TECLADO PS2
TECLADO PS2
I. Altamiran
I. Altamirano, A. Amor
o, A. Amores, J.
es, J. Escobar, A.
Escobar, A. Martínez
Martínez
Universidad de las Fuerzas Armadas
Universidad de las Fuerzas Armadas
Sangolquí, Ecuador
Sangolquí, Ecuador
jjescobar1@
[email protected]
espe.edu.ec
.ec
[email protected]
[email protected]
jamartinez@
[email protected].
espe.edu.ec
ec
[email protected]
[email protected]
ResumenResumen
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En
En este
este articulo
articulo se
se muestra
muestra el
el desarrollo
desarrollo
de una aplicación en VHDL por medio de un tarjeta
de una aplicación en VHDL por medio de un tarjeta
FPGA ESPARTAN 3E
FPGA ESPARTAN 3E que permita el ingreso de
que permita el ingreso de
información de un teclado de computadora PS2 y que
información de un teclado de computadora PS2 y que
la información se despliegue en un grupo 5 displays de
la información se despliegue en un grupo 5 displays de
7 segmentos.
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Palabras
Palabras clavesclaves
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Teclado PS2, displays 7 segmentos,Teclado PS2, displays 7 segmentos, VHDL.VHDL.
I.
I. INTRODUCC
INTRODUCCIÓN
IÓN
Con el paso de los años la industria ha tenido una gran Con el paso de los años la industria ha tenido una gran evolución en el desarrollo de sistemas digitales; desde evolución en el desarrollo de sistemas digitales; desde computadoras personales, sistemas de audio y vídeo hasta computadoras personales, sistemas de audio y vídeo hasta dispositivos de alta velocidad para las comunicaciones. dispositivos de alta velocidad para las comunicaciones. Esto ha sido posible por la ejecución de herramientas de Esto ha sido posible por la ejecución de herramientas de diseño asistidos por computadora.
diseño asistidos por computadora.
Además de facilitar el trabajo, el uso de herramientas Además de facilitar el trabajo, el uso de herramientas programadas
programadas por por computador computador también también acelera acelera loslos procesos
procesos de de diseño. diseño. Esta Esta situación situación condujo condujo a a adoptaradoptar nuevas metodologías para el diseño y evaluación de los nuevas metodologías para el diseño y evaluación de los circuitos electrónicos
circuitos electrónicos
II. ESTADO DEL ARTE
II. ESTADO DEL ARTE
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- En la actualidad lEn la actualidad los teclados con os teclados con conexión PS-2 yaconexión PS-2 ya no se utilizan. Pues la aparición de nuevas tecnologías no se utilizan. Pues la aparición de nuevas tecnologías inalámbricas ha permitido la aparición de teclados inalámbricas ha permitido la aparición de teclados inalámbricos como el Teclado Logitech Keys-To-Go para inalámbricos como el Teclado Logitech Keys-To-Go para iOS el cual fue lanzado por la marca Suiza iOS el cual fue lanzado por la marca Suiza Logitech.Utiliza un tipo de tecnología FabricSkin el cual Logitech.Utiliza un tipo de tecnología FabricSkin el cual repele los líquidos.
repele los líquidos.
Se conecta al ordenador mediante Bluetooth Se conecta al ordenador mediante Bluetooth..
Ilustración 1 Teclado Logitech Keys-To-Go Ilustración 1 Teclado Logitech Keys-To-Go
Fecha de Publicación: 28 de oct 2014 Fecha de Publicación: 28 de oct 2014
En lo que se refiere a periféricos de entrada que En lo que se refiere a periféricos de entrada que anteriormente igual utilizaban conectores de tipo PS2, se anteriormente igual utilizaban conectores de tipo PS2, se puede determinar que la innovación en estos periféricos se puede determinar que la innovación en estos periféricos se lo ha realizado de forma externa, mas no se han hecho lo ha realizado de forma externa, mas no se han hecho avances más allá de la parte estética de estos dispositivos. avances más allá de la parte estética de estos dispositivos. La tecnología usada es la USB para conectarlo al La tecnología usada es la USB para conectarlo al ordenador.
ordenador. -
- El Thermaltake Cyclone El Thermaltake Cyclone es un mes un mouse que poseouse que posee une un
ventilador, y está orientado a los usuarios que pasan horas
ventilador, y está orientado a los usuarios que pasan horas
jugando en el ordenador
jugando en el ordenador
Ilustración 2 El Thermaltake Cyclone Ilustración 2 El Thermaltake Cyclone
- ANALIZADOR DE PROTOCOLO RS-232FPGANIOS II
Este es un estudio que pretende capturar y analizar las tramas que se intercambian entre dos dispositivos que se comunican usando el protocolo de comunicación serial RS-232.
La información capturada se muestra en una Computadora Personal o en un Dispositivo Móvil con Sistema Operativo Android; esto permite entender e interpretar el funcionamiento del protocolo antes mencionado, además ayuda en la tarea de detectar y resolver problemas relacionados con este tipo de comunicación.
Esta herramienta tiene la capacidad de detectar los parámetros de configuración de la comunicación RS-232 que recolecta las tramas de forma correcta. Para esto se desarrolló un Sistema Embebido basado en el Microprocesador NIOS II el cual fue implementado en la tarjeta de desarrollo y educación DE0 nano de Terasic Inc., cuyo componte principal es la FPGA EP4CE22F17C6N de la familia Cyclone IV E de Altera. Fecha de publicación: 21 de feb 2014
III. DESARROLLO DEL ARTÍCULO
A. Teclado PS2
El teclado PS2 tiene un mapa de teclas a las que asigna un código, de uno o dos bytes, para cada una de ellas y que son los códigos que nos va a transmitir para indicarnos que se está pulsando una tecla determinada. A estos códigos les vamos a llamar códigos de rastreo de teclado
El teclado PS2 envía el código de rastreo asociado a una tecla al ser ésta pulsada, tantas veces como sea necesario si se mantiene pulsada con una cadencia tal como indique su tiempo de repetición, que es programable, y el mismo código de rastreo con el prefijo del byte F0h al ser soltada, también conocido como Break Code
Ilustración 3. Características Teclado PS2
B. Interfaz del Puerto PS2
Ilustración 4. Interfaz del Puerto PS2
Una de las partes más importantes para entender el funcionamiento de un teclado PS2,es llamada el código de rastreo, existen 3 tipos de clave para la comunicación en un teclado PS2
1. Cuando se pulsa una tecla (Make Code) 2. Cuando se suelta la tecla (Break Code) 3. Cuando se mantiene pulsada (Typematic ) C. Comunicación del Puerto PS2
Ilustración 5. Interfaz del Puerto PS2 Interfaz compatible tanto para teclado como para mouse Contiene 2 cables uno para los datos
y otro para la informacion de reloj El paquete que se transmite tiene 8 bits de datos, uno de paridad impar y un bit de parada La comunicacion es bidireccional
Lineas de datos y de reloj
Incluye conexiones para energia (Vcc y tierra) Potencia suministrada por el host (5 V)
Teclados y Mouse actuales pueden trabajar con 3.3 V
Los puertos de entrada y salida de la FPGA soportan entradas de
5V
Los datos son transmitidos en un flujo serie y su formato es similar a la de un UART El puerto PS2 se comunica con su host a traves de paquetes A diferencia del UART la informacion de reloj se lleva en una senal separada
D. Protocolo de comunicación PS2
El teclado PS/2 se comunica mediante un Protocolo Serie Síncrono. Utiliza, por lo tanto, una señal de Clock que índica cuando están disponibles los correspondientes bits en la señal de Data.
En reposo la señal de Clock está a nivel alto; a cada pulso a nivel bajo corr esponde un pulso a nivel alto o bajo en la señal de Data, que se traducen respectivamente como bits 0 ó 1 del dato a transmitir.
La trama completa se compone de 11 bits. Siendo el primero un bit de Start, a continuación los 8 bits del Dato a transmitir enviándose primero el LSB (ó bit menos significativo), el décimo es el de paridad (usa la Impar, u Odd en Inglés) y por último un bit de ACK o Stop.
E. Procedimiento
a. Divisor de Frecuencia
Ilustración 6. Divisor de frecuencia
En este bloque se crea una frecuencia de 200 Hz, la cual se ocupara en el barrido de los displays, ya que a esta frecuencia es imperceptible para el ojo humano notar el barrido de la señal.
La señal de entrada es tomada del reloj de la tarjeta y la señal de salida es enviada al bloque de decodificación, en el cual se incluye el barrido.
b. Teclado PS2
Ilustración 7. Teclado PS2
Es necesario utilizar la señal de reloj de la tarjeta, ya que esta trabaja a 50MHz y servira para el sistema
anti-rebotes, el cual se utilizara en la señal de datos y de reloj recividos desde el teclado a traves del puerto ps2, que permite obtener los datos de una forma adecuada.
Dentro de este bloque se sincroniza la señal de reloj del sistema con la obtenida del teclado, para que los datos tomados del puerto ps2 se puedan procesar como un vector 8 bits, los que serán usados en el bloque de decodificación, además de generar una flag que nos indica el momento en el que existe un nuevo dato en el bus de datos.
c. Decodificador
Ilustración 8. Decodificador
La señal de reloj utilizada trabaja a 200 Hz, que fue generada anteriormente en el bloque de divisor de frecuencia, el bus de datos son tomados de bloque de teclado, asi como la bandera de dato nuevo.
Primero, el vector de entrada debe ser decodificado para poder ser mostrado en displays. Después se guarda en un arreglo los datos ya decodificados para poder mostrarlos en varios displays, para lo cual se generara un barrido que permite visualizar 4 datos simultáneos.
III. ANALISIS DE RESULTADOS
En el proyecto logramos visualizar el funcionamiento del envío de datos del teclado de computadora con puerto PS2 hacia nuestra tarjeta FPGA, y estos datos serán muestreados en un 4 displays usando barrido de datos.
Al ir tecleando los números del 0 al 9 o letras de la A a la F, estas aparecerán en los displays.
Ilustración 9. Tarjeta Modular FPGA
Ilustración 10. Conexión de la tarjeta con sus respectivos elementos
Ilustración 11. Funcionamiento de teclado y tarjeta
IV. CONCLUSIONES
Para realizar la implementación física del
circuito se debe tomar en cuenta una adecuada señal de reloj con el fin de realizar un correcto barrido en los displays y tener una buena lectura
de la información resultante.
• Las tarjetas FPGA son eficaces para la implementación de algoritmos o el prototipo de de circuitos y sistemas digitales, sumado a la ventaja de emplear lenguajes de alto nivel en la especificación de los diseños. Al contar con un puerto ps2 incluido, se amplía la gama de aplicaciones que con estos dispositivos pueden desarrollarse
• El puerto ps2 es bidireccional y posee dos cables para la comunicación el primero es para la transmisión de datos por medio de una corriente en serie y el segundo cable es para la información de reloj.
• Se visualizó el correcto funcionamiento de envio de datos del teclado de computadora hacia la tarjeta FPGA mostrando los datos enviados en 4 displays conectados externamente.
V. REFERENCIAS
Banks, J. (n.d.). The Spartan-3E Tutorial 2:
Introduction to using the PicoBlaze Microcontroller. Retrieved from http://eprints.qut.edu.au/55385/1/Spartan3E_Tut orial_2.pdf
Borensztejn, D. P. (n.d.). Retrieved from
http://www.dc.uba.ar/materias/disfpga/2013/c1/d escargas/PicoBlaze.pdf. C., G. (n.d.). Retrieved from http://ocw.uc3m.es/tecnologia- electronica/sistemas-embebidos-basados-en- fpgas-para-instrumentacion/material-de-clase-1/picoblaze
Chapman, K. (2006). Amplifier and A/D
Converter Control. Retrieved from
http://www.eng.utah.edu/~cs3710/xilinx-docs/examples/s3esk_picoblaze_amplifier_and_a dc_control.pdf
J.I.Escudero, M. F. (n.d.). Retrieved from
http://www.dte.us.es/ing_inf/ins_elec/temario/Te ma%208.%20Convertidores%20A-D.pdf
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http://www.xilinx.com/support/documentation/ip _documentation/ug129.pdf
