USB.PDF

(53 KB) Pobierz
Dokument2
UNIWERSALNA MAGISTRALA SZEREGOWA - USB
Na rynku jest coraz wi
cej produktów pracuj
cych zgodnie ze standardem U niversal S erial
B us. ( USB ). Warto wi
c przyjrze
si
bli
ej takim urz
dzeniom i zacz
wykorzystywa
pne w nowszych pecetach.
Z tyłu obudowy współczesnego komputera znajdziemy pl
ju
dost
cych z
gniazd klawiatury, myszki, monitora oraz z portów szeregowego i równoległego. Pomijaj
tanin
kabli wychodz
c
estetyczn
stron
takiego rozwi
zania, opisany bałagan mo
e powa
nie komplikowa
prac
u
ytkownika. Sytuacja staje si
jeszcze trudniejsza w przypadku instalacji nowych
zane albo z
konfigurowaniem parametrów IRQ i DMA, albo przydzielaniem numerów SCSI-ID i
zakładaniem terminatorów.
dze
- z pewno
ci
nie ominie nas wówczas zamieszanie zwi
USB - Universal Serial Bus
Powstał z zało
enia,
e czas zast
pi
ró
norodne zł
cza peceta jednym uniwersalnym, do
którego mo
na by podpi
wszystkie urz
dzenia-od myszki i klawiatury poprzez skaner
czy drukark
do nap
dów czy kart sieciowych. Co
w stylu starego ADB ale z wi
kszymi
mo
liwo
ciami rozbudowy a szczególnie zapewniaj
cego stanowczo wy
szy transfer
danych by sprosta
dzisiejszym wymaganiom.
USB to jego prosta konstrukcja i jak na komputery PC niewiarygodnie
prosta obsługa. Prawie ka
zalet
de urz
dzenie mo
na w dowolnym momencie podpi
lub
odł
czy
-bez restartu systemu lub innych niewygodno
ci. Nowo podpi
te urz
dzenie
automatycznie podaje swoje dane a rutyna instalacyjna wywołuje si
samoczynnie. Po
podaniu odpowiednich sterowników urz
dzenie jest gotowe do pracy. Jedyna rzecz na
któr
nale
y zwraca
uwag
to czy pobór pr
du danego urz
dzenia jest zgodny z
mo
liwo
ciami gniazda USB.
USB 1.1 to szeregowe ł
cze do którego mo
na podpi
maksymalnie 127 urz
dze
. Jego
transfer wynosi, w zale
no
ci od typu urz
dze
1.5 lub 12 Mbit/s, tzn. 1.5 MB/s lub niecałe
200 KB/s.
USB 2.0 osi
ga transfer 480 Mbit/s tzn. 60 MB/s. A je
li ju
mowa o transferze USB,
nale
y zapami
ta
dwa okre
lenia: downstream i upstream, przy czym downstream
okre
la zarówno typ gniazda (A) jak i transfer danych z kontrolera USB (root hub) do
urz
dze
USB. Upstream jest podobnie jak downstream okre
leniem zarówno dla typu
gniazda USB (B) w urz
dzeniu USB jak i transferu danych, tyle
e od urz
dzenia do
kontrolera (root hub).
notebooków
posiada tylko jedno gniazdo USB. Te lub to główne gniazdo USB nazywamy głównym
hubem USB lub rootem. Powodem tego jest fakt,
dwa gniazda USB. Wi
kszo
te do
kontrlera USB, który za zwyczaj jest zintegrowany w chipset naszej płyty głównej. Do tego
głównego gniazda USB mo
e tylko te gniazda USB s
podpi
na bezpo
rednio podpia
urz
dzenia USB. Mo
na równie
podpi
koncentrator (hub) USB, by otrzyma
wi
ksza ilo
gniazd. Oczywi
cie podpi
te
urz
dzenie mo
e równie
zawiera
wbudowany hub USB, tak jest to cz
sto spotykane w
przypadku klawiatur czy monitorów.
Struktur
USB i tym samym podpinanie urz
dze
nale
y wyobrazi
sobie jak
siedmiowarstwow
piramid
, pokazan
na rysunku 2. Podł
czaj
c huby USB nale
y
zwróci
uwag
, by nie przekroczy
ilo
ci siedmiu warstw podczas kaskadowania hubów.
wreszcie porty USB, które s
urz
Główn
W praktyce komputery stacjonarne posiadaj
Nale
y równie
uwzgl
dni
,
e na huby USB pozostaje nam jedynie 5 warstw na ka
dy
root hub (których mamy dwa), poniewa
pierwsza i druga warstwa ju
jest zaj
ta przez
sam kontroler USB i główne gniazda USB (root hub). Ka
de urz
dzenie posiadaj
ce
wbudowany hub jest liczone wzgl
dem warstw jako hub a nie jako urz
dzenie.
Urz
dzenia USB s
dzielona na trzy klasy, w zale
no
ci od ich poboru pr
du.
W przypadku USB, pobór pr
du jest dzielony na jednostki (loads). Ka
da jednostka to
100mA. Urz
dzenia zasilane bezpo
rednio przez USB (bus powered) to pierwsza klasa
low power ( pobór pr
du do 100mA) i druga klasa (high power - pobór pr
du od 100mA do
500mA). Trzecia klasa to rz
dzenia self powered, których pobór pr
du jest wi
kszy ni
500mA i wymaga własnego zasilacza. Myszy, klawiatury itp. nale
najcz
ciej do
pierwszej klasy (low power). Modemy USB, joysticki lub gło
niki to typowi przedstawiciele
drugiej klasy (high power). Skanery, wi
kszo
nap
dów czy drukarki to dobre przykłady
urz
dze
trzeciej klasy (self powered). Urz
dzenia trzeciej klasy mo
na podpi
do
ka
dego gniazda USB, poniewa
posiadaj
one własne zasilanie i tym samym s
traktowane przez kontroler lub hub USB jako urz
dzenia low power.
Klasa urz
dzenia USB jest bardzo wa
n
rzecz
, która musi zosta
uwzgl
dniona przed
podpi
ciem urz
dzenia. Przyczyn
tego s
gniazda USB, które s
przeznaczone tylko dla
pierwszej klasy urz
dze
USB. Takie gniazda nadal cz
sto mo
na spotka
w notebookach
i wielu zewn
trznych hubach USB bez własnego zasilania. Niewła
ciwe podpi
cie mo
e
spowodowa
awarie lub (co najmniej w teorii) nawet zniszczenie urz
dze
USB, chod
w
praktyce jest to mało prawdopodobne. Wszystkie dotychczas przez nas niewła
ciwie
podpi
te urz
dzenia po prostu nie działały (prawidłowo).
w przypadku , gdy komputer nie posiada USB i nie ma odpowiedniego zł
cza na płycie
głównej, mo
na dokupi
kart
, która posiada 2 lub 4 gniazda USB. W wi
kszo
ci takich
kart (szczególnie tych z dwoma gniazdami USB) mo
ne je u
y
by rozszerzy
ilos
gniazd
w komputerze, który posiada ju
2 wbudowane gniazda. Tutaj nale
y si
jednak
zastanowi
, czy nie zaoszcz
dzi
jednego IRQ, który ta dodatkowa karta z reguły
ci od modelu oferuje 3 do 7
dodatkowych portów USB i pozwala ponadto na wygodne ustawienie go na biurku.
hub (koncentrator) USB, który w zale
no
w przypadku hubów nale
y zwróci
uwag
na typ gniazd USB, które oferuj
. Z reguły do
dzenia pierwszej klasy, tzn. low
power (do 100mA). Dopiero huby z własnymi zasilaczami umo
na podpi
tylko urz
liwiaj
podpi
cie urz
dze
high power (100mA - 500mA).
Interfejs przyszło ci
cza USB (m.in. Intela, Microsoftu, IBM-a i NEC-a) było skonstruowanie
pojedynczego interfejsu, który w przyszło
ci umo
liwiłby pecetowi komunikacj
z całym
zestawem najró
niejszych urz
dze
peryferyjnych. Tak wi
c narodził si
standard, który
powinien wreszcie upro
ci
instalacj
urz
dze
peryferyjnych oraz upowszechni
stosowany ju
w niektórych notebookach mechanizm hot-plugging. Urz
dzenia USB
b
dzie wi
c mo
na swobodnie doł
cza
i odł
cza
podczas pracy komputera. Zgodnie z
ide
twórców standardu system operacyjny peceta powinien natychmiast rozpozna
nowe
urz
dzenie i błyskawicznie zainstalowa
dla niego odpowiednie sterowniki (prawdziwy
mechanizm plug and play).
potrzebuje i kupi
huba bez własnego zasilacza mo
Celem twórców zł
1110224.003.png
Podstawy teoretyczne
Jak łatwo zorientowa
si
po samej nazwie, zł
cze USB wykorzystuje szeregow
magistral
danych (serial bus). Wszystkie dane s
przesyłane kolejno za po
rednictwem
ki zaawansowanemu mechanizmowi sterowania
najszybsza dotychczas wersja magistrali USB oferuje do
yłowego kabla. Dzi
wysok
przepustowo
1,5
ci 10-krotnego CD-ROM-u lub starego dysku twardego IDE.
W celu ograniczenia kosztów i podniesienia atrakcyjno
ci standardu USB w
ród
producentów urz
dze
peryferyjnych, opracowany został dodatkowo wolniejszy tryb pracy
o przepustowo
ci zaledwie 200 KB/s. Taka szybko
transmisji jest zupełnie
wystarczaj
ca w przypadku prostych urz
dze
które musz
przesyła
niewielkie ilo
ci
danych. W przyszło
ci planowana jest jeszcze implementacja urz
dze
USB, które b
d
komunikowa
si
z szybko
ci
przekraczaj
c
60 MB/s. Taka przepustowo
b
dzie
wystarczaj
ca nawet dla zaawansowanych aplikacji multimedialnych.
Drzewo ze 127 gał
ziami
Du
zalet
architektury USB jest mo
liwo
rozbudowy, pozwala ona bowiem na
jednoczesne podł
czenie do komputera nawet 127 urz
dze
peryferyjnych. Odbywa si
to
za po
rednictwem tzw. hubów, czyli rozdzielaczy działaj
cych w analogiczny sposób jak
wielowtykowe gniazda w instalacji elektrycznej. W zale
no
ci od konstrukcji danego huba,
mo
e on wzmacnia
napływaj
ce sygnały oraz zasila
w pr
d mniejsze urz
dzenia.
Rozwi
zanie to pozwala ograniczy
do niezb
dnego minimum liczb
kabli i gniazd
zasilaj
cych. Zgodnie ze specyfikacj
interfejsu USB konfiguracja takich hubów mo
e
mie
maksymalnie siedem poziomów.
ciwy podział zasilania
Przy podł
czaniu urz
dze
zasilanych z portu USB nale
y jednak zachowa
ostro
no
.
Zu
ycie pr
du jest tu mierzone w jednostkach obci
enia loads (ładunki), przy czym jeden
"ładunek" odpowiada maksymalnemu nat
eniu 100 mA. Dane urz
dzenie mo
e nale
e
albo do kategorii low power (zu
ycie pr
du wynosi maksymalnie jeden "ładunek"), albo do
high power (do pi
ciu "ładunków"). Informacje na ten temat znale
mo
na z reguły w
dokumentacji odpowiedniego sprz
tu. Do jednego portu USB w pececie nie wolno
podł
cza
wi
cej ni
jednego urz
dzenia nale
cego do kategorii high power. W
przypadku tego typu problemów powinni
my wykorzysta
dodatkowy hub z własnym
zasilaniem (np. w monitorze).
Jak podł
czy
urz
dzenia USB
do peceta w sposób kaskadowy-
podobnie jak w przypadku gniazd wielowtykowych i przedłu
dzenia USB mo
na podł
czy
aczy, stosowanych w
domowej instalacji elektrycznej.
jedynie cztero
MB/s, co odpowiada szybko
Wła
Poszczególne urz
1110224.004.png 1110224.005.png 1110224.006.png 1110224.001.png
1110224.002.png

Plik z chomika:

Inne pliki z tego folderu:

Inne foldery tego chomika:

Zgłoś jeśli naruszono regulamin