حاصل از الکتریسیته ساکن، می تواند باعث سوخته شدن فیور در تراشه شده و مقدار یک را به صفر تغییر نماید. از طرف دیگر ( مزایا ) حافظه ای PROM دارای قیمت مناسب بوده و برای نمونه سازی داده برای یک ROM ، قبل از برنامه ریزی نهائی کارآئی مطلوبی دارند.
حافظه EPROM : استفاده کاربردی از حافظه های ROM و PROM با توجه به نیاز به اعمال تغییرات در آنها قابل تامل است ( ضرورت اعمال تغییرات و اصلاحات در این نوع حافظه ها می تواند به صرف هزینه بالائی منجر گردد)حافظه هایEPROM)Erasable programmable read-only memory) پاسخی مناسب به نیاز های مطح شده است ( نیاز به اعمال تغییرات ) تراشه های EPROM را می توان چندین مرتبه باز نویسی کرد. پاک نمودن محتویات یک تراشه EPROM مشتلزم استفاده از دستگاه خاصی است که باعث ساطع کردن یک فرکانس خاص ماوراء بنفش باشد.. پیکربندی این نوع از حافظه ها مستلزم استفاده از یک Programmer از نوع EPROM است که یک ولتاژ را در یک سطح خاص ارائه نمایند ( با توجه به نوع EPROM استفاده شده ) این نوع حافظه ها ، نیز دارای شبکه ای مشتمل از سطر و ستون می باشند. در یک EPROM سلول موجود در نقظه برخورد سطر و ستون دارای دو ترانزیستور است .ترانزیستورهای فوق توسط یک لایه نازک اکسید از یکدیگر جدا شده اند. یکی از ترانزیستورها Floating Gate و دیگری Control Gate نامیده می شود. Floating gate صرفا" از طریق Control gate به سطر مرتبط است. مادامیکه لینک برقرارباشد سلول دارای مقدار یک خواهد بود. به منظور تغییر مقدار فوق به صفر به فرآیندی با نام Fowler-Nordheim tunneling نیاز خواهد بود .Tunneling به منظور تغییر محل الکترون های Floating gate استفاده می گردد.یک شارژ الکتریکی بین 10 تا 13 ولت به floating gate داده می شود.شارژ از ستون شروع و پس از ورود به floating gate در ground تخلیه خواهد گردید. شارژ فوق باعث می گردد که ترانزیستور floating gate مشابه یک "پخش کننده الکترون " رفتار نماید . الکترون های مازاد فشرده شده و در سمت دیگر لایه اکسید به دام افتاد و یک شارژ منفی را باعث می گردند. الکترون های شارژ شده منفی ، بعنوان یک صفحه عایق بین control gate و floating gate رفتار می نمایند.دستگاه خاصی با نام Cell sensor سطح شارژ پاس داده شده به floating gate را مونیتور خواهد کرد. در صورتیکه جریان گیت بیشتر از 50 درصد شارژ باشد در اینصورت مقدار "یک" را دارا خواهد بود.زمانیکه شارژ پاس داده شده از 50 درصد آستانه عدول نموده مقدار به "صفر" تغییر پیدا خواهد کرد.یک تراشه EPROM دارای گیت هائی است که تمام آنها باز بوده و هر سلول آن مقدار یک را دارا است.به منظور باز نویسی یک EPROM می بایست در ابتدا محتویات آن پاک گردد. برای پاک نمودن می بایست یک سطح از انرژی زیاد را به منظور شکستن الکترون های منفی Floating gate استفاده کرد.در یک EPROM استاندارد ،عملیات فوق از طریق اشعه ماوراء بنفش با فرکانس 253/7 انحام می گردد.فرآیند حذف در EPROM انتخابی نبوده و تمام محتویات آن حذف خواهد شد. برای حذف یک EPROM می بایست آن را از محلی که نصب شده است جدا کرده و به مدت چند دقیقه زیر اشعه ماوراء بنفش دستگاه پاک کننده EPROM قرار داد.
حافظه های EEPROM و Flash Memory :با اینکه حافظه ای EPROM یک موفقیت مناسب نسبت به حافظه های PROM از بعد استفاده مجدد می باشند ولی کماکن نیازمند بکارگیری تجهیزات خاص و دنبال نمودن فرآیندهای خسته کننده به منظور حذف و نصب مجدد آنان در هر زمانی است که به یک شارژ نیاز باشد. در ضمن، فرآیند اعمال تغییرات در یک حافظه EPROM نمی تواند همزمان با نیاز و بصورت تصاعدی صورت پذیرد و در ابتدا می بایست تمام محتویات را پاک نمود.حافظه های Electrically Erasable Programmable Read Only Memory)EEOPROM) پاسخی مناسب به نیازهای موجود است .
صفحه کلید :
صفحه کلید، متداولترین وسیله ورود اطلاعات در کامپیوتر است .
صفحه کلید شامل مجموعه ای از سوییچ ها است که به یک ریزپردازنده متصل می گردند. ریزپردازنده وضعیت هر سوئیچ را هماهنگ و واکنش لازم در
خصوص تغییر وضعیت یک سوئیچ را از خود نشان خواهد داد.
انواع صفحه کلید:
صفحه کلیدها از بدو استفاده در کامپیوتر، تاکنون کمتر دستخوش تغییراتی شده اند. اغلب تغیرات اعمال شده در رابطه با صفحه کلید، افزودن کلیدهائی خاص ، بمنظور انجام خواسته های مورد نظر است . متداولترین نوع صفحه کلیدها عبارتند از :
*صفحه کلید پیشرفته با 101 کلید
*صفحه کلید ویندوزبا 104 کلید
*صفحه کلید استاندارد اپل با 82 کلید
*صفحه کلید پیشرفته اپل با 108 کلید
کامپیوترهای laptop دارای صفحه کلیدهای مختص بخود بوده که آرایش کلیدها بر روی آنان با صفحه کلیدهای استاندارد متفاوت است . برخی از تولید کنندگان صفحه کلید، کلیدهای خاصی را نسبت به صفحه کلیدهای استاندارد اضافه نموده اند. صفحه کلید دارای چهار نوع کلید متفاوت است:
1-کلیدهای مربوط به تایپ
2-کلیدهای مربوط به بخش اعداد (Numeric keypad)
3-کلیدهای مربوط به توابع ( عملیات ) خاص
4-کلیدهای کنترلی
کلیدهای تایپ بخشی از صفحه کلید را شامل می گردنند که بکمک آنها می توان حروف الفبائی را تایپ نمود. آرایش کلیدهای فوق بر روی صفحه کلید مشابه دستگاههای تایپ است . همزمان با گسترش استفاده از کامپیوتر در بخش های تجاری ضرورت وجود کلیدهای خاص عددی برای بهبود سرعت ورود اطلاعات نیز احساس گردید، بدین منظور
Numeric keypad در صفحه کلیدها مورد استفاده قرار گرفت . با توجه به اینکه حجم بالائی از اطلاعات بصورت عدد می باشند ، یک مجموعه با 17 کلید به صفحه کلید اضافه گردید. آرایش کلیدهای فوق بر روی صفحه کلید مشابه اغلب ماشین های حساب است . در سال 1986 شرکت IBM صفحه کلید اولیه خود را تغییر و کلیدهای عملیاتی و کنترلی را به آن اضافه کرد. کلیدهای عملیاتی بصورت یک سطر و در بالاترین قسمت صفحه کلید قرار می گیرند. با استفاده از نرم افزارهای کاربردی و یا سیستم عامل می توان به هر یک از کلیدهای عملیاتی مسئولیتی را واگذار نمود. کلیدهای کنترلی باعث کنترل مکان نما (Cursor) و صفحه نمایشگر می باشند. در این راستا از چهار کلید ( با فرمت معکوس حرف T ) بین بخش مربوط به کلیدهای مختص تایپ و بخش عددی صفحه کلید استفاده شده است. با استفاده از کلیدهای فوق کاربران قادر به حرکت مکان نما بر روی صفحه نمایشگر خواهند بود. در اغلب نرم افزارها با استفاده از کلیدهای کنترلی کاربران قادر به پرش هائی با گام های بلند نیز خواهند بود. این کلیدها شامل موارد زیر می باشد :
Home End Insert Delete Page Up Page Down Control (Ctrl) Alternate (Alt) Escape (Esc)
صفحه کلید ویندوز، کلیدهای اضافه ای را معرفی نمود. کلیدهای Windows یا Start و یک کلید Application نمونه هائی در این زمینه می باشند. صفحه کلیدهای " اپل " اختصاص به سیستم های مکینتاش دارد. شکل زیر یک نمونه از صفحه کلیدهای فوق را نشان می دهد:
صفحه کلید از نمای نزدیک :
پردازنده موجود در یک صفحه کلید ، بمنظور عملکرد صحیح صفحه کلید، می بایست قادر به شناخت و آگاهی از چندین موضوع باشد. مهمترین این موضوعات عبارتند از :
آگاهی از موقعیت کلید در ماتریس کلید ها ( مدار ماتریسی)
میزان جهش ( Bounce ) کلید و نحوه فیلتر نمودن آن
سرعتی که اطلاعات برای typematics ارسال می گردند.
مدارماتریسی کلید ها ، یک شبکه ازمدارات بوده و در زیرکلید ها قرار دارد.در تمام صفحه کلیدها، هر مدار در نقطه مربوط به یک کلید خاص، شکسته
می گردد.با فشردن یک کلید فاصله موجود بین مدار حذف و امکان ایجاد یک جریان ضعیف بوجود می آید. پردازنده وضعیت هر یک از کلیدها را از بعد
پیوستگی در نقطه تماس مدار مربوطه، بررسی می کند. زمانیکه تشخیص داده شد که یک مدار بسته شده ( اتصال برقرار است ) است، مقایسه بین محل کلید مورد نظر با " طرح کاراکترهای" (bitmap) موجود در حافظه ROM انجام می گیرد. طرح کاراکترها، یک چارت مقایسه ای برای پردازنده بوده تا به وی اعلام گردد، کدام کلید در مختصات X,Y در مدارماتریسی کلید ها ، قرار دارد.در صورتیکه بیش از یک کلید بصورت همزمان فعال شده باشد پردازنده بررسی خواهد کرد که آیا ترکیب کلیدهای فشرده شده دارای یک طرح کاراکتر است . مثلا" در صورت فشردن کلید a ، حرف a برای کامپیوتر ارسال می شود.در صورتیکه کلید shift را نگاهداشته و کلید a را فعال نمائیم پردازنده ترکیب فوق را با طرح کاراکترها مقایسه و حرف A را تولید خواهد کرد.
گزارش کارآموزی پورت USB و تراشه های کاربردی
| دسته بندی | فنی و مهندسی |
| فرمت فایل | doc |
| حجم فایل | 128 کیلو بایت |
| تعداد صفحات فایل | 76 |
گزارش کارآموزی پورت USB و تراشه های کاربردی در 75 صفحه ورد قابل ویرایش
فهرست مطالب
عنوان صفحه
مقدمه................................................................................................................................1
سرآغاز..............................................................................................................................2
کاربرد راحت.....................................................................................................................4
- یک رابط برای همه دستگاهها .........................................................................4
- پیکربندی خودکار.............................................................................................4
- به دور از تنظیمات کاربر...................................................................................4
- آزاد کردن منابع سخت افزاری برای وسایل جانبی ........................................4
- سادگی کابل......................................................................................................5
- Hot pluggable..............................................................................................5
- عدم احتیاج به منبع تغذیه..............................................................................5
سرعت..............................................................................................................................6
قابلیت اطمینان................................................................................................................7
قیمت پایین......................................................................................................................7
صرفه‌جویی در مصرف انرژی...........................................................................................7
قابلیت انعطاف..................................................................................................................8
پشتیبانی توسط سیستم عامل........................................................................................9
پشتیبانی وسیله جانبی..................................................................................................10
مجمع ابزار آلات USB...................................................................................................11
الف
این پورت کامل نیست....................................................................................................12
- از دید کاربران.................................................................................................12
- پشتیبانی نشدن توسط سخت افزارهای قدیمی............................................12
- محدودیت سرعت...........................................................................................13
- محدودیت فاصله.............................................................................................14
- ارتباطات نظیر به نظیر....................................................................................14
- تولیدات شکل‌دار............................................................................................14
- از دید ارتقاء دهندگان....................................................................................15
- پیچیدگی پروتکل...........................................................................................15
- پشتیبانی در سیستم عامل............................................................................15
- گیرهای سخت افزاری.....................................................................................16
- مبالغ................................................................................................................16
USB در برابر IEEE _ 1394.....................................................................................17
حداقل نیازهای کامپیوتر................................................................................................17
- کنترل کننده میزبان.......................................................................................18
- سیستم عامل..................................................................................................18
- اجزا..................................................................................................................18
- اجزای یک اتصال............................................................................................19
- تجهیزات لازم برای ارتقاء...............................................................................20
- انتخاب تراشه..................................................................................................21
اجزای یک کنترلر USB....................................................................................21
- پورت USB ....................................................................................................22
ب
- بافرهای داده USB ........................................................................................22
- CPU..............................................................................................................23
- حافظه برنامه...................................................................................................24
- حافظه داده ....................................................................................................26
- رجیسترها.......................................................................................................26
- I/O های دیگر................................................................................................26
- ویژگیهای دیگر..............................................................................................27
ساده سازی پروسه ارتقاء..............................................................................................27
- انتخاب معماری...............................................................................................27
- تراشه‌هایی که از ابتدا برای USB طراحی شده‌اند......................................28
- تراشه‌هایی بر اساس خانواده‌های آشنا.........................................................28
- تراشه‌هایی که به میکرو کنترلرهای خارجی متصل می‌گردند......................29
- مرجع خصوصیات تراشه................................................................................30
- برنامه تراشه نمونه..........................................................................................30
- انتخاب راه انداز..............................................................................................30
- ابزارهای اشکال‌زدایی.....................................................................................31
- بردهای ارتقا از فروشندگان تراشه................................................................31
- بردهای از منابع دیگر.....................................................................................32
- نیازمندیهای پروژه.........................................................................................33
نگاهی به بعضی از تراشه‌ها...........................................................................................35
- EnCore محصول شرکت سیپرس...............................................................35
- معماری CPU................................................................................................35
پ
- کنترلر USB..................................................................................................36
- EZ _ USB شرکت سیپرس........................................................................37
- معماری CPU................................................................................................37
- کنترلر USB..................................................................................................38
PCI 16C7X5 شرکت میکروچیپ ............................................................................42
- معماری............................................................................................................42
- کنترلر USB...................................................................................................42
NET 2888 شرکت نت چیپ
- کنترلر USB
USB 9603 شرکت National Semiconductor.....................................................44
- کنترلر USB...................................................................................................46
PDIUSBD 11/1 محصول فیلیپس...........................................................................46
- معماری...........................................................................................................46
- کنترلرهای USB...........................................................................................47
Strong ARM اینتل...................................................................................................47
- کلاسهای دستگاهها.......................................................................................48
- استفاده از کلاسها..........................................................................................48
- اجزای یک مربع خصوصیات کلاس................................................................49
- کلاسهای تعریف شده.....................................................................................50
- مطابقت یک دستگاه با یک کلاس ................................................................52
- وسایل جانبی استاندارد.................................................................................52
- صفحه کلید ، ماوس و دسته بازی .................................................................52
ت
- دستگاههای انبارش توده‌ای..........................................................................53
- چاپگرها.........................................................................................................55
- دوربینها و اسکنرها .......................................................................................55
- برنامه‌های صوتی............................................................................................56
- مودم‌ها...........................................................................................................57
- کاربردهای غیر استاندارد..............................................................................57
- دستگاههایی که داده‌ها را با یک سرعت کم منتقل میکنند......................58
- به روز رسانی دستگاههای RS _ 232..........................................................59
- دستگاههای مراکز فروش...............................................................................60
- جایگزینی دستگاههای با پورت موازی غیر استاندارد..................................61
- ارتباطهای کامپیوتر به کامپیوتر....................................................................63
ث
- پیوندهای بی‌سیم...........................................................................................63
پیشگفتار
در مدتی که به عنوان کار آموز در این شرکت فعالیت داشتم کارهای مختلفی انجام میشد که از آن جمله میتوان به نصب شبکه و سخت افزار کامپیوتر و همچنین به صورت محدود طراحی وساخت پاره ای از پروژه های الکترونیکی اشاره کرد.
اینجانب از طرف مسئول کار آموزی در قسمت سخت افزار مشغول به کار شدم. در این قسمت کارهای مختلفی انجام میشد مانند اسمبل کردن قطعات کامپیوترو تعمیرات قطعات مختلف آن و... .
هر مهندس الکترونیک باید به حد کافی با سخت افزار کامپیوتروارتباط اجزای مختلف آن با یکدیگر آشنا باشد.
ارتباط کامپیوتر با خارج از آن به خصوص با مدارات مختلف الکترونیکی یکی از مسائلی است که به شدت مورد توجه مهندسان الکترونیک و طراحان می باشد.
ارتباط کامپیوتر با دنیای خارج از طریق پورتهای آن می باشد. پورت سریال پورت موازی پورت USB و... . یکی از پورتهایی که به شدت مورد توجه قرار گرفته پورت USB می باشد من نیز از این فرصت استفاده کرده و به بررسی این پورت پرداختم گسترش این پورت به گونه ای است که حتی پرینترهای جدید و قطعات جانبی دیگر مانند ماوس و اسکنر و ... به گونه ای طراحی شده اند که به این پورت وصل می شوند در ادامه به بررسی این پورت و آی سی های جانبی آن پرداخته می شود
ü مقدمه
USB یک مدار واسطه سریع و قابل انعطاف برای اتصال دستگاهها به کامپیوتر است. همة کامپیوترهای امروزی حداقل یک جفت پورت USB داند. این پورت قابل استفاده توسط تمام ابزارهای جانبی استاندارد از جمله صفحه کلید، ماوس، دیسک‌گردانها و حتی دستگاههای تخصصی‌تر، میباشد. USB از ابتدا به منظور ایجاد رابطی راحت و آسان طراحی گردیده است که در آن کاربر نیاز به پیکربندیهای سخت‌افزاری و نرم‌افزاری ندارد.
به طور خلاصه، USB با مدارهای واسط قبلی بسیار متفاوت است. یک دستگاه USB قادر است که چهار نوع پاسخ دهد که به وسیلة آنها کامپیوتر، دستگاه را شناخته و آماده تبادل داده با آن می‌شود. همة دستگاهها باید بر روی کامپیوتر دارای راه‌اندازی باشند که به عنوان پلی بین برنامة کاربردی و سخت افزار USB عمل میکند.
برای ارتقا و ساخت یک دستگاه USB و طراحی نرم‌افرهای ارتباط با آن، شما باید اطلاعاتی دربارة چگونگی نحوة کار سیستم عامل کامپیوتر داشته باشید. همچنین باید تراشة کنترلی، کلاس و روشهای ارتقا پروژه‌تان را معین کنید.
ü سرآغاز
مطالعه در زمینه سخت افزارهای کامپیوتری معمولاً مستلزم داشتن اطلاعات قبلی در این زمینه است. هر نوآوری در این صنعت باید قابل تطبیق با پدیده‌هایی باشد که قبل از آن آمده‌اند. این مسئله هم در مورد کامپیوترها و هم در مورد وسایل جانبی آنها صدق میکند. حتی وسایل جانبی‌ای که به نوبة خود انقلابی را در زمینه سخت‌افزار ایجاد کرده‌اند، باید از رابطهایی استفاده کنند که کامپیوترها از آنها پشتیبانی کنند.
اما اگر امکان طراحی یک رابط وسایل جانبی را داشته باشید، چه نکات و خصوصیاتی را مد نظر قرار خواهید داد. در اینجا فهرستی از آنچه که ممکن است مورد نظر شما باشد آورده شده است:
کاربرد راحت: به گونه‌ای که نیازی به آشنایی با جزئیات نصب نخواهیم داشت.
سرعت: به گونه‌ای که رابط باعث پایین آمدن سرعت ارتباط نشود.
قابلیت اطمینان: به گونه‌ای که خطا‌ها کاهش یابد و امکان اصلاح خودکار خطا‌هایی که اتفاق می‌افتد وجود داشته باشد.
قابلیت تطبیق: به گونه‌ای که انواع مختلفی از وسایل جانبی بتوانند از این رابط استفاده کنند.
ارزانقیمت: به گونه‌ای که کاربران (و کارخانه‌هایی که از این رابط برای تولیدات خود بهره می‌برند) متحمل هزینه زیادی نشوند.
صرفه جویی در مصرف انرژی: به منظور کاهش مصرف باتری در کامپیوترهای قابل حمل.
شناخته شده توسط سیستم عامل‌ها: به گونه‌ای که ارتقادهندگانی که از این رابط برای ارتباط با وسیله جانبی خود استفاده میکنند مجبور به نوشتن راه اندازهایی نزدیک به زبان ماشین نباشند.
خبر خوب آنکه شما مجبور به ایجاد این رابط ایده‌آل نیستید چون طراحان (USB) این کار را برای شما انجام داده‌اند. طراحی USB از ابتدا بر این اساس بوده که بتواند رابطی باشد آسان، با توانایی ارتباط مؤثر با همة انواع وسایل جانبی و به دور از محدودیتهایی که در رابطهای کنونی وجود دارد.
همه کامپیوترهای جدید دارای یک جفت پورت USB هستند که به منظور ارتباط با صفحه کلید ، ماوس، اسکنر، چاپگر و یا هر نوع سخت افزار استاندارد دیگر ایجاد شده‌اند، هاب‌های ارزانقیمت موجود این امکان را فراهم میکند که به هر تعداد که مایل باشید وسیله جانبی USB را به این دو پورت متصل کنید.
این اهداف بزرگ USB باعث شد که ارتقادهندگان، یعنی کسانی که وسایل جانبی USB را طراحی و برنامه ریزی میکنند، با مشکلاتی رو به رو شوند. یک نتیجه از کاربرد راحت این رابط پیچیده شدن آن نسبت به رابطهای قدیمی‌تر بود. به علاوه کارکردن با رابطی که هنوز عمری از طراحی آن نگذشته، فقط با این دلیل که جدید است طراحان را با سختیهایی رو به رو کرد. هنگامی که USB برای اولین‌بار روی کامپیوترها قرار گرفت، ویندوز هنوز دارای راه‌انداز برای همة انواع وسایل جانبی USB متعارف، نشده بود. از طرفی آنالیز کننده‌های پروتکل و ابزار‌ةای ارتقا هنوز طراحی نشده بودند، بنابراین انتخاب USB به عنوان رابط مناسب دچار محدودیت میشد. مشکلاتی شبیه به این امروزه دیگر وجود ندارند و مزایای استفاده از USB در کنار متعدد شدن میکروکنترلرها و ابزارها ارتقا و تواناییهای سیستم‌های عامل افزایش یافته است. این کتاب به شما نشان خواهد داد که چگونه می‌توانید یک وسیله جانبی USB را به آسانی و سرعت و با استفاده از بهترین وسایلی که هم اکنون وجود دارد طراحی کنید و راه بیندازید.
این فصل شامل مطالبی از جمله شرح ویژگیهای از USB، مزایا و اشکالات آن، همچنین مسائلی که در طراحی و برنامه‌ریزی وسایل جانبی USB پیش می‌آید و مختصری از تاریخچه رابطها خواهد بود.
ü کاربرد راحت
بزرگترین هدف از طراحی USB، ایجاد رابطی با کاربری راحت بوده است و حاصل آن رابطی است که به علتهای زیادی استفاده از آن مقبول واقع شده است.
یک رابط برای همة دستگاهها ـ USB می‌تواند برای ارتباط با همه نوع وسیلة جانبی مورد استفاده قرار گیرد به جای داشتن کانکتورهای مختلف و سخت‌افزارهایی که فقط یک نوع وسیله جانبی را پشتیبانی کنند، از یک رابط برای همة وسایل جانبی استفاده می‌کنیم.
پیکربندی خودکار ـ هنگامی که کاربر وسیله جانبی USB را به سیستم خود متصل میکند، ویندوز به طور خودکار آن را پیدا کرده و راه‌آنداز مربوط به آن را بارگذاری میکند. هنگامی که برای اولین بار یک وسیله را به کامپیوتر‌مان متصل می‌کنیم، ممکن است ویندوز به ما پیغام دهد که دیسکتی که شامل راه‌انداز آن دستگاه میباشد را درون دستگاه قرار دهیم، اما در بقیه مواقع، نصب به صورت خودکار انجام می‌شود و ما مجبور نیستم که برنامه setup را اجرا کنیم و یا کامپیوتر را برای استفاده از آن وسیله جانبی restart کنیم.
به دور از تنظیمات کاربر ـ وسایل جانبی USB امکان تنظیماتی از قبیل آدرس پورت‌ها و یا خطوط در خواست وقفه (IRQ) را به کاربر نمی‌دهند. تعداد خطوط IRQ در یک کامپیوتر محدود است و عدم اجبار به تخصیص یک خط به وسیله جانبی خاص، خود می‌تواند یک دلیل کافی برای استفاده از USB باشد.
آزادکردن منابع سخت‌افزاری برای وسایل جانبی دیگر ـ استفاده از USB این امکان را فراهم میکند که خطوط IRQ برای دیگر وسایل جانبی که نیاز به استفاده از آن دارند، آزاد شود. در کامپیوتر یک سری از آدرس پورت‌ها و یک خط IRQ برای رابط USB اختصاص داده می‌شود اما در عوض، هر وسیله جانبی که از رابط USB استفاده میکند دیگر احتیاج به منبع سخت‌افزاری اضافی نخواهد داشت. توجه کنید که، هر وسیله جانبی غیر از USB نیاز به یک آدرس پورت و معمولاً یک خط IRQ و احیاناً یک کارت توسعه دهنده دارد (به عنوان مثال برای پورت موازی)
اتصال راحت ـ برای استفاده از USB احتیاجی به بازکردن کامپیوتر برای اضافه‌کردن کارت‌های توسعه دهنده نیست. هر کامپیوتر حداقل دارای دو پورت USB است که شما می‌توانید تعداد آنها را با متصل کردن هاب‌ها پورتهای موجود تا تعداد دلخواه افزایش دهید. هر هاب دارای تعدادی پورت برای متصل کردن وسیله جانبی و یا هاب‌های دیگر میباشد.
سادگی کابل ـ کانکتورهای کابل USB طوری ساخته شده‌اند که اتصال اشتباه آنها امکان نیست. کابل‌ها می‌توانند تا 5 متر طول داشته باشند و یا حتی از طریق هاب‌ها دستگاهها می‌توانند تا 30 متر از کامپیوتر فاصله بگیرند. شکل 1ـ1 کانکتورهای USB را نشان میدهد که در کنار کانکتورهای پورت 232 – RS و پورت موازی دیده می‌شوند و دیده می‌شود که در مقابل آنها چقدر کوچک و ظرفیت میباشد. برای اطمینان از عملکرد صحیح، کابل‌ها در مرجع خصوصیات USB ویژگیهایی که باید کابل‌ها و کانکتورها داشته باشند، آمده است.
HOT pluggable ـ شما می‌توانید بدون توجه با اینکه سیستم روشن است یا خاموش، وسیله جانبی خود را هر زمان که بخواهید به سیستم خود وصل یا از آن قطع کنید با اطمینان از اینکه به کامپیوتر یا ابزار جانبی شما صدمه‌ای وارد نمی‌شود. سیستم عامل هم هنگامی که شما وسیله جانبی را وصل می‌کنید، به طور خودکار آن را پیداکرده و آماده استفاده می‌نماید.
عدم احتیاج به منبع تعذیه ( بیشتر مواقع) ـ رابط USB شامل سیمهای زمین و تغذیه نیز میباشد که V 5+ را از طریق کامپیوتر و یا هاب به دستگاه می‌دهند . وسایل جانبی که حداکثر به mA 500 جریان نیاز دارند ، می‌توانند از این سیم، جریان مورد نظر خود را بکشند بدون آنکه به منبع تغذیه مجزا نیاز داشته باشند. سایر وسایل جانبی باید از منبع تغذیه خارجی برای تأمین تغذیه استفاده کنند.
ü سرعت
USB سه سرعت متفاوت را برای باس پشتیبانی میکند؛ سرعت خیلی بالا با 480 مگابایت در هر ثانیه ، سرعت بالا با 12 مگابایت در هر ثانیه و سرعت پایین با 5/1 مگابایت در هر ثانیه . همة کامپیوترها سرعتهای پایین و بالا را پشتیبانی میکنند. سرعت خیلی بالا در نسخه ـ 0/2 مرجع USB اضافه شده است و به سخت‌افزار سازگار با USB نسخه 0/2 در روی مادربرد یا کارت توسعه دهنده احتیاج دارد.
این سرعتها، سرعت انتقال بیت روی باس است و نرخ انتقال داده مفید کمتر از این حد میباشد علاوه بر داده ، باس باید اطلاعات دیگری از قبیل بیت‌های وضعیت ، کنترل و سیگنال‌های بررسی خطا را نیز عبور دهد. به علاوه ممکن است چندین وسیلة جانبی از یک باس مشترک استفاده کنند. ماکزیمم نرخ تئوری برای انتقال سیگنال حدود 53 مگابایت در هر ثانیه برای سرعت خیلی بالا و حدود 2/1 مگابایت در هر ثانیه برای سرعت بالا و 800 بایت در هر ثانیه برای سرعت پایین است.
حال چرا سه سرعت؟ سرعت پایین به دو هدف ایجاد شد. وسایل جانبی با سرعت پایین معمولاً می‌توانند خیلی ارزانتر عرضه شوند و از طرفی برای ماوس و وسایلی که احتیاج به کابل‌های قابل انعطاف دارند کابل‌های سرعت پایین می‌توانند خیلی قابل انعطافتر ساخته شوند به این دلیل که احتیاج به شیلد کردن زیاد نخواهند داشت.
سرعت بالا نزدیک و قابل انطباق با سرعت پورتهای سریال و موازی است و می‌تواند به جای آنها قرار گیرد.
بعد از نسخه 0/1 USB معلوم شد که رابطی، با سرعت بیشتر می‌تواند مفید باشد. تحقیقات نشان داد که افزایش سرعت تا 40 برابر امکان پذیر است به طوری که اساس رابط همانند رابطهای سرعتهای پایین و بالا باقی بماند و به این ترتیب سرعت خیلی بالا در USB نسخه 0/2 اضافه شد.
ü قابلیت اطمینان
قابل اطمینان بودن USB به خاطر نوع طراحی سخت‌افزار و همچنین پروتکل انتقال داده میباشد. ویژگیهای سخت‌افزاری لازم برای راه‌اندازها و گیرنده‌ها و کابل‌های USB، بیشتر نویزهایی را که می‌تواند باعث ایجاد خطا شود حذف میکند. همچنین، پروتکال USB این امکان را فراهم میکند که خطاهای احتمالی را تشخیص داده و از فرستنده خواسته شود که داده را دوباره بفرستد. این تشخیص و پیغام و انتقال مجدد داده‌ها توسط سخت‌افزار انجام می‌شود و احتیاج به برنامه نویسی توسط کاربر ندارد.
ü قیمت پایین
در حالی که USB پیچیده‌تر از رابطهای قبلی است، ولی تجهیزات و کابل‌های آن، ارزانقیمت هستند. دستگاهی که از رابط USB استفاده میکند از نظر قیمت برابر یا ارزانتر از دستگاههایی است که از رابطهای قدیمی‌تر استفاده میکنند. برای وسایل جانبی خیلی ارزان، انتخاب سرعت پایین باعث می‌شود که احتیاج به سخت‌افزارهای دقیق نداشته و به این ترتیب قیمت بیش از پیش کاهش مییابد.
انتخاب تراشه
پس از اینکه تصمیم گرفتید از USB در پروژة خود استفاده کنید، بهترین خبر آن است که تراشه‌های مختلفی وجود دارند که می‌توانید از آنها در دستگاهتان بهره ببرید.
انتخاب یک تراشه مناسب به کارآیی، قیمت، دسترسی و راحتی ارتقا آن مربوط میباشد. اما راحتی ارتقا به مسائلی چون دسترسی و کیفیت ابزارهای ارتقا، راه‌‌اندازهای دستگاه میزبان، کدهای نمونه و مهارت داشتن در ساختار و دستورات و زبان برنامه نویسی آن وابسته است.
ü اجزای یک کنترلر USB
پیچیدگی پروتکل USB به معنای آن است که وسایل جانبی USB باید از قابلیتهای زیادی برخوردار باشند. کنترلر وسایل جانبی باید چگونگی تشخیص و پاسخ به رویدادهای پورت USB را بدانند وراهی را برای ذخیره داده‌هایی که می‌خواهد فرستاده یا گرفته شود ایجاد کنند.
تراشه‌های کنترلی بر اساس میزان برنامه‌ای که برای ارتباط USB نیاز دارند، متفاوتند. برخی از آنها برنامة کوتاهی برای دسترسی به مجموعه رجیسترها به منظور ذخیره و دریافت داده‌های USB دارند. اما برخی دیگر برای انجام کارهای بیشتر، از جمله رهبری فرستادن توضیح دهنده‌ها به میزبان، تنظیم بیت data-toggle و اطمینان از فرستاده شدن پاکت تأیید متقابل مناسب به کد برنامه نیاز دارند.
بعضی از تراشه‌ها دارای یک CPU در خود تراشه هستند، در حالی که برخی دیگر باید با یک CPU خارجی در ارتباط قرار گیرند. همه کنترلرهای USB یک یا چند پورت USB دارند. کنترلری با CPU درونی همچنین دارای حافظه داده و برنامه یا واسطی به حافظه‌های خارجی است.
همه کنترلرها از هر چهار نوع انتقال پشتیبانی نمی‌کنند و کنترلرهای مختلف، سرعتهای باس متفاوتی دارند. بیشتر تراشه‌ها از اندپوینت‌هایی کمتر از حداکثر تعداد مجاز پشتیبانی میکنند (یک اندپوینت کنترلی و 30 اندپوینت دیگر)
پورت USB
وسیلة جانبی USB قاعدتاً باید یک پورت USB و مداری برای ارتباط با میزبان داشته باشد. فرستنده ـ گیرنده USB واسط سخت افزاری با باس ایجاد میکند. مدارهایی که با فرستنده ـ گیرنده ارتباط برقرار میکنند دارای نام عمومی، موتور واسط سریال (SIE) هستند. SIE فرستادن و دریافت داده‌های تر نزکشن را به عهده دارد. این موتور داده‌های رسیده را ترجمه میکند و فقط داده‌هایی را که برایش در دسترسی قرار گرفته‌اند می‌فرستد و داده‌هایی را که رسیده‌اند ذخیره می‌نماید. یک SIE عمومی باید همه کارهای زیر را انجام دهد:
تشخیص ورود یک پاکت
فرستادن پاکتها
تشخیص و تولید، سینگال‌های شروع پاکت، انتهای پاکت، ریست، بازگشت
رمز گذاری کردن و از رمز خارج کردن داده‌ها به قالب دبندی‌ای که باس دارد (NRZI با بیت استاف)
بررسی و تولید مقادیر CRC
تشخیص و ایجاد شماره مشخصه‌های پاکت
تبدیل بین داده‌های سریال USB و داده‌هایس موازی رجیسترها و حافظه
ایجاد چنین قابلیتهایی احتیاج به 2500 گیت دارد.
بافرهای داده USB
کنترلر USB، باید بافرهایی برای ذخیره داده‌هایی که دریافت میکند یا داده‌هایی که آماده فرستادن روس باس هستند، داشته باشد. بعضی از تراشه‌ها مانند NET2888 محصول NetChip، از رجیسترها به عنوان بافر استفاده میکنند. در حالی که برخی دیگر، از جمله EZ- USB شرکت سیپرس از بخشی از حافظه داده به عنوان بافر بهره می‌برند.
رجیستر‌هایی که داده‌های رسیده یا منتقل شده را نگهداری میکنند، عموماً دارای ساختار FIFO (اولین ورودی، اولین خروجی) هستند. در هر خواندن از یک FIFO، بایتی که بیشتر از همه در حافظه بوده است بازگردانده می‌شود. با هر نوشتن به روی FIFO، بایت بعد از همه بایت‌هایی که در FIFO وجود دارند ذخیره می‌شود. یک اشاره‌گر داخلی با افزایش خودکار در هنگام خواندن و نوشتن FIFO، محلی را که داده بعدی در آن قرار دارد نشان میدهد.
در تراشه‌های دیگر، مثل سری enCore شرکت سیپرس، بافرهای USB در حافظه داده جاسازی شده‌اند و برنامه تراشه هر موقعیت را برای نوشتن یا خواندن از آن انتخاب میکند و اشاره‌گری که به طور خودکار افزایش یابد تا محل دادة بعدی را مشخص کند، وجود ندارد. بایت‌های درون بافر فرستنده USB از پایین‌ترین آدرس به بالاترین آدرس نوشته می‌شوند و بایت‌های بافر دریافت به ترتیب رسیدن، از پایین‌ترین آدرس به بالاترین آدرس ذخیره می‌گردند. این بافرها ساختار FIFO ندارند ولی گاهی با این نام خوانده می‌شوند.
برای ایجاد انتقالهای سریعتر، بعضی از تراشه‌ها دو بافر دارند و قادرند دو مجموعه کامل داده در هر جهت را ذخیره کنند. در حالی که یک بلاک داده انتقال مییابد، برنامه تراشه می‌تواند بلاک داده بعدی را به بافر دیگر بنویسد. به طوری که این بلاک تا وقتی که بلاک اول فرستاده می‌شود آماده انتقال می‌گردد. در جهت دریافت نیز، بافر اضافی ما را قادر می‌سازد قبل از کامل شدن پردازش داده بر روی ترنزکشن قبلی توسط برنامه تراشه، ترنزکشن بعدی دریافت شود. سخت افزار به صورت خودکار بین این دو بافر سوئیچ میکند.
CPU
واحد پردازش مرکزی (CPU) یک تراشه کنترلی USB، با اجرای دستورات کدهایی که در تراشه ذخیره شده است فعالیتهای تراشه را کنترل میکند. هر CPU از مجموعه دستوراتی پشتیبانی میکند که شامل دستورات زبان ماشین برای انقال داده، انجام عملوندهای منطقی، و پرشهای برنامه می‌باشند. این مجموعه دستورات همچنین CPU را قادر می‌سازد که با SIE ارتباط برقرار کند. CPU ممکن است ساختاری بر اساس یک میکروکنترلر عمومی مانند 8051 داشته باشد یا اینکه فقط به صورت ویژه برای استفاده در دستگاههای USB طراحی شده باشد.
تراشه‌هایی که CPU ندارند ممکن است مجموعه دستوراتی وابسته به ارتباطهای USB داشته باشند یا فقط از یک سری رجیستر برای ذخیره داده‌های USB و اطلاعات پیکربندی استفاده کنند. این تراشه‌ها مسیری را برای اضافه‌کردن قابلیتهای USB به هر میکروکنترلر خارجی ایجاد میکنند.
حافظه برنامه
حافظه برنامه کدهایی را که CPU اجرا میکند نگهداری میکند. این حافظه ممکن است روی تراشه CPU یا تراشه‌ای مجزا باشد.
حافظه برنامه ممکن است از هر نوع حافظه‌ای استفاده کند: Fash EPROM, EEPROM, EPROM, ROM یا RAM همه این حافظه‌ها بجز RAM (بدون باتری)، همیشگی هستند. آنها داده‌های نوشته شده را به صورت دائن نگهداری میکنند. مقدار این حافظه‌های برنامه ممکن است حدود کیلوبایت یا بیشتر باشد. اما تراشه‌هایی که از حافظه‌های خارجی استفاده میکنند امکان دارد محدوده‌ای در حدد مگا بایت را نیز پشتیبانی کنند.
نام دیگر کدهای ذخیره شده در حافظه برنامه، برنامة تراشه است، که مشخص میکند حافظه از نوع همیشگی بوده و مانند RAM نمی‌توان به راحتی آنها را ویرایش کرد و دوباره بر روی دیسک ذخیره نمود.
ROM (حافظه فقط خواندنی) باید در کارخانه برنامه نویسی شود و قابل پاک کردن نیست. این حافظه فقط برای تولید انبوه کاربرد دارد.
EPROM (ROM قابل برنامه‌ریزی و پاک شدن) قابل برنامه ریزی توسط کاربر است. بسیاری از تراشه‌ها سخت افزار و نرم افزار برنام نویسی ارازان دارند. برای پاک کردن EPROM تراشه را در پاک کننده EPROM قرار می‌دهید، در این دستگاه مدارهای تراشه زیر تابش اشعه ماورای بنفش قرار می‌گیرند پاک شدن حدود 10 تا 30 دقیقه خواهد کشید. سپس تراشه آماده خواهد بود تا دوباره برنامه ریزی شود. در اطلاعات فنی این تراشه‌ها به ندرت به تعداد دفعات ممکن پاک شدن اشاره می‌شود، اما این مقدار حدوداً 100 میباشد.
OTP PROM ها ارزانتر هستند. ساختار آنها شبیه به EPROM ها میباشد و مانند آنها برنامه ریزی می‌شوند تفاوتشان این است که این تراشه‌ها پنجره‌های کوارتز برای پاک کردن ندارند. این حافظه بیشتر در محصولات نهایی استفاده می‌شوند. بسیاری از CPU ها هر دو نوع حافظه EPROM و OTP PROM را دارا هستند.
Flash EPROM ها حافظه‌هایی با تکنولوژی جدید هستند که قابل پاک شدن به طریقه الکتریکی می‌باشند و احتیاج به اشعه ماورای بنفش ندارند و معمولاً به ولتاژ برنامه ریزی خاص مورد نیاز برخی از EPROMها احتیاج ندارند. Flash EPROM های موجود قادرند حدود 000/100 بار پاک شده و دوباره برنامه‌ریزی شوند.
EEPROM (PROM های قابل پاک شدن به طریقه الکتریکی) نیز به ماورای بنفش و ولتاژ ویژه برنامه ریزی که EEPROM ها نیاز دارند، احتیاج ندارد. EEPROMها زمان دسترسی طولانیتری نسبت به Flash EPROMها دارند. EEPROM ها با هر دو مدار واسط موازی که توسط EPROMها و Flash EPROMها استفاده می‌شود و واسط سریال که در میکرووایر، I2C و SPI کاربرد دارد. مورد استفاده قرار می‌گیرد. EEPROMهای سریال برای ذخیره مقدار دادة کمی که گهگاه تغییر می‌یابند از جمله داده‌های پیکربندی شماره مشخصه‌های محصول و فروشنده مناسب است. EEPROM های موجود حدود 10 میلیون با رمی‌توانند پاک شده و دوباره برنامه ریزی شوند.
RAM ( حاقظه با دسترسی تصادفی) می‌توانند به صورت نامحدود پاک و نوشته شود، اما داده‌ها پس از خاموش شدن تراشه از دست می‌روند. براین اساس برای استفاده از RAM باید در هر بار بالا آمدن، کدها از کامپیوتر به تراشه بارگذاری شود. EZ- USB شرکت سیپرس برای ذخیره کدهای بنامه از RAM استفاده میکند و سخت‌افزار ویژه و راه‌اندازی دارد که در هنگام اتصال تراشه، برنامه را در آن بارگذاری می‌نماید. همة CPU ها می‌توانند از حافظة برنامه RAM با پشتیبانی باتری به منظور دخیره کدهای برنامه خود استفاده کنند. زمان دسترسی به RAM زیاد است.
گزارش کارآموزی پورت USB و تراشه های کاربردی
| دسته بندی | فنی و مهندسی |
| فرمت فایل | doc |
| حجم فایل | 128 کیلو بایت |
| تعداد صفحات فایل | 76 |
گزارش کارآموزی پورت USB و تراشه های کاربردی در 75 صفحه ورد قابل ویرایش
فهرست مطالب
عنوان صفحه
مقدمه................................................................................................................................1
سرآغاز..............................................................................................................................2
کاربرد راحت.....................................................................................................................4
- یک رابط برای همه دستگاهها .........................................................................4
- پیکربندی خودکار.............................................................................................4
- به دور از تنظیمات کاربر...................................................................................4
- آزاد کردن منابع سخت افزاری برای وسایل جانبی ........................................4
- سادگی کابل......................................................................................................5
- Hot pluggable..............................................................................................5
- عدم احتیاج به منبع تغذیه..............................................................................5
سرعت..............................................................................................................................6
قابلیت اطمینان................................................................................................................7
قیمت پایین......................................................................................................................7
صرفه‌جویی در مصرف انرژی...........................................................................................7
قابلیت انعطاف..................................................................................................................8
پشتیبانی توسط سیستم عامل........................................................................................9
پشتیبانی وسیله جانبی..................................................................................................10
مجمع ابزار آلات USB...................................................................................................11
الف
این پورت کامل نیست....................................................................................................12
- از دید کاربران.................................................................................................12
- پشتیبانی نشدن توسط سخت افزارهای قدیمی............................................12
- محدودیت سرعت...........................................................................................13
- محدودیت فاصله.............................................................................................14
- ارتباطات نظیر به نظیر....................................................................................14
- تولیدات شکل‌دار............................................................................................14
- از دید ارتقاء دهندگان....................................................................................15
- پیچیدگی پروتکل...........................................................................................15
- پشتیبانی در سیستم عامل............................................................................15
- گیرهای سخت افزاری.....................................................................................16
- مبالغ................................................................................................................16
USB در برابر IEEE _ 1394.....................................................................................17
حداقل نیازهای کامپیوتر................................................................................................17
- کنترل کننده میزبان.......................................................................................18
- سیستم عامل..................................................................................................18
- اجزا..................................................................................................................18
- اجزای یک اتصال............................................................................................19
- تجهیزات لازم برای ارتقاء...............................................................................20
- انتخاب تراشه..................................................................................................21
اجزای یک کنترلر USB....................................................................................21
- پورت USB ....................................................................................................22
ب
- بافرهای داده USB ........................................................................................22
- CPU..............................................................................................................23
- حافظه برنامه...................................................................................................24
- حافظه داده ....................................................................................................26
- رجیسترها.......................................................................................................26
- I/O های دیگر................................................................................................26
- ویژگیهای دیگر..............................................................................................27
ساده سازی پروسه ارتقاء..............................................................................................27
- انتخاب معماری...............................................................................................27
- تراشه‌هایی که از ابتدا برای USB طراحی شده‌اند......................................28
- تراشه‌هایی بر اساس خانواده‌های آشنا.........................................................28
- تراشه‌هایی که به میکرو کنترلرهای خارجی متصل می‌گردند......................29
- مرجع خصوصیات تراشه................................................................................30
- برنامه تراشه نمونه..........................................................................................30
- انتخاب راه انداز..............................................................................................30
- ابزارهای اشکال‌زدایی.....................................................................................31
- بردهای ارتقا از فروشندگان تراشه................................................................31
- بردهای از منابع دیگر.....................................................................................32
- نیازمندیهای پروژه.........................................................................................33
نگاهی به بعضی از تراشه‌ها...........................................................................................35
- EnCore محصول شرکت سیپرس...............................................................35
- معماری CPU................................................................................................35
پ
- کنترلر USB..................................................................................................36
- EZ _ USB شرکت سیپرس........................................................................37
- معماری CPU................................................................................................37
- کنترلر USB..................................................................................................38
PCI 16C7X5 شرکت میکروچیپ ............................................................................42
- معماری............................................................................................................42
- کنترلر USB...................................................................................................42
NET 2888 شرکت نت چیپ
- کنترلر USB
USB 9603 شرکت National Semiconductor.....................................................44
- کنترلر USB...................................................................................................46
PDIUSBD 11/1 محصول فیلیپس...........................................................................46
- معماری...........................................................................................................46
- کنترلرهای USB...........................................................................................47
Strong ARM اینتل...................................................................................................47
- کلاسهای دستگاهها.......................................................................................48
- استفاده از کلاسها..........................................................................................48
- اجزای یک مربع خصوصیات کلاس................................................................49
- کلاسهای تعریف شده.....................................................................................50
- مطابقت یک دستگاه با یک کلاس ................................................................52
- وسایل جانبی استاندارد.................................................................................52
- صفحه کلید ، ماوس و دسته بازی .................................................................52
ت
- دستگاههای انبارش توده‌ای..........................................................................53
- چاپگرها.........................................................................................................55
- دوربینها و اسکنرها .......................................................................................55
- برنامه‌های صوتی............................................................................................56
- مودم‌ها...........................................................................................................57
- کاربردهای غیر استاندارد..............................................................................57
- دستگاههایی که داده‌ها را با یک سرعت کم منتقل میکنند......................58
- به روز رسانی دستگاههای RS _ 232..........................................................59
- دستگاههای مراکز فروش...............................................................................60
- جایگزینی دستگاههای با پورت موازی غیر استاندارد..................................61
- ارتباطهای کامپیوتر به کامپیوتر....................................................................63
ث
- پیوندهای بی‌سیم...........................................................................................63
پیشگفتار
در مدتی که به عنوان کار آموز در این شرکت فعالیت داشتم کارهای مختلفی انجام میشد که از آن جمله میتوان به نصب شبکه و سخت افزار کامپیوتر و همچنین به صورت محدود طراحی وساخت پاره ای از پروژه های الکترونیکی اشاره کرد.
اینجانب از طرف مسئول کار آموزی در قسمت سخت افزار مشغول به کار شدم. در این قسمت کارهای مختلفی انجام میشد مانند اسمبل کردن قطعات کامپیوترو تعمیرات قطعات مختلف آن و... .
هر مهندس الکترونیک باید به حد کافی با سخت افزار کامپیوتروارتباط اجزای مختلف آن با یکدیگر آشنا باشد.
ارتباط کامپیوتر با خارج از آن به خصوص با مدارات مختلف الکترونیکی یکی از مسائلی است که به شدت مورد توجه مهندسان الکترونیک و طراحان می باشد.
ارتباط کامپیوتر با دنیای خارج از طریق پورتهای آن می باشد. پورت سریال پورت موازی پورت USB و... . یکی از پورتهایی که به شدت مورد توجه قرار گرفته پورت USB می باشد من نیز از این فرصت استفاده کرده و به بررسی این پورت پرداختم گسترش این پورت به گونه ای است که حتی پرینترهای جدید و قطعات جانبی دیگر مانند ماوس و اسکنر و ... به گونه ای طراحی شده اند که به این پورت وصل می شوند در ادامه به بررسی این پورت و آی سی های جانبی آن پرداخته می شود
ü مقدمه
USB یک مدار واسطه سریع و قابل انعطاف برای اتصال دستگاهها به کامپیوتر است. همة کامپیوترهای امروزی حداقل یک جفت پورت USB داند. این پورت قابل استفاده توسط تمام ابزارهای جانبی استاندارد از جمله صفحه کلید، ماوس، دیسک‌گردانها و حتی دستگاههای تخصصی‌تر، میباشد. USB از ابتدا به منظور ایجاد رابطی راحت و آسان طراحی گردیده است که در آن کاربر نیاز به پیکربندیهای سخت‌افزاری و نرم‌افزاری ندارد.
به طور خلاصه، USB با مدارهای واسط قبلی بسیار متفاوت است. یک دستگاه USB قادر است که چهار نوع پاسخ دهد که به وسیلة آنها کامپیوتر، دستگاه را شناخته و آماده تبادل داده با آن می‌شود. همة دستگاهها باید بر روی کامپیوتر دارای راه‌اندازی باشند که به عنوان پلی بین برنامة کاربردی و سخت افزار USB عمل میکند.
برای ارتقا و ساخت یک دستگاه USB و طراحی نرم‌افرهای ارتباط با آن، شما باید اطلاعاتی دربارة چگونگی نحوة کار سیستم عامل کامپیوتر داشته باشید. همچنین باید تراشة کنترلی، کلاس و روشهای ارتقا پروژه‌تان را معین کنید.
ü سرآغاز
مطالعه در زمینه سخت افزارهای کامپیوتری معمولاً مستلزم داشتن اطلاعات قبلی در این زمینه است. هر نوآوری در این صنعت باید قابل تطبیق با پدیده‌هایی باشد که قبل از آن آمده‌اند. این مسئله هم در مورد کامپیوترها و هم در مورد وسایل جانبی آنها صدق میکند. حتی وسایل جانبی‌ای که به نوبة خود انقلابی را در زمینه سخت‌افزار ایجاد کرده‌اند، باید از رابطهایی استفاده کنند که کامپیوترها از آنها پشتیبانی کنند.
اما اگر امکان طراحی یک رابط وسایل جانبی را داشته باشید، چه نکات و خصوصیاتی را مد نظر قرار خواهید داد. در اینجا فهرستی از آنچه که ممکن است مورد نظر شما باشد آورده شده است:
کاربرد راحت: به گونه‌ای که نیازی به آشنایی با جزئیات نصب نخواهیم داشت.
سرعت: به گونه‌ای که رابط باعث پایین آمدن سرعت ارتباط نشود.
قابلیت اطمینان: به گونه‌ای که خطا‌ها کاهش یابد و امکان اصلاح خودکار خطا‌هایی که اتفاق می‌افتد وجود داشته باشد.
قابلیت تطبیق: به گونه‌ای که انواع مختلفی از وسایل جانبی بتوانند از این رابط استفاده کنند.
ارزانقیمت: به گونه‌ای که کاربران (و کارخانه‌هایی که از این رابط برای تولیدات خود بهره می‌برند) متحمل هزینه زیادی نشوند.
صرفه جویی در مصرف انرژی: به منظور کاهش مصرف باتری در کامپیوترهای قابل حمل.
شناخته شده توسط سیستم عامل‌ها: به گونه‌ای که ارتقادهندگانی که از این رابط برای ارتباط با وسیله جانبی خود استفاده میکنند مجبور به نوشتن راه اندازهایی نزدیک به زبان ماشین نباشند.
خبر خوب آنکه شما مجبور به ایجاد این رابط ایده‌آل نیستید چون طراحان (USB) این کار را برای شما انجام داده‌اند. طراحی USB از ابتدا بر این اساس بوده که بتواند رابطی باشد آسان، با توانایی ارتباط مؤثر با همة انواع وسایل جانبی و به دور از محدودیتهایی که در رابطهای کنونی وجود دارد.
همه کامپیوترهای جدید دارای یک جفت پورت USB هستند که به منظور ارتباط با صفحه کلید ، ماوس، اسکنر، چاپگر و یا هر نوع سخت افزار استاندارد دیگر ایجاد شده‌اند، هاب‌های ارزانقیمت موجود این امکان را فراهم میکند که به هر تعداد که مایل باشید وسیله جانبی USB را به این دو پورت متصل کنید.
این اهداف بزرگ USB باعث شد که ارتقادهندگان، یعنی کسانی که وسایل جانبی USB را طراحی و برنامه ریزی میکنند، با مشکلاتی رو به رو شوند. یک نتیجه از کاربرد راحت این رابط پیچیده شدن آن نسبت به رابطهای قدیمی‌تر بود. به علاوه کارکردن با رابطی که هنوز عمری از طراحی آن نگذشته، فقط با این دلیل که جدید است طراحان را با سختیهایی رو به رو کرد. هنگامی که USB برای اولین‌بار روی کامپیوترها قرار گرفت، ویندوز هنوز دارای راه‌انداز برای همة انواع وسایل جانبی USB متعارف، نشده بود. از طرفی آنالیز کننده‌های پروتکل و ابزار‌ةای ارتقا هنوز طراحی نشده بودند، بنابراین انتخاب USB به عنوان رابط مناسب دچار محدودیت میشد. مشکلاتی شبیه به این امروزه دیگر وجود ندارند و مزایای استفاده از USB در کنار متعدد شدن میکروکنترلرها و ابزارها ارتقا و تواناییهای سیستم‌های عامل افزایش یافته است. این کتاب به شما نشان خواهد داد که چگونه می‌توانید یک وسیله جانبی USB را به آسانی و سرعت و با استفاده از بهترین وسایلی که هم اکنون وجود دارد طراحی کنید و راه بیندازید.
این فصل شامل مطالبی از جمله شرح ویژگیهای از USB، مزایا و اشکالات آن، همچنین مسائلی که در طراحی و برنامه‌ریزی وسایل جانبی USB پیش می‌آید و مختصری از تاریخچه رابطها خواهد بود.
ü کاربرد راحت
بزرگترین هدف از طراحی USB، ایجاد رابطی با کاربری راحت بوده است و حاصل آن رابطی است که به علتهای زیادی استفاده از آن مقبول واقع شده است.
یک رابط برای همة دستگاهها ـ USB می‌تواند برای ارتباط با همه نوع وسیلة جانبی مورد استفاده قرار گیرد به جای داشتن کانکتورهای مختلف و سخت‌افزارهایی که فقط یک نوع وسیله جانبی را پشتیبانی کنند، از یک رابط برای همة وسایل جانبی استفاده می‌کنیم.
پیکربندی خودکار ـ هنگامی که کاربر وسیله جانبی USB را به سیستم خود متصل میکند، ویندوز به طور خودکار آن را پیدا کرده و راه‌آنداز مربوط به آن را بارگذاری میکند. هنگامی که برای اولین بار یک وسیله را به کامپیوتر‌مان متصل می‌کنیم، ممکن است ویندوز به ما پیغام دهد که دیسکتی که شامل راه‌انداز آن دستگاه میباشد را درون دستگاه قرار دهیم، اما در بقیه مواقع، نصب به صورت خودکار انجام می‌شود و ما مجبور نیستم که برنامه setup را اجرا کنیم و یا کامپیوتر را برای استفاده از آن وسیله جانبی restart کنیم.
به دور از تنظیمات کاربر ـ وسایل جانبی USB امکان تنظیماتی از قبیل آدرس پورت‌ها و یا خطوط در خواست وقفه (IRQ) را به کاربر نمی‌دهند. تعداد خطوط IRQ در یک کامپیوتر محدود است و عدم اجبار به تخصیص یک خط به وسیله جانبی خاص، خود می‌تواند یک دلیل کافی برای استفاده از USB باشد.
آزادکردن منابع سخت‌افزاری برای وسایل جانبی دیگر ـ استفاده از USB این امکان را فراهم میکند که خطوط IRQ برای دیگر وسایل جانبی که نیاز به استفاده از آن دارند، آزاد شود. در کامپیوتر یک سری از آدرس پورت‌ها و یک خط IRQ برای رابط USB اختصاص داده می‌شود اما در عوض، هر وسیله جانبی که از رابط USB استفاده میکند دیگر احتیاج به منبع سخت‌افزاری اضافی نخواهد داشت. توجه کنید که، هر وسیله جانبی غیر از USB نیاز به یک آدرس پورت و معمولاً یک خط IRQ و احیاناً یک کارت توسعه دهنده دارد (به عنوان مثال برای پورت موازی)
اتصال راحت ـ برای استفاده از USB احتیاجی به بازکردن کامپیوتر برای اضافه‌کردن کارت‌های توسعه دهنده نیست. هر کامپیوتر حداقل دارای دو پورت USB است که شما می‌توانید تعداد آنها را با متصل کردن هاب‌ها پورتهای موجود تا تعداد دلخواه افزایش دهید. هر هاب دارای تعدادی پورت برای متصل کردن وسیله جانبی و یا هاب‌های دیگر میباشد.
سادگی کابل ـ کانکتورهای کابل USB طوری ساخته شده‌اند که اتصال اشتباه آنها امکان نیست. کابل‌ها می‌توانند تا 5 متر طول داشته باشند و یا حتی از طریق هاب‌ها دستگاهها می‌توانند تا 30 متر از کامپیوتر فاصله بگیرند. شکل 1ـ1 کانکتورهای USB را نشان میدهد که در کنار کانکتورهای پورت 232 – RS و پورت موازی دیده می‌شوند و دیده می‌شود که در مقابل آنها چقدر کوچک و ظرفیت میباشد. برای اطمینان از عملکرد صحیح، کابل‌ها در مرجع خصوصیات USB ویژگیهایی که باید کابل‌ها و کانکتورها داشته باشند، آمده است.
HOT pluggable ـ شما می‌توانید بدون توجه با اینکه سیستم روشن است یا خاموش، وسیله جانبی خود را هر زمان که بخواهید به سیستم خود وصل یا از آن قطع کنید با اطمینان از اینکه به کامپیوتر یا ابزار جانبی شما صدمه‌ای وارد نمی‌شود. سیستم عامل هم هنگامی که شما وسیله جانبی را وصل می‌کنید، به طور خودکار آن را پیداکرده و آماده استفاده می‌نماید.
عدم احتیاج به منبع تعذیه ( بیشتر مواقع) ـ رابط USB شامل سیمهای زمین و تغذیه نیز میباشد که V 5+ را از طریق کامپیوتر و یا هاب به دستگاه می‌دهند . وسایل جانبی که حداکثر به mA 500 جریان نیاز دارند ، می‌توانند از این سیم، جریان مورد نظر خود را بکشند بدون آنکه به منبع تغذیه مجزا نیاز داشته باشند. سایر وسایل جانبی باید از منبع تغذیه خارجی برای تأمین تغذیه استفاده کنند.
ü سرعت
USB سه سرعت متفاوت را برای باس پشتیبانی میکند؛ سرعت خیلی بالا با 480 مگابایت در هر ثانیه ، سرعت بالا با 12 مگابایت در هر ثانیه و سرعت پایین با 5/1 مگابایت در هر ثانیه . همة کامپیوترها سرعتهای پایین و بالا را پشتیبانی میکنند. سرعت خیلی بالا در نسخه ـ 0/2 مرجع USB اضافه شده است و به سخت‌افزار سازگار با USB نسخه 0/2 در روی مادربرد یا کارت توسعه دهنده احتیاج دارد.
این سرعتها، سرعت انتقال بیت روی باس است و نرخ انتقال داده مفید کمتر از این حد میباشد علاوه بر داده ، باس باید اطلاعات دیگری از قبیل بیت‌های وضعیت ، کنترل و سیگنال‌های بررسی خطا را نیز عبور دهد. به علاوه ممکن است چندین وسیلة جانبی از یک باس مشترک استفاده کنند. ماکزیمم نرخ تئوری برای انتقال سیگنال حدود 53 مگابایت در هر ثانیه برای سرعت خیلی بالا و حدود 2/1 مگابایت در هر ثانیه برای سرعت بالا و 800 بایت در هر ثانیه برای سرعت پایین است.
حال چرا سه سرعت؟ سرعت پایین به دو هدف ایجاد شد. وسایل جانبی با سرعت پایین معمولاً می‌توانند خیلی ارزانتر عرضه شوند و از طرفی برای ماوس و وسایلی که احتیاج به کابل‌های قابل انعطاف دارند کابل‌های سرعت پایین می‌توانند خیلی قابل انعطافتر ساخته شوند به این دلیل که احتیاج به شیلد کردن زیاد نخواهند داشت.
سرعت بالا نزدیک و قابل انطباق با سرعت پورتهای سریال و موازی است و می‌تواند به جای آنها قرار گیرد.
بعد از نسخه 0/1 USB معلوم شد که رابطی، با سرعت بیشتر می‌تواند مفید باشد. تحقیقات نشان داد که افزایش سرعت تا 40 برابر امکان پذیر است به طوری که اساس رابط همانند رابطهای سرعتهای پایین و بالا باقی بماند و به این ترتیب سرعت خیلی بالا در USB نسخه 0/2 اضافه شد.
ü قابلیت اطمینان
قابل اطمینان بودن USB به خاطر نوع طراحی سخت‌افزار و همچنین پروتکل انتقال داده میباشد. ویژگیهای سخت‌افزاری لازم برای راه‌اندازها و گیرنده‌ها و کابل‌های USB، بیشتر نویزهایی را که می‌تواند باعث ایجاد خطا شود حذف میکند. همچنین، پروتکال USB این امکان را فراهم میکند که خطاهای احتمالی را تشخیص داده و از فرستنده خواسته شود که داده را دوباره بفرستد. این تشخیص و پیغام و انتقال مجدد داده‌ها توسط سخت‌افزار انجام می‌شود و احتیاج به برنامه نویسی توسط کاربر ندارد.
ü قیمت پایین
در حالی که USB پیچیده‌تر از رابطهای قبلی است، ولی تجهیزات و کابل‌های آن، ارزانقیمت هستند. دستگاهی که از رابط USB استفاده میکند از نظر قیمت برابر یا ارزانتر از دستگاههایی است که از رابطهای قدیمی‌تر استفاده میکنند. برای وسایل جانبی خیلی ارزان، انتخاب سرعت پایین باعث می‌شود که احتیاج به سخت‌افزارهای دقیق نداشته و به این ترتیب قیمت بیش از پیش کاهش مییابد.
انتخاب تراشه
پس از اینکه تصمیم گرفتید از USB در پروژة خود استفاده کنید، بهترین خبر آن است که تراشه‌های مختلفی وجود دارند که می‌توانید از آنها در دستگاهتان بهره ببرید.
انتخاب یک تراشه مناسب به کارآیی، قیمت، دسترسی و راحتی ارتقا آن مربوط میباشد. اما راحتی ارتقا به مسائلی چون دسترسی و کیفیت ابزارهای ارتقا، راه‌‌اندازهای دستگاه میزبان، کدهای نمونه و مهارت داشتن در ساختار و دستورات و زبان برنامه نویسی آن وابسته است.
ü اجزای یک کنترلر USB
پیچیدگی پروتکل USB به معنای آن است که وسایل جانبی USB باید از قابلیتهای زیادی برخوردار باشند. کنترلر وسایل جانبی باید چگونگی تشخیص و پاسخ به رویدادهای پورت USB را بدانند وراهی را برای ذخیره داده‌هایی که می‌خواهد فرستاده یا گرفته شود ایجاد کنند.
تراشه‌های کنترلی بر اساس میزان برنامه‌ای که برای ارتباط USB نیاز دارند، متفاوتند. برخی از آنها برنامة کوتاهی برای دسترسی به مجموعه رجیسترها به منظور ذخیره و دریافت داده‌های USB دارند. اما برخی دیگر برای انجام کارهای بیشتر، از جمله رهبری فرستادن توضیح دهنده‌ها به میزبان، تنظیم بیت data-toggle و اطمینان از فرستاده شدن پاکت تأیید متقابل مناسب به کد برنامه نیاز دارند.
بعضی از تراشه‌ها دارای یک CPU در خود تراشه هستند، در حالی که برخی دیگر باید با یک CPU خارجی در ارتباط قرار گیرند. همه کنترلرهای USB یک یا چند پورت USB دارند. کنترلری با CPU درونی همچنین دارای حافظه داده و برنامه یا واسطی به حافظه‌های خارجی است.
همه کنترلرها از هر چهار نوع انتقال پشتیبانی نمی‌کنند و کنترلرهای مختلف، سرعتهای باس متفاوتی دارند. بیشتر تراشه‌ها از اندپوینت‌هایی کمتر از حداکثر تعداد مجاز پشتیبانی میکنند (یک اندپوینت کنترلی و 30 اندپوینت دیگر)
پورت USB
وسیلة جانبی USB قاعدتاً باید یک پورت USB و مداری برای ارتباط با میزبان داشته باشد. فرستنده ـ گیرنده USB واسط سخت افزاری با باس ایجاد میکند. مدارهایی که با فرستنده ـ گیرنده ارتباط برقرار میکنند دارای نام عمومی، موتور واسط سریال (SIE) هستند. SIE فرستادن و دریافت داده‌های تر نزکشن را به عهده دارد. این موتور داده‌های رسیده را ترجمه میکند و فقط داده‌هایی را که برایش در دسترسی قرار گرفته‌اند می‌فرستد و داده‌هایی را که رسیده‌اند ذخیره می‌نماید. یک SIE عمومی باید همه کارهای زیر را انجام دهد:
تشخیص ورود یک پاکت
فرستادن پاکتها
تشخیص و تولید، سینگال‌های شروع پاکت، انتهای پاکت، ریست، بازگشت
رمز گذاری کردن و از رمز خارج کردن داده‌ها به قالب دبندی‌ای که باس دارد (NRZI با بیت استاف)
بررسی و تولید مقادیر CRC
تشخیص و ایجاد شماره مشخصه‌های پاکت
تبدیل بین داده‌های سریال USB و داده‌هایس موازی رجیسترها و حافظه
ایجاد چنین قابلیتهایی احتیاج به 2500 گیت دارد.
بافرهای داده USB
کنترلر USB، باید بافرهایی برای ذخیره داده‌هایی که دریافت میکند یا داده‌هایی که آماده فرستادن روس باس هستند، داشته باشد. بعضی از تراشه‌ها مانند NET2888 محصول NetChip، از رجیسترها به عنوان بافر استفاده میکنند. در حالی که برخی دیگر، از جمله EZ- USB شرکت سیپرس از بخشی از حافظه داده به عنوان بافر بهره می‌برند.
رجیستر‌هایی که داده‌های رسیده یا منتقل شده را نگهداری میکنند، عموماً دارای ساختار FIFO (اولین ورودی، اولین خروجی) هستند. در هر خواندن از یک FIFO، بایتی که بیشتر از همه در حافظه بوده است بازگردانده می‌شود. با هر نوشتن به روی FIFO، بایت بعد از همه بایت‌هایی که در FIFO وجود دارند ذخیره می‌شود. یک اشاره‌گر داخلی با افزایش خودکار در هنگام خواندن و نوشتن FIFO، محلی را که داده بعدی در آن قرار دارد نشان میدهد.
در تراشه‌های دیگر، مثل سری enCore شرکت سیپرس، بافرهای USB در حافظه داده جاسازی شده‌اند و برنامه تراشه هر موقعیت را برای نوشتن یا خواندن از آن انتخاب میکند و اشاره‌گری که به طور خودکار افزایش یابد تا محل دادة بعدی را مشخص کند، وجود ندارد. بایت‌های درون بافر فرستنده USB از پایین‌ترین آدرس به بالاترین آدرس نوشته می‌شوند و بایت‌های بافر دریافت به ترتیب رسیدن، از پایین‌ترین آدرس به بالاترین آدرس ذخیره می‌گردند. این بافرها ساختار FIFO ندارند ولی گاهی با این نام خوانده می‌شوند.
برای ایجاد انتقالهای سریعتر، بعضی از تراشه‌ها دو بافر دارند و قادرند دو مجموعه کامل داده در هر جهت را ذخیره کنند. در حالی که یک بلاک داده انتقال مییابد، برنامه تراشه می‌تواند بلاک داده بعدی را به بافر دیگر بنویسد. به طوری که این بلاک تا وقتی که بلاک اول فرستاده می‌شود آماده انتقال می‌گردد. در جهت دریافت نیز، بافر اضافی ما را قادر می‌سازد قبل از کامل شدن پردازش داده بر روی ترنزکشن قبلی توسط برنامه تراشه، ترنزکشن بعدی دریافت شود. سخت افزار به صورت خودکار بین این دو بافر سوئیچ میکند.
CPU
واحد پردازش مرکزی (CPU) یک تراشه کنترلی USB، با اجرای دستورات کدهایی که در تراشه ذخیره شده است فعالیتهای تراشه را کنترل میکند. هر CPU از مجموعه دستوراتی پشتیبانی میکند که شامل دستورات زبان ماشین برای انقال داده، انجام عملوندهای منطقی، و پرشهای برنامه می‌باشند. این مجموعه دستورات همچنین CPU را قادر می‌سازد که با SIE ارتباط برقرار کند. CPU ممکن است ساختاری بر اساس یک میکروکنترلر عمومی مانند 8051 داشته باشد یا اینکه فقط به صورت ویژه برای استفاده در دستگاههای USB طراحی شده باشد.
تراشه‌هایی که CPU ندارند ممکن است مجموعه دستوراتی وابسته به ارتباطهای USB داشته باشند یا فقط از یک سری رجیستر برای ذخیره داده‌های USB و اطلاعات پیکربندی استفاده کنند. این تراشه‌ها مسیری را برای اضافه‌کردن قابلیتهای USB به هر میکروکنترلر خارجی ایجاد میکنند.
حافظه برنامه
حافظه برنامه کدهایی را که CPU اجرا میکند نگهداری میکند. این حافظه ممکن است روی تراشه CPU یا تراشه‌ای مجزا باشد.
حافظه برنامه ممکن است از هر نوع حافظه‌ای استفاده کند: Fash EPROM, EEPROM, EPROM, ROM یا RAM همه این حافظه‌ها بجز RAM (بدون باتری)، همیشگی هستند. آنها داده‌های نوشته شده را به صورت دائن نگهداری میکنند. مقدار این حافظه‌های برنامه ممکن است حدود کیلوبایت یا بیشتر باشد. اما تراشه‌هایی که از حافظه‌های خارجی استفاده میکنند امکان دارد محدوده‌ای در حدد مگا بایت را نیز پشتیبانی کنند.
نام دیگر کدهای ذخیره شده در حافظه برنامه، برنامة تراشه است، که مشخص میکند حافظه از نوع همیشگی بوده و مانند RAM نمی‌توان به راحتی آنها را ویرایش کرد و دوباره بر روی دیسک ذخیره نمود.
ROM (حافظه فقط خواندنی) باید در کارخانه برنامه نویسی شود و قابل پاک کردن نیست. این حافظه فقط برای تولید انبوه کاربرد دارد.
EPROM (ROM قابل برنامه‌ریزی و پاک شدن) قابل برنامه ریزی توسط کاربر است. بسیاری از تراشه‌ها سخت افزار و نرم افزار برنام نویسی ارازان دارند. برای پاک کردن EPROM تراشه را در پاک کننده EPROM قرار می‌دهید، در این دستگاه مدارهای تراشه زیر تابش اشعه ماورای بنفش قرار می‌گیرند پاک شدن حدود 10 تا 30 دقیقه خواهد کشید. سپس تراشه آماده خواهد بود تا دوباره برنامه ریزی شود. در اطلاعات فنی این تراشه‌ها به ندرت به تعداد دفعات ممکن پاک شدن اشاره می‌شود، اما این مقدار حدوداً 100 میباشد.
OTP PROM ها ارزانتر هستند. ساختار آنها شبیه به EPROM ها میباشد و مانند آنها برنامه ریزی می‌شوند تفاوتشان این است که این تراشه‌ها پنجره‌های کوارتز برای پاک کردن ندارند. این حافظه بیشتر در محصولات نهایی استفاده می‌شوند. بسیاری از CPU ها هر دو نوع حافظه EPROM و OTP PROM را دارا هستند.
Flash EPROM ها حافظه‌هایی با تکنولوژی جدید هستند که قابل پاک شدن به طریقه الکتریکی می‌باشند و احتیاج به اشعه ماورای بنفش ندارند و معمولاً به ولتاژ برنامه ریزی خاص مورد نیاز برخی از EPROMها احتیاج ندارند. Flash EPROM های موجود قادرند حدود 000/100 بار پاک شده و دوباره برنامه‌ریزی شوند.
EEPROM (PROM های قابل پاک شدن به طریقه الکتریکی) نیز به ماورای بنفش و ولتاژ ویژه برنامه ریزی که EEPROM ها نیاز دارند، احتیاج ندارد. EEPROMها زمان دسترسی طولانیتری نسبت به Flash EPROMها دارند. EEPROM ها با هر دو مدار واسط موازی که توسط EPROMها و Flash EPROMها استفاده می‌شود و واسط سریال که در میکرووایر، I2C و SPI کاربرد دارد. مورد استفاده قرار می‌گیرد. EEPROMهای سریال برای ذخیره مقدار دادة کمی که گهگاه تغییر می‌یابند از جمله داده‌های پیکربندی شماره مشخصه‌های محصول و فروشنده مناسب است. EEPROM های موجود حدود 10 میلیون با رمی‌توانند پاک شده و دوباره برنامه ریزی شوند.
RAM ( حاقظه با دسترسی تصادفی) می‌توانند به صورت نامحدود پاک و نوشته شود، اما داده‌ها پس از خاموش شدن تراشه از دست می‌روند. براین اساس برای استفاده از RAM باید در هر بار بالا آمدن، کدها از کامپیوتر به تراشه بارگذاری شود. EZ- USB شرکت سیپرس برای ذخیره کدهای بنامه از RAM استفاده میکند و سخت‌افزار ویژه و راه‌اندازی دارد که در هنگام اتصال تراشه، برنامه را در آن بارگذاری می‌نماید. همة CPU ها می‌توانند از حافظة برنامه RAM با پشتیبانی باتری به منظور دخیره کدهای برنامه خود استفاده کنند. زمان دسترسی به RAM زیاد است.
گزارش کارآموزی پورت USB و تراشه های کاربردی
| دسته بندی | فنی و مهندسی |
| فرمت فایل | doc |
| حجم فایل | 128 کیلو بایت |
| تعداد صفحات فایل | 76 |
گزارش کارآموزی پورت USB و تراشه های کاربردی در 75 صفحه ورد قابل ویرایش
فهرست مطالب
عنوان صفحه
مقدمه................................................................................................................................1
سرآغاز..............................................................................................................................2
کاربرد راحت.....................................................................................................................4
- یک رابط برای همه دستگاهها .........................................................................4
- پیکربندی خودکار.............................................................................................4
- به دور از تنظیمات کاربر...................................................................................4
- آزاد کردن منابع سخت افزاری برای وسایل جانبی ........................................4
- سادگی کابل......................................................................................................5
- Hot pluggable..............................................................................................5
- عدم احتیاج به منبع تغذیه..............................................................................5
سرعت..............................................................................................................................6
قابلیت اطمینان................................................................................................................7
قیمت پایین......................................................................................................................7
صرفه‌جویی در مصرف انرژی...........................................................................................7
قابلیت انعطاف..................................................................................................................8
پشتیبانی توسط سیستم عامل........................................................................................9
پشتیبانی وسیله جانبی..................................................................................................10
مجمع ابزار آلات USB...................................................................................................11
الف
این پورت کامل نیست....................................................................................................12
- از دید کاربران.................................................................................................12
- پشتیبانی نشدن توسط سخت افزارهای قدیمی............................................12
- محدودیت سرعت...........................................................................................13
- محدودیت فاصله.............................................................................................14
- ارتباطات نظیر به نظیر....................................................................................14
- تولیدات شکل‌دار............................................................................................14
- از دید ارتقاء دهندگان....................................................................................15
- پیچیدگی پروتکل...........................................................................................15
- پشتیبانی در سیستم عامل............................................................................15
- گیرهای سخت افزاری.....................................................................................16
- مبالغ................................................................................................................16
USB در برابر IEEE _ 1394.....................................................................................17
حداقل نیازهای کامپیوتر................................................................................................17
- کنترل کننده میزبان.......................................................................................18
- سیستم عامل..................................................................................................18
- اجزا..................................................................................................................18
- اجزای یک اتصال............................................................................................19
- تجهیزات لازم برای ارتقاء...............................................................................20
- انتخاب تراشه..................................................................................................21
اجزای یک کنترلر USB....................................................................................21
- پورت USB ....................................................................................................22
ب
- بافرهای داده USB ........................................................................................22
- CPU..............................................................................................................23
- حافظه برنامه...................................................................................................24
- حافظه داده ....................................................................................................26
- رجیسترها.......................................................................................................26
- I/O های دیگر................................................................................................26
- ویژگیهای دیگر..............................................................................................27
ساده سازی پروسه ارتقاء..............................................................................................27
- انتخاب معماری...............................................................................................27
- تراشه‌هایی که از ابتدا برای USB طراحی شده‌اند......................................28
- تراشه‌هایی بر اساس خانواده‌های آشنا.........................................................28
- تراشه‌هایی که به میکرو کنترلرهای خارجی متصل می‌گردند......................29
- مرجع خصوصیات تراشه................................................................................30
- برنامه تراشه نمونه..........................................................................................30
- انتخاب راه انداز..............................................................................................30
- ابزارهای اشکال‌زدایی.....................................................................................31
- بردهای ارتقا از فروشندگان تراشه................................................................31
- بردهای از منابع دیگر.....................................................................................32
- نیازمندیهای پروژه.........................................................................................33
نگاهی به بعضی از تراشه‌ها...........................................................................................35
- EnCore محصول شرکت سیپرس...............................................................35
- معماری CPU................................................................................................35
پ
- کنترلر USB..................................................................................................36
- EZ _ USB شرکت سیپرس........................................................................37
- معماری CPU................................................................................................37
- کنترلر USB..................................................................................................38
PCI 16C7X5 شرکت میکروچیپ ............................................................................42
- معماری............................................................................................................42
- کنترلر USB...................................................................................................42
NET 2888 شرکت نت چیپ
- کنترلر USB
USB 9603 شرکت National Semiconductor.....................................................44
- کنترلر USB...................................................................................................46
PDIUSBD 11/1 محصول فیلیپس...........................................................................46
- معماری...........................................................................................................46
- کنترلرهای USB...........................................................................................47
Strong ARM اینتل...................................................................................................47
- کلاسهای دستگاهها.......................................................................................48
- استفاده از کلاسها..........................................................................................48
- اجزای یک مربع خصوصیات کلاس................................................................49
- کلاسهای تعریف شده.....................................................................................50
- مطابقت یک دستگاه با یک کلاس ................................................................52
- وسایل جانبی استاندارد.................................................................................52
- صفحه کلید ، ماوس و دسته بازی .................................................................52
ت
- دستگاههای انبارش توده‌ای..........................................................................53
- چاپگرها.........................................................................................................55
- دوربینها و اسکنرها .......................................................................................55
- برنامه‌های صوتی............................................................................................56
- مودم‌ها...........................................................................................................57
- کاربردهای غیر استاندارد..............................................................................57
- دستگاههایی که داده‌ها را با یک سرعت کم منتقل میکنند......................58
- به روز رسانی دستگاههای RS _ 232..........................................................59
- دستگاههای مراکز فروش...............................................................................60
- جایگزینی دستگاههای با پورت موازی غیر استاندارد..................................61
- ارتباطهای کامپیوتر به کامپیوتر....................................................................63
ث
- پیوندهای بی‌سیم...........................................................................................63
پیشگفتار
در مدتی که به عنوان کار آموز در این شرکت فعالیت داشتم کارهای مختلفی انجام میشد که از آن جمله میتوان به نصب شبکه و سخت افزار کامپیوتر و همچنین به صورت محدود طراحی وساخت پاره ای از پروژه های الکترونیکی اشاره کرد.
اینجانب از طرف مسئول کار آموزی در قسمت سخت افزار مشغول به کار شدم. در این قسمت کارهای مختلفی انجام میشد مانند اسمبل کردن قطعات کامپیوترو تعمیرات قطعات مختلف آن و... .
هر مهندس الکترونیک باید به حد کافی با سخت افزار کامپیوتروارتباط اجزای مختلف آن با یکدیگر آشنا باشد.
ارتباط کامپیوتر با خارج از آن به خصوص با مدارات مختلف الکترونیکی یکی از مسائلی است که به شدت مورد توجه مهندسان الکترونیک و طراحان می باشد.
ارتباط کامپیوتر با دنیای خارج از طریق پورتهای آن می باشد. پورت سریال پورت موازی پورت USB و... . یکی از پورتهایی که به شدت مورد توجه قرار گرفته پورت USB می باشد من نیز از این فرصت استفاده کرده و به بررسی این پورت پرداختم گسترش این پورت به گونه ای است که حتی پرینترهای جدید و قطعات جانبی دیگر مانند ماوس و اسکنر و ... به گونه ای طراحی شده اند که به این پورت وصل می شوند در ادامه به بررسی این پورت و آی سی های جانبی آن پرداخته می شود
ü مقدمه
USB یک مدار واسطه سریع و قابل انعطاف برای اتصال دستگاهها به کامپیوتر است. همة کامپیوترهای امروزی حداقل یک جفت پورت USB داند. این پورت قابل استفاده توسط تمام ابزارهای جانبی استاندارد از جمله صفحه کلید، ماوس، دیسک‌گردانها و حتی دستگاههای تخصصی‌تر، میباشد. USB از ابتدا به منظور ایجاد رابطی راحت و آسان طراحی گردیده است که در آن کاربر نیاز به پیکربندیهای سخت‌افزاری و نرم‌افزاری ندارد.
به طور خلاصه، USB با مدارهای واسط قبلی بسیار متفاوت است. یک دستگاه USB قادر است که چهار نوع پاسخ دهد که به وسیلة آنها کامپیوتر، دستگاه را شناخته و آماده تبادل داده با آن می‌شود. همة دستگاهها باید بر روی کامپیوتر دارای راه‌اندازی باشند که به عنوان پلی بین برنامة کاربردی و سخت افزار USB عمل میکند.
برای ارتقا و ساخت یک دستگاه USB و طراحی نرم‌افرهای ارتباط با آن، شما باید اطلاعاتی دربارة چگونگی نحوة کار سیستم عامل کامپیوتر داشته باشید. همچنین باید تراشة کنترلی، کلاس و روشهای ارتقا پروژه‌تان را معین کنید.
ü سرآغاز
مطالعه در زمینه سخت افزارهای کامپیوتری معمولاً مستلزم داشتن اطلاعات قبلی در این زمینه است. هر نوآوری در این صنعت باید قابل تطبیق با پدیده‌هایی باشد که قبل از آن آمده‌اند. این مسئله هم در مورد کامپیوترها و هم در مورد وسایل جانبی آنها صدق میکند. حتی وسایل جانبی‌ای که به نوبة خود انقلابی را در زمینه سخت‌افزار ایجاد کرده‌اند، باید از رابطهایی استفاده کنند که کامپیوترها از آنها پشتیبانی کنند.
اما اگر امکان طراحی یک رابط وسایل جانبی را داشته باشید، چه نکات و خصوصیاتی را مد نظر قرار خواهید داد. در اینجا فهرستی از آنچه که ممکن است مورد نظر شما باشد آورده شده است:
کاربرد راحت: به گونه‌ای که نیازی به آشنایی با جزئیات نصب نخواهیم داشت.
سرعت: به گونه‌ای که رابط باعث پایین آمدن سرعت ارتباط نشود.
قابلیت اطمینان: به گونه‌ای که خطا‌ها کاهش یابد و امکان اصلاح خودکار خطا‌هایی که اتفاق می‌افتد وجود داشته باشد.
قابلیت تطبیق: به گونه‌ای که انواع مختلفی از وسایل جانبی بتوانند از این رابط استفاده کنند.
ارزانقیمت: به گونه‌ای که کاربران (و کارخانه‌هایی که از این رابط برای تولیدات خود بهره می‌برند) متحمل هزینه زیادی نشوند.
صرفه جویی در مصرف انرژی: به منظور کاهش مصرف باتری در کامپیوترهای قابل حمل.
شناخته شده توسط سیستم عامل‌ها: به گونه‌ای که ارتقادهندگانی که از این رابط برای ارتباط با وسیله جانبی خود استفاده میکنند مجبور به نوشتن راه اندازهایی نزدیک به زبان ماشین نباشند.
خبر خوب آنکه شما مجبور به ایجاد این رابط ایده‌آل نیستید چون طراحان (USB) این کار را برای شما انجام داده‌اند. طراحی USB از ابتدا بر این اساس بوده که بتواند رابطی باشد آسان، با توانایی ارتباط مؤثر با همة انواع وسایل جانبی و به دور از محدودیتهایی که در رابطهای کنونی وجود دارد.
همه کامپیوترهای جدید دارای یک جفت پورت USB هستند که به منظور ارتباط با صفحه کلید ، ماوس، اسکنر، چاپگر و یا هر نوع سخت افزار استاندارد دیگر ایجاد شده‌اند، هاب‌های ارزانقیمت موجود این امکان را فراهم میکند که به هر تعداد که مایل باشید وسیله جانبی USB را به این دو پورت متصل کنید.
این اهداف بزرگ USB باعث شد که ارتقادهندگان، یعنی کسانی که وسایل جانبی USB را طراحی و برنامه ریزی میکنند، با مشکلاتی رو به رو شوند. یک نتیجه از کاربرد راحت این رابط پیچیده شدن آن نسبت به رابطهای قدیمی‌تر بود. به علاوه کارکردن با رابطی که هنوز عمری از طراحی آن نگذشته، فقط با این دلیل که جدید است طراحان را با سختیهایی رو به رو کرد. هنگامی که USB برای اولین‌بار روی کامپیوترها قرار گرفت، ویندوز هنوز دارای راه‌انداز برای همة انواع وسایل جانبی USB متعارف، نشده بود. از طرفی آنالیز کننده‌های پروتکل و ابزار‌ةای ارتقا هنوز طراحی نشده بودند، بنابراین انتخاب USB به عنوان رابط مناسب دچار محدودیت میشد. مشکلاتی شبیه به این امروزه دیگر وجود ندارند و مزایای استفاده از USB در کنار متعدد شدن میکروکنترلرها و ابزارها ارتقا و تواناییهای سیستم‌های عامل افزایش یافته است. این کتاب به شما نشان خواهد داد که چگونه می‌توانید یک وسیله جانبی USB را به آسانی و سرعت و با استفاده از بهترین وسایلی که هم اکنون وجود دارد طراحی کنید و راه بیندازید.
این فصل شامل مطالبی از جمله شرح ویژگیهای از USB، مزایا و اشکالات آن، همچنین مسائلی که در طراحی و برنامه‌ریزی وسایل جانبی USB پیش می‌آید و مختصری از تاریخچه رابطها خواهد بود.
ü کاربرد راحت
بزرگترین هدف از طراحی USB، ایجاد رابطی با کاربری راحت بوده است و حاصل آن رابطی است که به علتهای زیادی استفاده از آن مقبول واقع شده است.
یک رابط برای همة دستگاهها ـ USB می‌تواند برای ارتباط با همه نوع وسیلة جانبی مورد استفاده قرار گیرد به جای داشتن کانکتورهای مختلف و سخت‌افزارهایی که فقط یک نوع وسیله جانبی را پشتیبانی کنند، از یک رابط برای همة وسایل جانبی استفاده می‌کنیم.
پیکربندی خودکار ـ هنگامی که کاربر وسیله جانبی USB را به سیستم خود متصل میکند، ویندوز به طور خودکار آن را پیدا کرده و راه‌آنداز مربوط به آن را بارگذاری میکند. هنگامی که برای اولین بار یک وسیله را به کامپیوتر‌مان متصل می‌کنیم، ممکن است ویندوز به ما پیغام دهد که دیسکتی که شامل راه‌انداز آن دستگاه میباشد را درون دستگاه قرار دهیم، اما در بقیه مواقع، نصب به صورت خودکار انجام می‌شود و ما مجبور نیستم که برنامه setup را اجرا کنیم و یا کامپیوتر را برای استفاده از آن وسیله جانبی restart کنیم.
به دور از تنظیمات کاربر ـ وسایل جانبی USB امکان تنظیماتی از قبیل آدرس پورت‌ها و یا خطوط در خواست وقفه (IRQ) را به کاربر نمی‌دهند. تعداد خطوط IRQ در یک کامپیوتر محدود است و عدم اجبار به تخصیص یک خط به وسیله جانبی خاص، خود می‌تواند یک دلیل کافی برای استفاده از USB باشد.
آزادکردن منابع سخت‌افزاری برای وسایل جانبی دیگر ـ استفاده از USB این امکان را فراهم میکند که خطوط IRQ برای دیگر وسایل جانبی که نیاز به استفاده از آن دارند، آزاد شود. در کامپیوتر یک سری از آدرس پورت‌ها و یک خط IRQ برای رابط USB اختصاص داده می‌شود اما در عوض، هر وسیله جانبی که از رابط USB استفاده میکند دیگر احتیاج به منبع سخت‌افزاری اضافی نخواهد داشت. توجه کنید که، هر وسیله جانبی غیر از USB نیاز به یک آدرس پورت و معمولاً یک خط IRQ و احیاناً یک کارت توسعه دهنده دارد (به عنوان مثال برای پورت موازی)
اتصال راحت ـ برای استفاده از USB احتیاجی به بازکردن کامپیوتر برای اضافه‌کردن کارت‌های توسعه دهنده نیست. هر کامپیوتر حداقل دارای دو پورت USB است که شما می‌توانید تعداد آنها را با متصل کردن هاب‌ها پورتهای موجود تا تعداد دلخواه افزایش دهید. هر هاب دارای تعدادی پورت برای متصل کردن وسیله جانبی و یا هاب‌های دیگر میباشد.
سادگی کابل ـ کانکتورهای کابل USB طوری ساخته شده‌اند که اتصال اشتباه آنها امکان نیست. کابل‌ها می‌توانند تا 5 متر طول داشته باشند و یا حتی از طریق هاب‌ها دستگاهها می‌توانند تا 30 متر از کامپیوتر فاصله بگیرند. شکل 1ـ1 کانکتورهای USB را نشان میدهد که در کنار کانکتورهای پورت 232 – RS و پورت موازی دیده می‌شوند و دیده می‌شود که در مقابل آنها چقدر کوچک و ظرفیت میباشد. برای اطمینان از عملکرد صحیح، کابل‌ها در مرجع خصوصیات USB ویژگیهایی که باید کابل‌ها و کانکتورها داشته باشند، آمده است.
HOT pluggable ـ شما می‌توانید بدون توجه با اینکه سیستم روشن است یا خاموش، وسیله جانبی خود را هر زمان که بخواهید به سیستم خود وصل یا از آن قطع کنید با اطمینان از اینکه به کامپیوتر یا ابزار جانبی شما صدمه‌ای وارد نمی‌شود. سیستم عامل هم هنگامی که شما وسیله جانبی را وصل می‌کنید، به طور خودکار آن را پیداکرده و آماده استفاده می‌نماید.
عدم احتیاج به منبع تعذیه ( بیشتر مواقع) ـ رابط USB شامل سیمهای زمین و تغذیه نیز میباشد که V 5+ را از طریق کامپیوتر و یا هاب به دستگاه می‌دهند . وسایل جانبی که حداکثر به mA 500 جریان نیاز دارند ، می‌توانند از این سیم، جریان مورد نظر خود را بکشند بدون آنکه به منبع تغذیه مجزا نیاز داشته باشند. سایر وسایل جانبی باید از منبع تغذیه خارجی برای تأمین تغذیه استفاده کنند.
ü سرعت
USB سه سرعت متفاوت را برای باس پشتیبانی میکند؛ سرعت خیلی بالا با 480 مگابایت در هر ثانیه ، سرعت بالا با 12 مگابایت در هر ثانیه و سرعت پایین با 5/1 مگابایت در هر ثانیه . همة کامپیوترها سرعتهای پایین و بالا را پشتیبانی میکنند. سرعت خیلی بالا در نسخه ـ 0/2 مرجع USB اضافه شده است و به سخت‌افزار سازگار با USB نسخه 0/2 در روی مادربرد یا کارت توسعه دهنده احتیاج دارد.
این سرعتها، سرعت انتقال بیت روی باس است و نرخ انتقال داده مفید کمتر از این حد میباشد علاوه بر داده ، باس باید اطلاعات دیگری از قبیل بیت‌های وضعیت ، کنترل و سیگنال‌های بررسی خطا را نیز عبور دهد. به علاوه ممکن است چندین وسیلة جانبی از یک باس مشترک استفاده کنند. ماکزیمم نرخ تئوری برای انتقال سیگنال حدود 53 مگابایت در هر ثانیه برای سرعت خیلی بالا و حدود 2/1 مگابایت در هر ثانیه برای سرعت بالا و 800 بایت در هر ثانیه برای سرعت پایین است.
حال چرا سه سرعت؟ سرعت پایین به دو هدف ایجاد شد. وسایل جانبی با سرعت پایین معمولاً می‌توانند خیلی ارزانتر عرضه شوند و از طرفی برای ماوس و وسایلی که احتیاج به کابل‌های قابل انعطاف دارند کابل‌های سرعت پایین می‌توانند خیلی قابل انعطافتر ساخته شوند به این دلیل که احتیاج به شیلد کردن زیاد نخواهند داشت.
سرعت بالا نزدیک و قابل انطباق با سرعت پورتهای سریال و موازی است و می‌تواند به جای آنها قرار گیرد.
بعد از نسخه 0/1 USB معلوم شد که رابطی، با سرعت بیشتر می‌تواند مفید باشد. تحقیقات نشان داد که افزایش سرعت تا 40 برابر امکان پذیر است به طوری که اساس رابط همانند رابطهای سرعتهای پایین و بالا باقی بماند و به این ترتیب سرعت خیلی بالا در USB نسخه 0/2 اضافه شد.
ü قابلیت اطمینان
قابل اطمینان بودن USB به خاطر نوع طراحی سخت‌افزار و همچنین پروتکل انتقال داده میباشد. ویژگیهای سخت‌افزاری لازم برای راه‌اندازها و گیرنده‌ها و کابل‌های USB، بیشتر نویزهایی را که می‌تواند باعث ایجاد خطا شود حذف میکند. همچنین، پروتکال USB این امکان را فراهم میکند که خطاهای احتمالی را تشخیص داده و از فرستنده خواسته شود که داده را دوباره بفرستد. این تشخیص و پیغام و انتقال مجدد داده‌ها توسط سخت‌افزار انجام می‌شود و احتیاج به برنامه نویسی توسط کاربر ندارد.
ü قیمت پایین
در حالی که USB پیچیده‌تر از رابطهای قبلی است، ولی تجهیزات و کابل‌های آن، ارزانقیمت هستند. دستگاهی که از رابط USB استفاده میکند از نظر قیمت برابر یا ارزانتر از دستگاههایی است که از رابطهای قدیمی‌تر استفاده میکنند. برای وسایل جانبی خیلی ارزان، انتخاب سرعت پایین باعث می‌شود که احتیاج به سخت‌افزارهای دقیق نداشته و به این ترتیب قیمت بیش از پیش کاهش مییابد.
انتخاب تراشه
پس از اینکه تصمیم گرفتید از USB در پروژة خود استفاده کنید، بهترین خبر آن است که تراشه‌های مختلفی وجود دارند که می‌توانید از آنها در دستگاهتان بهره ببرید.
انتخاب یک تراشه مناسب به کارآیی، قیمت، دسترسی و راحتی ارتقا آن مربوط میباشد. اما راحتی ارتقا به مسائلی چون دسترسی و کیفیت ابزارهای ارتقا، راه‌‌اندازهای دستگاه میزبان، کدهای نمونه و مهارت داشتن در ساختار و دستورات و زبان برنامه نویسی آن وابسته است.
ü اجزای یک کنترلر USB
پیچیدگی پروتکل USB به معنای آن است که وسایل جانبی USB باید از قابلیتهای زیادی برخوردار باشند. کنترلر وسایل جانبی باید چگونگی تشخیص و پاسخ به رویدادهای پورت USB را بدانند وراهی را برای ذخیره داده‌هایی که می‌خواهد فرستاده یا گرفته شود ایجاد کنند.
تراشه‌های کنترلی بر اساس میزان برنامه‌ای که برای ارتباط USB نیاز دارند، متفاوتند. برخی از آنها برنامة کوتاهی برای دسترسی به مجموعه رجیسترها به منظور ذخیره و دریافت داده‌های USB دارند. اما برخی دیگر برای انجام کارهای بیشتر، از جمله رهبری فرستادن توضیح دهنده‌ها به میزبان، تنظیم بیت data-toggle و اطمینان از فرستاده شدن پاکت تأیید متقابل مناسب به کد برنامه نیاز دارند.
بعضی از تراشه‌ها دارای یک CPU در خود تراشه هستند، در حالی که برخی دیگر باید با یک CPU خارجی در ارتباط قرار گیرند. همه کنترلرهای USB یک یا چند پورت USB دارند. کنترلری با CPU درونی همچنین دارای حافظه داده و برنامه یا واسطی به حافظه‌های خارجی است.
همه کنترلرها از هر چهار نوع انتقال پشتیبانی نمی‌کنند و کنترلرهای مختلف، سرعتهای باس متفاوتی دارند. بیشتر تراشه‌ها از اندپوینت‌هایی کمتر از حداکثر تعداد مجاز پشتیبانی میکنند (یک اندپوینت کنترلی و 30 اندپوینت دیگر)
پورت USB
وسیلة جانبی USB قاعدتاً باید یک پورت USB و مداری برای ارتباط با میزبان داشته باشد. فرستنده ـ گیرنده USB واسط سخت افزاری با باس ایجاد میکند. مدارهایی که با فرستنده ـ گیرنده ارتباط برقرار میکنند دارای نام عمومی، موتور واسط سریال (SIE) هستند. SIE فرستادن و دریافت داده‌های تر نزکشن را به عهده دارد. این موتور داده‌های رسیده را ترجمه میکند و فقط داده‌هایی را که برایش در دسترسی قرار گرفته‌اند می‌فرستد و داده‌هایی را که رسیده‌اند ذخیره می‌نماید. یک SIE عمومی باید همه کارهای زیر را انجام دهد:
تشخیص ورود یک پاکت
فرستادن پاکتها
تشخیص و تولید، سینگال‌های شروع پاکت، انتهای پاکت، ریست، بازگشت
رمز گذاری کردن و از رمز خارج کردن داده‌ها به قالب دبندی‌ای که باس دارد (NRZI با بیت استاف)
بررسی و تولید مقادیر CRC
تشخیص و ایجاد شماره مشخصه‌های پاکت
تبدیل بین داده‌های سریال USB و داده‌هایس موازی رجیسترها و حافظه
ایجاد چنین قابلیتهایی احتیاج به 2500 گیت دارد.
بافرهای داده USB
کنترلر USB، باید بافرهایی برای ذخیره داده‌هایی که دریافت میکند یا داده‌هایی که آماده فرستادن روس باس هستند، داشته باشد. بعضی از تراشه‌ها مانند NET2888 محصول NetChip، از رجیسترها به عنوان بافر استفاده میکنند. در حالی که برخی دیگر، از جمله EZ- USB شرکت سیپرس از بخشی از حافظه داده به عنوان بافر بهره می‌برند.
رجیستر‌هایی که داده‌های رسیده یا منتقل شده را نگهداری میکنند، عموماً دارای ساختار FIFO (اولین ورودی، اولین خروجی) هستند. در هر خواندن از یک FIFO، بایتی که بیشتر از همه در حافظه بوده است بازگردانده می‌شود. با هر نوشتن به روی FIFO، بایت بعد از همه بایت‌هایی که در FIFO وجود دارند ذخیره می‌شود. یک اشاره‌گر داخلی با افزایش خودکار در هنگام خواندن و نوشتن FIFO، محلی را که داده بعدی در آن قرار دارد نشان میدهد.
در تراشه‌های دیگر، مثل سری enCore شرکت سیپرس، بافرهای USB در حافظه داده جاسازی شده‌اند و برنامه تراشه هر موقعیت را برای نوشتن یا خواندن از آن انتخاب میکند و اشاره‌گری که به طور خودکار افزایش یابد تا محل دادة بعدی را مشخص کند، وجود ندارد. بایت‌های درون بافر فرستنده USB از پایین‌ترین آدرس به بالاترین آدرس نوشته می‌شوند و بایت‌های بافر دریافت به ترتیب رسیدن، از پایین‌ترین آدرس به بالاترین آدرس ذخیره می‌گردند. این بافرها ساختار FIFO ندارند ولی گاهی با این نام خوانده می‌شوند.
برای ایجاد انتقالهای سریعتر، بعضی از تراشه‌ها دو بافر دارند و قادرند دو مجموعه کامل داده در هر جهت را ذخیره کنند. در حالی که یک بلاک داده انتقال مییابد، برنامه تراشه می‌تواند بلاک داده بعدی را به بافر دیگر بنویسد. به طوری که این بلاک تا وقتی که بلاک اول فرستاده می‌شود آماده انتقال می‌گردد. در جهت دریافت نیز، بافر اضافی ما را قادر می‌سازد قبل از کامل شدن پردازش داده بر روی ترنزکشن قبلی توسط برنامه تراشه، ترنزکشن بعدی دریافت شود. سخت افزار به صورت خودکار بین این دو بافر سوئیچ میکند.
CPU
واحد پردازش مرکزی (CPU) یک تراشه کنترلی USB، با اجرای دستورات کدهایی که در تراشه ذخیره شده است فعالیتهای تراشه را کنترل میکند. هر CPU از مجموعه دستوراتی پشتیبانی میکند که شامل دستورات زبان ماشین برای انقال داده، انجام عملوندهای منطقی، و پرشهای برنامه می‌باشند. این مجموعه دستورات همچنین CPU را قادر می‌سازد که با SIE ارتباط برقرار کند. CPU ممکن است ساختاری بر اساس یک میکروکنترلر عمومی مانند 8051 داشته باشد یا اینکه فقط به صورت ویژه برای استفاده در دستگاههای USB طراحی شده باشد.
تراشه‌هایی که CPU ندارند ممکن است مجموعه دستوراتی وابسته به ارتباطهای USB داشته باشند یا فقط از یک سری رجیستر برای ذخیره داده‌های USB و اطلاعات پیکربندی استفاده کنند. این تراشه‌ها مسیری را برای اضافه‌کردن قابلیتهای USB به هر میکروکنترلر خارجی ایجاد میکنند.
حافظه برنامه
حافظه برنامه کدهایی را که CPU اجرا میکند نگهداری میکند. این حافظه ممکن است روی تراشه CPU یا تراشه‌ای مجزا باشد.
حافظه برنامه ممکن است از هر نوع حافظه‌ای استفاده کند: Fash EPROM, EEPROM, EPROM, ROM یا RAM همه این حافظه‌ها بجز RAM (بدون باتری)، همیشگی هستند. آنها داده‌های نوشته شده را به صورت دائن نگهداری میکنند. مقدار این حافظه‌های برنامه ممکن است حدود کیلوبایت یا بیشتر باشد. اما تراشه‌هایی که از حافظه‌های خارجی استفاده میکنند امکان دارد محدوده‌ای در حدد مگا بایت را نیز پشتیبانی کنند.
نام دیگر کدهای ذخیره شده در حافظه برنامه، برنامة تراشه است، که مشخص میکند حافظه از نوع همیشگی بوده و مانند RAM نمی‌توان به راحتی آنها را ویرایش کرد و دوباره بر روی دیسک ذخیره نمود.
ROM (حافظه فقط خواندنی) باید در کارخانه برنامه نویسی شود و قابل پاک کردن نیست. این حافظه فقط برای تولید انبوه کاربرد دارد.
EPROM (ROM قابل برنامه‌ریزی و پاک شدن) قابل برنامه ریزی توسط کاربر است. بسیاری از تراشه‌ها سخت افزار و نرم افزار برنام نویسی ارازان دارند. برای پاک کردن EPROM تراشه را در پاک کننده EPROM قرار می‌دهید، در این دستگاه مدارهای تراشه زیر تابش اشعه ماورای بنفش قرار می‌گیرند پاک شدن حدود 10 تا 30 دقیقه خواهد کشید. سپس تراشه آماده خواهد بود تا دوباره برنامه ریزی شود. در اطلاعات فنی این تراشه‌ها به ندرت به تعداد دفعات ممکن پاک شدن اشاره می‌شود، اما این مقدار حدوداً 100 میباشد.
OTP PROM ها ارزانتر هستند. ساختار آنها شبیه به EPROM ها میباشد و مانند آنها برنامه ریزی می‌شوند تفاوتشان این است که این تراشه‌ها پنجره‌های کوارتز برای پاک کردن ندارند. این حافظه بیشتر در محصولات نهایی استفاده می‌شوند. بسیاری از CPU ها هر دو نوع حافظه EPROM و OTP PROM را دارا هستند.
Flash EPROM ها حافظه‌هایی با تکنولوژی جدید هستند که قابل پاک شدن به طریقه الکتریکی می‌باشند و احتیاج به اشعه ماورای بنفش ندارند و معمولاً به ولتاژ برنامه ریزی خاص مورد نیاز برخی از EPROMها احتیاج ندارند. Flash EPROM های موجود قادرند حدود 000/100 بار پاک شده و دوباره برنامه‌ریزی شوند.
EEPROM (PROM های قابل پاک شدن به طریقه الکتریکی) نیز به ماورای بنفش و ولتاژ ویژه برنامه ریزی که EEPROM ها نیاز دارند، احتیاج ندارد. EEPROMها زمان دسترسی طولانیتری نسبت به Flash EPROMها دارند. EEPROM ها با هر دو مدار واسط موازی که توسط EPROMها و Flash EPROMها استفاده می‌شود و واسط سریال که در میکرووایر، I2C و SPI کاربرد دارد. مورد استفاده قرار می‌گیرد. EEPROMهای سریال برای ذخیره مقدار دادة کمی که گهگاه تغییر می‌یابند از جمله داده‌های پیکربندی شماره مشخصه‌های محصول و فروشنده مناسب است. EEPROM های موجود حدود 10 میلیون با رمی‌توانند پاک شده و دوباره برنامه ریزی شوند.
RAM ( حاقظه با دسترسی تصادفی) می‌توانند به صورت نامحدود پاک و نوشته شود، اما داده‌ها پس از خاموش شدن تراشه از دست می‌روند. براین اساس برای استفاده از RAM باید در هر بار بالا آمدن، کدها از کامپیوتر به تراشه بارگذاری شود. EZ- USB شرکت سیپرس برای ذخیره کدهای بنامه از RAM استفاده میکند و سخت‌افزار ویژه و راه‌اندازی دارد که در هنگام اتصال تراشه، برنامه را در آن بارگذاری می‌نماید. همة CPU ها می‌توانند از حافظة برنامه RAM با پشتیبانی باتری به منظور دخیره کدهای برنامه خود استفاده کنند. زمان دسترسی به RAM زیاد است.
گزارش کاراموزی سخت افزار Ram، IC
| دسته بندی | کامپیوتر و IT |
| فرمت فایل | doc |
| حجم فایل | 259 کیلو بایت |
| تعداد صفحات فایل | 70 |
گزارش کاراموزی سخت افزار Ram، IC در 70 صفحه ورد قابل ویرایش
فهرست:
سخت افزار
آشنائی با سخت افزار
بخش های اصلی کامپیوترهای شخصی
انواع حافظه RAM
ROM حافظهء فقط خواندنی
حافظة پنهان
سرعت و قدرت یک کامپیوتر
سرعت پردازش کامپیوتر
به چه میزان حافظه نیاز است
منبع تغذیه Power Supply
انواع منبع تغذیه
آشنایی با مادربورد
سخت افزار
سخت افزار شامل تمام قسمتهای فیزیکی کامپیوتر می شود که از اطلاعات درون آن و همین طور عملیاتی که بر روی این اطلاعات انجام می دهد و از نرم افزاری که دستوراتی برای انجام وظایف سخت افزار ارائه می دهد مجزا است. سخت افزار و نرم افزار مرز نامشخصی دارد.
فرم ویر، نرم افزاری است که به صورت توکار در سخت افزار ساخته شده است. اما این نوع فرم ویر معمولا در قلمرو کاری برنامه نویسان و مهندسین کامپیوتر است و یک مسئله نگران کننده برای کاربران کامپیوتر نیست.
یک کامپیوتر شخصی(PC) از قطعات زیر تشکیل شده است:
Case :که در آن قطعات زیر موجومد میباشد:
برد اصلی:وسیله ای است که واحد پردازش مرکزی (CPU)و حافظه اصلی , حافظه جانبی و... را متصل به یکدیگر قرار می دهد.
منبع تغذیه:جعبه ای که در آن ولتاژ برق ورودی به کامپیوتر کنترل شده و به مقدار های مشخص تبدیل می کند.
کنترل کننده های حافظه جانبی:مثلide ,SCSI یا نوع های دیگر که دیسک سخت ولوح فشرده و انواع دیگر خواننده های رسانه را کنترل میکند.این کنترل کننده ها به صورت مستقیم بر روی برد اصلی سوار شده اند(on board).
کنترل کننده گرافیکی : خروجی مخصوص مانیتور را تولید می کند.
انواع حافظه:
که خود شامل دو گروه :
1-حافظه اصلیramوROM
2-حافظه جانبیدیسک سخت وفلاپی دیسک و لوح فشرده و...)می شود.
خطوط انتقال اطلاعات:کنترل کننده هایسریال و موازی وusbوFireWire )برای ارتباط و کنترل وسایل جانبی خارج از کامپیوترمثل چاپگر و ...
در گاه های کامپیوتر:
1. درگاه واحد پردازش مرکزی cpu
2.در گاه های بر روی برد اصلی:
3.pci
4.ISA
5.usb
6.agp
صفحه نمایش موازی
دستگاههای جانبی
علاوه بر این سخت افزار شامل اجزا بیرونی یک سیستم کامپیوتری می شود.
نمونه های زیر از انواع رایج اجزا بیرونی رایانه هستند:
همچنین ببینید
دستگاه ورودی
1.کی بورد
2.موس
3.ترک بال
4.جوی استیک
5.اسکنر
6.وب کم
دستگاه خروجی
1.چاپ گر
2.بلند گو
3.مانیتور
4.مودم
آشنائی با سخت افزار
اغلب مردم زمانیکه با واژه " تکنولوژی " برخورد می نمایند ، بی اختیار "کامپیوتر" برای آنها تداعی می گردد. امروزه کامپیوتر در موارد متعددی بخدمت گرفته می شود. برخی از تجهیزات موجود در منازل ، دارای نوع خاصی از " ریزپردازنده" می باشند. حتی اتومبیل های جدید نیز دارای نوعی کامپیوتر خاص می باشند. کامپیوترهای شخصی ، اولین تصویر از انواع کامپیوترهائی است که در ذهن هر شخص نقش پیدا می کند. بدون شک مطرح شدن این نوع از کامپیوترها در سطح جهان، باعث عمومیت کامپیوتر در عرصه های متفاوت بوده است .
کامپیوتر شخصی وسیله ای "همه منظوره " بوده که توان عملیاتی خود را مدیون یک ریزپردازنده است. این نوع از کا مپیوترها دارای بخش های متعددی نظیر : حافظه ، هارد دیسک، مودم و... بوده که حضور آنها در کنار یکدیگر به منظور انجام عملیات مورد نظر است . علت استفاده از واژه " همه منظوره " بدین دلیل است که می توان بکمک این نوع از کامپیوترها عملیات متفاوتی ( تایپ یک نامه ، ارسال یک نامه الکترونیکی، طراحی و نقشه کشی و ...) را انجام داد .
درکامپیوتر استفاده می شود:
· RAM · ROM · Cache · Dynamic RAM · Static RAM · Flash
Memory · Virtual Memory · Video Memory · BIOS
استفاده از حافظه صرفا" محدود به کامپیوترهای شخصی نبوده و در دستگاههای متفاوتی نظیر : تلفن های سلولی، PDA ، رادیوهای اتومبیل ، VCR ، تلویزیون و ... نیز در ابعاد وسیعی از آنها استفاده می شود.
هر یک از دستگاه های فوق مدل های متفاوتی از حافظه را استفاده می کنند. مبانی اولیه حافظه با اینکه می توان واژه " حافظه " را بر هر نوع وسیله ذخیره سازی الکترونیکی اطلاق کرد، ولی اغلب ازاین واژه برای مشخص نمودن حافظه های سریع با قابلیت ذخیره سازی موقت استفاده می شود. در صورتیکه پردازنده مجبور باشد برای بازیابی اطلاعات مورد نیاز خود بصورت دائم از هارد دیسک استفاده کند، قطعا" سرعت عملیات پردازنده ( با آن سرعت بالا) کند خواهد گردید. زمانیکه اطلاعات مورد نیاز پردازنده در حافظه ذخیره گردند، سرعت عملیات پردازنده از بعد دستیابی به داده های مورد نیاز بیشتر خواهد گردید. از حافظه های متعددی به منظور نگهداری موقت اطلاعات استفاده می گردد. همانگونه که در شکل فوق مشاهده می گردد ، مجموعه متنوعی ازانواع حافظه ها وجود دارد . پردازنده با توجه به ساختار سلسله مراتبی فوق به آنها دستیابی پیدا خواهد کرد. زمانیکه در سطح حافظه های دائمی نظیر هارد یا حافظه دستگاه هائی نظیر صفحه کلید، اطلاعاتی موجود باشد که پردازنده قصد استفاده از آنها را داشته باشد ، اطلاعات فوق از طریق حافظه RAM در اختیار پردازنده قرار می گیرند. در ادامه پردازنده، اطلاعات و داده های مورد نیاز خود را در حافظه Cache و دستورالعمل های خاص عملیاتی خود را در رجیسترها ذخیره می نماید. تمام عناصر سخت افزاری ( پردازنده، هارد دیسک ، حافظه و ...) و عناصر نرم افزاری ( سیستم عامل و...) بصورت یک گروه عملیاتی به کمک یکدیگر وظایف محوله را انجام می دهند . بدون شک در این گروه " حافظه " دارای جایگاهی خاص است . از زمانیکه کامپیوتر روشن تا زمانیکه خاموش می گردد ، پردازنده بصورت پیوسته و دائم از حافظه استفاده می نماید. بلافاصله پس از روشن نمودن کامپیوتر اطلاعات اولیه ( برنامه POST) از حافظه ROM فعال شده و در ادامه وضعیت حافظه از نظر سالم بودن بررسی می گردد ( عملیات سریع خواندن ، نوشتن ) .در مرحله بعد کامپیوتر BIOS را از طریق ROM فعال خواهد کرد. BIOS اطلاعات اولیه و ضروری در رابطه با دستگاه های ذخیره سازی، وضعیت درایوی که می بایست فرآیند بوت از آنجا آغاز گردد، امنیت و ... را مشخص می کند. در مرحله بعد سیستم عامل از هارد به درون حافظه RAM استقرار خواهد یافت . بخش های مهم و حیاتی سیستم عامل تا زمانیکه سیستم روشن است در حافظه ماندگار خواهند بود. در ادامه و زمانیکه یک برنامه توسط کاربر فعال می گردد، برنامه فوق در حافظه RAM مستقر خواهد شد. پس از استقرار یک برنامه در حافظه و آغاز سرویس دهی توسط برنامه مورد نظر در صورت ضرورت فایل های مورد نیاز برنامه فوق، در حافظه مستقر خواهند شد و در نهایت زمانی که به حیات یک برنامه خاتمه داده می شود (Close) یا یک فایل ذخیره می گردد ، اطلاعات بر روی یک رسانه ذخیره سازی دائم ذخیره و در نهایت حافظه از وجود برنامه و فایل های مرتبط ، پاکسازی ! می گردد. همانگونه که اشاره گردید در هر زمان که اطلاعاتی ، مورد نیاز پردازنده باشد، اطلاعات درخواستی در حافظه RAM مستقر شده تا زمینه استفاده از آنان توسط پردازنده فراهم گردد. چرخه درخواست اطلاعات موجود درRAM توسط پردازنده ، پردازش اطلاعات توسط پردازنده و نوشتن اطلاعات جدید در حافظه یک سیکل کاملا" پیوسته بوده و در اکثر کامپیوترها سیکل فوق ممکن است در هر ثانیه میلیون ها مرتبه تکرار گردد. نیاز به سرعت دلیلی بر وجود حافظه های متنوع چرا حافظه در کامپیوتر تا بدین میزان متنوع و متفاوت است ؟ در پاسخ می توان به موارد ذیل اشاره نمود: پردازنده های با سرعت بالا نیازمند دستیابی سریع و آسان به حجم بالائی از داده ها به منظور افزایش بهره وری و کارآئی خود می باشند. در صورتیکه پردازنده قادر به تامین و دستیابی به داده های مورد نیاز در زمان مورد نظر نباشد، می بایست عملیات خود را متوقف و در انتظار تامین داده های مورد نیاز باشد. پردازنده های جدید و با سرعت یک گیگا هرتز به حجم بالائی از داده ها ( میلیارد بایت در هر ثانیه ) نیاز خواهند داشت . پردازنده هائی با سرعت اشاره شده گران قیمت بوده و قطعا" اتلاف زمان مفید آنان مطلوب و قابل قبول نخواهد بود. طراحان کامپیوتر به منظور حل مشکل فوق ایده " لایه بندی حافظه" را مطرح نموده اند. در این راستا از حافظه های گران قیمت با میزان اندک استفاده و از حافظه های ارزان تر در حجم بیشتری استفاده به عمل می آید. ارزانترین حافظه متداول ، هارد دیسک است . هارد دیسک یک رسانه ذخیره سازی ارزان قیمت با توان ذخیره سازی حجم بالائی از اطلاعات است . با توجه به ارزان بودن فضای ذخیره سازی اطلاعات بر روی هارد، اطلاعات مورد نظر بر روی آنها ذخیره و با استفاده از روش های متفاوتی نظیر : حافظه مجازی می توان به سادگی و به سرعت و بدون نگرانی از فضای فیزیکی حافظه RAM ، از آنها استفاده نمود. حافظه RAM سطح دستیابی بعدی در ساختار سلسله مراتبی حافظه است . اندازه بیت یک پردازنده نشان دهنده تعداد بایت هائی از حافظه است که در یک لحظه می توان به آنها دستیابی داشت. مثلا" یک پردازنده شانزده بیتی ، قادر به پردازش دو بایت در هر لحظه است . مگاهرتز واحد سنجش سرعت پردازش در پردازنده ها است و معادل "میلیون در هر ثانیه" است . مثلا" یک کامپیوتر 32 بیتی پنتیوم iii با سرعت 800-MHz ، قادر به پردازش چهار بایت بصورت همزمان و 800 میلیون بار در ثانیه است . حافظه RAM به تنهائی دارای سرعت مناسب برای همسنگ شدن با سرعت پردازنده نیست . به همین دلیل است که از حافظه های Cache استفاده می گردد.
پاورپوینت پروژه کارآفرینی طرح تعمیرات سخت افزار
| دسته بندی | کامپیوتر و IT |
| فرمت فایل | ppt |
| حجم فایل | 228 کیلو بایت |
| تعداد صفحات فایل | 34 |
پروژه کارآفرینی طرح تعمیرات سخت افزار در 15 صفحه ورد و 34 اسلاید قابل ویرایش
فهرست مطالب
مقدمه
تحقیق علمی
توجیه اقتصادی
برنامه زمانبندی
کروکی ساختمان
تجهیزات خط تولید
چارت سازمانی
محاسبات مالی
شرح وظایف اعضا
محاسبات غیر مالی
مقدمه
با توجه به تعریفی که امروزه از کار آفرِین به عنوان فردی دارای ایده و فکر جدید و از طریق ایجاد یک کسب و کار کسب مثل کار منزل، کسب و کار مجازی ، کسب و کار مغازه یا شرکت که توأم با منابع و مخاطره انگیز مالی و اجتماعی است و با هدف ارائه محصول یا خدمت جدید به بازار ارایه می نماید و همین طور نقش به سزایی که این افراد در نظام کاری یک جامعه دارند توجه بیشتری را به این مقوله یعنی کار آفرینی می طلبد.
در جوامع امروزی کار یکی از مسائل اساسی انسان ها به شمارمی رود توجه به این مسئله آن قدر مهم وضروری است که اگر کسی از کاری که برگزیده احساس رضایت نداشته باشد پس از مدتی با نوعی دل زدگی روبرو می شود.
پس هر کسی باید با توجه به علاقه،استعداد،تخصص،نیازو امکانات خود به کار گمارده شود. توجه به اصل فوق باعث نوعی احساس رضایت شغلی در فرد شده و فرد نیز تمام تلاش خود را در انجام کار و به نتیجه رساندن آن مبذول می دارد.
دراینجاست که نقش یک کارآفرین به عنوان فردی دارای منابع لازم ،ایده های نو و نوآوری در کار می تواند در به کارگیری افراد جامعه در روند کاری و به وجود آوردن فرصت های شغلی مناسب در جامعه محرز گردد.
تحقیق علمی
درقرن اخیر همراه با به کارگیری فن آوری در صنایع وایجاد تغییر و تحول در سیستم های تجاری ، چهره سازمان های مختلف دگرگون گشته و باعث تحولی در زندگی بشر شده است.
این امر با معرفی اتوماسیون و کاربرد کامپیوتر در صنایع دو چندان شده است.
با توجه به این مسئله که کامپیوتر امروزه در تمامی زمینه ها مورد استفاده واقع شده است پس می توان انتظار داشت که مشاغل مرتبط با آن نیز روز به روز مورد استقبال بیشتری قرار گیرند. مشاغلی در رابطه با سخت افزار، نرم افزار،شبکه و ... .
در رابطه با تحقیق علمی در رابطه با این شغل می توان ازاطلاعاتی که از روند بازار،افراد دست اندرکار، هزینه های مربوطه و موارد دیگر از این دست به پیش بینی و تحقیق در رابطه با کار مورد نظر دست یافت.
با توجه به شاخص های فوق و تحقیقات انجام شده در رابطه با کار((تعمیرات سخت افزار)) که انجام شده می توان به نتیجه رسیدن آن
در طول یک برنامه زمانی مشخص اطمینان حاصل کرد.
البته در رابطه با این تحقیقات بایستی مسئله امکان سنجی را نیز مد نظر قرارداد تا قبل از انجام سرمایه گذاری و شروع به کارتمامی جوانب آن مورد بررسی قرار گیرد.
توجیه اقتصادی
برای شروع به انجام هر کاری بایستی یک توجیه اقتصادی وجود داشته باشد؛چرا که هدف از انجام هر کاری ارائه محصول یا خدمات در قبال کسب درآمد است.حال چنانچه مقدار هزینه های پرداختی جهت انجام یک کار با درآمد حاصل از آن هماهنگی نداشته باشد،آن کار از منظر تئجیه اقتصادی کاری مقرون به صرفه نیست.
پس باید قبل از شروع به انجام کاری یا سرمایه گذاری بر روی آن تمامی هزینه ها و مسائلی از این قبیل و همچنین میزان بازدهی کاردر صورت موفقیت سنجیده شود که به آن توجیه اقتصادی گویند.
اما در رابطه با تعمیرات سخت افزار با توجه به گسترش روزافزون رایانه و قطعات سخت افزاری،می توان به موفقیت در این کار امید بست.البته در این رابطه مسایلی همچون مکان مورد نظر برای کار،میزان جمعیت،سطح درآمد سرانه،تعداد واحدهای مشابه و ... نیز بایستی در نظر گرفته شود که در مورد عنوان فوق تمامی این موارد در نظر گرفته شده و می توان با یک برنامه ریزی مناسب به نتیجه مطلوب دست یافت.
پس تعمیرات سخت افزار را می توان از نظر توجیه اقتصادی مقبول دانست.البته ممکن است کار در ابتدا از منظر توجیه اقتصادی مقبول باشد ولی به دلایلی پس از شروع به کار با عدم موفقیت یا عدم بازدهی مناسب و مورد نظر روبرو شود که موجب شکست درکار شود.
از جمله این موارد می توان به :
رکود بازار کار،عدم رضایت مشتریان از کیفیت انجام کار یا دریافت
اجرت های بالا که خود باعث تبلیغات منفی می شود را نام برد.
طبق برنامه بنده برای جلوگیری از پیش آمدن این موارد به کار بردن دقت و انصاف در انجام کار های مشتریان است.
برنامه زمانبندی
بدون شک بدون یک برنامه ریزی زمانی مناسب نمی توان به هدف مطلوب دست یافت؛بنابر این اینجاست که اهمیت یک برنامه
زمانبندی مناسب روشن می شود..
برنامه زمانبندی در نظر گرفته شده به این صورت است که در ابتدا کار را با یک واحد شروع کرده و در آینده با ایجاد شعبات دیگر کار را گسترش دهم به این منظور زمان در نظر گرفته شده برای دایر کردن شعبات دیگر بین 3 الی 5 سال است که در صورت عدم مواجه شدن با مشکل و برآورده شده انتظارات پیش بینی شده می توان به این کار اقدام کرد.
در کنار این کار یک برنامه زمانبندی دیگر در نظر گرفته شده توسعه تبلیغات و اطلاع رسانی در مورد واحد کاری است.
برنامه در نظر گرفته شده استفاده از تبلیغات در سطح شهر ومکان واحد،تبلیغات در سطح روزنامه های کثیرالانتشار،ارائه خدمات ویا اشانتیون هایی به مشتریان است.
در صورتی که این موارد و همین طور موضوع گسترش شعبات به طور پیش بینی شده جلو رود پس از مدتی(معمولا بین 5تا 7 سال) می توان بازدهی مناسب را از کار و تبدیل شدن به یک واحد موفق در صنف خود را داشت.
چارت سازمانی
استفاده از چارت سازمانی مزایای خاص خود را دارد که از
آن جمله می توان به مشخص شدن حوزه کاری هرشخص ، مشخص
شدن ارتباط و وظایف هر فرد در قبال دیگران،عدم دخالت در کارها
و همچنین جایگاه افراددرآن سازمان را نام برد.
محاسبات مالی
برای انکه در یک کار بتوان به موفقیت رسید لازم است کلیه هزینه ها اعم از مالی و غیری مالی در نظر گرفته شود تا در
حین انجام کار با مشکلات ناشی از کمبود بودجه ناشی از عدم محا-
سبات مالی نشویم.
این محاسبات بایستی به صورت دقیق و حساب شده انجام شود و به
روز باشد یعنی با توجه به شرایط فعلی ونیز با در گرفتن شرایط آینده انجام شود.
از جمله این محاسبات میتوان به موارد ذیل اشاره کرد :
هزینه خرید قطعات ولوازم مصرفی (بین 2 الی 4 میلیون تومان)
هزینه رهن یا اجاره مکان (بین 1 لی3 میلیون تومان)
هزینه پرداختی به افراد شرکت
هزینه های جانبی مثل قبوض،عوارض،حمل و نقل و ...
هزینه انبارداری اجناس و کالاها
هزینه بیمه کارمندان
هزینه دریافت جواز برای شروع به کار (تقریبا 1 میلیون تومان)
هزینه بیمه های حوادث کار و حوادث غیر مترقبه
هزینه تبلیغات به صورت ماهانه (بین 100تا 120 هزار تومان)
هزینه های تحمیلی مثل خرابی کالا در اثر سهل انگاری
در کنار این هزینه ها میزان سرمایه برای شروع کارکه باید بتواند
از عهده هزینه های فوق برآید.(بین 5 ال 12 میلیون تومان) .
همین طور میزان بازدهی که بایستی بیشتر از هزینه های ماهانه باشد یعنی بیش از 700هزار تومان .
شرح وظایف اعضا
از جمله وظایف مدیر بخش سخت افزارعبارتند از :
نظارت بر کار تکنسین ها
نظارت بر کیفیت کارهای انجام شده در بخش مربوطه
نظارت بر زمان ورود و تحویل قطعات
ازریابی کار تکنسین ها
درخواست قطعات مورد نیاز از انبار
ارائه گزارش به مدیر واحد
و ...
از جمله وظایف انباردارعبارتند از :
نظارت بر ورود و خروج قطعات و اجناس از انبار
ارائه درخواست خرید کالا در صورت نیاز
اطلاع از میزان موجودی هر کالا در انبار
همکاری لازم با مدیر بخش سخت افزار در مورد تحویل قطعات
ارائه گزارش به مدیر واحد
و ...
از جمله وظایف مدیر بخش سخت افزارعبارتند از :
نظارت بر کار تکنسین ها
نظارت بر کیفیت کارهای انجام شده در بخش مربوطه
نظارت بر زمان ورود و تحویل قطعات
ازریابی کار تکنسین ها
درخواست قطعات مورد نیاز از انبار
ارائه گزارش به مدیر واحد
و ...
از جمله وظایف انباردارعبارتند از :
نظارت بر ورود و خروج قطعات و اجناس از انبار
ارائه درخواست خرید کالا در صورت نیاز
اطلاع از میزان موجودی هر کالا در انبار
همکاری لازم با مدیر بخش سخت افزار در مورد تحویل قطعات
ارائه گزارش به مدیر واحد
و ...
از جمله وظایف مسئول امور اداری عبارتند از :
انجام امور اداری مربوط به شرکت
انجام اعمال حسابداری از قبیل میزان سوددهی شرکت و ...
محاسبه میزان دستمزدها با توجه به میزان کار گزارش شده
اطلاع از وضعیت بدهی و طلبکاری های شرکت
ارائه گزارش به مدیر واحد
و ...
سخت افزار کامپیوتر
| دسته بندی | کامپیوتر و IT |
| بازدید ها | 12 |
| فرمت فایل | doc |
| حجم فایل | 125 کیلو بایت |
| تعداد صفحات فایل | 77 |
سخت افزار کامپیوتر
مقدمه
گر چه کامپیوترها تنها چند دهه ای است که با ما همراهند، با این حال تأثیر عمیق آنها بر زندگی ما با تأثیر تلفن ، اتومبیل و تلویزیون رقابت می کند. همگی ما حضور آنها را احساس می کنیم، چه برنامه نویسان کامپیوتر و چه دریافت کنندگان صورت حساب های ماهیانه که توسط سیستم های کامپیوتری بزرگ چاپ شده و توسط پست تحویل داده می شود. تصور ما از کامپیوتر معمولا داده پردازی است که محاسبات عددی را بطور خستگی ناپذیری انجام می دهد.
ما با انواع گوناگونی از کامپیوترها برخورد می کنیم که وظایفشان را زیرکانه و بطرزی آرام، کارا و حتی فروتنانه انجام می دهند و حتی حضور آنها اغلب احساس نمی شود. ما کامپیوترها را به عنوان جزء مرکزی بسیاری از فرآورده های صنعتی و مصرفی از جمله،در سوپرمارکت ها داخل صندوق های پول و ترازوها؛ در خانه، در اجاق ها، ماشین های لباسشویی، ساعت های دارای سیستم خبردهنده و ترموستات ها؛ در وسایل سرگرمی همچون اسباب بازی ها، VCR ها، تجهیزات استریو و وسایل صوتی؛ در محل کار در ماشین های تایپ و فتوکپی؛ و در تجهیزات صنعتی مثل مته های فشاری و دستگاههای حروفچینی نوری می یابیم. در این مجموعه ها کامپیوترها وظیفه «کنترل» را در ارتباط با “دنیای واقعی” ، برای روشن و خاموش کردن وسایل و نظارت بر وضعیت آنها انجام می هند. میکروکنترلرها (برخلاف میکروکامپیوترها و ریزپردازنده ها ) اغلب در چنین کاربردهایی یافت می شوند.
با وجود این که بیش از بیست سال از تولد ریزپردازنده نمی گذرد، تصور وسایل الکترونیکی و اسباب بازیهای امروزی بدون آن کار مشکلی است. در 1971 شرکت اینتل 8080 را به عنوان اولین ریزپردازنده موفق عرضه کرد. مدت کوتاهی پس از آن، موتورولا، RCA و سپس MOS Technology و zilog انواع مشابهی را به ترتیب به نامهای 6800 ، 1801 ، 6502 وZ80 عرضه کردند. گر چه این مدارهای مجتمع IC) ها ) به خودی خود فایده چندانی نداشتند اما به عنوان بخشی از یک کامپیوتر تک بورد[1] (SBC) ، به جزء مرکزی فرآورده های مفیدی برای آموزش طراحی با ریزپردازنده ها تبدیل شدند.
از این SBC ها که بسرعت به آزمایشگاههای طراحی در کالج ها،دانشگاهها و شرکت های الکترونیک راه پیدا کردند می توان برای نمونه از D2 موتورولا، KIM-1 ساخت MOS Technology و SDK-85 متعلق به شرکت اینتل نام برد.
میکروکنترلر قطعه ای شبیه به ریزپردازنده است. در 1976 اینتل 8748 را به عنوان اولین قطعه خانواده میکروکنترلرهای MCS-48TM معرفی کرد. 8748 با 17000 ترانزیستور در یک مدار مجتمع ،شامل یک CPU ،1 کیلوبایت EPROM ، 27 پایه I/O و یک تایمر 8 بیتی بود. این IC و دیگر اعضای MCS-48TM که پس از آن آمدند، خیلی زود به یک استاندارد صنعتی در کاربردهای کنترل گرا تبدیل شدند. جایگزین کردن اجزاء الکترومکانیکی در فرآورده هایی مثل ماشین های لباسشویی و چراغ های راهنمایی از ابتدای کار، یک کاربرد مورد توجه برای این میکروکنترلرها بودند و همین طور باقی ماندند. دیگر فرآورده هایی که در آنها می توان میکروکنترلر را یافت عبارتند از اتومبیل ها،تجهیزات صنعتی، وسایل سرگرمی و ابزارهای جانبی کامپیوتر(افرادی که یک IBM PC دارند کافی است به داخل صفحه کلید نگاه کنند تا مثالی از یک میکروکنترلر را در یک طراحی با کمترین اجزاء ممکن ببینند).
توان، ابعاد و پیچیدگی میکروکنترلرها با اعلام ساخت 8051 ، یعنی اولین عضو خانوادة‌میکروکنترلرهای MCS-51TM در 1980 توسط اینتل پیشرفت چشمگیری کرد. در مقایسه با8048 این قطعه شامل بیش از 60000 ترانزیستور ، K4 بایت ROM، 128 بایت RAM ،32 خط I/O ، یک درگاه سریال و دو تایمر 16 بیتی است. که از لحاظ مدارات داخلی برای یک ICبسیار قابل ملاحظه است، امروزه انواع گوناگونی از این IC وجوددارند که به صورت مجازی این مشخصات را دوبرابر کرده اند. شرکت زیمنس که دومین تولید کنندة‌قطعات MCS-51TM است SAB80515 را به عنوان یک 8051 توسعه یافته در یک بستة 68 پایه با شش درگاه I/O 8 بیتی، 13 منبع وقفه، و یک مبدل آنالوگ به دیجیتال با 8 کانال ورودی عرضه کرده است. خانواده 8051 به عنوان یکی از جامعترین و قدرتمندترین میکروکنترلرهای 8 بیتی شناخته شده و جایگاهش را به عنوان یک میکروکنترلر مهم برای سالهای آینده یافته است.
این کتاب درباره خانواده میکروکنترلرهای MCS-51TM نوشته شده است فصل های بعدی معماری سخت افزار و نرم افزار خانواده MCS-51TM را معرفی می کنند و از طریق مثالهای طراحی متعدد نشان می دهند که چگونه اعضای این خانواده می توانند در طراحی های الکترونیکی با کمترین اجزاء اضافی ممکن شرکت داشته باشند.
در بخش های بعدی از طریق یک آشنایی مختصر با معماری کامپیوتر، یک واژگان کاری از اختصارات و کلمات فنی که در این زمینه متداولند (و اغلب با هم اشتباه می شوند) را ایجاد خواهیم کرد. از آنجا که بسیاری اصطلاحات در نتیجة تعصب شرکت های بزرگ و سلیقه مؤلفان مختلف دچار ابهام شده اند،روش کار ما در این زمینه بیشتر عملی خواهد بود تا آکادمیک. هر اصطلاح در متداولترین حالت با یک توضیح ساده معرفی شده است.
فصل اول
2-1 اصطلاحات فنی
یک کامپیوتر توسط دو ویژگی کلیدی تعریف می شود: (1) داشتن قابلیت برنامه ریزی برای کارکردن روی داده بدون مداخله انسان و (2) توانایی ذخیره و بازیابی داده . عموماً یک سیستم کامپیوتری شامل ابزارهای جانبی[2] برای ارتباط با انسان ها به علاوه برنامه هایی برای پردازش داده نیز می باشد. تجهیزات کامپیوتر و سخت افزار،و برنامه های آن نرم افزار نام دارند. در آغاز اجازه بدهید کار خود را با سخت افزار کامپیوتر آغاز می کنیم.
نبود جزئیات در شکل عمدی است و باعث شده تا شکل نشان دهنده کامپیوترهایی در تمامی اندازه‌ها باشد. همانطور که نشان داده شده است،یک سیستم کامپیوتری شامل یک واحد پردازش مرکزی[3] (CPU) است که ازطریق گذرگاه آدرس[4]، گذرگاه داده[5] و گذرگاه کنترل[6] به حافظه قابل دستیابی تصادفی[7] RAM) وحافظه فقط خواندنی[8](ROM) متصل می باشد. مدارهای واسطه[9] گذرگاههای سیستم را به وسایل جانبی متصل می کنند.
3-1 واحد پردازش مرکزی
CPU ، به عنوان “مغز” سیستم کامپیوتری، تمامی فعالیت های سیستم را اداره کرده و همه عملیات روی داده را انجام می دهد. اندیشة اسرار آمیز بودن CPU در اغلب موارد نادرست است زیرا این تراشه فقط مجموعه ای از مدارهای منطقی است که بطور مداوم دو عمل را انجام می دهند. واکشی[10] دستورالعمل ها، و اجرای آنها. CPU توانایی درک و اجرای دستورالعمل ها را براساس مجموعه ای از کدهای دودویی دارد که هر یک از این کدها نشان دهنده یک عمل ساده است. این دستورالعمل ها معمولا حسابی (جمع، تفریق، ضرب و تقسیم)، منطقی (NOT, OR, AND و غیره) انتقال داده یا عملیات انشعاب هستند و یا مجموعه ای از کدهای دودویی با نام مجموعه دستورالعمل ها[11]نشان داده می شوند.
مجموعه ای از ثباتها[12] را برای ذخیره سازی موقت اطلاعات، یک واحد عملیات حسابی و منطقی[13] (ALU) برای انجام عملیات روی این اطلاعات،یک واحد کنترل و رمزگشایی دستورالعمل[14] (که عملیاتی را که باید انجام شود تعیین می کند و اعمال لازم را برای انجام آنها شروع می نماید) و دو ثبات اضافی را هم دارد.
ثبات دستور العمل (IR) کد دودویی هر دستورالعمل را در حال اجرا نگه می دارد و شمارنده برنامه (PC) آدرس حافظه دستورالعمل بعدی را که باید اجرا شود نشان میدهد.
1- واکشی یک دستورالعمل از RAM سیستم یکی از اساسی ترین اعمالی است که توسط CPU انجام می شود و شامل این مراحل است: (الف) محتویات شمارندة برنامه در گذرگاه آدرس قرار می گیرد (ب) یک سیگنال کنترل READ فعال می شود (پ) داده (کد عملیاتی[15] دستورالعمل) از RAM خوانده می شود و روی گذرگاه قرار می گیرد (ت) کد عملیاتی در ثبات داخلی دستورالعمل CPU ذخیره می شود و (ث) شمارنده برنامه یک واحد افزایش
مییابد تا برای واکشی بعدی از حافظه آماده شود.
2- مرحلة اجرا مستلزم رمزگشایی کد عملیاتی و ایجاد سیگنال های کنترلی برای گشودن ثبات های درونی به داخل و خارج از ALU است. همچنین باید به ALU برای انجام عملیات مشخص شده فرمان داده شود. به علت تنوع زیاد عملیات ممکن، این توضیحات تا حدی سطحی می باشند و در یک عملیات ساده مثل افزایش یک واحدی ثبات[16]مصداق دارند. دستورالعمل های پیچیده تر نیاز به مراحل بیشتری مثل خواندن بایت دوم و سوم به عنوان داده برای عملیات دارند.
یک سری از دستورالعمل ها که برای انجام یک وظیفه معنادار ترکیب شوند برنامه یا نرم افزار نامیده می شود، و نکته واقعاً‌اسرارآمیز در همین جا نهفته است. معیار اندازه گیری برای انجام درست وظایف، بیشتر کیفیت نرم افزار است تا توانایی تحلیل CPU سپس برنامه ها CPU را راه اندازی می کنند و هنگام این کار آنها گهگاه به تقلید از نقطه ضعف های نویسندگان خود، اشتباه هم می کنند. عباراتی نظیر “کامپیوتر اشتباه کرد “ گمراه کننده هستند. اگر چه خرابی تجهیزات غیر قابل اجتناب است اما اشتباه در نتایج معمولا نشانی از برنامه های ضعیف یا خطای کاربر می باشد.
4-1 حافظه نیمه رسانا: RAM ROM
برنامه ها و داده در حافظه ذخیره می شوند. حافظه های کامپیوتر بسیار متنوعند و اجرای همراه آنها بسیار، و تکنولوژی بطور دائم و پی در پی موانع را برطرف میکند، بگونه ای که اطلاع از جدیدترین پیشرفت ها نیاز به مطالعه جامع و مداوم دارد. حافظه هایی که به طور مستقیم توسط CPU قابل دستیابی می باشند،IC های (مدارهای مجتمع) نیمه رسانایی هستند که RAM و ROM نامیده می شوند دو ویژگی RAM و ROM را از هم متمایز می سازد: اول آن که RAM حافظه خواندنی / نوشتنی است در حالیکه ROM حافظه فقط خواندنی است و دوم آن که RAM فرار است (یعنی محتویات آن هنگام نبود ولتاژ تغذیه پاک می شود) در حالیکه ROM غیر فرار می باشد.
اغلب سیستم های کامپیوتری یک دیسک درایو و مقدار اندکی ROM دارند که برای نگهداری روال های نرم افزاری کوتاه که دائم مورد استفاده قرار می گیرند و عملیات ورودی / خروجی را انجام می دهند کافی است. برنامه های کاربران و داده، روی دیسک ذخیره می گردند و برای اجرا به داخل RAM بار می شوند. با کاهش مداوم در قیمت هر بایت RAM ، سیستم های کامپیوتری کوچک اغلب شامل میلیون ها بایت RAM می باشند.
5-1 گذرگاهها : آدرس، داده و کنترل
یک گذرگاه عبارت است از مجموعه ای از سیم ها که اطلاعات را با یک هدف مشترک حمل می کنند. امکان دستیابی به مدارات اطراف CPU توسط سه گذرگاه فراهم می‌شود: گذرگاه آدرس، گذرگاه داده و گذرگاه کنترل. برای هر عمل خواندن یا نوشتن،CPU موقعیت داده (یا دستورالعمل) را با قراردادن یک آدرس روی گذرگاه آدرس مشخص می کند و سپس سیگنالی را روی گذرگاه کنترل فعال می نماید تا نشان دهد که عمل مورد نظر خواندن است یا نوشتن. عمل خواندن، یک بایت داده را از مکان مشخص شده در حافظه بر می دارد و روی گذرگاه داده قرار می دهد. CPU داده را می خواند و در یکی از ثبات های داخلی خود قرار می دهد. برای عمل نوشتن CPU داده را روی گذرگاه داده می گذارد. حافظه، تحت تأثیر سیگنال کنترل، عملیات را به عنوان یک سیکل نوشتن، تشخیص می دهد و داده را در مکان مشخص شده ذخیره می کند.
اغلب، کامپیوترهای کوچک 16 یا 20 خط آدرس دارند. با داشتن n خط آدرس که هر یک می توانند در وضعیت بالا (1) یا پایین (0) باشند، مکان دستیابی است. بنابراین یک گذرگاه آدرس 16 بیتی می تواند به مکان، دسترسی داشته باشد و برای یک آدرس 20 بیتی مکان قابل دستیابی است. علامت اختصاری K (برای کیلو) نماینده می باشد، بنابراین 16 بیت می تواند مکان را آدرس دهی کند در حالیکه 20 بیت می تواند (یا Meg 1) را آدرس دهی نماید.
گذرگاه داده اطلاعات را بین CPU و حافظه یا بین CPU و قطعات I/O منتقل می کند. تحقیقات دامنه داری که برای تعیین نوع فعالیت هایی که زمان ارزشمند اجرای دستورالعمل ها را در یک کامپیوتر صرف می کنند، انجام شده است نشان می دهد که کامپیوترها دوسوم وقتشان را خیلی ساده صرف جابجایی داده می کنند. از آن جا که عمدة عملیات جابجایی بین یک ثبات CPU و RAM یا ROM خارجی انجام می شود تعداد خط های (یا پهنای) گذرگاه داده در کارکرد کلی کامپیوتر اهمیت شایانی دارد. این محدودیت پهنا، یک تنگنا به شمار می رود: ممکن است مقادیر فراوانی حافظه در سیستم وجود داشته باشد و CPU از توان محاسباتی زیادی برخوردار باشد اما دسترسی به داده - جابجایی داغده بین حافظه و CPU از طریق گذرگاه داده - توسط پهنای گذرگاه داده محدود می شود.
به علت اهمیت این ویژگی ، معمول است که یک پیشوند را که نشان دهنده اندازه این محدودیت است اضافه می کنند. عبارت “کامپیوتر 16 بیتی” به کامپیوتری با 16 خط در گذرگاه داده اشاره می کند. اغلب کامپیوترها در طبقه بندی 4 بیت، 8 بیت ، 16 بیت یا 32 بیت قرار می گیرند و توان محاسباتی کلی آنها با افزایش پهنای گذرگاه داده، افزایش می یابد.
توجه داشته باشید که گذرگاه داده یک گذرگاه دو طرفه و گذرگاه آدرس، یک گذرگاه یک طرفه می باشد. اطلاعات آدرس همیشه توسط CPU فراهم می شود حالیکه داده ممکن است در هر جهت،بسته به اینکه عملیات خواندن مورد نظر باشد یا نوشتن، جابجا شود[17]. همچنین توجه داشته باشید که عبارت “داده” در مفهوم کلی بکار رفته است یعنی اصطلاعاتی که روی گذرگاه داده جابجا می شود و ممکن است دستورالعمل های یک برنامه، آدرس ضمیمه شده به یک دستورالعمل یا داده مورد استفاده توسط برنامه باشد.
گذرگاه کنترل ترکیب درهمی از سیگنال ها است،که هر یک نقش خاصی در کنترل منظم فعالیت های سیستم دارند. به عنوان یک قاعده کلی،سیگنال های کنترل سیگنال های زمان بندی هستند که توسط CPU برای همزمان کردن جابجایی اطلاعات روی گذرگاه آدرس و داده ایجاد می شوند. اگر چه معمولا سه سیگنال مثل WRITE , READ, CLOCKوجوددارد، برای انتقال اساسی داده بین CPU و حافظه ، نام و عملکرد این سیگنال ها بطور کامل بستگی به نوع CPU دارد. برای جزئیات بیشتر در این موارد باید به برگة اطلاعات سازندگان مراجعه کرد.
6-1 ابزارهای ورودی / خروجی
ابزارهای I/O یا “ابزارهای جانبی کامپیوتر” مسیری برای ارتباط بین سیستم کامپیوتری و “دنیای واقعی” فراهم می کنند. بدون ابزارهای جانبی، سیستم های کامپیوتری به ماشین های درون گرایی تبدیل می شوند که استفاده ای برای کاربران خود ندارند. سه دسته از ابزارهای I/O عبارتند از ابزارهای ذخیره سازی انبوه،[18] ابزارهای رابط با انسان[19] و ابزارهای کنترل / نظارت[20].
1-6-1 ابزارهای ذخیره سازی انبوه
ابزارهای ذخیره سازی انبوه نیز مثل RAM ها و ROM های نیمه رسانا جزو نقش آفرینان عرصه تکنولوژی حافظه هستند که بطور دائم در حال رشد و بهبود است. آنچنان که از نام آنها بر می آید این ابزارها مقادیر متنابهی اطلاعات (برنامه یا داده) را نگهداری می کنند و این حجم از اطلاعات به هیچ وجه در RAM با “حافظه اصلی” نسبتاً کوچک کامپیوتر جا نمی گیرد. این اطلاعات پیش از اینکه در دسترس قرار بگیرد باید به داخل حافظه اصلی باز شود. دسته بندی ابزارهای ذخیره سازی انبوه برطبق سادگی دستیابی به اطلاعات،آنها را به دو دسته تقسیم می کند ابزارهای آماده کار[21] و ابزارهای بایگانی[22] در روش ذخیره سازی آماده کار که معمولا روی نوارهای مغناطیسی یا دیسک های مغناطیسی انجام می شود. اگر چه دیسک های نوری مثل ROM- CDها[23] یا تکنولوژی WORM [24] که بتازگی ظهور کرده اند، ممکن است سمت گیری روش ذخیره سازی بایگانی را به علت قابلیت اطمینان، ظرفیت بالا و قیمت پایین خود تغییر دهند.[25]
2-6-1 ابزارهای رابط با انسان
یگانگی انسان و ماشین توسط مجموعه ای از ابزارهای رابط با انسان تحقق می یابد که متداول ترین آنها عبارتند از پایانه های نمایش تصویر (VDT) و چاپگرها. اگر چه چاپگرها ابزارهای صرفاً خروجی هستند که برای چاپ کردن اطلاعات به کار می روند ولی VDT ها در واقع از دو وسیله تشکیل شده اند زیرا شامل یک صفحه کلید به عنوان ورودی و یکCRT[26] به عنوان خروجی می باشند. یک رشتة خاص در مهندسی به نام “ارگونومیک” یا “مهندسی فاکتورهای انسانی” به خاطر ضرورتی که در طراحی این ابزارهای جابنی با توجه به طبیعت انسان احساس می شد،به وجود آمده است و هدف آن وفق دادن مشخصات انسان با ماشین های مورد استفاده او به شکلی مطمئن ، راحت و کارا می باشد. در حقیقت تعداد شرکت هایی که این دسته از ابزارهای جانبی را تولید می کنند بیشتر از شرکت های تولید کننده کامپیوتر است. در هر سیستم کامپیوتری دست کم سه تا از این ابزارها وجود دارد: صفحه کلید، CRT و چاپگر. از دیگر ابزارهای رابط با انسان می توان دستگیرة بازی [27] ، قلم نوری،ماوس، میکروفن و بلندگو را نام برد.
[1] - Single Board Computer
[2] - peripheral devices
[3] - central processing unit
[4] - address bus
[5] - data bus
[6] - control bus
[7] - random access memory
[8] - read-only memory
[9] - interface circuits
[10] - fetching
[11] - instruction set
[12] - registers
[13] - arithmetic and logic unit
[14] - instruction decode and control unit
[15] - OPCODE
[16] - register increment
[17] - اطلاعات آدرس علاوه بر CPU گاهی توسط مدارات دستیابی مستقیم به حافظه (DMA) نیز فراهم می شود.
[18] - mass storage devices
[19] - human interface devices
[20] - control/ monitor devices
[21] - online
[22] - archival
[23] - Compact disk Read only Memory
[24] - Write Once Read Mostly
[25] - یک ROM - CD که توان ذخیره سازی 550 مگابایت را دارد برای ذخیره کردن 32 جلد کتاب از دایره المعارف بریتانیکا کافی است.
[26] - cathode-ray tube
[27] - joystick
مقاله درمورد کاربرد ایزو 9000 در صنعت خدمات
| دسته بندی | اقتصاد |
| بازدید ها | 29 |
| فرمت فایل | doc |
| حجم فایل | 25 کیلو بایت |
| تعداد صفحات فایل | 34 |
*مقاله درمورد کاربرد ایزو 9000 در صنعت خدمات*
در اولین نگاه ممکن است به نظر آید که مجموعه های ایزو 9000 تنها برای صنایع سخت افزاری ایجاد شده است امااین مطلب صحت ندارد همه سازمانها نیازمند سیستم های مدیریت کیفیت هستند تفاوتی نمیکند که آیا خروجی یک سازمان سهام بورس یا سوزن خیاطی باشد آیا صورت حسابها را تنظیم می کند یا عروسک تولید می کند آیا سازمان تفریحات است یا هواپیما می سازد همه ی این سازمانها به یک سیستم مدیریت کیفیت موثر نیازمند هستند و می توان ایزو 9000 را در مورد آنها قابل اعمال نمود ایزو 9000 به طور موثر به عملیات یک سازمان کوچک حمل بار درآمریکای شمالی (12 نفره.در شهرهاکتزتون .انیوجرسی ) و به بنیادهای مشاوره ای بزرگی نظیر ارنست و یونگ اعمال شده است در مورداستانداردهای سیستم کیفیت ایزو 9000 هیچ مورد سخت گیرانه ای برای مستثنی کردن صنعت خدمات وجود ندارد اساسا ایزو 9000 می خواهد یک سازمان از صحیح بودن کارهایی که انجام می دهد مطمئن باشد و سپس آنچه را که مستند کرده انجام میدهد .
گروهایی از صنعت خدمات که استاندارد ایزو 9000 بر آنها اعمال شده است یا می تواند اعمال شود از این قرارند:
حمل و نقل خدمات درمانی
مشاوره مالی
رستوران خرده فروشی
سرگرمی صنایع همگانی (آب .برق ....)
دولت آموزش
علمی داد و ستد (عمده فروشی .خرده فروشی و غیره)
کمیته فنی شماره 176 ایزو در تشخیص اهمیت سیستم های مدیریت کیفیت در صنایع خدمات سریع بوده و در نتیجه اسنادی را برای کمک به سازمانهای خدماتی فراهم کرد تا استانداردهای سیستم کیفیت ایزو 9000 را پیاده کنند نمونه های متعارف از چنین اسنادی عبارت اند از :
ایزو 3-9000 : مدیریت کیفیت و استانداردهای اهمیت سیستم های تضمین کیفیت
-بخش سوم : راهنماهای اعمال ایزو 9001 به توسعه تامین و نگهداری نرم افزار .
ایزو 2-9004 : مدیریت کیفیت و عناصر سیستم کیفیت-بخش دوم : راهنماها برای خدمات .
در ایالات متحده ایزو 9001 به سیستم آموزش نیز اعمال شده است در نتیجه راهنمای
ANSI/ASQC ZI.II
با عنوان استانداردهای مدیریت کیفیت و تضمین کیفیت-راهنما برای اعمال ایزو 9002 برای
موسسات آموزش و پرورش منتشر گردیده اند تاکنون صنایه سخت افزار مواد پیش گامان خیل گواهی گرفته های ایزودر آمریکای شمالی بوده اند از میان سازمانهایی که در آمریکای شمالی برای ایزو 9000 ثبت شده اند 17 درصد تولید کنندگان مواد شیمیایی 15 درصد تولید کنندگان ماشین آلات صنعتی و تجاری بوده اند صنایع خدماتی با فاصله ی زیادی عقب تر از صنایع مذکور قرار دارند اما این موضوع غیر عادی نیست زیرا همیشه بخش خدمات در بحث پیاده سازی برنامه های کیفیت از تولید کنندگان سخت افزار و مواد عقب بوده اند اما یک سازمان خدماتی از داشتن سیستم مدیریت کیفیتی که نیاز مندیهای ایزو 9000 را برآورده سازد منافع فرایندی خواهد برد کمترین این منافع افزایش رضایت مشتری است . دنیس فاهن مدیر شعبه طراحی باتلر خاطر نشان می سازد که اجرای سیستمی از نوع ایزو 9000 در سازمان مذکور منجر به 30 درصد کاهش در گزارشات داخلی گردید . دوناوینسکی مدیر تضمین کیفیت درآمریکای شمالی می گوید شاید 20 الی 30 درصد از مشتریان ما با ما باقی ماندند زیرا میدانستند ما به دنبال اخذ گواهی نامه هستیم .
اتحادیه اروپا ( EU ):
نیروی محرکه ی اولیه ای که نیازمندیهای سیستم کیفیت ایزو 9000 را به جریان انداخت از نیاز به متحد گردانیدن اتحادیه اروپا(که در آن زمان بازار مشترک اروپا نامیده می شد )به یک بازار همگن و شراکت در داد و ستد ریشه گرفت در حالی که اتحادیه اروپا در سال 1986 به سوی متحد شدن سوق می یافت بازار واحدی بنام EC92 در نیمه شب سی و یکم دسامبر 1992 فعال گردید بخشی از این طرح سیستم ارزیابی انطباق نامیده میشد این سیستم قرار بود روش استانداردی برای ارزیابی همه ی فرایندها و محصولات . سیستم های مدیریت کیفیت و آزمایشگاههای درون اتحادیه اروپا داشته باشد دو دسته از محصولات در اروپا به صورت زیر تعریف گردیده اند :
محصولات با کنترل اجباری : محصولاتی که از نظر سلامتی . ایمنی . و یا محیط زیست اهمیت داردمحصولات بدون کنترل اجباری :محصولاتی که نیازمندیهای فوق را ارضا نمی کند .
به عنوان بخشی از سیستم ارزیابی انطباق مجموعه های ایزو 9000 به عنوان استانداردبرای تعریف سیستم های مدیریت کیفیت قابل قبول توصیه گردیدند