హార్డ్‌వేర్ ఇంటర్‌ఫేస్‌లు

ఇంటర్‌ఫేస్ (ఇంటరాక్షన్) అనేది మైక్రోప్రాసెసర్ సిస్టమ్‌లోని భాగాలు మరియు పాల్గొనేవారి మధ్య కనెక్షన్.

వి మైక్రోప్రాసెసర్ వ్యవస్థ వీటిని కలిగి ఉంటుంది: హార్డ్‌వేర్, సాఫ్ట్‌వేర్ మరియు వ్యక్తులు... కాబట్టి, ఈ క్రింది రకాల ఇంటర్‌ఫేస్‌లు ప్రత్యేకించబడ్డాయి:

• హార్డ్వేర్ ఇంటర్ఫేస్;

• సాఫ్ట్వేర్ ఇంటర్ఫేస్;

• వినియోగ మార్గము.

ఆపరేటింగ్ సిస్టమ్ అందించిన ప్రోగ్రామింగ్ ఇంటర్‌ఫేస్ (ఏదైనా ఉంటే). అత్యంత సాధారణ వినియోగదారు ఇంటర్‌ఫేస్‌లు గ్రాఫికల్ ఇంటర్‌ఫేస్ (ఉదాహరణకు, మైక్రోసాఫ్ట్ ఆఫీస్ వర్డ్ ఎడిటర్‌లో చిహ్నాలు లేదా కమాండ్ బటన్‌లతో కూడిన కంప్యూటర్ డెస్క్‌టాప్) మరియు జాయ్‌స్టిక్ ఇంటర్‌ఫేస్, ఇక్కడ మెనుల ద్వారా నావిగేట్ చేయడం ద్వారా మనకు అవసరమైన ఆదేశాన్ని ఎంచుకుంటాము (ఉదాహరణకు, మొబైల్ ఫోన్‌లు , ప్రోగ్రామబుల్ కంట్రోలర్లు) , ఇది కూడా ఒక రకమైన GUI.

హార్డ్‌వేర్ ఇంటర్‌ఫేస్ అనేది మైక్రోప్రాసెసర్ సిస్టమ్‌లోని అన్ని భాగాల మధ్య కమ్యూనికేషన్‌ను అందించే బస్సులు, కనెక్టర్లు, సరిపోలే పరికరాలు, అల్గారిథమ్‌లు మరియు ప్రోటోకాల్‌ల వ్యవస్థ. సిస్టమ్ యొక్క పనితీరు మరియు విశ్వసనీయత ఇంటర్ఫేస్ యొక్క లక్షణాలపై ఆధారపడి ఉంటుంది.

ఎంబెడెడ్ మైక్రోప్రాసెసర్ సిస్టమ్స్‌లో, హార్డ్‌వేర్ ఇంటర్‌ఫేస్ CPU ఆఫ్‌లోడ్ కంట్రోలర్‌ల ద్వారా అందించబడుతుంది.కంట్రోలర్ ఇది పర్యవేక్షణ మరియు నియంత్రణ విధులను నిర్వహించడానికి రూపొందించబడిన ప్రత్యేక మైక్రో సర్క్యూట్. కంట్రోలర్ పరికరం యొక్క ఆపరేషన్‌ను నిర్వహిస్తుంది, ఉదాహరణకు, హార్డ్ డిస్క్, యాదృచ్ఛిక యాక్సెస్ మెమరీ, కీబోర్డ్, మరియు MS లోని ఇతర భాగస్వాములతో ఈ పరికరం యొక్క కనెక్షన్‌ను నిర్ధారిస్తుంది.

టైర్లు వంతెనలచే నియంత్రించబడతాయి ... సంక్లిష్టమైన MS లో, ఉదాహరణకు, వ్యక్తిగత కంప్యూటర్ వంటి, కేంద్ర స్థానం «చిప్‌సెట్» (చిప్‌సెట్) - వంతెనలు మరియు నియంత్రికల సమితిచే ఆక్రమించబడింది. చిప్‌సెట్ రెండు ప్రధాన చిప్‌లను కలిగి ఉంది, వీటిని సాంప్రదాయకంగా దక్షిణ వంతెన మరియు ఉత్తర వంతెన అని పిలుస్తారు (మూర్తి 1). నార్త్‌బ్రిడ్జ్ సిస్టమ్ బస్, మెమరీ బస్, AGP (యాక్సిలరేటెడ్ గ్రాఫిక్స్ పోర్ట్)కి సేవలు అందిస్తుంది మరియు ఇది కంప్యూటర్ యొక్క ప్రధాన నియంత్రిక. దక్షిణ వంతెన బాహ్య పరికరాలతో పనిని నిర్వహిస్తుంది (PCI బస్ - పరిధీయ పరికరాలను కనెక్ట్ చేయడానికి I / O బస్సు).

మూర్తి 1 — వ్యక్తిగత కంప్యూటర్లలో (PCలు) డేటా మార్పిడి సంస్థలు

ప్రాసెసర్ మరియు బాహ్య పరికరాల మధ్య పరస్పర చర్య యొక్క సంస్థ వారి గొప్ప వైవిధ్యం కారణంగా చాలా కష్టం.

సమాంతర ఇంటర్‌ఫేస్‌లు బిట్‌లను ప్రసారం చేయడానికి ప్రత్యేక సిగ్నల్ లైన్‌లను ఉపయోగిస్తాయి మరియు బిట్‌లు ఏకకాలంలో ప్రసారం చేయబడతాయి. క్లాసిక్ సమాంతర ఇంటర్‌ఫేస్ ఒక LPT పోర్ట్.

ఒక సీరియల్ డేటా ట్రాన్స్‌మిషన్ ఇంటర్‌ఫేస్ ఒకే సిగ్నల్ లైన్‌ను ఉపయోగిస్తుంది, దీని ద్వారా సమాచారం యొక్క బిట్స్ వరుసగా ఒకదాని తర్వాత ఒకటి ప్రసారం చేయబడతాయి.

కంప్యూటర్లు మరియు పారిశ్రామిక వ్యవస్థలలో విస్తృతంగా వ్యాపించిన సరళమైన సీరియల్ ఇంటర్‌ఫేస్, RS-232 ప్రమాణం, ఇది COM - పోర్ట్‌లచే అమలు చేయబడుతుంది ... పారిశ్రామిక ఆటోమేషన్‌లో, ఇది విస్తృతంగా RS-485 ఉపయోగించబడుతుంది.

USB (యూనివర్సల్ సీరియల్ బస్) బస్సు మీ కంప్యూటర్‌కు సెల్ ఫోన్‌లు మరియు వినియోగదారు ఎలక్ట్రానిక్‌లతో సహా అనేక రకాల పరిధీయ పరికరాలను కలుపుతుంది.

మొదటి ఇంటర్‌ఫేస్ స్పెసిఫికేషన్‌ను USB 1.0 అని పిలుస్తారు, USB 2.0 స్పెసిఫికేషన్ ప్రస్తుతం ఉపయోగించబడుతుంది, ఆధునిక పరికరాలు USB 3.0 స్పెసిఫికేషన్‌కు కనెక్ట్ చేయబడ్డాయి.

USB 2.0 ప్రమాణం నాలుగు లైన్లను కలిగి ఉంది: డేటా రిసెప్షన్ మరియు ట్రాన్స్మిషన్, +5 V విద్యుత్ సరఫరా మరియు కేస్. వీటితో పాటు, USB 3.0 మరో నాలుగు కమ్యూనికేషన్ లైన్‌లను (2 స్వీకరించడానికి మరియు రెండు ప్రసారం చేయడానికి) మరియు ఒక కేస్‌ను జతచేస్తుంది.

USB బస్సు అధిక బ్యాండ్‌విడ్త్‌ను కలిగి ఉంది (USB 2.0 గరిష్టంగా 480 Mbps వరకు డేటా బదిలీ రేటును అందిస్తుంది, USB 3.0 — 5.0 Gbps వరకు) మరియు డేటా బదిలీని మాత్రమే కాకుండా, తక్కువ-శక్తి బాహ్య పరికరాలకు (గరిష్ట కరెంట్) విద్యుత్ సరఫరాను కూడా అందిస్తుంది. USB బస్ యొక్క పవర్ లైన్ల ద్వారా వినియోగ పరికరం, USB 2.0 కోసం 500 mA మరియు USB 3.0 కోసం 900 mA మించకూడదు), ఇది బాహ్య విద్యుత్ సరఫరా అవసరాన్ని తొలగిస్తుంది.

వైర్‌లెస్ (వైర్‌లెస్) ఇంటర్‌ఫేస్‌లు కమ్యూనికేషన్ కేబుల్‌ల నుండి దూరంగా వెళ్లడానికి మిమ్మల్ని అనుమతిస్తాయి, ఇది కేబుల్‌లతో పోల్చదగిన పరిమాణం మరియు బరువులో చిన్న పరిమాణంలోని పరికరాలకు చాలా ముఖ్యమైనది. వైర్‌లెస్ ఇంటర్‌ఫేస్‌లను ఉపయోగించడం విద్యుదయస్కాంత తరంగాలు ఇన్‌ఫ్రారెడ్ (IrDA) మరియు రేడియో ఫ్రీక్వెన్సీ పరిధులు (బ్లూటూత్, USB వైర్‌లెస్).

ఇన్‌ఫ్రారెడ్ IrDA ఇంటర్‌ఫేస్ 1 మీటర్ దూరం వరకు రెండు పరికరాల మధ్య వైర్‌లెస్ కమ్యూనికేషన్‌ను అనుమతిస్తుంది. ఇన్‌ఫ్రారెడ్ కమ్యూనికేషన్ - IR (ఇన్‌ఫ్రారెడ్) కనెక్షన్ - ఆరోగ్యానికి సురక్షితమైనది, రేడియో ఫ్రీక్వెన్సీ పరిధిలో జోక్యానికి కారణం కాదు మరియు ప్రసారం యొక్క గోప్యతను నిర్ధారిస్తుంది. ఇన్ఫ్రారెడ్ కిరణాలు గోడల గుండా వెళ్ళవు, కాబట్టి రిసెప్షన్ ప్రాంతం చిన్న, సులభంగా నియంత్రించదగిన ప్రాంతానికి పరిమితం చేయబడింది.

బ్లూటూత్ (బ్లూ టూత్) అనేది తక్కువ-పవర్ రేడియో ఇంటర్‌ఫేస్ (ట్రాన్స్‌మిటర్ పవర్ కేవలం 1 mW మాత్రమే) వ్యక్తిగత నెట్‌వర్క్‌లను నిర్వహించడానికి తక్కువ దూరాలకు నిజ-సమయ డేటా ప్రసారాన్ని అందిస్తుంది. ప్రతి బ్లూటూత్ పరికరంలో 2.4 GHz రేడియో ట్రాన్స్‌మిటర్ మరియు రిసీవర్ ఉంటుంది. రేడియో ఇంటర్‌ఫేస్ పరిధి సుమారు 100 మీ - ఒక ప్రామాణిక ఇంటిని కవర్ చేయడానికి.

వైర్‌లెస్ USB (USB వైర్‌లెస్) — అధిక బ్యాండ్‌విడ్త్‌తో కూడిన స్వల్ప-శ్రేణి రేడియో ఇంటర్‌ఫేస్: 3 మీటర్ల దూరం వద్ద 480 Mbps మరియు 10 మీటర్ల దూరం వద్ద 110 Mbps. ఇది ఫ్రీక్వెన్సీ శ్రేణి 3.1 - 10.6 GHzలో పనిచేస్తుంది.

RS-232 (RS — సిఫార్సు చేయబడిన ప్రమాణం) ఇంటర్‌ఫేస్ రెండు పరికరాలను కలుపుతుంది - కంప్యూటర్ మరియు డేటా బదిలీ పరికరం. ప్రసార వేగం 115 Kbps (గరిష్టంగా), ప్రసార దూరం 15 మీ (గరిష్టంగా), కనెక్షన్ పథకం పాయింట్-టు-పాయింట్.

ఈ ఇంటర్‌ఫేస్ నుండి సంకేతాలు (3 ... 15) V యొక్క వోల్టేజ్ డ్రాప్ ద్వారా ప్రసారం చేయబడతాయి, అందువల్ల RS-232 కమ్యూనికేషన్ లైన్ యొక్క పొడవు, తక్కువ శబ్దం రోగనిరోధక శక్తి కారణంగా అనేక మీటర్ల దూరానికి పరిమితం చేయబడింది. ఇది చాలా తరచుగా పారిశ్రామిక పరికరాలలో ఉపయోగించబడుతుంది, వ్యక్తిగత కంప్యూటర్‌లో ఇది "మౌస్" రకం మానిప్యులేటర్, మోడెమ్‌ను కనెక్ట్ చేయడానికి ఉపయోగించబడుతుంది. RS-232 ఇంటర్‌ఫేస్ సాధారణంగా నెట్‌వర్కింగ్‌ను అనుమతించదు ఎందుకంటే ఇది 2 పరికరాలను మాత్రమే కనెక్ట్ చేస్తుంది.

మూర్తి 2 — DB9 రకం RS-232 కనెక్టర్

RS-485 ఇంటర్‌ఫేస్ అనేది టూ-వే డేటా ట్రాన్స్‌మిషన్ కోసం విస్తృతంగా ఉపయోగించే హై-స్పీడ్, యాంటీ-జామింగ్ ఇండస్ట్రియల్ సీరియల్ ఇంటర్‌ఫేస్. పారిశ్రామిక రూపకల్పనలో దాదాపు అన్ని ఆధునిక కంప్యూటర్లు, చాలా సెన్సార్లు మరియు డ్రైవ్లు RS-485 ఇంటర్ఫేస్ యొక్క ఒకటి లేదా మరొక అమలును కలిగి ఉంటాయి.

డేటా ట్రాన్స్‌మిషన్ మరియు రిసెప్షన్ కోసం ఒక ట్విస్టెడ్ జత వైర్లు (ట్విస్టెడ్ పెయిర్) సరిపోతుంది.డేటా ట్రాన్స్మిషన్ అవకలన సంకేతాలను ఉపయోగించి నిర్వహించబడుతుంది (అసలు సిగ్నల్ ఒక వైర్పై వెళుతుంది మరియు దాని రివర్స్ కాపీ మరొకదానిపై ఉంటుంది.). వైర్ల మధ్య ఒక ధ్రువణత యొక్క వోల్టేజ్ వ్యత్యాసం తార్కికమైనది, ఇతర ధ్రువణత యొక్క వ్యత్యాసం అంటే సున్నా.

బాహ్య జోక్యం సమక్షంలో, ప్రక్కనే ఉన్న వైర్లలోని కుళాయిలు ఒకే విధంగా ఉంటాయి మరియు సిగ్నల్ వైర్లలో సంభావ్య వ్యత్యాసం కాబట్టి, సిగ్నల్ స్థాయి మారదు. ఇది అధిక శబ్దం రోగనిరోధక శక్తిని మరియు 1 కిమీ వరకు కమ్యూనికేషన్ లైన్ యొక్క మొత్తం పొడవును అందిస్తుంది (మరియు ప్రత్యేక పరికరాల ఉపయోగంతో - రిపీటర్లు).

RS-485 ఇంటర్‌ఫేస్ సగం-డ్యూప్లెక్స్ మోడ్‌లో రెండు-వైర్ కమ్యూనికేషన్ లైన్ ద్వారా అనేక పరికరాల మధ్య డేటా మార్పిడిని అందిస్తుంది (రిసెప్షన్ మరియు ట్రాన్స్‌మిషన్ ఒక జత సమయం-వేరు చేయబడిన వైర్‌ల గుండా వెళుతుంది). ప్రక్రియ నియంత్రణ వ్యవస్థలను రూపొందించడానికి ఇది పరిశ్రమలో విస్తృతంగా ఉపయోగించబడుతుంది.

ఈథర్నెట్ (ఈథర్ — ఈథర్) — చాలా స్థానిక కంప్యూటర్ నెట్‌వర్క్‌లలో ఉపయోగించే డేటా ట్రాన్స్‌మిషన్ టెక్నాలజీ. ఈ ఇంటర్‌ఫేస్ IEE 802.3 స్టాండర్డ్‌పై ఆధారపడి ఉంటుంది. RS-485 ఇంటర్‌ఫేస్‌ను ఒకటి నుండి చాలా వరకు పరిగణించవచ్చు, ఈథర్‌నెట్ అనేక నుండి అనేక ప్రాతిపదికన పనిచేస్తుంది.

బిట్ రేటు మరియు ప్రసార మాధ్యమంపై ఆధారపడి అనేక ఎంపికలు ఉన్నాయి:

• ఈథర్నెట్ - 10 Mbps

• వేగవంతమైన ఈథర్నెట్ - 100 Mbps

• గిగాబిట్ ఈథర్నెట్ — 1 Gbps

• 10 గిగాబిట్ ఈథర్నెట్

ఏకాక్షక కేబుల్, ట్విస్టెడ్ పెయిర్ (తక్కువ ధర, అధిక నాయిస్ ఇమ్యూనిటీ) మరియు ఆప్టికల్ కేబుల్ (పొడవాటి లైన్లు మరియు హై-స్పీడ్ కమ్యూనికేషన్ ఛానెల్‌ల సృష్టి) ప్రసార మాధ్యమంగా ఉపయోగించబడతాయి.

ట్విస్టెడ్ పెయిర్ (ట్విస్టెడ్ పెయిర్) — ఒక రకమైన కమ్యూనికేషన్ కేబుల్, ఒకటి లేదా అంతకంటే ఎక్కువ జతల ఇన్సులేటెడ్ వైర్లు కలిసి వక్రీకరించి ప్లాస్టిక్ కోశంతో కప్పబడి ఉంటాయి.

ఉదాహరణకు, FTP కేబుల్ (ట్విస్టెడ్ పెయిర్ - ఒక సాధారణ రేకు షీల్డ్ మరియు ప్రేరేపిత ప్రవాహాలను హరించడానికి రాగి కండక్టర్‌తో వక్రీకృత జత), 4 జతల (ఘన), వర్గం 5e (మూర్తి 3). కేబుల్ భవనాలు, నిర్మాణాలు మరియు నిర్మాణాత్మక కేబుల్ వ్యవస్థలలో పనిలో స్థిరమైన సంస్థాపన కోసం ఉద్దేశించబడింది. 100 MHz గరిష్ట పరిమితితో ఫ్రీక్వెన్సీ పరిధిలో పనిచేసే అప్లికేషన్‌ల కోసం రూపొందించబడింది.

మూర్తి 3 - ట్విస్టెడ్ జత: 1 - బయటి కోశం, 2 - రేకు షీల్డ్, 3 - డ్రెయిన్ వైర్, 4 - ప్రొటెక్టివ్ ఫిల్మ్, 5 - ట్విస్టెడ్ పెయిర్

భౌతిక స్థాయిలో, ఈథర్నెట్ ప్రోటోకాల్ మైక్రోప్రాసెసర్ సిస్టమ్‌లలో పొందుపరచబడిన నెట్‌వర్క్ కార్డ్‌ల రూపంలో అమలు చేయబడుతుంది మరియు సిస్టమ్‌లను ఒకదానికొకటి కనెక్ట్ చేసే హబ్‌లు.

పారిశ్రామిక నెట్‌వర్క్‌లు (ప్రొఫైనెట్, ఈథర్‌నెట్ / ఐపి, ఈథర్‌క్యాట్, ఈథర్‌నెట్ పవర్‌లింక్) ఈథర్‌నెట్ ఆధారంగా నిర్మించబడ్డాయి, ఇవి గతంలో అభివృద్ధి చేసిన ప్రొఫిబస్, డివైస్‌నెట్, కానోపెన్ మొదలైన నెట్‌వర్క్‌లతో విజయవంతంగా పోటీపడతాయి.