Perifériák és meghajtóik

Átírás

1 Perifériák és meghajtóik

2 Perifériák csoportosítása Periféria: minden olyan, a számítógéphez csatlakoztatható berendezés, amely a számítógép működését hatékonyabbá, vagy egyáltalán lehetővé teszi. Számítástechnikai vagy méréstechnikai (ipari felhasználás) pl. A/D konverter adatgyűjtéshez, GPIB busz stb. Technikai ill. humanoid a számítógépet vagy az emberhez vagy bármilyen más környezethez illeszti I/O eszközök: bemeneti/beviteli, vagy kimeneti/kiviteli eszközök

3 Perifériák csoportosítása

4 A nyomtatók Nyomtatók hagyományos csoportosítási lehetôségei rögzítési mód adatátvitel adat mennyisége rögzítési technika leütéses leütés nélküli rögzítés idôbeli viszonya karakterenként laponként soronként byte soros karakterenként soronként blokkos (párhuzamos) laponként közvetlen ember-gép kapcsolat (irógép jellegû) egyszerû archiválás nyomdai jellegû termelés

5 A leütéses nyomtatók Leütéses nyomtatók írógépszerû (byte soros) sornyomtatók (blokk átvitelû) irókaros hengeres mátrix margareta tárcsás gömbfejes mátrix karakter hengeres szalag, öv lánc, heveder

6 A margarétatárcsás nyomtatás Margarétatárcsával közös tengelyen két fogazott kerék 1. Motor Végtelenített lánc,vagy fogazott szíj 2. Motor

7 A margarétatárcsás nyomtatás festék kendő orsók karakter henger festék kendő állandó mágnes papír továbbító tarktor papír festék kendő orsók zászló papaír lerakó beállító csavar kalapács pad papaír tároló

8 A sornyomtató Tű oszlopok a nyomtató fejben 1 hullámosság % 2 =, 2r hullámosság 100% Mátrix nyomtatókkal előállított vonal hullámosága

9 A sornyomtató 300 dpi 600 dpi 600 dpi 300 dpi A képminőség értelmezése 300 dpi-s és 600 dpi-s nyomtatási felületen

10 A sornyomtató Az első tű oszloppal nyomtatható mátrix felület A második tű oszloppal nyomtatható mátrix felület A betű vonal Az első tű oszloppal nyomtatható mátrix felület A második tű oszloppal nyomtatható mátrix felület A vonal alatti pontok 18 és 24 tűs mátrix nyomtatóval kialakítható karakter felületek hálózata

11 A nyomtatás erősen torzított minőségű kép ferde vonalak, a nyomtató tűsorral hegyes szöget bezáró vonalak hullámossága, egyenletessége rosszabb 9 tûs nyomtató 24 tûs nyomtató 48 tûs nyomtató Mátrix nyomtatók leütési képének összehasonlítása

12 A nyomtatás

13 A leütés nélküli nyomtatók Leütés nélküli (Nonimpact) nyomtatási eljárások hőtechnikai tintacseppes elektrográfiás hőérzékeny papírral transzfer módszer elektrosztatikus optikai ionsugaras folyamatos (continuous jet) kilöveléses (drop on demand bubble-jet) folyamatos (continuous jet) piezo thermodinamikus

14 A leütés nélküli nyomtatók Hőtechnikai nyomtatók Nyomó görgő Papír Továbbító görgők Festék kendő orsó Festék kendő orsó Festék kendő, vagy szalag Nyomtató szemölcs Hőnyomtató fej A transzfer hőnyomtató felépítési vázlata

15 A leütés nélküli nyomtatók Tintacseppes nyomtatási eljárások fúvóka nagyfeszültségűel téríttő elektróda feltöltött, eltérített tintacseppek piezo kristály töltő elektróda kristály meghajtó ák. feltöltetlen tintacseppek szivattyú feltöltés vezérlés gyűjtő papír tinta forrás karakter kód gyűjtő tartály tinat szűrő Folytonos müködésű tintacseppes nyomtató-fej működési vázlata

16 A leütés nélküli nyomtatók Tintacseppes nyomtatási eljárások +U A tintát a fúvókában földelik +U A tintasugár, tintacseppek feltösi elve

17 A leütés nélküli nyomtatók A normál (a. - 1, 2, 3, 4) és speciális réteggel bevont (b. - 1, 2, 3, 4) papír tinta beszívási folyamata. Világosan látszik a tinta beszívódási különbsége

18 A leütés nélküli nyomtatók Termodinamikusnyomtatók nyomtó fej tinta poliamid passzivált aluminium réteg Al vezető réteg üveg alap SiO 2 hordozó TaAl ellenállásréteg Termodinamikus nyomtatófej egy tinta kilövelő nyílásának felépítése

19 A leütés nélküli nyomtatók Termodinamikusnyomtatók Kilövelés pillanata Kilövelés után vákuum keletkezik A termodinamikus tinta kilövelés folyamata

20 A leütés nélküli nyomtatók Piezoelektromos elvű nyomtatás piezokerámia lapka Piezoelekrtromos hatás alkalmazásával a tintában létrehozott túlnyomás löveli ki a tinta cseppet

21 A leütés nélküli nyomtatók Az elektrosztatikus nyomtatás továbbító hengerek festék tartály rögzítő állomás mágnes sík elketróda papír feszítő hengerek papír festékező állomás tű elketródák Az elektrosztatikus nyomtató vázlata

22 A leütés nélküli nyomtatók Az elektrosztatikus nyomtatás sík elektróda feltöltendő papír, mint dielektrikum tű elektróda soros védő ellenállások A tű elektródák kiválasztása és nagyfeszültségre kapcsolása Az elektrosztatikus nyomtató nyomtató tű vezérlési lehetősége

23 A leütés nélküli nyomtatók Az elektrosztatikus nyomtatás Sd Aa23 tű elektródák elrendezése Az elektrosztatikus nyomtató tű elktródáinak lehetséges elrendezése

24 Optikaielven működő elektrográfiásnyomtatók Lapnyomtató technológiák (elektrográfiás eljárások) laser LED LCS ion-réteg (Light Emitting Diode) (Liquid Crystal Shutters) (ion-deposition) Mindhárom eljárásnál egy sornyi elem végzi a rögzítést és így kevesebb a mozgó alkatrész, mint a laser-ben, a megbízhatóság relatíven nagyobb, viszont a beépített elemek száma határozza meg a felbontást.

25 Optikaielven működő elektrográfiásnyomtatók Tintasugaras nyomtatásnál lényegesen egyszerűbb az elve Kérdés, hogyan kerül a tinta a papírra, illetve mi a szerepe a lézersugárnak Hewlett Packard LaserJet 4050T

26 A lézernyomtatás statikus elektromosság A lézernyomtatás alapja a statikus elektromosság Az ellentétes töltésű atomok (+,-) vonzzák egymást.

27 A lézernyomtatás lépései A henger + töltésű Az optikai elven eltérített lézersugár kisüti az adott pontokat -> elektrosztatikus kép Minta után a henger egy finom festékporral szóródik be (toner által). Mivel a henger pozitív, a minta negatív töltésű, a festékpor csak a mintán marad meg A henger a mozgó papírral érintkezik, amely negatív töltésű, erősebben, mint a henger mintáinak negatív töltése Mivel a henger a papírral együtt mozog, a por a papírra tapad

28 Optikaielven működő elektrográfiásnyomtatók Sokszögű forgótükör forgótengely Hengeres lencse Toroid lencse Kettős szférikus lencse Sor kezdet érzékelő Szóró lencse fénysugár által leképzett pontsor Szóró lencse Gyűjtő lencse LÉZER Fotófélvezető henger felület Az elektrográfiás - lézer - nyomtató leképzési elve, a pásztázó fény által létrehozott pontsor

29 Optikaielven működő elektrográfiásnyomtatók Hengeres lencse Opto-akusztikai modulátor Forgó, sokszögű tükör Beesési merőleges Visszavert fénysugár Lézer fényforrás Visszaverődő fénysugár egyik szélső állása Toroid lencse Visszaverődő fénysugár egyik szélső állása A sokszögű forgótükörrel megvalósítható (lézer) fénysugár pásztázás optikai vázlata

30 Optikai elven működő elektrogáfiás nyomtatók Nyomtató vezérlés interfész mikroszámítógép kötegelt lerakás folyamatos lerakás rögzítő állomás jel érzékelő festék átviteli állomás törlő lámpa félvezető henger előtisztító korona vakuum kamra tisztító kefe porfesték felvitel eszköz oldalivezérlés lerakó lerakó tároló fénysugár pásztázó eltérítése lézer fényforrás töltő korona Nagyteljesítményű lézer nyomtató felépítési vázlata

31 Optikai elven működő elektrogáfiás nyomtatók papír lerakó továbbító görgők rögzítő állomás nagyfeszültségű feltöltő állomás lézer leképző állomás festék kazetta, félvezető hengerrel és tisztító állomásal papír felszedő papír tároló nyomó görgő továbbító görgők félvezető henger átvívő állomás továbbító görgők Közepes és kis teljesítményű lézer nyomtató felépítése

32 Optikai elven működő elektrogáfiás nyomtatók A henger

33 Optikai elven működő elektrogáfiás nyomtatók A rögzítés A rögzítő 2 db fűtőszálból áll A hő hatására a por megolvad, festék lesz belőle Emiatt meleg mindig a papír

34 Optikai elven működő elektrogáfiás nyomtatók A törlés A hengert a nyomtatás után törölni kell A nagyteljesítményű fény semlegesíti a hengert Ezek után ismét pozitív töltésűvé kell tenni

35 Optikai elven működő elektrogáfiás nyomtatók A Kontroller A kommunikáció a kontroller feladata Kommunikációs portok: párhuzamos, USB Nyomtatás előtt a kontroller kommunikál a PC-vel (duális), milyen módon küldi az adatot Képes a gazda PC adatküldését leállítani, újraindítani

36 Optikai elven működő elektrogáfiás nyomtatók A Toner Tinta helyett por alakban áll rendelkezésre a festék Toner elektromosan feltöltött port tartalmaz két alkotóelemmel: pigment (szín) +műanyag A műanyag a fixálásnál olvad meg Jobb minőséget biztosít, több papíron is lehet nyomtatni

37 Optikai elven működő elektrogáfiás nyomtatók A Toner A lézernyomtatókban ma már a dob, a por verem egyben található

38 Optikai elven működő elektrogáfiás nyomtatók A Kontroller nyelve Régebbi protokollok egyszerűek, szöveg alapúak voltak Manapság több száz beépített font közül lehet választani, bonyolult grafikák nyomtatására is alkalmasak Elsődleges nyelv a Hewlett Packard által kidolgozott PCL (Printer Command Language) és az Adobe által kidolgozott PostScript Mindkét nyelv vektoriálisan küldi az oldalt, nem képként (bitmap) A nyomtató konvertálja bitmap-é Néhány nyomtató a GDI (Graphical Device Interface) formátumot hasznája PCL helyett -> bitmap-et küld a host PC

39 Optikai elven működő elektrogáfiás nyomtatók A Kontroller oldalbeállítása A küldött adatot tehát a kontroller feldolgozza, ezek után állítja össze a teljes lapot Ezek után a Raster Image Processor (RIP) bontja pontokká A hengerre ezek az információk kerülnek A kontrollelnek több oldal is lehet a memóriájában -> sor (queue)

40 Optikai elven működő elektrogáfiás nyomtatók Rácsképpontokkal dolgozó lézer nyomtató által készített tonusos ábra és kinagyított részlete

41 Optikai elven működő elektrogáfiás nyomtatók gerjesztő elektróda retesz elektróda vezérlő mező gyorsító mező dielektromos réteg kép elektróda dielektromos réteg Ion-sugaras nyomtató összefoglaló müködési vázlata

42 A színes nyomtatás Szines nyomtatási technológiák tűs pont mátrix tintacseppes eljárás plotter hôtranszfer elektrográfiás eljárás toll plotter elektrosztatikus iró szerkezettel

43 A színes nyomtatás kilincs akasztó kar vörös zöld kék fekete követő bütyök elmozdulást gátló kar fekete kék zöld vörös szín kiválasztókar Szines leütéses nyomtató szinkiválasztó szerkezetének rajza

44 A színes nyomtatás Szin előállítása három spektrális fôszín keverésével történik : Spektrális fôszínek Kiegészítô színek Y kék hiány (kék szűrô) kék sárga=zöld+vörö s G R zöld bíbor[1]=kék+vör ös vörös cián=kék+zöld C M vörös hiány (vörös szűrô) B zöld hiány (zöld szűrô)

45 A színes nyomtatás A képernyős, megjelenítési eszközöknél az RGB (red, green, blue) elnevezésű eljárást hasznáják míg a nyomtatásnál a CMY -t (Cian, Magenta, Yellow) vagy az RGB-t (red, green, blue) alkalmazzák A CMY alapszínek (kivonó) keverésével elméletileg a fekete is előállítható, mint a barna egy igen sötét fokozata. A színes nyomtatók többsége az igazi feketét (Black) is alkalmazza és így négy szín található a festék készletükben.

46 A színes nyomtatás

47 A 3D nyomtatás XXI.sz,nyomtatója gyors prototípus készítő gépek, amelyek tökéletes mását - egy valóságos térbeli tárgyat - képesek elkészíteni a számítógépen tervezett 3D-s modellnek órák alatt felépítik azt a modellt, ami máshol napokig tarthat képesek színes modellek előállítására is olyan számítógép-vezérelt berendezések, amelyek a rétegenként egymásra helyezett porréteget megfelelő kötőanyaggal rögzítve valós, térbeli testet állítanak elő. A gyors prototípuskészítés (RP, 'rapid prototyping') legújabb eszköze vizualizáció, koncepció-modell, termékminta, öntőforma készítés területén A térnyomtatás hasznos a végeselem analízis (FEA, 'finite element analysis') és a funkcionális tesztelés szakembereinek, de jelentős az orvosi alkalmazása is

48 A 3D nyomtatás A szoftver felszeleteli a CAD fájlt vékony rétegekre, kb. 0,1 mm-es szeletekre. A fizikai modell felépítése rétegről-rétegre történik. A 3DP nyomtatás egy por alapanyagra történik rétegenként ragasztó fölhordásával. Hasonló a tintasugaras nyomtatáshoz, csak itt a nem papírra kerül a tinta, hanem a porrétegre a ragasztó. A 3DP eljárással a ragasztó mellett színes festék is juttatható a porra ugyanezzel az eljárással. (Ez az egyetlen 3D nyomtatási eljárás, amely képes színes modellek készítésére.) A nyomtatás rétegenként építi egymásra a 3D nyomtatással a valós tárgyat..

49 A 3D nyomtatás A 3D nyomtatást követő száradás után a felesleges port el kell távolítani (sűrített levegővel, ecseteléssel). Mivel a nyomtatás során a tárgy a porban áll, ezért nem szükséges támasztékokat használni és készíthetőek egymásba zárt tárgyak is (pl. csörgő). Az kinyomtatott tárgyakat befejezésül valamilyen kötőanyaggal telíteni kell. Kinyomtatás után a tárgy kb. 50%-ban porózus. Ilyenkor még törékeny, sérülékeny. Ezért a megfelelő szilárdság eléréséhez, az igényeknek megfelelően, át kell itatni az anyagot. Telítőanyag lehet pl. cianoakrilát, újabban víz vagy viasz, uretán, műgyanta...

50 A 3D nyomtatás példák méret: 25*28*11cm, nyomtatási idő: 8 óra méret: 10*30*5cm, nyomtatási idő: 3 óra

51 A 3D nyomtatás példák méret: 33*25*10cm, nyomtatási idő: 8,5 óra méret: 25*20*10cm, nyomtatási idő: 5,5 óra

52 A tintanélküli nyomtatás Xerox egy új nyomtatási technológián dolgozik, amely nem igényel festéket. Speciális papír szükséges hozzá, amely írható, törölhető több százszor Előzőleg voltak már kutatások: pl. Xerox s Gyricon, e-paper (vékony műanyag, hajlítható lapon szöveg, kép + esetleg video Adat változtatható gombok segítségével

53 Egyéb fejlesztések Flexibilis, nyomtatott kijelző csatlakozási lehetőségekkel 100 MB-os nyomtatott memória

54 Soros Port Egyik legelterjedtebb port, több mint 20 éve él Jelenleg méréstechnikában, PDA használja Párhuzamos port újabb fejlesztés, USB pár éve él Neve az adatok továbbításából ered (soros) Előnye: továbbításhoz 1 vezeték elég (párhuzamos portnál ugyan ehhez 8 vezeték szükséges), de 8-szor tovább tart

55 Soros Port Mielőtt elküldi az adatot, a soros port elküld egy start bitet (0) majd minden adat után egy stop bitet A soros portot kommunikációs portnak (COM) is nevezik Bi-direkcionális Half-duplex: ugyan azon a lábon adok-veszek Full duplex: két szálon (aszinkron)

56 Soros Port Pl. párhuzamos portnál (IEEE 488) max. 2m sorosnál 1200 m is lehetséges Mérnöki gyakorlatban 3 szál elég (Rx,Tx, GND)

57 Soros Port UART: speciális kontroller chip (Universal Asynchronous Receiver/Transmitter) A PC buszról párhuzamosan érkező adatot sorossá alakítja Beépített buffer: kbyte (cache) Maximális átvitel: standard: 115 kbps, Enhanced Serial Port (ESP) vagy Super Enhanced Serial Port (Super ESP) 460 kbps-t is eléri

58 Soros Port 9 és 25 tűs kivitel Eredetileg modemek csatlakozására tervezték

59 Soros Port 9 tűs csatlakozó Carrier Detect Érzékeli ha a modem élő telefonvonalhoz Receive Data PC információ vétel (modemtől) Transmit Data PC információt küld a modemnek Data Terminal Ready PC üzeni a modemnek, hogy kommunikációra kész Signal Ground - föld Data Set Ready Modem üzeni a PC-nek, hogy komm. kész Request To Send PC kérés a modem felé : küldjön infot Clear To Send Modem kérés PC felé: küldjön info-t Ring Indicator Hívás

60 Soros Port Flow Controll Ezzel lehet a forgalmat ki- és bekapcsolni RTS (Request To Send) CTS (Clear To Send) DTR (Data Terminal Ready) DSR (Data Set Ready)

61 Soros Port Handshaking (kézfogás) Hardveres: mint az Rx/Tx, az RTS/CTS és a DTS/DSR egyszerre működik 1. Ha a vételi oldal vételre kész, RTS( Request to send) és CTS (Clear to send) állít. Ezt, ha elolvassa a küldő, látja, hogy lehet küldeni adatokat. 2. küldő oldal DTS (Data Terminal Ready) és DSR (Data Set Ready) állít. Ez után mehet a kommunikáció Szoftveres:itt kontollkaraktereket küld a küldő és a vételi oldal egymásnak, így 3 szál elég (Rx, Tx, gnd). PL. XOn/XOFF a forgalom szüneteltetését és újraindítását jelenti Gond: pl. decimális 17 és 19: nem karakter értékek -> hiba

62 Soros Port Jellemzők Baud Rate: bit/s. pl: 300 baud = 300 bit/s -> 300 Hz (clock!). Data bits: 5,7,8 (standard). Pl. Standard ASCII 7bit, extended ASCII 8bit. Stop bit: a csomag végét jelöli Mivel a két eszköznek lehet más órajele, nem mindig vannak szinkronban. Így a top bit nem csak a csomag végét jelöli, hanem a szinkronizálatlanságból eredő hibáknak ad helyet. Több stop bit nagyonn biztonságot, de kisebb sebességet jelent Parity: hibajelzés. Even (páros) odd (páratlan), nincs (none), marked, spaced. A magas bitek alapján (páros-páratlan). Pl 011 és páros a paritás, akkor a paritás bit 0 (íg lesz 2 páros 2 ptlan). Ha 011 és ptlan paritás, akkor a paritás bit 1 lesz. A marked simán 1, a spaced pedig 0-t ad (pl. le lehet ellenőrizni, hogy a zaj miatt a kapott bit nem-e hibás)

63 Soros Port Transmit Data: az a tüske, ahonnan az adatokat a terminálhoz csatolt eszköznek (továbbiakban eszköz) küldjük. (Vagyis szóhasználatunk szerint a terminál az, aki a port "gazdája", azaz a komputer, s hozzá van kapcsolva egy külső eszköz, pl. modem, vagy nyomtató.) Receive Data, az a tüske, ahova az eszköz küldi az adatait. Request To Send, ezen a tüskén jelzi a terminál, hogy adatot szeretne küldeni. Clear To Send, az eszköz jelzi, hogy kész az adatfogadásra. Data Set Ready, ezen a tüskén jelzi az eszköz, hogy adatot szeretne küldeni. Data Terminal Ready, a terminál jelzi, hogy kész az adatfogadásra. Data Carrier Detect, modemek használják, azt jelzik vele, hogy a távoli modem vivőjét sikerült detektálni. Signal Ground, földpotenciál, referencia feszültség.

64 Soros Port 9 tűs 25 tűs rövidítés angol elnevezés magyar elnevezés 3 2 Tx Transmit Data adat küldés 2 3 Rx Receive Data adat fogadás 7 4 RTS Request To Send adatküldés kérelem 8 5 CTS Clear To Send adatküldésre felkészülve 6 6 DSR Data Set Ready adat kész 5 7 GND Signal Ground föld 1 8 DCD Data Carrier Detect vivő detektálva 4 20 DTR Data Terminal Ready adatfogadásra kész 9 22 RI Ring Indicator csengőhang jelzés

65 Párhuzamos Port Printer Port vagy Centronics Port (Centronics szabványú nyomtatók vezérlésére fejlesztették ki) Kétféle illetsztő: egyirányú illetve kétirányú kommunikáció Centronics Model 101 Printer : 1970 USB előtt egyeduralkodó volt a külső eszközök illesztésében Párhuzamos port lévén egyszerre 8 bitet tud átküldeni 4 vezérlő 5 státusz 8 adatvonal D típusú 25 tűs csatlakozó 5 féle üzemmód: Komtatibilis Nibble mód Byte mód EPP (Enhanced) ECP (Extended)

66 Párhuzamos Port Nibble és Byte mód ez eredeti (standard) Párhuzamos portot használja, az ECP és EPP módok hardveres támogatást kívánnak a gyorsabb sebesség érdekében Kompatibilis (vagy Centronics) mód a legismertebb, 50 kbyte/sec adatátvitelre képes (csak küldés, EGYIRÁNYÚ átvitel) Nibble és Byte módban vételre is van lehetőség Nibble mód egy nibble-t (4 bit) képes fogadni egyszerre Byte mód kétirányú adatátvitelre képes, egyszerre 8 bitet. PORTCÍMEK: LPT1: 378h LPT2: 278h

67 Párhuzamos Port Üzemmódok: SPP/EPP/ECP Eredetileg a Centronics szabvány egyirányú adattovábbítást tett lehetővé (PC-től a nyomtató felé) SPP (Standard Parallel Port): kétirányú adatáramlás, half-duplex: egyszerre csak egy irányba mehet az adattovábbítás full-duplex: PIN18-25-t kihasználva, egyszerre lehetséges adás és vétel EPP (Enhanced Parallel Port): 500kB-2MB: tipikusan külső eszközökhöz fejlesztette az Intel-Xircom-Zenith ECP ( Extended Capabilities Port): Microsoft+HP fejlesztés, nyomtatók számára nagyobb sebesség, több funkció

68 Párhuzamos Port -Centonics Kompatibilis módban egy byte írásához a következőkre van szükség: 1. Egy byte írása az adatportra 2. Nyomtató foglaltsági ellenőrzése (BUSY). Ha foglalt, az adatok el fognak veszni 3. Strobe jel alacsonnyá állítása. (PIN1). Ez mutatja a nyomtatónak, hogy adatküldés történt 4. Strobe jel magasra állítása 5 us után.

69 Párhuzamos Port -Centonics nstrobe bekövetkezéskor alacsony jel jön létre HW inverted - a jel invertált a párhuzamos port vezérlője által Pl. BUSY: Ha +5V (logikai 1) t küldünk ki a lábra, a státusz regiszter olvasásakor 0-t kapunk a regiszter 7. bitjén

70 Párhuzamos Port -Centonics Centronics szabványú adatküldés handshaking lábakra az adatot ki kell tenni 2. BUSY ellenőrzése 3. nstrobe 4. Adatok elolvasása a nyomtató részéről az nstrobe szintcsökkenésekor 5. A nyomtató foglaltat jelez (BUSY) 6. Ha a nyomtató vette az adást, nack jellel nyugtázza

71 Párhuzamos Port -Centonics Adat regiszter. Csak írható. Kétirányú adatátvitelnél is ezen a címen lehet az adatokat beolvasni Státusz regiszter. Csak olvasható. PIN 10,11,12,13,15 ( 5 vonal) olvasása.a BUSY alapban alacsony jel. Kontrol regiszter. Csak írható.

72 USB Manapság az egyik legelterjedtebb port OS driverrel támogatja Eddig (mint láttuk) a soros, párhuzamos protokol nehézkes, nem lehet nagy sebességet elérni USB hubok alkalmazásával a külső (csatlakoztatandó) eszközök fa struktúrába szervezhetőek Saját feszültséggel tudja tápálni a kis fogyasztású eszközöket (500 ma 5V)

73 USB A számitógéphez kiegészítésképpen gyártott eszközök sokat fejlődtek az elmúlt években. Nem kell sok eszközt beszerezni és müködésbe hozni ahhoz, hogy elfogyjon a PC interrupt készlete. Ráadásul ha volt is még szabad IRQ akkor is konfliktusba keveredtek egymással nem kis bosszúságot okozva ezzel a rendszergazdának. Nem kell többé kikapcsolni a gépet ha valamilyen új eszközt csatlakoztatunk hozzá. Az USB intelligens rendszere érzékeli a csatlakoztatás tényét és elvégzi az inicializálást. Igy valóban "Plug and Play". A soros adatsebessége is elfogadható. A lassabb eszközök számára támogatja az 1,5 Mbit/s-os, a gyorsabbak számára a 12 Mbit/s-os bitsebességet.

74 USB A számitógéphez kiegészítésképpen gyártott eszközök sokat fejlődtek az elmúlt években. Az USB erősen szabványosított. Mindegyik eszköz ugyanolyan kábelt használ, és az adatátvitel is tipizált, szabványosítható. Erre szolgálnak az USB eszközök osztályai. Ha egy eszköz besorolódik valamely osztályba, akkor szabványosítása is megtörténik, s bárki is gyártja később, az ugyanazzal a driverrel működni fog. Természetesen, ha valaki egy új eszközt talál ki, akkor annak driverét is el kell készítenie.

75 USB Minden USB rendszer egy hierarchikusan kialakított ún. fa-strukturájú és csillag topológiájú rendszer, melynek középpontjában a PC áll. Ebből az elvből következően nem lehet 2 PC-t USB kábellel összekötni úgy, amint azt a soros portnál megszoktuk A PC tartalmazza a fő-vezérlőt (Host Controller) és a kiindulási pontot (Root Hub). A rendszer automatikusan felismeri az eszköz sebességét, igy a lassabb eszközök is ugyanazt a csatlakozót és kábelt használhatják.

76 USB kábelek és csatlakozók Új eszköz esetén az OS automatikusan felismeri az eszközt, megkeresi a drivert. Ha létezik a driver akkor azonnal elkezdi a kommunikációt az OS az eszközzel Ha két típusú csatlakozó található, akkor az A típusú a PC a B típusú a külső eszköz csatlakozója A típusú csatlakozó B típusú csatlakozó

77 USB kábelek és csatlakozók A kábel két végén egymástól eltérô alakú csatlakozók vannak, így az eszközök csatlakoztatása csak egyféleképpen lehetséges, ami teljesen kizárja a fordított irányú csatlakoztatásból eredő hibákat. Az USB kábel nem csak adatokat szállít a készülékhez, hanem áramot is. Az alkalmazott kábel négyeres. Kettő egy csavart érpárat kell alkosson, egy szimpla testvezeték és egy a +5 V-os tápot viszi az eszközökhöz. A csavart érpáron megy az adat A nagyobb sebességhez árnyékolt kábel használata ajánlott, a kisebb sebességhez elegendő az olcsóbb árnyékolatlan tipus.

78 USB kábelek és csatlakozók Az USB eszközöket két csoportra oszthatjuk: saját tápegység nélküliek, valamint saját tápegységgel rendelkezôk. Az első csoport tagjainak annyira kicsi a tápfeszültség igényük, hogy azt maga az USB busz, az eszköz csatlakozó kábelén át is ki tudja elégíteni. Az USB busz egyszerre hozzávetőleg 10 ilyen alacsony fogyasztású eszköz tápellátását tudja kielégíteni. A második csoportba tartozó eszközök azok, melyek nagyobb tápfeszültség igényük miatt külön, az elektromos hálózatba köthető tápegységgel kerülnek forgalomba. A távtáplálást használó eszközök maximum 100 ma-t vehetnek fel összesen és a terhelési csúcs nem haladhatja meg az 500 ma-t.

79 USB szofver A PC-ben futó szoftver két fő részből áll: Az egyik a Host controller amely az operácios rendszer részeként vezérli és ütemezi az egész USB buszt. Ehhez csatlakoznak az USB device driver-ek, melyek az eszközt szoftver oldalról kezelik. Az USB feladata csak annyi, hogy továbbítsa az adatokat az eszköz és drivere között. A másik oldalról pedig az eszközök is tartalmaznak valamilyen szoftvert, ami rendszerint egy mikrokontrollerben futó program A Host foglal tehát csak erőforrást a PC-nkben, az eszközöket azután a host kezeli.

80 USB kommunikáció A sokféle eszköz sokféle adatátviteli módot igényel. Végül a rendszer megalkotói négy különféle és tipikus adatátviteli módszert honositottak meg Control, Isochronous, Bulk és Interrupt A kommunikáció alapvetően csomagkapcsolt szisztémával működik, de az egyes módok között jelentős eltérés van.

81 USB kommunikáció Control adatátviteli mód: Ez az alapmód, amit minden USB eszköznek ismernie kell. Ezzel a módszerrel kommunikál egymással az eszköz és a host a csatlakoztatást követően. Ha szükséges, akkor később váltanak. Teljesen normál csomagkapcsolt üzemmód. Tartalmaz CRC ellenőrzést és garantált az adatátvitel hibamentessége. Minden esetben kétirányú.

82 USB kommunikáció Isochronous adatátviteli mód: Ezt az adatátviteli módszert video és audio jelek átvitelére fejlesztették ki. Valós idejű átvitelt támogat. Nincs CRC ellenőrzés az adatok ömlesztve közlekednek. Mindkét irányban kialakítható.

83 USB kommunikáció Bulk adatátviteli mód: Ezt is nagy mennyiségű adat átvitelére fejlesztették ki, azonban ez tartalmaz ellenőrzést és garanciát az adatok integritását illetően. Cserébe a valósidejűségről kell lemondanunk. Mindkét irányt tudja.

84 USB kommunikáció Interrupt adatátviteli mód: Ezt kifejezetten kis adatmennyiség rendszeres átvitelére fejlesztették ki. A Host ciklikusan lekérdezi az eszközt, és ha van adat, akkor azt interrupt-szerűen átviszi. Legfontosabb jellemzője, hogy nem foglal jelentős sávszélességet és az adatátvitel egyirányú, mégpedig mindig az eszköztől a PC felé.

85 USB 2.0 kompatibilis elődjével, az 1.1-es változattal. Minden eddigi eszköz használható vele, csatlakozási felülete változatlan. Az átviteli sebesség nagyot változott: az eddigi 12 Mbit/s-róla 40- szeresére, 480 Mbit/s-ra nőtt. A külön USB 2.0-s kártyák mellett az új noteszgépek egyike-másika tartalmaz USB 2.0-s illesztést, és megjelentek az első USB 2.0-s csatolót integráló alaplapok. Microsoft legújabb operációs rendszere, a Windows XP hivatalosan is támogatja ezt a szabványt

86 USB hub Az USB előnye, hogy egy csatlakozón keresztül a portok száma USB hubbal növelhető Lézetik tápfeszültég és tápfeszültség nélküli változat is A tápfeszültég szükséges a hub összes portján, így egy saját transzformátor szükséges

87 Monitorok Két típusát tárgyaljuk: CRT(Cathode Ray Tube) LCD (Liquid Crystal Display)

88 Monitorok -Felbontás Standard Resolution Typical Use XGA (Extended Graphics Array) 1024x and 17-inch CRT monitors 15-inch LCD monitors SXGA (Super XGA) 1280x and 17-inch CRT monitors 17-and 19-inch LCD monitors UXGA (Ultra XGA) 1600x , 20-, 21-inch CRT monitors 20-inch LCD monitors QXGA (Quad XGA) 2048x inch and larger CRT monitors WXGA (Wide XGA) 1280x800 Wide aspect 15.4-inch laptops LCD displays WSXGA+ (Wide SXGA plus) 1680x1050 Wide aspect 20-inch LCD monitors WUXGA (Wide Ultra XGA) 1920x1200 Wide aspect 22-inch and larger LCD monitors

89 Monitorok Méretarány és látható képátló 4:3 méretarány: TV, CRT (legtöbb) Widescreen: 16:9 (16:10,15:9) CRT: külső sarok LCD: belső sarok 17 LCD megfelel 19 LCD-nek

90 Monitorok Csatlakozások ANALOG VGA Videokártya D/A konverziót végez VGA kábelen keresztül továbbítódik az adat (D-Sub connector) 1: Red out 2: Green out 3: Blue out 6: Red return (ground) 7: Green return (ground) 8: Blue return (ground) 11: Monitor ID 0 in 12: Monitor ID 1 in or data from display 13: Horizontal Sync out 4: Unused 9: Unused 14: Vertical Sync 5: Ground 10: Sync return (ground) 15: Monitor ID 3 in or data clock

91 Monitorok Csatlakozások DVI (Digital Video Interface) Digitálisan továbbítódik a jel a videokártya-monitor között: nem kell D/A konverzió DVI specifikáció a TMDS-en alapszik (Transition Minimized Differential Signaling) TMDS videokártyától vett jelet optimalizálja: megnézi a felbontást, és a frissítési frekvenciát, majd kiszámítja az optimális átvitelt DVI kábelek: single(max. 1980x1080) vagy dual (max. 2048x1536)

92 Monitorok Csatlakozások DVI (Digital Video Interface) Két típusú DVI csatlakozó van: DVI Digital (DVI-D): csak digitális, 24 pin DVI integrated (DVI-I): digitális+analóg monitorokhoz

93 Monitorok Színmélység Pl. 24 bit: : 3x8 bit (R+G+B) Emberi szem kb színt különböztet meg Egy színes pontot három R,G,B színű pontból állítja elő

94 Monitorok CRT A megjelenítőként hosszú ideig kizárólag a katódsugárcsöves (CRT) berendezések szolgáltattak elfogadható minőségű képet A katódsugaras képcső ilyen elfogadott megjelenítési eszköz volta ellenére jelentős hátrányai vannak. A katódsugárcső az utánvilágításon kívül nem rendelkezik saját tárolási tulajdonsággal, ezért a képet ismételni, frissíteni kell. a kép így erősen felvillan majd fénye fokozatosan csökken A CRT képernyő egy pontjának a frissítés függvényében való változása

95 Monitorok CRT összehasonlítás CRT plazma a fény spektruma színe fekete háttéren, fehér zöld v. fekete háttéren, narancs fekete háttéren neon narancs fekete háttéren a kép törlés ideje 1/frissítési arány 20µs villogás frissítési arány nincs a teljes kép láthatóságának határa a teljeskép torzítása ~2% nincs a kontraszt arány, közelítőleg, kis területen, a háttérhez képest 8:1 25:1 fényesség [láb/lambert] 20 60

96 Monitorok CRT A megjelenítőként hosszú ideig kizárólag a katódsugárcsöves (CRT) berendezések szolgáltattak elfogadható minőségű képet A katódsugaras képcső ilyen elfogadott megjelenítési eszköz volta ellenére jelentős hátrányai vannak. A katódsugárcső az utánvilágításon kívül nem rendelkezik saját tárolási tulajdonsággal, ezért a képet ismételni, frissíteni kell. a kép így erősen felvillan majd fénye fokozatosan csökken

97 Monitorok CRT Fizikai alapja a katódsugárcső. A vákuum csőben (katódsugárcsőben) meleg katódon gerjesztett elektronokat 20-30kV feszültséggel felgyorsítanak, ponttá fókuszálnak, modulálnak, eltérítenek. Az elektron a szükséges energiát elérve fényporba csapódva fény felvillanást gerjeszt. A fényt adott helyen ismételten elő kell állítani a folytonos kép élményének biztosításához. A folytonos kép élményhez az ember számára minimálisan a kép/s (váltás) frissítés szükséges. A film kockák képváltási sebessége kb. ebbe a tartományban van (16 vagy 24 kép/s). A TV kép előállítást - TV kép frissítést a hálózati frekvenciához igazították. Alapvetően 50 vagy 60 Hz. Ettől újabban eltértek és léteznek 70, 75, 90, 100 Hz--es rendszerek is. t 0 t 1 Az elektronsugárnak a képernyő felületén történő mozgása és a mozgáshoz szükséges idők. t 2

98 Monitorok CRT A képcső egy ernyőfelületű üvegbúra, melyben vákuum van Az ernyő belülről fluoreszcens tulajdonságú fényporral bevont Az elektronágyú elektronokkal bombázza az ernyőt, amely felvillanásokat hoz létre Az ernyőt soronként tapogatja le Az elektronágyú az elektronokat kibocsátó fűtött katódból és elektron fókuszáló, ill. gyorsító anódból áll Az elektronnyalábot az eltérítő tekercsek pozícionálják

99 Monitorok CRT

100 Monitorok CRT A legkisebb megjeleníthető információ a pont (triplet) Ez közelítőleg a fluoreszcens ernyő előtt található szita (rács) egy nyílásán átengedett elektronsugár által gerjesztett felület nagyságával egyenlő A képcső vezérlőelektronikája a képcsövön kívül a monitor másik fontos alkotóeleme. Ez a rendszer végzi el a számítógépből érkező videojel átalakítását a képcső számára felhasználható formába.

101 Monitorok CRT A színes monitorok képcsövét, a trikromatikus színelméletnek megfelelően, három eltérő típusú fényporral vonják be: zöld, kék és vörös hullámhossz-tartományú fényt bocsátanak ki, ha elektronsugár éri őket. Ennek megfelelően a katódok száma is három a színes képcsőben. Az CRT alap színingereit nevezhetjük még primer színeknek vagy csak egyszerűen primereknek. A CRT monitor elektronikus vezérlése a számítógép videokártya D/A átalakítója által közvetített kék, zöld és vörös analóg elektromos jeleket és a megjelenítést biztosító szinkronjelet alakítja a képcső számára szükséges nagyfeszültségű jellé.

102 Monitorok LCD Az LCD technológia a fény blokkolásán alapszik Az LCD két polarizált üveg közötti folyadékkristályt tartalmaz A hástó fényvilágítás áthatol az első polarizált üvegen Elektromos áram hatására a folyadékkristályok átrendeződnek, amely során a fény másképpen jut át a második polarizált üvegre

103 Monitorok LCD A legtöbb LCD-nél használatos : Active Matrix Techology Egy vékony tranzisztorréteg (Thin Film Transistor TFT): mátrixban elrendezett tranzisztorok Passzív Mátrix: Minden pont mögött vezetőképes fém található: ez töltik fel: ritkán használatos

104 Monitorok LCD tulajdonságai Natív felbontás:az LCD-k csak egy felbontásra optimalizáltak (fix mátrix) Láthatósági szög: oldalról a monitorok képe eltűnik, vagy a színek elvesznek: fok közötti érték Kontraszt: az a fény, amelyet az LCD képernyő produkálni képes teljes fehér illetve fekete képernyő esetén, pl. 500:1 Fényerősség: az a fény, amelyet az LCD képernyő produkálni képes, cd/m2 Válaszidő: egy pont színváltási ideje Szellemkép: alacsony válaszidő okozza, amikor egy feltöltött cella szivárog, vagyis töltés kerül át a szomszédos cellákra

105 Köszönöm a figyelmet!