Les Bus de Communication

États logiques :

• Asymétrique : 2 niveaux de tensions (ex : RS232)
• symétrique (différentiel) : différence de tension (ex : USB)

Modes de transmission

	Les données circulent dans un seul sens (émetteur vers récepteur)
	Les données circulent dans les 2 sens mais pas simultanément : bande passante utilisée en intégralité.
	Les données circulent de manière bidirectionnelle et simultanément : bande passante / 2 (sauf multiplexage)

Type de Liaisons

	Les bits sont transmis les uns à la suite des autres, sur une seule et même ligne.
	les bits sont transmis à plusieurs en même temps (octet) sur plusieurs lignes disposées en parallèle.

Type de Liaisons séries

bus système "system" aussi communément appelé bus local :

périphérique interne "backplane" ou bus d'extension :

bus de pèriphèrique externe "peripheral" :

OneWire ou 1-Wire

Spécifications :

Le protocol 1-wire 64bits: Famille 8bits+ ID 48bits + crc 8bits

Emission d'un bit du maître vers l'esclave:

Réception d'un bit par le maître:

CRC

Les fonctions

• Search Rom [F0h] : Le maître identifie les codes ROM de tous les dispositifs esclaves sur le bus,
  S'il n'y a qu'un seul esclave sur le bus, la commande simple Lire ROM [33h] peut être utilisé à la place du processus de recherche de ROM.
  Après chaque cycle "Search Rom", le maître de bus doit revenir à l'étape 1 (Initialisation) dans la séquence de transaction.
• Read Rom [33h] : Cette commande ne peut être utilisée que quand il n'y a qu'un esclave sur le bus.
  Il permet au maître de lire le code ROM 64 bits de l'esclave sans utiliser la procédure Recherche ROM.
• Match Rom [55H] : La commande "Match Rom" suivie d'une séquence de code ROM 64 bits permet au maître de bus de répondre à un dispositif esclave spécifique sur un bus multipoints ou simple.
  Seul l'esclave qui correspond exactement à la séquence de code ROM 64 bits va répondre à la commande délivré par le maître; tous les autres esclaves sur le bus attendent.
• Skip Rom [CCh] : Le maître peut utiliser cette commande pour répondre à tous les périphériques du bus en même temps sans envoyer des informations de code ROM.
  Par exemple, le maître peut faire tous les DS18B20s sur le bus effectuent des conversions de température simultanées en émettant une commande de ROM Passer suivi d'une commande "Convert T" [44h].
  Notez que la commande "Read Scratchpad" [BEh] peut suivre la commande "Skip Rom" seulement s'il y a un dispositif esclave unique sur le bus.
  Dans ce cas, le temps est enregistré en permettant au maître de lire depuis l'esclave sans envoyer le code ROM 64 bits de l'appareil.
  Une commande "Skip Rom" suivi d'une commande "Read Scratchpad" provoquera une collision de données sur le bus s'il y a plus d'un esclave.
• Alarm Search [ECh] : Le fonctionnement de cette commande est identique au fonctionnement de la commande "Match Rom" sauf que seuls les esclaves avec une alarme réglée répondra.
  Cette commande permet à l'appareil maître pour déterminer si des DS18B20s ont connu un état d'alarme lors de la conversion de la température la plus récente. Le maître de bus doit revenir à l'étape 1 (Initialisation)
• Convert T [44h] : Cette commande déclenche une conversion de température unique. Après la conversion, les données thermiques résultant est stocké dans le registre de température de 2 octets dans la mémoire de travail et le DS18B20 retourne à son état de repos à faible puissance.
• Write Scratchpad [4Eh] : Cette commande permet au maître d'écrire 3 octets de données à la scratchpad du DS18B20. Le premier octet de données est écrite dans le registre T_H (octet 2 scratchpad), le deuxième octet est écrit dans le registre de T_L (octet 3), et le troisième octet est écrit dans le registre de configuration (octet 4). Les données doivent être transmis avec le bit le moins significatif en premier. Les trois octets DOIVENT être écrits avant que de maître envoie les questions ou une ré-initialisation, sinon les données peuvent être endommagées.
• Read Scratchpad [BEh] : Cette commande permet au maître de lire le contenu du bloc-notes. Le transfert de données commence par le bit le moins significatif de l'octet 0 et se poursuit jusqu'à 9 octet (octet 8 - CRC) lu.
  Le maître peut émettre une ré-initialisation afin de mettre fin à la lecture, à tout moment si seulement une partie des données de scratchpad est nécessaire.
• Copy Scratchpad [48h] : Cette commande copie le contenu du scratchpad T_H, T_L et registres de configuration (octets 2, 3 et 4) de l'EEPROM.
• Recall E² [B8h] : Cette commande rappelle les valeurs de déclenchement d'alarme (T_H et T_L) et les données de configuration de l'EEPROM et place les données en octets 2, 3, et 4, dans la mémoire de travail.
• Read Power Supply [B4h] : Les problèmes de l'appareil maître cette commande suivie d'un intervalle de temps de lecture pour déterminer si des DS18B20s sur le bus utilisent la puissance de parasite.
  Pendant l'intervalle de temps de lecture, parasite alimenté DS18B20s va tirer le bus bas et DS18B20s alimentés en externe vous permettra de le bus restent élevés.

1. Le maître du bus commence la séquence d'initialisation en émettant une impulsion de réinitialisation.
   Les dispositifs esclaves répondent en émettant des impulsions de présence simultanées.
2. Le maître de bus émettra ensuite la commande Search ROM sur le bus 1-Wire.
3. Le maître du bus lit un bit à partir du bus 1-Wire. Chaque appareil répondra en plaçant la valeur du premier bit de leurs données ROM respectives sur le bus 1-wire.
   ROM1 et ROM4 placent un 0 sur le bus 1-Wire, c’est-à-dire qu’il tire vers le bas.
   ROM2 et ROM3 placeront un 1 sur le bus 1-Wire en permettant à la ligne de rester haute.
   Le résultat est le ET logique de tous les appareils de la ligne. Le maître du bus voit donc un 0.
   
   Le maître de bus lit un autre bit. Comme la commande Search ROM est en cours d'exécution, tous les périphériques du bus 1-Wire répondent à cette seconde lecture en plaçant le complément du premier bit de leurs données ROM respectives sur le bus 1-Wire.
   ROM1 et ROM4 placent un 1 sur le 1-Wire, permettant à la ligne de rester haute.
   ROM2 et ROM3 placeront un 0 sur le 1-Wire, ainsi il sera abaissé.
   Le maître du bus observe à nouveau un 0 pour le complément du premier bit de données ROM.
   Le maître de bus a déterminé que certains périphériques du bus 1-Wire ont un 0 en première position et d’autres un.
   
   Les données obtenues à partir des deux lectures de la routine en trois étapes ont les interprétations suivantes :
   

   bit	complément	Commentaire
   0	0	Il existe encore des périphériques connectés qui ont des bits en conflit dans cette position.
   0	1	Tous les appareils toujours couplés ont un bit 0 dans cette position de bit.
   1	0	Tous les appareils encore couplés ont un bit dans cette position.
   1	1	Aucun périphérique n'est connecté au bus 1-Wire.

4. Le maître du bus écrit 0. Cela désélectionne ROM2 et ROM3 pour le reste de cette recherche, ne laissant que ROM1 et ROM4 connectées au bus à 1-wire.
5. Le maître de bus effectue deux autres lectures et reçoit un bit 0 suivi d'un bit.
   Cela indique que tous les périphériques toujours couplés au bus ont 0 comme deuxième bit de données de la ROM.
6. Le maître du bus écrit ensuite un 0 pour conserver les deux ROM1 et ROM4 couplées.
7. Le maître du bus exécute deux lectures et reçoit deux bits nuls.
   Cela indique qu'il existe à la fois des bits 1 et 0 en tant que troisième bit des données ROM des périphériques connectés
8. Le maître du bus écrit 0 bit. Cela désélectionne ROM1, laissant ROM4 comme le seul périphérique encore connecté.
9. Le maître du bus lit le reste des bits de la ROM pour la ROM4 et continue à accéder à la pièce, le cas échéant. Ceci termine la première passe et identifie de manière unique une partie sur le bus 1-Wire.
10. Le maître du bus commence une nouvelle séquence de recherche dans la ROM en répétant les étapes 1 à 7.
11. Le maître du bus écrit 1 bit . Cela dissocie ROM4, ne laissant que ROM1 encore couplé.
12. Le maître du bus lit le reste des bits de la ROM pour la ROM1 et communique avec le sous-jacent. logique si vous le souhaitez. Ceci termine la deuxième passe de recherche de ROM, dans laquelle une autre des ROM a été trouvée.
13. Le maître du bus lance une nouvelle recherche dans la ROM en répétant les étapes 1 à 3.
14. Le maître du bus écrit un bit. Ceci désélectionne ROM1 et ROM4 pour le reste de cette passe de recherche, ne laissant que ROM2 et ROM3 couplés au système.
15. Le maître du bus exécute deux créneaux temporels de lecture et reçoit deux 0.
16. Le maître du bus écrit un 0 bit. Cela sépare ROM3 en ne laissant que ROM2.
17. Le maître du bus lit le reste des bits de la ROM pour la ROM2 et communique éventuellement avec la logique sous-jacente. Ceci termine la troisième passe de recherche de ROM, dans laquelle une autre des ROM a été trouvée.
18. Le maître du bus lance une nouvelle recherche dans la ROM en répétant les étapes 13 à 15.
19. Le maître du bus écrit un bit. Cela sépare ROM2, ne laissant que ROM3.
20. Le maître du bus lit le reste des bits de la ROM pour la ROM3 et communique éventuellement avec la logique sous-jacente. Ceci termine la quatrième passe de recherche dans la ROM, dans laquelle une autre des ROM a été trouvée.

#!/usr/bin/python
"""Polynome = X^8+X^5+X^4+1"""
import binascii

def calcCheckSum(incoming):
    msgByte = hexStr2Byte(incoming)
    check = 0
    for i in msgByte:
        check = AddToCRC(i, check)
        print "CRC %02X" % check
    return check

def AddToCRC(b, crc):
    b2 = b
    for i in xrange(8):
        odd = ((b2^crc) & 1) == 1
        crc >>= 1
        b2 >>= 1
        if (odd):
            crc ^= 0x8C # this means crc ^= 10001100
    return crc

def hexStr2Byte(msg):
    hex_data = msg.decode("hex")
    msg = bytearray(hex_data)
    return msg

if __name__ == '__main__':
    #msg = sys.argv[1]
    msg="021CB801000000" #7 bits pour retrouver le CRC8=A2
    #msg="4501ffff7fff0b10" #->E3
	
    print "L'adresse du DS: %s " % msg
    print "CRC-8 Maxim/Dallas: %02X " % calcCheckSum(msg)

Single-Bus communication

SPI : Serial Peripheral Interface

Spécifications :

• SCLK — Serial Clock, Horloge (généré par le maître)
• MOSI — Master Output, Slave Input (généré par le maître)
• MISO — Master Input, Slave Output (généré par l'esclave)
• SS — Slave Select, Actif à l'état bas (généré par le maître)

• SCK, SCL — Horloge (généré par le maître)
• SDI, DI, SI — Serial Data IN, MISO
• SDO, SDA, DO, SO — Serial Data OUT, MOSI
• nCS, CS, nSS, STE, CSN— SS

I²C : Inter-Integrated Circuit

• SDA (Serial DAta Line) : ligne de données bidirectionnelle
• SCL (Serial Clock Line) : ligne d'horloge de synchronisation bidirectionnelle.

Cette condition est caractérisée par le passage de la ligne SDA du niveau « HIGH » au niveau « LOW » pendant que la ligne « SCL » est maintenue au niveau « HIGH ».		« ACK », en forçant la ligne SDA au niveau « LOW », pour signaler la bonne réception de l'octet, équivalent à un bit à 0, « NACK », en laissant la ligne SDA au niveau « HIGH », pour signaler un défaut dans la réception de l'octet, équivalent à un bit à 1.
La condition de RESTART est similaire à la condition de START, à cela près que la ligne SCL doit d'abord passer du niveau « LOW » au niveau « HIGH ».	À tout moment, l'esclave peut « bloquer » la ligne SCL au niveau « LOW » pour signaler qu'il est occupé. Lorsque le maître fournit un niveau « HIGH » sur la ligne SCL, il détecte l'écrasement. Le maître doit continuer à fournir le niveau « HIGH » sur la ligne. Lorsque l'esclave est à nouveau prêt, il libère la ligne SCL et celle-ci prend alors immédiatement le niveau « HIGH », le cycle reprend.	Cette condition est caractérisée par le passage de la ligne SDA du niveau « LOW » au niveau « HIGH » pendant que la ligne SCL est maintenue au niveau « HIGH ».

Échange maître-esclave

USB

UART : Universal Asynchronous Receiver Transmitter

Caractéristiques

RS232C

Caractéristiques

Tableau décrivant le connecteur DB-9 et la compatibilité avec le DB-25

RS485

Spécifications :

La communication ebus

Le protocole ebus

Le protocole OT est un moyen de transférer des données entre un dispositif maître (par exemple, le thermostat d'ambiance) et un dispositif esclave (le dispositif de chauffage). L'échange de données s'effectue en mode demande / réponse, où le maître initie la communication et attend une réponse de l'esclave dans un certain laps de temps. Si les données sont incomplètes ou corrompues, elles seront ignorées et la conversation terminée. Si la communication est terminée prématurément ou lorsque l'esclave ne répond pas dans le délai spécifié dans le protocole, le maître renvoie la requête à l'esclave.
Le protocole spécifie qu'au moins un message par seconde doit être affiché par le maître.

Les données échangées se composent de 32 bits (donc, 4 octets de données) auxquels sont ajoutés un bit de début et d'arrêt, et il est codé Manchester.
Une trame se compose d'un certain nombre de blocs de données:
Vitesse de transfert : 2400 Bauds
Protection par CRC 8 bits : suivant le polynome x⁸+x⁷+x⁴+x³+x+1

Frame de 32 bits entre Start et Stop.

• 1 bit de start (toujours 1)
• 1 bit de parité (défini de manière à ce qu'il y ait un nombre pair de 1 dans l'ensemble du message)
• 3 bits pour le type de message
• 4 bits de rechange (qui sont tous 0)
• 8 bits de donnée ID
• 16 bits de données valeur
• 1 bit de stop

• 8-bit source address (lower 4 bits: priority class, higher 4 bits: bus master address)
• 8-bit destination address (254 unicast destinations, 0xff = broadcast)
• 16-bit command code (8 bit primary command byte and 8 bit secondary command byte)
• 8-bit data length indicator: 0–16 (not counting additional bytes inserted by the byte stuffing rule)
• 0–16 data bytes
• 8-bit cyclic redundancy check byte (generator: x⁸+x⁷+x⁴+x³+x+1)

La communication Ethernet

Format standardisé typique (IEEE 802.3)

Préambule (7 octets + 1 octet pour le délimiteur), adresse destination (6 octets), adresse source (6 octets), longueur (taille réelle du paquet transmis par la source), données (en fonction du champ LLC utilisé les données devront atteindre au moins 38 ou 43 octets, et au plus la valeur du MTU), et CRC (4 octets).