Bit-banging

Материал из Википедии — свободной энциклопедии
Перейти к навигации Перейти к поиску

Bit-banging — технология организации последовательного соединения с использованием программной эмуляции вместо специализированного аппаратного устройства. Программа непосредственно устанавливает состояние GPIO выводов на микроконтроллере (либо LPT на компьютере), таким образом полностью обеспечивая нужные характеристики сигнала. Обычно используется в дешевых устройствах.[1][2]

Ограничения[править | править код]

  • Скорость эмулированного устройства ограничена временем установки вывода и временем исполнения кода. Поэтому Bit-banging как правило используется для эмуляции низкоскоростных устройств или низкоскоростных версий устройств
  • Сложно гарантировать точное время выполнения кода, что может создавать проблемы при реализации протоколов, чувствительных к синхронизации
  • Программная эмуляция расходует ресурсы процессора
  • Полученный сигнал может иметь высокий джиттер, особенно если процессор выполняет другие задачи, кроме коммуникации
  • Требуется ручное согласование уровней сигналов и токов[3], без которого можно повредить GPIO выводы или второе устройство, участвующее в протоколе

Применение[править | править код]

В ядре Linux есть поддержка эмуляции I²C через GPIO[4].

С помощью техники Bit-banging можно добавить поддержку последовательного порта[5] и I2C к устройствам PIC.

Иногда также реализуются программаторы JTAG, например, на устройствах Arduino.[6]

Существуют реализации простейших USB устройств[7] на GPIO выводах без применения специальных микросхем, реализующих физический уровень (PHY).

Некоторые USB-to-serial адаптеры, например FT232 позволяют работу в режиме bitbang.[8]

Некоторые контроллеры MMC/SD можно перевести в режим, в котором они выдают 4-5 высокочастотных сигнала. Например, с помощью контроллера из состава СнК Jz4720 удавалось создать VGA-сигнал[9][10].

Примечания[править | править код]

  1. Michael Predko. Programming and customizing PICmicro microcontrollers. — 2nd. — McGraw-Hill Professional, 2000. — P. 10–12. — ISBN 978-0-07-136172-9.
  2. Mike Szczys. Bit banging through a USB parallel port adapter. — 2013. — February 21.
  3. The USB Differential | Dr Dobb’s
  4. Ядро Linux: исходный код файла i2c-gpio.c
  5. Архивированная копия (недоступная ссылка). Дата обращения 30 декабря 2013. Архивировано 30 декабря 2013 года.
  6. Learn JTAG by writing a bit-banging programmer
  7. It’s Alive: Bit-banging full-speed USB Host for the Propeller : scanlime
  8. http://www.microsemi.com/document-portal/doc_download/129814-ac356-smartfusion-csoc-usb-interface-using-fabric
  9. Universal Breakout Board - VGA. Дата обращения 1 января 2014.
  10. Mike Szczys. Bit banging VGA from an SD card slot (May 10, 2011). Дата обращения 1 января 2014.

Ссылки[править | править код]