13Авг

Устройство шины: устройство и виды, износ шин и его причины

Содержание

Устройство шины автомобиля

Подбор шин на автомобиль очень важен. Чтобы сделать его правильно, нужно знать устройство шины автомобиля. Если правильно подковать своего «железного коня», то и ездить он будет резво. Так что давайте рассмотрим покрышку изнутри и снаружи.

Качество шин имеет огромное значение как зимой так и летом

Составные части шины

Снаружи автомобильная резина делится на такие элементы:

  • Протектор – главная рабочая часть ската автомобиля. Расположен он на поверхности диаметра снаружи. От особенностей протекторного рисунка зависит назначение резины в зависимости от погодных условий, ее проходимость и скоростные характеристики. Протекторный рисунок выполнен из чередующихся между собой блоков и канавок (ламелей).
  • Боковина или плечо – находится сбоку шины. Устройство автомобильной шины, рассчитанной на преодоление бездорожья, включает в себя дополнительный боковой протектор, расположенный на плече колеса.

    Рассмотрим составные части шины

Перед преодолением бездорожья часть воздуха из шины стравливается. Из-за этого площадь контактной зоны протекторного рисунка увеличивается (расширяется). В результате боковой рисунок «сползает» вниз и становится частью основного протектора. В кругах экстремалов говорят, что шина «плющится», меняет свою форму. И чем сильнее покрышка плющится, тем она лучше подходит для преодоления бездорожья.

  • Посадочный бортик – круговое утолщение, которое проходит вдоль внутреннего диаметра. Бортик «заправляется» под изогнутость края диска. Такое устройство шины автомобиля позволяет хорошо зафиксировать покрышку на диске колеса.

Строение покрышки в разрезе

Теперь рассмотрим послойное строение автомобильного ската.

  • Каркас шины – выполнен на тканевой основе. Он изготавливается из специальной прорезиненной нити корда. Нитяные слои чередуются с прослойками резины, которые называются сквиджами.

Для корда в качестве материала-основы могут использоваться несколько видов волокон из полимеров (лавсан или капрон). В производстве каркаса шины также может применяться корд из металла. Он выполнен из стальной нити, покрытой сверху слоем латуни. Именно от каркаса зависит надежность, прочность и долговечность конструкции всей покрышки. Такие характеристики обеспечиваются покрышке за счет особенностей строения самого корда и слоев, которые с ним граничат.

Нити отделены резиновым слоем своего покрытия. В то же время волокна и нити корда взаимосвязаны благодаря тесному прилеганию между собой. А слой сквиджей предохраняет корд от влажности и не дает нитям из металла перетираться. Кроме этого, резиновая часть каркаса обеспечивает прочность, а также эластичность всей шины.

В зависимости от направленности кордовых нитей различают два вида шин: радиальные и диагональные.

Качественные шины прослужат не один сезон

Устройство шины автомобиля с нитями, направленными радиально, является наиболее распространенным. В таких покрышках кордовые нити расположены между собой радиально, то есть параллельно. Благодаря такому расположению обеспечивается минимальное взаимодействие слоев и волокон корда. За счет этого уровень напряжения корда, направленного радиально, меньше в несколько раз. Поэтому толщина кордового слоя и всего каркаса в скате радиального типа меньше.

Скаты с диагональным направлением нитей характеризуются иным построением каркасного слоя. В нем кордовые нити перехлестываются под углом определенного градуса. Диагональная шина сделана всегда из парного количества слоев корда. Его нити располагаются под углом около 50 градусов.

  • Брекер – разделяющая прослойка, которая находится между каркасом покрышки и ее протектором. Состоит из нескольких кордовых слоев. В каждом из них нити не пересекаются и расположены на определенном расстоянии. Между кордовыми слоями лежат толстые прослойки резины. Материалом для корда чаще всего служит проволока из стали.

Такое строение и чередование слоев позволяет брекеру быть эластичным и легко изменять свою форму. При надавливании на него поверхность прогибается за счет движения кордовых нитей относительно. А высокая упругость обеспечивается резиновыми прослойками и частично упругостью корда из стали.

Устройство автомобильной шины без брекера невозможно. Он является промежуточным звеном между жестким каркасом и мягким протектором. Поэтому отчасти он усиливает мягкость наружного слоя, но в то же время ослабляет чрезмерную жесткость внутреннего остова покрышки.

Благодаря брекеру скат может выдерживать механические удары большой мощности, которые приходятся на протекторную поверхность. За счет расположенного под ним корда энергия от удара колесом распределяется по всей поверхности покрышки равномерно и быстро гасится.

  • Протектор – это толстая прослойка резинового материала с размещенным на нем протекторным рисунком.

Первые образцы скатов для машин изготавливались из натурального каучука. Затем его полностью заменили искусственным каучуком. Сегодня состав резинового материала многие производители автомобильных покрышек держат в секрете от конкурентов. Но в основном он представляет собой смесь синтетического каучука и натурального с добавлением различных ингредиентов, влияющих на физические свойства резины.

Бескамерные покрышки

Чем отличаютс камерные от безкамерных покрышек

Бескамерные шины, устройство которых сильно отличается от камерного типа, являются отдельным классом автомобильной резины. В них воздух закачивается в полость, образующуюся между внутренней поверхностью ската и диском. Поверхность покрышки изнутри снабжена дополнительным изолирующим слоем. Он состоит из мелкопористой резины, обладающей высоким уровнем газонепроницаемости. В современных моделях бескамерок этот слой также обладает высокими вяжущими свойствами. Благодаря чему отверстие прокола не остается открытым, а «вяжется» (закрывается) специальным веществом этого слоя. Ресурс хождения покрышки с такой «заплаткой» составляет несколько сотен километров. Кроме этого такой слой увеличивает безопасность движения автомобиля на такой резине.

В резине камерного типа при крупном проколе воздух из отверстия будет выходить быстро, и давление в шине будет быстро падать. Из-за высокой разницы показателей давления между колесами при передвижении автомобиль будет крениться в сторону пробитой покрышки. В бескамерке травление воздуха и резкое падение давления через отверстие прокола блокируется благодаря затягиванию дыры вяжущим веществом.

Подведем итоги

Теперь вы знаете устройство шины автомобиля. Хотя сведения эти являются лишь базовыми, но они помогут сделать правильный выбор при покупке «тапочек» для своего авто.

Устройство автомобильной шины — покрышки автошины

 

Современные шины работают при высокой скорости движения. Поэтому, современные требования к безопасности авто предписывают определенные требования, обеспечивающие надежную и безопасную работу автомобиля. Так же, его высокую комфортабельность и экономичность.

Что характеризует надежность шины

Ниже представлены важные характеристики автошин:

Благодаря этим коэффициентам шины обеспечивают хороший контакт с дорогой, а также управляемость автомобиля, устойчивость в поворотах и, что немаловажно, экономичность.

Технологи при разработке шин учитывают дополнительные характеристики, отражающие такие свойства шины:

В настоящее время покрышки легковых авто подразделяются: низкопрофильные и сверхнизкопрофильные.

Устройство автомобильной шины

Схема устройства автомобильной шины

  1. Слой каркаса

  2. Брекер шины

  3. Протектор

  4. Боковая часть

  5. Борт

Каркас — это основа шины. Он воспринимает давление воздуха при накачивании и передает нагрузку, действующую на шину от дороги на колесо движущегося автомобиля. Каркас состоит из резиновых прослоек и прорезиненного корда. Корд подвержен высоким нагрузкам, поэтому он должен быть изготовлен из высокопрочных материалов, таких как: хлопок, нейлон, стальная проволока, и др.

Для нормальной эксплуатации шины нужна тесная взаимосвязь каркаса и протектора. Этой цели служит брекер. Он представляет собой резиновые слои, смягчающие ударные нагрузки на шину, и более равномерно распределяет их по поверхности покрышки.

Протектор обеспечивает шине износостойкость, надежное сцепление с дорогой, а также защищает резину от возможных повреждений.

Протектор имеет определенный рельефный рисунок. От его формы и глубины зависят многие эксплуатационные показатели шины. Поэтому, создание рисунка – не прихоть дизайнера, а напряженная работа технологов завода-изготовителя.

Боковинами принято называть слой поверх боковых стенок каркаса. Они защищают шину от влаги и разного рода механических повреждений.

Борт — это жесткая, ободная часть автошины.

Камерная или бескамерная шина

В настоящее время современные легковые автомобили комплектуются бескамерными шинами. В отличие от обычной камерной покрышки, они имеют следующие преимущества:

  • Бескамерная — более безопасна (это особенно важно при движении на высоких скоростях)

  • В бескамерной шине предусмотрен герметизирующий слой, стягивающий резину при проколе колеса

  • При эксплуатации данные шины греются гораздо меньше.

Следует учесть, что колеса, укомплектованные бескамерными шинами должны быть герметичны и жестки. Это значит, что даже незначительная деформация диска может привести к потере рабочего давления в шине.

Радиальные или диагональные шины

Задача выбора для владельца легкового автомобиля сократилась ровно на 50%. Диагональные шины для легковых автомобилей уже не производят. Они нашли дальнейшее применение только на грузовой технике.

Разницу – в конструкционных особенностях слоев каркаса.

Нить корда в радиальных шинах расположена от борта к борту, в поперечной плоскости. А в диагональных – перекрещивается. Такое расположение корда ухудшает работу шины в целом. В радиальных шинах число каркасных слоев намного меньше, чем в диагональных. Кроме того, они имеют мощный брекерный пояс, придающий шине необходимую жесткость.

Боковины радиальной шины также претерпели изменений. Как описано выше, они имеют определенный слой хорошей, качественной резины. Этот слой, прежде всего, необходим для предохранения шины от возможных повреждений в процессе эксплуатации. Бортовая часть этих шин работает в сложных условиях, поэтому бортовые кольца и борта более прочны и жестки соответственно.

Маркировка шин

Ниже представлена типовая маркировка автошины. Но, как известно, каждая шина имеет свои конструкционные особенности. Следует внимательно к этому относиться при выборе шин для конкретного автомобиля.

255 – ширина шины (измеряется в мм.)

40 – отношение высоты профиля к ширине резины (измеряется в процентах)

R – обозначает тип конструкции шины. В данном случае R – означает радиальная.

18 – диаметр автодиска, измеряется в дюймах (для справки: 1дюйм=2,54см.)

После обозначения диаметра в маркировке конкретной шины может стоять буква. Эта буква означает индекс максимально-допустимой скорости, с которой может двигаться автомобиль, оснащенный данными шинами.

Особенности устройства автомобильных шин

Общеизвестно, что колеса необходимы для движения и управления автомобилем. Они передают вертикальные нагрузки от транспортного средства к дороге. От грамотного выбора колес зависит поведение автомобиля во время движения, а значит безопасность водителя и пассажиров.

Общеизвестно, что колеса необходимы для движения и управления автомобилем. Они передают вертикальные нагрузки от транспортного средства к дороге. От грамотного выбора колес зависит поведение автомобиля во время движения, а значит безопасность водителя и пассажиров.

Устройство автомобильных шин

Автомобильные покрышки изготавливаются из резиновой смеси на основе синтетического или натурального каучука. Помимо этого в ее состав входит мел, смола, сажа, сера и специальные добавки. В общем случае конструкция покрышки включает в себя протектор, подушечный слой с брекером, посадочные борта с сердечником, боковины и каркас.

Структура покрышки

Каркас характеризуется одновременно высокой прочностью и эластичностью. Он необходим для соединения всех составных элементов шины в единое целое. Каркас изготавливается из нескольких слоев специального материала – корда. Каждый из них имеет толщину от 1 до 1,5 мм. Общее число слоев для грузовых автомобилей варьируется в пределах от 6 до 14 шт., для легковых – от 4 до 6 шт. Ограничение максимального количества слоев корда вызвано возрастанием сопротивления покрышек качению при их увеличении.

Для производства корда используется ткань с толщиной нитей от 0,6 до 0,8 мм. Материал изготовления зависит от назначения и типа шин. Ткань может быть нейлоновой, перлоновой, капроновой, вискозной и хлопчатобумажной. Наименее прочными считаются хлопчатобумажные корды. Прочностные характеристики капроновых, нейлоновых и перлоновых ориентировочно в 2 раза выше.

Отдельно следует выделить металлические корды. Они являются безусловными лидерами и по прочности превосходят хлопчатобумажные аналоги в 10 раз. Для изготовления таких кордов используется стальная проволока толщиной 0,15 мм. Общее количество слоев составляет от 1 до 4. Покрышки, укомплектованные металлическим кордом, отличаются меньшей массой и длительным сроком службы.

Подушечный слой с брекером необходим для защиты каркаса от неровностей дороги и связи с протектором. Его толщина составляет 3-7 мм. Он формируется несколькими слоями разреженного обрезиненного корда. Боковины также выполняют защитную функцию. Для их изготовления используется протекторная резина толщиной от 1,5 до 3,5 мм.

Посадочные борта необходимы для удержания покрышки на ободе. Снаружи они покрыты прорезиненной лентой для предохранения от истирания и повреждений. Внутри бортов находятся стальные сердечники. Они необходимы для увеличения прочности и предотвращения соскакивания покрышки с обода.

Назначение протектора

Протектор представляет собой непосредственно контактирующий с дорожным полотном массивный слой прочной резины. Его наружная поверхность снабжена рельефным рисунком в виде чередующихся выступов и канавок. Он может быть направленным, ненаправленным и ассиметричным. От протектора зависит коэффициент сцепления колеса автомобиля с дорогой. Помимо этого он определяет возможность использования шин в различных атмосферных условиях, а также уровень вибраций и шума во время езды.

Виды текстур протекторов

В идеальных условиях автомобильная покрышка вообще не нуждается в протекторе. В этом случае площадь ее контакта с дорожным покрытием будет максимальна. Такое возможно только на сухом асфальтобетоне. При появлении даже небольшого количества воды коэффициент сцепления шины с дорогой резко уменьшается и в результате теряется управление автомобилем. Протектор обеспечивает эффективный отвод воды от пятна контакта покрышек.

Виды автомобильных шин

Автомобильные шины делятся на камерные и бескамерные. Первые состоят из покрышки и непосредственно камеры. Она необходима для удержания сжатого воздуха внутри шины. Толщина ее стенок колеблется в пределах от 2,5 до 5 мм для грузовых автомобилей и от 1,5 до 2,5 мм – для легковых.

На заре своего появления главной проблемой для автомобилей стали гвозди, выпадающие из подков лошадей. Для обеспечения безопасности движения они собирались с помощью электромагнитов.

Бескамерная шина является одновременно и камерой. По внешнему виду она практически не отличается от камерной. Для дополнительной защиты на ее внутренней поверхности имеется специальный герметизирующий воздухонепроницаемый резиновый слой толщиной 1,5-3,5 мм.

Особенности маркировки

Помимо стандартной маркировки с обозначением размера шин, а также нормированных показателей нагрузки и скорости на них наносятся дополнительные обозначения. Наиболее важные из них следующие:

  • Надписи RAIN, WATER или AQUA означают, что шины предназначены для эксплуатации в дождливую погоду;
  • Маркировка MAX PRESSURE говорит о максимально возможном давлении в покрышке;
  • Надписи Tube Type и Tubeless означают камерная и бескамерная шина соответственно;
  • Маркировка All Season свидетельствует о возможности круглогодичного использования покрышек;
  • Надпись M&S сообщает о зимнем или всесезонном назначении шин.

Маркировка, наносимая на шины

При правильном подборе автомобильных шин их использование удобно и безопасно.

Устройство и виды автомобильных шин


С точки зрения устойчивости и управляемости автомобиля, главным его элементом являются шины. Именно они находятся в контакте с дорогой и обеспечивают силы, необходимые для поворотов, удержания на траектории, торможения и разгона. Дополнительными функциями стали комфорт движения и топливная экономичность. Износ и необходимость периодической замены покрышек также относятся к области автомобильной экономики, детали эти недёшевы в силу своей технологичности и требований по безопасности.

Перечень задач, предъявляемых к автомобильной шине

С появлением первых пневматиков на колёсах главной функцией считалось смягчение толчков от неровностей дороги. Сейчас с этой задачей неплохо справляются подвески, а в отношении шин выдвигаются иные требования:

  • протектор должен обеспечивать максимальный уровень сцепления с любым дорожным покрытием;
  • шина должна иметь минимальный коэффициент трения качения без излишнего повышения давления, что снизит комфорт;
  • покрышки гражданских автомобилей обязаны обладать широкой универсальностью, это в спортивных дисциплинах возможно менять резину перед каждым участком дороги;
  • цена шины не должна быть запредельно высокой, поэтому при выборе материалов и технологий конструкторам не приходится чрезмерно увлекаться передовыми научными достижениями;
  • важным требованием становится износостойкость протектора, шина может отлично держать дорогу, но это нельзя делать за счёт быстрого расхода резины;
  • для максимальной безопасности колесо не имеет права разбортовываться в поворотах, взрываться от ударов о неровности или легко прокалываться на острых камнях, что особенно важно для внедорожников.

Универсальных шин не существует, даже если об этом иногда заявляется в рекламных материалах. Существуют правила сезонности, а также преимущественного характера эксплуатации по асфальту, бетону, гравию или грунту. Отсюда важно знать, чем конкретно обеспечиваются те или иные свойства автомобильной резины.

ПОДВЕДЕМ ИТОГИ:

  1. Автомобильная шина состоит из разных частей и слоев материалов;
  2. Протектор не только обеспечивает сцепление с дорогой, но и дает дополнительную амортизацию;
  3. Покрышка имеет прочный каркас внутри, который состоит из нескольких слоев специального прорезиненного корда;
  4. Надписи на боковине резины могут многое рассказать о ее характеристиках и особенностях.

Подбирать автомобильные шины нужно в соответствии с характеристиками автомобиля: габаритными, скоростными и прочее. Резина должна использоваться в строгом соответствии с указанными на ней техническими показателями, иначе она быстро изнашивается от ненадлежащей эксплуатации.

Из чего состоит шина

В конструкции покрышки выделяют следующие составные части, выполненные в едином монолите:

  • зона протектора, где резина изнашивается в первую очередь, и где нанесён её рисунок, определяющий назначение шины;
  • брекер, размещённый под протектором и определяющий сохранение его геометрии под давлением, а также воспринимающий нагрузки от мелких неровностей;
  • стальной корд (иногда текстильный), формирующий силовой каркас шины;
  • боковины, обрезиненная часть корда;
  • посадочные борты, придающие герметичность в бескамерном варианте и содержащие стальные кольца для стабилизации посадки на диск.

Без такого усложнения структуры покрышки достижение нужных свойств невозможно, можно сказать, что важен каждый из перечисленных элементов, а не только состав резиновой смеси и рисунок в зоне контакта с дорогой.

Радиальные, диагональные и металлокордные

Силовые свойства определяются материалом и расположением нитей корда. Постепенно выработался единый подход к конструированию – дорожная резина, в том числе работающая на высоких скоростях, должна иметь радиальное плетение металлических нитей, так обеспечивается минимальный боковой увод колёс при сохранении комфортного поглощения неровностей. А резина для машин, эксплуатирующихся в более тяжёлых условиях и на меньших скоростях, требует высокой прочности с сохранением некоторой гибкости профиля, отсюда применение несколько устаревшего диагонального плетения и текстильного капронового корда. Причём многослойного, прочность нужна действительно высокая.

Боковина шин диагонального типа плохо противостоит боковым уводам, то есть отклонениям плоскости вращения от траектории в поворотах, зато за счёт перекрещивания нитей корда прекрасно противостоит повреждениям от ударов.

Виды конструкций шины

Одним из важных факторов выбора является наличие камеры или ее отсутствие. Технически камерная и бескамерная резина различаются достаточно сильно.

  • Камерные шины имеют резиновую камеру, которая наполняется воздухом. Такие покрышки немного более простые, это классическая пневматическая шина. Но, есть недостаток, при проколе колесо спускает практически мгновенно.
  • Бескамерная покрышка имеет специальное бортовое кольцо, обеспечивающие герметичность. Также для них требуются специальные диски, подходящие для такой эксплуатации.

Сейчас больше распространены бескамерные шины. Они проще и дешевле в обслуживании, надежность их значительно выше.

Еще разделяют покрышки по конструкции корда. Тут выделяются диагональные и радиальные шины.

  • Диагональная конструкция подразумевает расположение нитей корда под углом к меридиану шины. Обычно угол наклона примерно 50°-55°. Есть еще один нюанс, каждый следующий слой корда, по отношению к предыдущему находится под углом в 100°. Такое размещение корда позволяет добиться высокой прочности в сочетании с высокой эластичностью. Так как нити постоянно смещаются друг относительно друга, это приводит к высокому выделению теплоты. Количество слоев корда всегда четное.
  • Радиальные шины имеют нити расположенные в соответствии с радиусом. Каждая нить располагается от одного борта до другого. Диагональное размещение корда только у брекера. Так как нити не сильно растягиваются, их защищает брекер, они выделяют меньше теплоты, а также служат дольше. Низкий нагрев позволяет делать низкопрофильные покрышки. Такое устройство также позволяет сделать автомобиль более устойчивым на дороге. Основным недостатком является жесткое качение.

Маркируется радиальная резина буквой «R», она находится в индексе типоразмера на боковине. Если этой маркировки нет, перед вами диагональная шина. Но, сейчас практически не производятся диагональные покрышки для легковых автомобилей, так как по эксплуатационным характеристикам они уступают радиальным.

Рисунок и материал протектора

Сцепление с дорогой и долговременная стойкость определяются рисунком и составом резиновой смеси. Более твёрдая резина обладает долговечностью, но менее уверенно держит дорогу. Мягкие шины склонны к перегреву и быстрому износу, но лучше цепляются за дорогу при том же внутреннем давлении. Компромисс ищется для любых конкретных условия, особенно для сезонных шин. Зимние всегда мягче, поскольку любая смесь меняет свои свойства от температуры.

Без рисунка протектора обойтись могут только шоссейные автогонщики. Но и они в условиях дождя используют шины с канавками для отвода воды. В гражданском применении протектор нужен для работы по загрязнённой поверхности, скользким покрытиям. У внедорожников он превращается в набор крупных грунтозацепов, а у зимней резины – в мелкие ламели с острыми кромками.

Из каких элементов состоит конструкция шины

Чтобы разобраться, как устроена шина рассмотрим все ее конструктивные элементы.

  • Каркас. Часто этот элемент называют – корд. Это нити корда, придающие автошине достаточную прочность и жесткость. Существует несколько типов покрышек по типу расположения корда в каркасе.
  • Брекер. Прослойка отделяющая протектор и каркас. Состоит из нескольких слоев корда, между которыми помещают резину. Обеспечивает дополнительную надежность и устойчивость к повреждениям, при этом достаточно гибкий.
  • Протектор. Внешний слой резины на профиле шины. Отличается не только высокой прочностью, но и специальным рисунком, который обеспечивает более надежное сцепление с дорогой.
  • Боковина. Слой резины над боковыми частями каркаса, обязательно имеют брекер.
  • Борт. Позволяет покрышке наиболее эффективно садиться на обод диска.
  • Бортовое кольцо. Специальный элемент борта, который позволяет добиться герметичности при сборке шины и колесного диска.
  • Плечо. Часть протектора, которая размещена сбоку профиля. Зимние шины обычно имеют развитую плечевую часть, что улучшает проходимость на снегу.

Как видите, строение автошины достаточно сложное. Ниже рассмотрим основные элементы более подробно.

Каркас и борт шины

При подаче воздуха под давлением шина распрямляется, принимает заданную форму и остаётся в таком положении с дальнейшим ростом давления воздуха. Для такой фиксации использован армирующий корд, расположенный под резиновым слоем боковин. Заканчиваются боковины бортами, на которые наносится герметизирующий слой мягкой резины, поскольку практически все шины изготовлены в бескамерном варианте. Частью корда можно считать брекер, формирующий геометрию протектора, он тоже представляет собой металлическое плетение.

Устройство бескамерной шины

Рассмотрим устройство бескамерной шины. Основным отличием тут является форма борта. Он выполнен слегка полукруглым. При накачивании, борт такой формы позволяет эффективно обхватывать закраину колесного обода. Для большей герметичности соединение промазывается специальным составом.

Все бескамерные шины имеют дополнительный слой каучука на внутренней стороне. Обеспечивает дополнительную защиту на случай проколов. Многие модели сделаны с применением «беспрокольных» технологий. Таких методик сейчас достаточно много, каждый производитель использует собственные разработки. Если есть возможность, стоит выбрать именно такой вариант.

Подача воздуха происходит через клапан в колесном диске. Клапан называют «соском». Он обеспечивает оптимальную подачу воздуха для подкачки. Снабжается золотником, позволяющим быстро накачивать или стравливать воздух с колеса.

Конструкция бескамерных шин может быть любой. Есть радиальные и диагональные покрышки. Ограничений по протектору и сезонности тоже нет. Можно подобрать летнюю или зимнюю резину.

Современные бескамерные покрышки обеспечивают качественную и надежную эксплуатацию автомобиля. Технологии позволили создать варианты, практически не боящиеся проколов, даже при повреждении можно доехать до автосервиса. Практически все автопроизводители рекомендуют применять на своих автомобилях шины без камер.

Разновидности шин по назначению

Основные категории покрышек распределяются по сезонности применения, конструкции автомобилей и характеристикам дорог:

  1. Зимние шины изготовлены из мягкой смеси и обладают особым рисунком протектора, где гибкие ламели способны поворачиваться, оказывая дополнительное удельное давление на лёд острыми краями. Их ошибочно именуют «липучками», хотя ни к чему они не прилипают, работает совершенно иной эффект. Максимальным сцеплением со льдом обладают шипованные покрышки. Гражданский шип способен утапливаться в тело протектора для уменьшения износа твёрдого сплава, а также дорожного покрытия.
  2. Всесезонная резина таковой может считаться только если кто-то согласен ездить на шинах, одинаково плохо ведущих себя на любом покрытии. На самом деле такой универсальности не существует.
  3. Летняя шина отличается более насыщенным резиной рисунком протектора, твёрдой износостойкой смесью и приемлемым поведением на мокрой дороге. Автовладельцы не могут заменять колёса перед каждым дождём, поэтому компромисс присутствует. Резина отличается минимальным уровнем шума на больших скоростях.
  4. Внедорожная и экстремальная резина – это массивные покрышки, поглощающие тяжёлые удары и имеющие развитый рисунок протектора. Боковины гибкие и очень прочные. Конструкция допускает движение при сильно пониженном давлении, что добавляет проходимости. На асфальте с такими колёсами можно двигаться только на небольшой скорости, мирясь с повышенным износом протектора и большой шумностью.

Существуют и специальные типы шин, без протектора (слики) для гоночных автомобилей, грузовые покрышки для спецтехники и особые баллоны низкого давления для вездеходов. Это мелкосерийные и узко специализированные изделия.

От чего зависит износ шин

Характер износа будет указывать на вызвавшие его причины. В основном это связано со злоупотреблением спортивной ездой и нарушениями в работе и геометрии подвески. Неравномерное распределение высоты протектора в поперечном направлении также связывается с неверно выбранным давлением.

Для уменьшения износа необходимо:

  • стараться избегать резких разгонов, торможений и прохождения поворотов на предельной скорости;
  • следить за установленной величиной давления;
  • избегать перегрева, вызванного движением на высоких скоростях;
  • следить за сохранностью положенных углов установки колёс на обеих осях;
  • поддерживать в исправности амортизаторы и прочие элементы подвески;
  • вовремя обслуживать тормозные механизмы и ступичные подшипники.

Основаниями для замены шин служат появление индикаторов износа, величины остаточного протектора ниже законодательной нормы, а также разрушения каркаса и брекера. Экономия, когда такие колёса пытаются отремонтировать, недопустима, это крайне небезопасно.

Устройство шины » Центр обучения для специалистов с трудоустройством

  1. Бортовое проволочное кольцо
  2. Боковина 
  3. Продольная канавка протектора
  4. Плечевая часть протектора
  5. Центральное ребро протектора
  6. Протектор
  7. Нейлоновый слой брекера
  8. 2-й слой стального брекера
  9. 1-й слой стального брекера
  10. 2-й слой текстильного каркаса
  11. 1-й слой текстильного каркаса
  12. Бортовая лента
  13. Пятка борта
  14. Основание борта
  15. Носок борта
  16. Наполнительный шнур
  17. Герметизирующий слой
  18. Подканавочный слой протектора

Современные шины это — очень сложные этапы производства, которые задействуют самые лучшие и современные технологии.

В составе шины много материалов которые вместе создают идеальную конструкцию которая способна выдержать высокие нагрузки в эксплуатации. Чаще всего используются материалы: прочная сталь, нейлон, синтетический и природный каучук, полиэстер, синтетические и природные масла. Каждый из этих материалов несет определённую и очень важную функцию.

Давайте для примера мы изучим современную шину высокого класса.

 


  1. Боковина шины, произведена из природного каучука и требуется для защиты шины от боковых повреждений и внешних воздействий.

  2. Прожекторная часть, сделана из природного и синтетического каучука с добавлением очищенного низко-ароматического масла и силики. Протектор гарантирует надёжное сцепление шины с дорогой при соблюдении всех стандартов нагрузки и скорости на колесо. Низко-ароматическое масло внедрено вместо полиароматического для улучшения экологичности производства и эксплуатации шины. Silica гарантированно улучшает сцепление на мокрых поверхностях и уменьшает коэффициент сопротивления качению.

  3. Антишумовые полости (отмечены зелёным цветом). Служат для уменьшение звука высокой частоты, такой звук создаётся при скоростном движении на гладких и прямых участках трассы (это называется «эффект органной трубы»).

  4. Кольцевой стержень либо бортовое кольцо, состоит из стали и проволоки покрытой каучуком. Служит для надёжного закрепления шины на колёсном диске «хампе».

  5. Прочное защитное ребро на боковине шины или отбойник, производится из каучука и защищает диск и от механических повреждений.

  6. Бандаж, состоит из нейлона который покрыт каучуком. Он значительно увеличивает способность шины выдерживать высокие скорости, а так же добавляет точности при изготовлении шины.

  7. Слои стального корда, они изготовлены из высокопрочной стали. Служат для улучшения сохранения геометрии и каркаса шины, что способствует улучшению устойчивости автомобиля.

  8. Прокладки из текстильного корда. Изготовлены из полиэстера, нужны для того чтобы оказывать сопротивление избыточному давлению в шине.

  9. Внутренний слой из бутилкаучука. Нужен в качестве бескамерного слоя шины. 

Устройство шины

Если ездить, то нужно хоть примерно знать, как устроено то, на чем едешь. Для этого мы разбираемся в сложной конструкции автомобиля, а вот узнать, из чего составлена шина, забываем.

Как пример современной шины и ее устройства, можно взять модель  шины Continental ContiPremiumContact – надежную и удобную.

Слои современной шины

1) Протектор, который производится из смеси синтетического и природного каучука и призван обеспечивать надежное сцепление;

2) Бандаж производится из нейлона, укрытого каучуком. Он улучшает способность покрышки выдерживать большую скорость;

3) Стальной корд, который изготавливается из прочной стали. Корд сохраняет форму шины, бережет ее от скоростных деформаций и повышает устойчивость на дороге;

4) Прокладки, которые выполняются из полиэстера. Они призваны сопротивляться избыточному давлению в покрышке;

5) Внутренний слой делается из диковинной смеси – бутилкаучука. Это эффективное препятствие для утечек воздуха из шины;

6) Далее идут бортовые полосы, которые изготавливаются из натурального каучука и предназначаются для защиты покрышки от боковых повреждений. Это крепкий и очень качественный слой;

7) Крыльевая лента – небольшая, но важная деталь, которая повышает комфорт езды;

8) Кольцевой стержень – это кусок стальной проволоки, покрытый каучуком. Он служит для крепления шины к колесному диску;

9) Боковая защитная лента призвана улучшить точность управления, производится из нейлона.

Из чего состоит современная покрышка

Шина состоит не из одного, а из целого ряда материалов, состав и соотношение которых меняется, зависимо от модели, типа и назначения покрышки. Например, шины 205 55 R 16 ContiPremiumContact, которая весит 9,3 кг, состоит из:

1) Натурального и синтетического каучука, их в модели 41%;

2) Наполнителей, таких как сажа, силикаты, углерод и даже мел. Их в шине есть 30%;

3) Стальных и нейлоновых            упрочнителей, которых здесь 15%;

4) Размягчителей. Это масла и смолы, которых в шине 6%;

5) Есть в модели и химикаты для вулканизации, которых также 6%;

6) Также не забыты химикаты, призванные предотвращать старение, их есть 1%;

7) И еще 1% мелких «тактических» примесей.

Устройство автомобильной шины

Автомобили движутся на пневматических шинах, заполненных сжатым воздухом. Шины являются единственными составными частями автомобиля, которые непосредственно контактируют с поверхностью дороги.

Однако, это не говорит о том, что шины могут использоваться в автомобиле без дополнительных деталей. Их следует монтировать для этой цели на дисковые колеса.

ШИНЫ

Шины выполняют следующие функции:

• Шины воспринимают общую массу автомобиля.

• Шины непосредственно контактируют с поверхностью дороги и, следовательно, передают приводное и тормозное усилие автомобиля к дороге, обеспечивая, тем самым, трогание, разгон, замедление, остановку и поворот.

• Шины ослабляют (смягчают) удары, вызываемые неровностями на дорожном покрытии.

УСТРОЙСТВО ШИНЫ

На рисунке ниже показано основное устройство шины.

1. Каркас (корд)

Каркас является остовом шины. Он должен быть достаточно жестким, чтобы выдерживать высокое давление воздуха, и, тем не менее, достаточно эластичным для поглощения изменений нагрузки и ударов. Он состоит из слоев шинного корда (листов из параллельных прочных нитей), соединенных вместе резиной. Корд в шинах для автобусов и грузовых автомобилей обычно изготавливается из нейлона или стали, тогда как в шинах легковых автомобилей используется полиэфир или нейлон. Шины обычно классифицируются по направлению слоев корда на радиальные и диагональные.

2. Протектор

Протектор — это внешний резиновый слой, предохраняющий каркас от износа и внешних повреждений, вызываемых поверхностью дороги. Это та часть, которая непосредственно контактирует с поверхностью дороги и создает силу трения, с помощью которой передаются приводное и тормозное усилия к дороге. Рисунок протектора состоит из канавок, отформованных на поверхности протектора и предназначенных для более эффективной передачи этих сил к дороге.

3. Боковины

Боковинами являются резиновые слои, которые покрывают стороны шины и предохраняют каркас от внешнего повреждения. Это самые большие, наиболее эластичные составные части шины, они непрерывно изгибаются под действием нагрузок при движении.

На боковины наносятся название изготовителя, размеры шины и другая информация.

4. Брекер

Брекер — это тканевый слой между каркасом и протектором, он усиливает сцепление между ними, одновременно помогая ослабить удары, передаваемые на каркас от дороги. Брекеры обычно используются в диагональных шинах. В шинах для автобусов, грузовых автомобилей большой и малой грузоподъемности применяются нейлоновые брекеры. В шинах легковых автомобилей •применяют полиэфир.

5. Лента (жесткий брекер)

Этот тип брекера используется для радиальных шин. Расположенные наподобие обруча по окружности шины между каркасом и резиной протектора, они прочно удерживают каркас на месте. В шинах для легковых автомобилей применяются жесткие брекеры из стали, искусственного волокна или полиэфирного корда, тогда как брекеры для шин автобусов и грузовиков изготавливаются из стального корда.

6. Борта

Чтобы предохранить шину от соскакивания с обода под действием различных сил, свободные края или борта слоев корда наматываются вокруг прочных стальных проволок, называемых проволочным кольцом борта. Давление воздуха внутри шины поджимает борта к ободам колеса и прочно удерживает их на месте. Борта защищены от повреждений, вызываемых изнашиванием при контакте с ободом, прочными резиновыми лентами, называемыми бортовыми лентами.

РИСУНКИ ПРОТЕКТОРА

Большое разнообразие рисунков формуется в протекторе для дренирования воды и противодействия различным факторам, обусловленным состоянием дорожной поверхности и типом автомобиля.

1. Ребристый рисунок

Ребристый рисунок состоит из нескольких параллельных зигзагообразных канавок, проходящих по окружности шины. Этот рисунок наиболее подходит для езды с высокой скоростью по дорогам с твердым покрытием и используется для различных автомобилей — от легковых до автобусов и грузовых автомобилей.

Характеристики

• Ребристый рисунок сводит к минимуму сопротивление качению шины.

• Большое сопротивление боковому скольжению обеспечивает хорошую управляемость автомобиля.

• Снижается шумность шины.

• Тяговые качества несколько хуже, чем у шин со шпорным рисунком протектора.

2. Шпорный рисунок

Канавки в шпорном рисунке выполнены примерно под прямыми углами к боковой поверхности шины. Зачастую такой рисунок используется в шинах грузовых автомобилей и строительных машин, такой рисунок протектора предназначен для езды по немощеным дорогам.

Характеристики

• Шпорный рисунок обеспечивает хорошие тяговые свойства.

• Сопротивление качению шины несколько выше.

• Сопротивление боковому скльжению меньше.

• Протектор в зоне шпор подвержен неравномерному износу.

• Шумность шины больше.

3. Ребристо-шпорный рисунок

В этом рисунке протектора, обычно используемом в шинах автобусов и грузовых автомобилей, объединены ребристый и шпорный рисунки для обеспечения стабильной характеристики движения по дорогам с покрытием и без покрытия.

Характеристики

• Ребристый рисунок, идущий вдоль центральной части шины, стабилизирует автомобиль, сводя к минимуму боковое скольжение, тогда как шпорный рисунок по краям шины улучшает характеристики движения и торможения.

• Шпорная часть рисунка более подвержена неравномерному износу.

4. Блочный рисунок

В этом рисунке протектор разделен на независимые блоки. Используемый в большинстве снежных шин, блочный рисунок протектора в настоящее время вводится также и для некоторых радиальных шин легковых автомобилей.

Характеристики

• Блочный рисунок обеспечивает улучшение характеристик движения и торможения.

• Блочный рисунок снижает скольжение и занос на грязных и заснеженных дорогах.

• Шины имеют тенденцию к более быстрому износу в сравнении с шинами с реберным и шпорным рисунками протектора.

• Сопротивление качению несколько больше.

• Протектор подвержен необычному износу, особенно на дорогах с твердым покрытием.

ВНИМАНИЕ!

Шины с рисунком одного направления

Это шины с рисунком протектора, который имеет направленность относительно направления вращения. Боковым канавкам в протекторе шины придается направленность для улучшения рабочих характеристик при движении по мокрым дорогам, облегчая дренирование воды. Характеристика таких шин на мокрых дорогах ухудшается, если они устанавливаются в неправильном направлении вращения.

Что такое автобус?

Обновлено: 06.07.2021 автором Computer Hope

Альтернативно известная как адресная шина , шина данных или локальная шина , шина представляет собой соединение между компонентами или устройствами, подключенными к компьютеру. Например, шина передает данные между ЦП и системной памятью через материнскую плату.

Почему компьютерная шина называется шиной?

Компьютерный автобус можно представить себе как общественный транспорт или школьный автобус.Эти типы автобусов способны перевозить людей из одного пункта назначения в другой. Подобно этим шинам, компьютерная шина передает данные из одного места или устройства в другое место или устройство.

Компьютерная шина работает по строгому расписанию, «забирая» данные и «отправляя» их через равные промежутки времени. Например, если шина работает на частоте 200 МГц, она выполняет 200 миллионов передач данных в секунду. Эта скорость называется шириной шины .

Обзор компьютерной шины

Шина содержит несколько проводов (сигнальных линий) с адресной информацией, описывающей ячейку памяти, откуда данные отправляются или извлекаются.Каждый провод в шине несет бит(ы) информации, что означает, что чем больше проводов в шине, тем больше информации она может адресовать. Например, компьютер с 32-разрядной адресной шиной может адресовать 4 ГБ памяти, а компьютер с 36-разрядной шиной — 64 ГБ памяти.

На приведенном ниже рисунке показаны различные типы компьютерных шин и то, как они соединяют устройства на материнской плате.

Типы компьютерных шин

Шина — это параллельная или последовательная шина, а также внутренняя шина (локальная шина) или внешняя шина (шина расширения ).

Внутренняя шина по сравнению с внешней шиной

Внутренняя шина обеспечивает связь между внутренними компонентами, такими как видеокарта и память. Внешняя шина может обмениваться данными с внешними периферийными устройствами, такими как USB или SCSI-устройство.

Параллельная шина против последовательной шины

Компьютерная шина может передавать свои данные, используя либо параллельный, либо последовательный метод связи. По параллельной шине данные передаются по несколько битов за раз. Однако по последовательной шине данные передаются побитно.

Адресная шина и шина данных

С компьютерной памятью адресная шина компьютера — это шина, содержащая ячейку памяти (адрес памяти), где данные расположены в памяти компьютера. Как только компьютер понимает, где взять информацию, шина данных используется для передачи этих данных.

Скорость шины

Скорость шины компьютера или устройства измеряется в МГц, например, FSB может работать на частоте 100 МГц. Пропускная способность шины измеряется в битах в секунду или мегабайтах в секунду.

Примеры компьютерных шин

Самые популярные компьютерные шины

Сегодня многие из перечисленных выше автобусов больше не используются или не так распространены. Ниже приведен список наиболее распространенных шин и способов их использования с компьютером.

ADB, AGP, AMR, шина AT, задняя шина, канал, тактовая частота, CNR, EISA, термины оборудования, HyperTransport, IDE, шина ввода/вывода, ISA, MCA, термины материнской платы, множитель, NuBus, PCI, PCI Express, PCMCIA, SBus, SCSI, SMBus, USB, Vitesse-Bus, VLB, XT

Подключение шины устройства (перьевое устройство Windows)

  • Статья
  • 5 минут на чтение
  • 6 участников

Полезна ли эта страница?

да Нет

Любая дополнительная обратная связь?

Отзыв будет отправлен в Microsoft: при нажатии кнопки отправки ваш отзыв будет использован для улучшения продуктов и услуг Microsoft.Политика конфиденциальности.

Представлять на рассмотрение

В этой статье

В этом разделе обсуждаются способы подключения к шине для перьевого устройства Windows.

Интегрированное перьевое устройство Windows может использовать предоставленные корпорацией Майкрософт драйверы входящих сообщений для подключения к своему хосту Windows с использованием HID через USB, HID через I²C или (начиная с Windows 11) HID через SPI.Однако вы можете использовать любую другую шину, если вы предоставите необходимый совместимый с Windows драйвер мини-порта HID стороннего производителя для перьевого устройства. На следующей схеме показан стек драйверов Windows 11 для перьевого устройства Windows.

Для полной совместимости с версиями Windows 11 для настольных ПК (Домашняя, Профессиональная, Корпоративная и Образовательная) мы рекомендуем использовать входящие драйверы, предоставленные Microsoft. Если вы решите использовать сторонний драйвер мини-порта, вы должны добавить этот сторонний драйвер в соответствующие OEM-образы и образы восстановления системы, а затем сделать эти образы доступными для загрузки в Центре обновления Windows.

В следующих разделах представлены некоторые примеры конфигураций устройств.

Устройства I²C

Интегрированный модуль пера Windows определяется как комбинация контроллера IC и датчика.

Перьевой модуль Windows, который подключается к своему хосту Windows через шину I²C, должен, как минимум, открывать следующие пять контактов:

  • Линия передачи данных (SDA)
  • Линия синхронизации (SCL)
  • Линия прерывания
  • Линия электропитания
  • Заземление (GND)

Ниже приведена схема соединений между перьевым устройством Windows и его хостом Windows.

При подключении к контроллеру I²C важно понимать потребности в пропускной способности всех компонентов, совместно использующих этот контроллер. Для встроенного пера Windows рекомендуется минимальная тактовая частота I²C 400 кГц. Настоятельно рекомендуется, чтобы встроенные контроллеры пера Windows не использовали один и тот же контроллер I²C с компонентами, которые имеют высокую пропускную способность.

Мы рекомендуем подключить линию прерывания (также называемую линией ATTN) к контроллеру On-SoC GPIO или к IOAPIC.Ресурс GPIO или IOAPIC, к которому подключена линия прерывания, должен быть способен (и настроен для) пробуждения SoC. Возможность пробуждения позволяет встроенному перу Windows пробуждать систему в различных сценариях.

Если вы решите использовать функцию пробуждения, линия питания, подключенная к встроенному перьевому устройству Windows, не должна использоваться совместно с другими устройствами, не поддерживающими пробуждение. Чтобы сценарии пробуждения работали должным образом, используемая линия питания должна находиться под напряжением во время подключения в режиме ожидания/S3.

Записи таблицы ACPI

Перьевое устройство Windows, подключенное через I²C, должно определить запись в таблице расширенного интерфейса конфигурации и питания (ACPI) хоста, чтобы устройство было распознано хостом. Дополнительные сведения о ACPI см. в разделе Расширенная конфигурация и спецификация интерфейса питания.

В записи таблицы ACPI должна быть указана следующая информация:

Вход Описание
Имя записи устройства ACPI Четырехзначный идентификатор, уникальный для таблицы ACPI, для ссылки на устройство.Например, «ВПЕН».
Идентификатор оборудования ACPI 4-символьный + 4-значный идентификатор оборудования ACPI для ссылки на устройство. Это отображается в диспетчере устройств. Например, «MSFT0001».
Совместимый ID Это всегда должно быть «PNP0C50», чтобы указать, что устройство совместимо с HID I²C.
Контроллер I²C Указывает контроллер I²C на хосте Windows. Этот контроллер используется для подключения пера к хосту Windows и позволяет перу и хосту обмениваться данными.Например, «I2C3» — для обозначения контроллера I²C №3.
Адрес подчиненного устройства I²C Указывает адрес подчиненного устройства I²C для устройства. Хост использует этот адрес, чтобы выделить перьевое устройство на шине I²C для связи. Например, «0x6F».
Скорость I²C Указывает максимальную скорость, поддерживаемую как устройством, так и контроллером I²C. Указание скорости в таблице ACPI обеспечивает надежную связь. Эта скорость не должна быть ниже 400 кГц (0x61A80).
Контроллер GPIO Контроллер GPIO, к которому подключена линия прерывания пера. Это сообщает хосту, где «прослушивать» сигналы прерывания. Например, «GPIO0» — для обозначения контроллера GPIO №0.
Ресурс/контакт GPIO Вывод контроллера GPIO, к которому подключена линия прерывания пера. Затем хост связывает этот конкретный вывод GPIO с сигналами прерывания от пера. Например, «{35}» — для обозначения контакта 35.
Тип ресурса GPIO Определяет ограничения вокруг ресурса GPIO.Для этой записи в таблице ACPI должно быть установлено значение «Эксклюзив», если только вы не хотите выбрать пробуждение SoC. Если вы решили выбрать SoC Wake, то установите для этой записи значение «ExclusiveAndWake».
Тип подтверждения прерывания GPIO Определяет тип запуска, который перо будет обеспечивать для своих прерываний. Это может быть «запуск по фронту» или «запуск по уровню». Устройства, совместимые с HID I²C, должны использовать прерывания, запускаемые по уровню.
Уровень подтверждения прерывания GPIO Определяет уровень напряжения на линии прерывания, когда прерывание установлено устройством.Это может быть указано как «ActiveLow» или «ActiveHigh».

USB-устройства

Высокоскоростной/полноскоростной встроенный перьевой модуль Windows, подключенный через USB 2.0, должен иметь необходимые контакты для подключения к хосту.

Соединение с хостом может принимать разные формы и остается на усмотрение интегратора.

Обратите внимание, что при подключении к концентратору USB важно понимать потребности в пропускной способности всех компонентов, которые совместно используют концентратор.Настоятельно рекомендуется, чтобы устройства с высокой пропускной способностью и встроенные контроллеры пера Windows не использовали один и тот же концентратор USB, так как это может привести к тому, что требования к пропускной способности превысят пропускную способность шины.

USB-мосты (I ² C -> USB)

Если вы используете USB-мост для подключения интегрированного пера I²C Windows к хосту, мост должен предоставлять интегрированное перо Windows как отдельный узел устройства с уникальными атрибутами устройства (wVendorID, wProductID, wVersionID).

Устройства HID SPI

Модуль Windows Pen определяется как комбинация контроллера IC и датчика.

Перьевой модуль Windows, который подключается к своему хосту Windows через шину SPI, должен, как минимум, открывать следующие пять контактов:

  • Линия передачи данных (SDA)
  • Линия синхронизации (SCL)
  • Линия выбора чипа (SS)
  • Линия прерывания
  • Линия электропитания
  • Заземление (GND)

Ниже приведена схема соединений между устройством Windows Pen и его хостом Windows.

Записи таблицы ACPI

Устройство Windows Pen, подключенное через SPI, должно определить запись в таблице расширенного интерфейса конфигурации и питания (ACPI) хоста, чтобы устройство было распознано хостом. Дополнительные сведения о ACPI см. в разделе Расширенная конфигурация и спецификация интерфейса питания.

В записи таблицы ACPI должна быть указана информация, как описано в статье Поддержка Plug and Play для HID через SPI.

Устройство универсальной последовательной шины — обзор

Универсальная последовательная шина

Лидеры индустрии ПК (включая Compaq, IBM, Intel и Microsoft) разработали универсальную последовательную шину (USB) в качестве замены стандартных последовательных и параллельных портов на ПК. .USB — это высокоскоростная многоточечная последовательная шина со скоростью передачи данных до 12 Мбит/с (или до 1,5 Мбит/с для более медленных устройств). Это настоящая шина, которая может поддерживать до 127 устройств с одним хост-контроллером (ПК).

USB использует строго контролируемую систему проводки, которая предотвращает ошибочные соединения. Кроме того, он может обеспечивать питание постоянного тока для периферийных устройств (5 В при токе до 5 А) и поддерживает горячую замену. То есть вы можете безопасно подключать или отключать USB-устройства от шины, не выключая и не перезагружая ПК.Устройства USB также работают по принципу plug-and-play, поэтому их программное обеспечение драйвера самонастраивается на ПК под управлением Windows 98 или Windows 2000 (или Windows 95, если это версия 4.00950B или более поздняя). Windows NT не поддерживает USB.

USB предназначен для подключения стандартных, медленных (мышь, клавиатура) и среднескоростных (сканер, принтер) периферийных устройств к ПК с минимальными усилиями пользователя. С этой целью большинство новых ПК теперь содержат порты USB, а в некоторых из них устранены старые последовательные и параллельные порты. Со временем основные производители ПК откажутся от большинства или всех внутренних слотов расширения (PCI) и будут полагаться на USB и FireWire (см. следующий раздел) для подключения всех периферийных устройств к ПК.Это называется стратегией «закрытой коробки» на будущее (пользователям никогда не придется открывать свой ПК для подключения нового устройства). Промышленные ПК должны еще долгие годы сохранять свои слоты расширения и «устаревшие» порты.

Помня об этой тенденции, многие производители систем сбора данных выпускают продукты, которые подключаются к портам USB. Конечно, из-за ограниченной скорости шины USB большинство этих продуктов работают с низкой частотой дискретизации, всего около 100 тыс. выборок в секунду (дополнительную информацию о продуктах для сбора данных USB см. в главе 11).

Для USB используется специальный четырехжильный кабель длиной до 5 метров, распиновка разъема которого показана в Таблице 8-7. Два провода, +DATA и –DATA, представляют собой витую пару, по которой передается дифференциальный сигнал данных. Два других провода, VCC и GND, обеспечивают дополнительное питание +5 В для периферийных устройств. USB предназначен для одного хост-устройства, поэтому его обычно нельзя использовать для подключения одного ПК к другому (в отличие от параллельного порта IEEE-1284). Однако некоторые производители выпускают для этой цели специальные USB-кабели вместе со специальным программным обеспечением (например, для передачи данных между ПК и портативным компьютером).

ТАБЛИЦА 8-7. USB разъем PIN-код назначения

PIN-код # сигнал
VCC 9 -Data
3 + Data
4 GND

Типичный ПК имеет два порта USB. Если вы хотите подключить к ПК больше устройств, вам понадобится концентратор, специальное USB-устройство, содержащее несколько дополнительных USB-портов.На рис. 8-21 показана типичная схема USB-подключения с использованием 5-портовых концентраторов.

Рис. 8-21. Типичное USB-подключение к ПК.

Поскольку USB использует только одну разностную пару данных, он является асинхронным. Кроме того, только одно устройство может передавать в любой момент времени (как на шине RS-485). Данные кодируются по схеме NRZI (без возврата к нулю, инвертированная). В NRZI значение бита 0 заставляет линейный драйвер переключать состояния, а значение 1 заставляет его оставаться прежним. Например, поток из 0 бит будет генерировать тактовый сигнал, поскольку для каждого битового интервала будет переход.USB добавляет битовое заполнение к NRZI, чтобы гарантировать, что приемник не выйдет из синхронизации с передатчиком, если будет отправлено слишком много единиц. Всякий раз, когда есть непрерывный поток из шести битов 1, передатчик добавляет (или вставляет) бит 0, чтобы создать новый переход. Приемник использует 0-битные переходы для синхронизации своих часов с потоком данных.

USB использует сложный протокол связи, основанный на трех типах пакетов: токен, данные и квитирование. Хост (ПК) начинает транзакцию, отправляя токен-пакет, адресованный желаемому устройству.Каждое устройство на шине имеет уникальный адрес. Поле адреса в пакете токена имеет длину 7 бит, что позволяет использовать 128 уникальных адресов (и ограничение на 127 устройств на шине). Затем происходит обмен данными через пакет данных, содержащий до 1023 битов данных вместе с CRC для проверки ошибок. Наконец, пакет рукопожатия передается для завершения транзакции.

Как и большинство технологий, связанных с ПК, стандарт USB продолжает развиваться. Первым широко используемым стандартом USB была версия 1.1. Несколько лет спустя был разработан USB 2.0 с увеличением скорости в 40 раз — до 480 Мбит/с. USB 2.0 обратно совместим с оригинальными USB-устройствами и кабелями со скоростью 12 Мбит/с. Устройства USB будут согласовывать с хостом работу на максимальной скорости, разрешенной на этой шине. USB 2.0 напрямую поддерживается более новыми операционными системами, такими как Windows 2000 и Windows Me.

Этот более быстрый стандарт USB, даже с накладными расходами протокола передачи, может поддерживать высокоскоростной сбор данных. Тем не менее, это медленнее, чем интерфейсная карта PCI, использующая механизм прямого доступа к памяти для захвата данных.Однако для большинства приложений общего назначения скорости USB 2.0 будет достаточно.

Что такое автобус? — Определение из Техопедии

Что означает автобус?

Шина — это подсистема, которая используется для соединения компонентов компьютера и передачи данных между ними. Например, внутренняя шина соединяет внутренние компоненты компьютера с материнской платой. «Топология шины» или схема также могут использоваться другими способами для описания цифровых соединений.

Шина может быть параллельной или последовательной.Параллельные шины передают данные по нескольким проводам. Последовательные шины передают данные в бит-последовательном формате.

Techopedia объясняет автобус

Шина изначально представляла собой электрическую параллельную структуру с проводниками, соединенными с идентичными или похожими контактами ЦП, например, 32-разрядная шина с 32 проводами и 32 контактами. Самые ранние шины, часто называемые силовыми шинами или шинами, представляли собой наборы проводов, которые соединяли периферийные устройства и память, причем одна шина предназначалась для периферийных устройств, а другая — для памяти.Каждая шина включала отдельные инструкции и отдельные протоколы и синхронизацию.

Стандарты параллельной шины включают передовые технологии (ATA) или интерфейс малой компьютерной системы (SCSI) для принтеров или жестких дисков. Стандарты последовательной шины включают универсальную последовательную шину (USB), FireWire или последовательный ATA с топологией гирляндной цепи или дизайном концентратора для устройств, клавиатур или модемных устройств.

Типы компьютерных шин:

  • Системная шина: Параллельная шина, которая одновременно передает данные по 8-, 16- или 32-битным каналам и является основным путем между ЦП и памятью.

  • Внутренняя шина: Подключает локальное устройство, например внутреннюю память ЦП.

  • Внешняя шина: Подключает к материнской плате периферийные устройства, такие как сканеры или дисководы.

  • Шина расширения: Позволяет платам расширения получать доступ к ЦП и ОЗУ.

  • Передняя шина: Основная компьютерная шина, которая определяет скорость передачи данных и является основным путем передачи данных между ЦП, ОЗУ и другими устройствами материнской платы.

  • Задняя шина: Переносит данные вторичного кэша (кэш L2) на более высоких скоростях, обеспечивая более эффективную работу ЦП.

По мере развития шина может обсуждаться на основе различных инженерных моделей. Например, есть параллельная шина и последовательная шина, как упоминалось выше, а также разные типы шин, которые вы встретите на материнской плате компьютера, например, системная шина, адресная шина или шина ввода-вывода.

Также можно говорить о шинах в виде скоростей передачи данных.Здесь «скорость шины» или скорость может быть указана в мегагерцах или в мегабайтах в секунду. Например, считается, что 100 МГц соответствует примерно 6400 МБ в секунду в некоторых архитектурах.

Как правило, скорости, достигаемые современными процессорами, включают скорости шины, обычно менее 10 000 МБ или 10 ГБ в секунду.

Также имеется обозначение шины в зависимости от того, где она расположена на печатной плате. Фронтальная шина обычно считается самой быстрой шиной на материнской плате.

Что касается других вариантов использования термина «шина», то топология сетевой шины отличается от конфигураций электрических шин, упомянутых в связи с печатной платой и электрической конструкцией.

В сети «шина» представляет собой цифровую структуру, которая будет передавать данные либо в формате параллельной шины, либо в формате последовательной шины по набору узлов.

Конструкция шины является неотъемлемой частью электротехники, а также, как уже упоминалось, сетей. По мере развития соединений центральная концепция шины будет оставаться актуальной.

Системная шина

 

7.1 Системная шина

 

Внешняя шина канал связи между основными компонентами компьютерной системы, такими как ЦП и ПМ. Шина внутри ЦП называется внутренней шиной. Многие системы иметь несколько внешних шин. Мы тут ограничить наше обсуждение одной внешней шиной, которую мы называем системной шиной (или только шина), которая соединяет ЦП со всеми остальными компонентами простого компьютерная система.

 

 

7.1 Системная шина

 

Внешняя шина канал связи между основными компонентами компьютерной системы, такими как ЦП и ПМ. Шина внутри ЦП называется внутренней шиной. Многие системы иметь несколько внешних шин. Мы тут ограничить наше обсуждение одной внешней шиной, которую мы называем системной шиной (или только шина), которая соединяет ЦП со всеми остальными компонентами простого компьютерная система.

 

 

 

 

Шина не напрямую подключен к ЦП, PM, вторичным модулям хранения и IO устройства. Вместо этого он подключен к каждому контроллера этих устройств. DMA — это не устройство, а особый вид блока управления, который участвует в передаче во вторичную память и из нее устройства, такие как диск и компакт-диск. Автобус транзакция состоит из двусторонней связи между двумя компонентами во время которой шина обычно недоступна для какой-либо другой связи.Компонент, который инициирует шину транзакция называется инициатором, мастером шины или просто мастером. Мастер выдает запрос, например чтение или писать в какой-то другой компонент, который называется ответчиком или раб. Обычные пары ведущий-ведомый BIU-PMC, BIU-IOC и DMA-PMC. А транзакция начинается, когда мастер отправляет запрос, и заканчивается, когда запрошенный действие завершено. Конкретный автобус всегда использует один и тот же набор правил для связи между мастером и раб.Этот набор правил называется протокола шины, и каждое устройство, подключенное к шине, должно следовать этим правилам. SCSI (интерфейс для малых компьютеров), PCI (межсоединение периферийных компонентов) и EISA (расширенный ISA; ISA был оригинальная шина IBM AT) являются распространенными протоколами, используемыми в ПК.

 

Автобус состоит из три типа проводов, называемых линиями. То линии управления, которые в совокупности называются шиной управления, передают вид автобусной транзакции (т.г., ЧТЕНИЕ, ЗАПИСЬ) и другую информацию от мастера к раб. Кроме того, шина управления передает обратные сигналы от ведомого к ведущему (например, MRC). Адресные линии, вместе называемые адресная шина, передайте адрес местоположения в подчиненном устройстве данных которое должно быть прочитано (транзакция чтения) или местоположение, в которое данные должны быть быть записанным (записать транзакцию). Данные линии, которые в совокупности называются шиной данных, передают данные, которые читается или пишется.Обратите внимание, что даже хотя каждый из этих трех наборов линий называется шиной, все эти линии на самом деле являются частью одной и той же единой шины (системной шины).

 

В автобусе есть часы и один период этих часов составляет цикл шины или часы шины (BCLK), как в отличие от тактовой частоты процессора (CPU) (PCLK). BCLK намного длиннее, чем PCLK. Высокопроизводительные ПК могут иметь шину с частотой 100 МГц или немного выше. с процессором от 700 МГц до 1 ГГц. Обычно минимальное время передачи запроса от мастера к ведомый или для передачи ответа от ведомого к ведущему — один BCLK.

 

7.2 Автобус Арбитраж

 

Во время одного BCLK один и только один из компонентов, подключенных к шине, является мастером шины, каждый из другие устройства являются либо ведомыми, либо неактивными. Мастер шины инициирует передачу по шине, в то время как ведомый пассивен. потому что он может только ждать запроса от мастера шины. Эта зависимость не всегда постоянна, т. например, либо BIU, либо DMA могут быть ведущими, а PMC — ведомыми.Арбитр шины разрешает одновременные заявки на использование автобуса. Два основных типы арбитров бывают централизованными и распределенными.

 

Централизованный арбитр — это отдельный компонент, который всегда принимает решение. Как показано на На рисунке ниже все устройства подключены параллельно к шине запроса линия (BR’) и ​​линия занятости шины (BBSY’), а также последовательно с линией предоставления шины (БГ). Если устройству нужна шина, оно утверждает BR’ и затем ждет.Когда он видит, что его BGi установлен, он проверяет ББСИ’. Если утверждается BBSY’, это ждет, пока он не будет деактивирован, а затем начинает автобусная сделка. Последовательное соединение подключения всех устройств к линии предоставления шины называется последовательной цепочкой. Каждое устройство в цепочке передает сигнал BG к следующему устройству в цепочке, если оно не запросило шину, в которой случае не проходит сигнал. В гирляндная цепочка, если несколько устройств одновременно запросили шину, тот, который находится ближе всего к арбитру в цепочке, имеет наивысший приоритет и сядет на автобус.

 

 

В распределенном Все устройства арбитра подключены к общему набору линий запроса. Каждое устройство знает свой приоритет. Когда устройству нужна шина, оно выводит приоритет на строки запроса, а затем читает строки запроса. Если строки запроса содержат код приоритета, то это запросчик с наивысшим приоритетом, поэтому он получает автобус. Все остальные устройства увидят код выше своего приоритета и отложит использование автобуса.

 

7.3 Синхронный и Асинхронные шины

 

Автобусы бывают двух видов: синхронные и асинхронные. Каждое устройство, подключенное к синхронной шине, включая BIU, получает информацию о времени от общих часов, например, Bclk. После того, как мастер получает шину, он может начать транзакцию на следующий положительный фронт Bclk. Мастер указывает адрес ведомого на адресная шина. Через некоторое время он ставит тип запроса (т.грамм. READ) и другую управляющую информацию на панели управления. автобус. Эта небольшая задержка перед отправкой контрольная информация необходима для того, чтобы к тому времени, когда она достигнет ведомому, адрес уже поступил на ведомое устройство. Следующие сроки диаграмма показывает последовательность, в которой различные сигналы подаются на шину во время транзакции, в которой ЦП считывает слово из памяти.

 

 

Количество Bclks для транзакции фиксируется аппаратно для каждого конкретный протокол синхронной шины.Каждая транзакция использует одинаковое количество Bclks, независимо от вида сделки. Длина T 1 должна быть достаточно длинным, чтобы каждый потенциальный ведомый на шине мог видеть стабильный адрес и сигналы управления к началу Т 2 . Как только раб увидит READ сигнал, он должен поместить запрошенные данные на шину данных достаточно до того, как начало T 3 что данные будут стабильно на шине данных. Мастер предполагает, что запрошенные данные будут стабильными на шине данных в течение T 3 , так что он может зафиксировать данные в своей памяти. буфер ввода данных до конца T 3 .Мы видим, что длина a Bclk должен быть не меньше максимального значения далее:

1) 1)         [T 1 ] Максимальное время, необходимое любому ведущему устройству для передачи адреса, данных и управляющих сигналов на шину, плюс максимальное задержка распространения между любой парой ведущий-ведомый, которая может быть подключена к автобус.

2) 2)         [T 2 ] Максимальное время, в течение которого любое ведомое устройство может декодировать любой запрос и ответить на него. на этот запрос (т.грамм. поместить данные на шину или снять данные с шины), в том числе любой контроль или статус возвращаются мастеру.

3) 3)         [T 3 ] Максимальная задержка распространения между любая пара ведомый-ведущий, которая может быть подключена к шине плюс максимальное время любой ведущий требует фиксации данных, управления и сигналов состояния.

 

Синхронная шина просто и дешево.Его большой недостаток заключается в том, что часы должны быть достаточно медленными, чтобы работать с самым медленным устройством, которое будет когда-либо подключен к шине, так как BIU не может определить, устройство ответило и, следовательно, должно предположить, что устройство ответило к концу одного цикла шины. в В приведенном выше примере мастер предполагает, что ведомый ответил к концу T 2 , и завершает действия по завершению транзакции. во время Т 3 . Если ведомое устройство не ответило к концу T 2 , мастер защелкнет мусор в свой буфер ввода данных и принять его как допустимые данные.

 

Асинхронная шина имеет нет общих часов, вместо этого используется рукопожатие для синхронизировать действия устройства и БИУ. Имеются две линии контроля времени: Готов и Примите, как показано на рисунке ниже. Например, чтобы выполнить чтение из PM, BIU помещает адрес и сигнал READ на автобусе. После задержки на максимальный перекос (максимальный перекос — это время, за которое все автобусные линии стабильное состояние), BIU сообщает «Готово».К тому времени, когда PMC получил сигнал «Готово», он уже расшифровал информацию об адресе и режиме. После получения сигнала готовности PMC помещает данные на шину и утверждает Принять. (Стрелки в диаграмма указывает на реакцию на различные события). После того как BIU получает сигнал Accept, он задержки для максимального перекоса, а затем стробирует данные в MBR. Затем он сбрасывает сигнал готовности. После небольшой задержки, так что изменение в Готово достигает PMC до того, как PM увидит адрес и сброс сигнала чтения, BIU сбрасывает адрес и сигнал чтения.PMC видит падение сигнала Ready и затем удаляет данные и Принять сигнал.

 

 

Последовательность

1)    1) мастер утверждает, что готов

2)    2) подчиненный утверждает принять

3)    3) мастер де-утверждает готовность

4)    4) раб де-утверждает

— это четыре шага рукопожатия. Так как действия хозяина и раба не привязаны к часам, на асинхронной шине можно разместить устройства, очень разное время отклика.А фиксированный временной интервал, достаточный для размещения медленного CU, не нужный. Таким образом, транзакции между КС с коротким временем отклика будут короткими, а транзакции между CU с длительным время отклика будет долгим.

 

Адаптировано из Copyright 2000 Роберт М. Грэм

 

 

 

 

Шина не напрямую подключен к ЦП, PM, вторичным модулям хранения и IO устройства.Вместо этого он подключен к каждому контроллера этих устройств. DMA — это не устройство, а особый вид блока управления, который участвует в передаче во вторичную память и из нее устройства, такие как диск и компакт-диск. Автобус транзакция состоит из двусторонней связи между двумя компонентами во время которой шина обычно недоступна для какой-либо другой связи. Компонент, который инициирует шину транзакция называется инициатором, мастером шины или просто мастером.Мастер выдает запрос, например чтение или писать в какой-то другой компонент, который называется ответчиком или раб. Обычные пары ведущий-ведомый BIU-PMC, BIU-IOC и DMA-PMC. А транзакция начинается, когда мастер отправляет запрос, и заканчивается, когда запрошенный действие завершено. Конкретный автобус всегда использует один и тот же набор правил для связи между мастером и раб. Этот набор правил называется протокола шины, и каждое устройство, подключенное к шине, должно следовать этим правилам.SCSI (интерфейс для малых компьютеров), PCI (межсоединение периферийных компонентов) и EISA (расширенный ISA; ISA был оригинальная шина IBM AT) являются распространенными протоколами, используемыми в ПК.

 

Автобус состоит из три типа проводов, называемых линиями. То линии управления, которые в совокупности называются шиной управления, передают вид шинных транзакций (например, READ, WRITE) и другую информацию от ведущего к раб. Кроме того, шина управления передает обратные сигналы от ведомого к ведущему (т.г., МРЦ). Адресные линии, вместе называемые адресная шина, передайте адрес местоположения в подчиненном устройстве данных которое должно быть прочитано (транзакция чтения) или местоположение, в которое данные должны быть быть записанным (записать транзакцию). Данные линии, которые в совокупности называются шиной данных, передают данные, которые читается или пишется. Обратите внимание, что даже хотя каждый из этих трех наборов линий называется шиной, все эти линии на самом деле являются частью одной и той же единой шины (системной шины).

 

В автобусе есть часы и один период этих часов составляет цикл шины или часы шины (BCLK), как в отличие от тактовой частоты процессора (CPU) (PCLK). BCLK намного длиннее, чем PCLK. Высокопроизводительные ПК могут иметь шину с частотой 100 МГц или немного выше. с процессором от 700 МГц до 1 ГГц. Обычно минимальное время передачи запроса от мастера к ведомый или для передачи ответа от ведомого к ведущему — один BCLK.

 

7.2 Автобус Арбитраж

 

Во время одного BCLK один и только один из компонентов, подключенных к шине, является мастером шины, каждый из другие устройства являются либо ведомыми, либо неактивными. Мастер шины инициирует передачу по шине, в то время как ведомый пассивен. потому что он может только ждать запроса от мастера шины. Эта зависимость не всегда постоянна, т. например, либо BIU, либо DMA могут быть ведущими с PMC в качестве раб. Автобусный арбитр решает одновременные запросы на использование автобуса.Два основных типа арбитров — централизованные и распределенные.

 

Централизованный арбитр — это отдельный компонент, который всегда принимает решение. Как показано на На рисунке ниже все устройства подключены параллельно к шине запроса линия (BR’) и ​​линия занятости шины (BBSY’), а также последовательно с линией предоставления шины (БГ). Если устройству нужна шина, оно утверждает BR’ и затем ждет. Когда он видит, что его BGi установлен, он проверяет ББСИ’. Если утверждается BBSY’, это ждет, пока он не будет деактивирован, а затем начинает автобусная сделка.Последовательное соединение подключения всех устройств к линии предоставления шины называется последовательной цепочкой. Каждое устройство в цепочке передает сигнал BG к следующему устройству в цепочке, если оно не запросило шину, в которой случае не проходит сигнал. В гирляндная цепочка, если несколько устройств одновременно запросили шину, тот, который находится ближе всего к арбитру в цепочке, имеет наивысший приоритет и сядет на автобус.

 

 

 

В распределенном Все устройства арбитра подключены к общему набору линий запроса.Каждое устройство знает свой приоритет. Когда устройству нужна шина, оно выводит приоритет на строки запроса, а затем читает строки запроса. Если строки запроса содержат код приоритета, то это запросчик с наивысшим приоритетом, поэтому он получает шину. Все остальные устройства будут видеть код выше, чем их приоритет и будет откладывать использование автобуса.

 

7.3 Синхронный и Асинхронные шины

 

Автобусы бывают двух видов: синхронные и асинхронные.Каждое устройство, подключенное к синхронной шине, включая BIU, получает информацию о времени от общих часов, например, Bclk. После того, как мастер получает шину, он может начать транзакцию на следующий положительный фронт Bclk. Мастер указывает адрес ведомого на адресная шина. Через некоторое время он ставит тип запроса (например, READ) и другая управляющая информация об элементе управления. автобус. Эта небольшая задержка перед отправкой контрольная информация необходима для того, чтобы к тому времени, когда она достигнет ведомому, адрес уже поступил на ведомое устройство.Следующие сроки диаграмма показывает последовательность, в которой различные сигналы подаются на шину во время транзакции, в которой ЦП считывает слово из памяти.

 

 

Количество Bclks для транзакции фиксируется аппаратно для каждого конкретный протокол синхронной шины. Каждая транзакция использует одинаковое количество Bclks, независимо от вида сделки. Длина T 1 должна быть достаточно длинным, чтобы каждый потенциальный ведомый на шине мог видеть стабильный адрес и сигналы управления к началу Т 2 .Как только раб увидит READ сигнал, он должен поместить запрошенные данные на шину данных достаточно до того, как начало T 3 что данные будут стабильно на шине данных. Мастер предполагает, что запрошенные данные будут стабильными на шине данных в течение T 3 , так что он может зафиксировать данные в своей памяти. буфер ввода данных до конца T 3 . Мы видим, что длина a Bclk должен быть не меньше максимального значения далее:

1) [T 1 ] Максимальное время, необходимое любому мастеру для поместите адрес, данные и управляющие сигналы на шину плюс максимальная задержка распространения между любой парой ведущий-ведомый, которая может быть подключен к автобусу.

2) [T 2 ] Максимальное время декодирования любого подчиненного устройства любой запрос и ответ на этот запрос (например, поместить данные на шину или взять данные от шины), включая любое управление или состояние, возвращаемое ведущему устройству.

3) [T 3 ] Максимум задержка распространения между любой парой ведомый-ведущий, которая может быть подключена к шины плюс максимальное время, которое требуется любому мастеру для фиксации данных, управления и сигналы состояния.

 

Синхронная шина просто и дешево. Его большой недостаток заключается в том, что часы должны быть достаточно медленными, чтобы работать с самым медленным устройством, которое будет когда-либо подключен к шине, так как BIU не может определить, устройство ответило и, следовательно, должно предположить, что устройство ответило к концу одного цикла шины. в В приведенном выше примере мастер предполагает, что ведомый ответил к концу T 2 , и завершает завершение транзакции. действия во время Т 3 .Если ведомое устройство не ответило к концу T 2 , мастер защелкнет мусор в свой буфер ввода данных и принять его как допустимые данные.

 

Асинхронная шина имеет нет общих часов, вместо этого используется рукопожатие для синхронизировать действия устройства и БИУ. Имеются две линии контроля времени: Готов и Примите, как показано на рисунке ниже. Например, чтобы выполнить чтение из PM, BIU помещает адрес и READ сигнал в автобусе.После задержки на максимальный перекос (максимальный перекос — это время, за которое все автобусные линии стабильное состояние), BIU сообщает «Готово». К тому времени, когда PMC получил сигнал «Готово», он уже расшифровал информацию об адресе и режиме. После получения сигнала готовности PMC помещает данные на шину и утверждает Принять. (Стрелки в диаграмма указывает на реакцию на различные события). После того как BIU получает сигнал Accept, он задержки для максимального перекоса, а затем стробирует данные в MBR.Затем он сбрасывает сигнал готовности. После небольшой задержки, так что изменение в Готово достигает PMC до того, как PM увидит адрес и сброс сигнала чтения, BIU сбрасывает адрес и сигнал чтения. PMC видит падение сигнала Ready и затем удаляет данные и Принять сигнал.

 

 

Последовательность

1) мастер утверждает, что готов

2) подчиненный утверждает принять

3) мастер де-утверждает готовность

4) раб де-утверждает

— это четыре шага рукопожатия.Так как действия хозяина и раба не привязаны к часам, на асинхронной шине можно разместить устройства, очень разное время отклика. А фиксированный временной интервал, достаточный для размещения медленного CU, не нужный. Таким образом, транзакции между КС с коротким временем отклика будут короткими, а транзакции между CU с длительным время отклика будет долгим.

 

Адаптировано из Copyright 2000 Роберт М. Грэм

 

 

USBD — Устройство универсальной последовательной шины

TASKS_STARTEPIN[0] 0x004

Захватывает EPIN[0].PTR и EPIN[0].MAXCNT регистрирует значения и позволяет конечной точке IN 0 отвечать на трафик от хоста

.
 
TASKS_STARTEPIN[1] 0x008

Захватывает значения регистров EPIN[1].PTR и EPIN[1].MAXCNT и позволяет конечной точке IN 1 отвечать на трафик от хоста

 
TASKS_STARTEPIN[2] 0x00C

Захватывает EPIN[2].PTR и EPIN[2].MAXCNT регистрирует значения и позволяет конечной точке IN 2 отвечать на трафик от хоста

.
 
TASKS_STARTEPIN[3] 0x010

Захватывает значения регистров EPIN[3].PTR и EPIN[3].MAXCNT и позволяет конечной точке IN 3 отвечать на трафик от хоста

 
TASKS_STARTEPIN[4] 0x014

Захватывает EPIN[4].PTR и EPIN[4].MAXCNT регистрирует значения и позволяет конечной точке IN 4 отвечать на трафик от хоста

.
 
TASKS_STARTEPIN[5] 0x018

Захватывает значения регистров EPIN[5].PTR и EPIN[5].MAXCNT и позволяет конечной точке IN 5 отвечать на трафик от хоста

 
TASKS_STARTEPIN[6] 0x01C

Захватывает EPIN[6].PTR и EPIN[6].MAXCNT регистрирует значения и позволяет конечной точке IN 6 отвечать на трафик от хоста

.
 
TASKS_STARTEPIN[7] 0x020

Захватывает значения регистров EPIN[7].PTR и EPIN[7].MAXCNT и позволяет конечной точке IN 7 отвечать на трафик от хоста

 
TASKS_STARTISOIN 0x024

Захватывает ISOIN.PTR и ISOIN.MAXCNT регистрируют значения и позволяют отправлять данные на конечную точку ISO

.
 
TASKS_STARTEPOUT[0] 0x028

Захватывает значения регистров EPOUT[0].PTR и EPOUT[0].MAXCNT и позволяет конечной точке 0 отвечать на трафик от хоста

 
TASKS_STARTEPOUT[1] 0x02C

Захватывает EPOUT[1].PTR и EPOUT[1].MAXCNT регистрируют значения и позволяют конечной точке 1 отвечать на трафик с хоста

.
 
TASKS_STARTEPOUT[2] 0x030

Захватывает значения регистров EPOUT[2].PTR и EPOUT[2].MAXCNT и позволяет конечной точке 2 отвечать на трафик от хоста

 
TASKS_STARTEPOUT[3] 0x034

Захватывает EPOUT[3].PTR и EPOUT[3].MAXCNT регистрирует значения и позволяет конечной точке 3 отвечать на трафик с хоста

.
 
TASKS_STARTEPOUT[4] 0x038

Захватывает значения регистров EPOUT[4].PTR и EPOUT[4].MAXCNT и позволяет конечной точке 4 отвечать на трафик от хоста

 
TASKS_STARTEPOUT[5] 0x03C

Захватывает EPOUT[5].PTR и EPOUT[5].MAXCNT регистрирует значения и позволяет конечной точке 5 отвечать на трафик с хоста

.
 
TASKS_STARTEPOUT[6] 0x040

Захватывает значения регистров EPOUT[6].PTR и EPOUT[6].MAXCNT и позволяет конечной точке 6 отвечать на трафик от хоста

 
TASKS_STARTEPOUT[7] 0x044

Захватывает EPOUT[7].PTR и EPOUT[7].MAXCNT регистрирует значения и позволяет конечной точке 7 отвечать на трафик с хоста

.
 
TASKS_STARTISOOUT 0x048

Захватывает значения регистров ISOOUT.PTR и ISOOUT.MAXCNT и позволяет получать данные на конечной точке ISO

 
TASKS_EP0RCVOUT 0x04C

Разрешает этап данных OUT на конечной точке управления 0

 
TASKS_EP0STATUS 0x050

Разрешает этап состояния на конечной точке управления 0

 
TASKS_EP0STALL 0x054

Стадия данных и состояния останавливается на конечной точке управления 0

 
TASKS_DPDMDRIVE 0x058

Принудительно переводит линии D+ и D- в состояние, определенное в регистре DPDMVALUE

 
TASKS_DPDMNODRIVE 0x05C

Останавливает перевод линий D+ и D- в любое состояние (управление берет на себя механизм USB)

 
EVENTS_USBRESET 0x100

Сигнализирует об обнаружении состояния сброса USB на линиях USB

 
СОБЫТИЯ_STARTED 0x104

Подтверждает, что EPIN[n].Регистры PTR и EPIN[n].MAXCNT или EPOUT[n].PTR и EPOUT[n].MAXCNT были захвачены на всех конечных точках, указанных в регистре EPSTATUS

.
 
СОБЫТИЯ_ENDEPIN[0] 0x108

Весь буфер EPIN[0] израсходован. Программное обеспечение может безопасно получить доступ к буферу.

 
СОБЫТИЯ_ENDEPIN[1] 0x10C

Весь буфер EPIN[1] израсходован.Программное обеспечение может безопасно получить доступ к буферу.

 
СОБЫТИЯ_ENDEPIN[2] 0x110

Весь буфер EPIN[2] израсходован. Программное обеспечение может безопасно получить доступ к буферу.

 
СОБЫТИЯ_ENDEPIN[3] 0x114

Весь буфер EPIN[3] израсходован.Программное обеспечение может безопасно получить доступ к буферу.

 
СОБЫТИЯ_ENDEPIN[4] 0x118

Весь буфер EPIN[4] израсходован. Программное обеспечение может безопасно получить доступ к буферу.

 
СОБЫТИЯ_ENDEPIN[5] 0x11C

Весь буфер EPIN[5] израсходован.Программное обеспечение может безопасно получить доступ к буферу.

 
СОБЫТИЯ_ENDEPIN[6] 0x120

Весь буфер EPIN[6] израсходован. Программное обеспечение может безопасно получить доступ к буферу.

 
СОБЫТИЯ_ENDEPIN[7] 0x124

Весь буфер EPIN[7] израсходован.Программное обеспечение может безопасно получить доступ к буферу.

 
EVENTS_EP0DATADONE 0x128

Подтвержденная передача данных произошла на конечной точке управления

 
СОБЫТИЯ_ENDISOIN 0x12C

Весь буфер ISOIN израсходован.Программное обеспечение может безопасно получить доступ к буферу.

 
СОБЫТИЯ_ENDEPOUT[0] 0x130

Весь буфер EPOUT[0] использован. Программное обеспечение может безопасно получить доступ к буферу.

 
СОБЫТИЯ_ENDEPOUT[1] 0x134

Весь буфер EPOUT[1] использован.Программное обеспечение может безопасно получить доступ к буферу.

 
СОБЫТИЯ_ENDEPOUT[2] 0x138

Весь буфер EPOUT[2] использован. Программное обеспечение может безопасно получить доступ к буферу.

 
СОБЫТИЯ_ENDEPOUT[3] 0x13C

Весь буфер EPOUT[3] использован.Программное обеспечение может безопасно получить доступ к буферу.

 
СОБЫТИЯ_ENDEPOUT[4] 0x140

Весь буфер EPOUT[4] использован. Программное обеспечение может безопасно получить доступ к буферу.

 
СОБЫТИЯ_ENDEPOUT[5] 0x144

Весь буфер EPOUT[5] использован.Программное обеспечение может безопасно получить доступ к буферу.

 
СОБЫТИЯ_ENDEPOUT[6] 0x148

Весь буфер EPOUT[6] использован. Программное обеспечение может безопасно получить доступ к буферу.

 
СОБЫТИЯ_ENDEPOUT[7] 0x14C

Весь буфер EPOUT[7] использован.Программное обеспечение может безопасно получить доступ к буферу.

 
EVENTS_ENDISOOUT 0x150

Весь буфер ISOOUT израсходован. Программное обеспечение может безопасно получить доступ к буферу.

 
EVENTS_SOF 0x154

Сигнализирует об обнаружении состояния SOF (начало кадра) на линиях USB

 
EVENTS_USBEVENT 0x158

Произошло событие или ошибка, не охваченная конкретными событиями.Проверьте регистр EVENTCAUSE, чтобы найти причину.

 
EVENTS_EP0SETUP 0x15C

На конечной точке управления получен (и подтвержден) допустимый токен SETUP

 
EVENTS_EPDATA 0x160

Произошла передача данных в конечной точке данных, указанной в регистре EPDATASTATUS

 
ШОРТЫ 0x200

Ярлыки между локальными событиями и задачами

 
ИНТЕН 0x300

Включить или отключить прерывание

 
ИНТЕНСИВНЫЙ 0x304

Разрешить прерывание

 
ИНТЕНКЛР 0x308

Отключить прерывание

 
СОБЫТИЕ ПРИЧИНА 0x400

Подробная информация о том, что вызвало событие USBEVENT

 
ОСТАНОВЛЕНО.ЭПИН[0] 0x420

Состояние конечной точки IN остановлено. Может использоваться как есть в качестве ответа на запрос GetStatus() к конечной точке.

 
HALTED.EPIN[1] 0x424

Состояние конечной точки IN остановлено. Может использоваться как есть в качестве ответа на запрос GetStatus() к конечной точке.

 
HALTED.EPIN[2] 0x428

Состояние конечной точки IN остановлено. Может использоваться как есть в качестве ответа на запрос GetStatus() к конечной точке.

 
HALTED.EPIN[3] 0x42C

Состояние конечной точки IN остановлено.Может использоваться как есть в качестве ответа на запрос GetStatus() к конечной точке.

 
HALTED.EPIN[4] 0x430

Состояние конечной точки IN остановлено. Может использоваться как есть в качестве ответа на запрос GetStatus() к конечной точке.

 
ОСТАНОВЛЕНО.ЭПИН[5] 0x434

Состояние конечной точки IN остановлено. Может использоваться как есть в качестве ответа на запрос GetStatus() к конечной точке.

 
HALTED.EPIN[6] 0x438

Состояние конечной точки IN остановлено. Может использоваться как есть в качестве ответа на запрос GetStatus() к конечной точке.

 
HALTED.EPIN[7] 0x43C

Состояние конечной точки IN остановлено. Может использоваться как есть в качестве ответа на запрос GetStatus() к конечной точке.

 
HALTED.EPOUT[0] 0x444

Состояние конечной точки OUT остановлено.Может использоваться как есть в качестве ответа на запрос GetStatus() к конечной точке.

 
HALTED.EPOUT[1] 0x448

Состояние конечной точки OUT остановлено. Может использоваться как есть в качестве ответа на запрос GetStatus() к конечной точке.

 
ОСТАНОВЛЕНО.ВЫВОД[2] 0x44C

Состояние конечной точки OUT остановлено. Может использоваться как есть в качестве ответа на запрос GetStatus() к конечной точке.

 
HALTED.EPOUT[3] 0x450

Состояние конечной точки OUT остановлено. Может использоваться как есть в качестве ответа на запрос GetStatus() к конечной точке.

 
HALTED.EPOUT[4] 0x454

Состояние конечной точки OUT остановлено. Может использоваться как есть в качестве ответа на запрос GetStatus() к конечной точке.

 
HALTED.EPOUT[5] 0x458

Состояние конечной точки OUT остановлено.Может использоваться как есть в качестве ответа на запрос GetStatus() к конечной точке.

 
HALTED.EPOUT[6] 0x45C

Состояние конечной точки OUT остановлено. Может использоваться как есть в качестве ответа на запрос GetStatus() к конечной точке.

 
ОСТАНОВЛЕНО.ВЫВОД[7] 0x460

Состояние конечной точки OUT остановлено. Может использоваться как есть в качестве ответа на запрос GetStatus() к конечной точке.

 
ЭПСТАТУС 0x468

Предоставляет информацию о том, какие регистры EasyDMA конечной точки были захвачены

 
ЭПДАТАСТАТУС 0x46C

Предоставляет информацию о том, с какой конечной точки (конечных точек) произошла подтвержденная передача данных (событие EPDATA)

 
USBАДРЕС 0x470

USB-адрес устройства

 
BMREQUESTTYPE 0x480

Данные НАСТРОЙКИ, байт 0, bmRequestType

 
БРЕКЕСТ 0x484

Данные НАСТРОЙКИ, байт 1, bRequest

 
WVALUEL 0x488

Данные НАСТРОЙКИ, байт 2, младший бит wValue

 
WVALUEH 0x48C

Данные НАСТРОЙКИ, байт 3, старший бит wValue

 
ВИДЕКСЛ 0x490

Данные НАСТРОЙКИ, байт 4, младший бит wIndex

 
ВИНДЕКС 0x494

Данные НАСТРОЙКИ, байт 5, старший бит wIndex

 
ДЛИНА 0x498

Данные НАСТРОЙКИ, байт 6, младший бит wLength

 
ДЛИНАH 0x49C

Данные НАСТРОЙКИ, байт 7, старший бит wLength

 
РАЗМЕР.ВЫВОД[0] 0x4A0

Количество байтов, полученных последними на этапе данных этой конечной точки OUT

 
РАЗМЕР.EPOUT[1] 0x4A4

Количество байтов, полученных последними на этапе данных этой конечной точки OUT

 
РАЗМЕР.ВЫВОД[2] 0x4A8

Количество байтов, полученных последними на этапе данных этой конечной точки OUT

 
РАЗМЕР.ВЫХОД[3] 0x4AC

Количество байтов, полученных последними на этапе данных этой конечной точки OUT

 
РАЗМЕР.ВЫВОД[4] 0x4B0

Количество байтов, полученных последними на этапе данных этой конечной точки OUT

 
РАЗМЕР.ВЫХОД[5] 0x4B4

Количество байтов, полученных последними на этапе данных этой конечной точки OUT

 
РАЗМЕР.ВЫВОД[6] 0x4B8

Количество байтов, полученных последними на этапе данных этой конечной точки OUT

 
РАЗМЕР.ВЫХОД[7] 0x4BC

Количество байтов, полученных последними на этапе данных этой конечной точки OUT

 
РАЗМЕР.ISOOUT 0x4C0

Количество байтов, полученных последними в этой конечной точке данных ISO OUT

 
ВКЛЮЧИТЬ 0x500

Включить USB

 
USBPULLUP 0x504

Управление подтяжкой USB

 
ДПДМЗНАЧЕНИЕ 0x508

Состояние линий D+ и D- будет принудительно переведено задачей DPDMDRIVE.Задача DPDMNODRIVE возвращает управление линиями к MAC-IP (без принуждения).

 
DTOGGLE 0x50C

Управление переключением данных и состояние

 
ЭПИНЕН 0x510

Включение конечной точки

 
ЭПУТЕН 0x514

Конечная точка OUT включена

 
ЭПСТАЛЬ 0x518

конечные точки STALL

 
ИЗОСПЛИТ 0x51C

Управляет разделением буферов ISO

 
FRAMECNTR 0x520

Возвращает текущее значение начала счетчика кадров

 
НИЗКАЯ МОЩНОСТЬ 0x52C

Управляет режимом низкого энергопотребления периферийных устройств USBD во время приостановки USB

 
ИЗОИНКОНФИГ 0x530

Управляет ответом конечной точки ISO IN на токен IN, когда данные не готовы к отправке

 
ЭПИН[0].PTR 0x600

Указатель данных

 
ЭПИН[0].MAXCNT 0x604

Максимальное количество байтов для передачи

 
ЭПИН[0].КОЛИЧЕСТВО 0x608

Количество байтов, переданных в последней транзакции

 
ЭПИН[1].PTR 0x614

Указатель данных

 
ЭПИН[1].MAXCNT 0x618

Максимальное количество байтов для передачи

 
ЭПИН[1].СУММА 0x61C

Количество байтов, переданных в последней транзакции

 
ЭПИН[2].PTR 0x628

Указатель данных

 
ЭПИН[2].MAXCNT 0x62C

Максимальное количество байтов для передачи

 
ЭПИН[2].КОЛИЧЕСТВО 0x630

Количество байтов, переданных в последней транзакции

 
ЭПИН[3].PTR 0x63C

Указатель данных

 
ЭПИН[3].MAXCNT 0x640

Максимальное количество байтов для передачи

 
ЭПИН[3].СУММА 0x644

Количество байтов, переданных в последней транзакции

 
ЭПИН[4].PTR 0x650

Указатель данных

 
ЭПИН[4].MAXCNT 0x654

Максимальное количество байтов для передачи

 
ЭПИН[4].КОЛИЧЕСТВО 0x658

Количество байтов, переданных в последней транзакции

 
ЭПИН[5].PTR 0x664

Указатель данных

 
ЭПИН[5].MAXCNT 0x668

Максимальное количество байтов для передачи

 
ЭПИН[5].СУММА 0x66C

Количество байтов, переданных в последней транзакции

 
ЭПИН[6].PTR 0x678

Указатель данных

 
ЭПИН[6].MAXCNT 0x67C

Максимальное количество байтов для передачи

 
ЭПИН[6].КОЛИЧЕСТВО 0x680

Количество байтов, переданных в последней транзакции

 
ЭПИН[7].PTR 0x68C

Указатель данных

 
ЭПИН[7].MAXCNT 0x690

Максимальное количество байтов для передачи

 
ЭПИН[7].СУММА 0x694

Количество байтов, переданных в последней транзакции

 
ИЗОИН.PTR 0x6A0

Указатель данных

 
ISOIN.MAXCNT 0x6A4

Максимальное количество байтов для передачи

 
ИЗОИН.КОЛИЧЕСТВО 0x6A8

Количество байтов, переданных в последней транзакции

 
EPOUT[0].PTR 0x700

Указатель данных

 
ВЫВОД[0].MAXCNT 0x704

Максимальное количество байтов для передачи

 
ВЫВОД[0].СУММА 0x708

Количество байтов, переданных в последней транзакции

 
ВЫВОД[1].PTR 0x714

Указатель данных

 
ВЫВОД [1].MAXCNT 0x718

Максимальное количество байтов для передачи

 
ВЫВОД[1].КОЛИЧЕСТВО 0x71C

Количество байтов, переданных в последней транзакции

 
ВЫВОД[2].PTR 0x728

Указатель данных

 
ВЫВОД[2].MAXCNT 0x72C

Максимальное количество байтов для передачи

 
ВЫВОД[2].СУММА 0x730

Количество байтов, переданных в последней транзакции

 
ВЫВОД[3].PTR 0x73C

Указатель данных

 
ВЫВОД[3].MAXCNT 0x740

Максимальное количество байтов для передачи

 
ВЫВОД[3].КОЛИЧЕСТВО 0x744

Количество байтов, переданных в последней транзакции

 
ВЫВОД[4].PTR 0x750

Указатель данных

 
ВЫВОД[4].MAXCNT 0x754

Максимальное количество байтов для передачи

 
ВЫВОД[4].СУММА 0x758

Количество байтов, переданных в последней транзакции

 
ВЫВОД[5].PTR 0x764

Указатель данных

 
ВЫВОД[5].MAXCNT 0x768

Максимальное количество байтов для передачи

 
ВЫВОД[5].КОЛИЧЕСТВО 0x76C

Количество байтов, переданных в последней транзакции

 
ВЫВОД[6].PTR 0x778

Указатель данных

 
ВЫВОД [6].MAXCNT 0x77C

Максимальное количество байтов для передачи

 
ВЫВОД[6].СУММА 0x780

Количество байтов, переданных в последней транзакции

 
ВЫВОД[7].PTR 0x78C

Указатель данных

 
ВЫВОД[7].MAXCNT 0x790

Максимальное количество байтов для передачи

 
ВЫВОД[7].КОЛИЧЕСТВО 0x794

Количество байтов, переданных в последней транзакции

 
ISOOUT.PTR 0x7A0

Указатель данных

 
Изоаут.MAXCNT 0x7A4

Максимальное количество байтов для передачи

 
ISOOUT.СУММА 0x7A8

Количество байтов, переданных в последней транзакции

 

Что такое шина данных?

Что означает шина данных?

Шина данных — это система внутри компьютера или устройства, состоящая из разъема или набора проводов, которая обеспечивает транспортировку данных.Различные типы шин данных развивались вместе с персональными компьютерами и другим оборудованием.

Techopedia объясняет шину данных

В общем, шина данных имеет широкое определение. Первый стандарт шины данных был 32-битным, тогда как более новые 64-битные системы могут обрабатывать гораздо большие объемы данных. Другая ширина шины данных включает 1-битную, 4-битную, 8-битную и 16-битную.

Шина данных может передавать данные в память компьютера и из нее, а также в центральный процессор (ЦП), который действует как «двигатель» устройства, или из него.» Шина данных также может передавать информацию между двумя компьютерами.

Более новые, более широкие шины данных могут работать с более высокими скоростями передачи данных, а объем данных, которые они могут передавать, известен как пропускная способность.

Скорость, с которой происходит обмен информацией между компонентами, регулируется Например, информация, поступающая от ЦП, всегда будет передаваться с гораздо большей скоростью, чем данные, поступающие от других компонентов

Однако в компьютере все должно передаваться с одной скоростью, и контроллеры шины служат цель.Раньше шины данных первого поколения не имели контроллера и состояли из простых жгутов проводов, которые соединяли память компьютера с различными периферийными устройствами.

Шина данных может работать как параллельная или последовательная шина в зависимости от того, как передаются данные. Параллельная шина используется в более сложных соединениях, которые должны передавать более одного бита за раз. Типичные примеры включают соединения Peripheral Component Interconnect (PCI) Express и Small Computer System Interface (SCSI). Данные передаются по многим проводам одновременно.

Последовательные шины используют один провод для отправки и получения данных между компонентами и обычно состоят из относительно небольшого количества проводов, поэтому они несколько проще, чем параллельные соединения. Типичными примерами последовательной шины являются соединения универсальной последовательной шины (USB) и SATA.

Каждый компьютер также содержит как внутренние (или локальные) шины данных, так и внешние шины данных. Локальная шина данных соединяет все компоненты материнской платы, а внешняя соединяет материнскую плату со всеми остальными периферийными устройствами.

Использование термина «шина данных» в ИТ несколько похоже на использование термина «электрическая шина» в электронике. Электронная шина предоставляет средства для передачи тока примерно так же, как шина данных обеспечивает способ передачи данных.

В современных сложных вычислительных системах данные часто находятся в пути, проходя через различные части материнской платы компьютера и периферийные устройства. С новыми сетевыми конструкциями данные также передаются между множеством различных аппаратных средств и более широкой кабельной или виртуальной системой.Шины данных являются основными инструментами, помогающими упростить передачу всех данных, что позволяет передавать так много данных по требованию в потребительских и других системах.

.