USB. Az USB. Írta: Luli Zoltán Gyızı Szak: mérnök-informatikus EHA: LUZOABT.SZE Dátum: /5

HTML
DOWNLOAD

Méret: px

Mutatás kezdődik a ... oldaltól:

Download "USB. Az USB. Írta: Luli Zoltán Gyızı Szak: mérnök-informatikus EHA: LUZOABT.SZE Dátum: /5"

Kornélia Pintér
6 évvel ezelőtt
Látták:

1 Az Írta: Szak: mérnök-informatikus EHA: LUZOABT.SZE Dátum: /5

2 Az Az kommunikációs forma napjaink egyik legelterjedtebb perifériás interfésze. Használata szerteágazó. A legegyszerőbb pendrive-októl egészen a bonyolultabb ipari eszközökig - szinte mindenhol észre lehet venni jelenlétét. Miért is hozták létre ezt az új szabványt? A válasz nagyon egyszerő: a felhasználók nagyon ritka esetben informatikai szakemberek, akik viszonylag könnyen szerelnek, illetve telepítenek különbözı eszközöket számítógépükre például. Az 1990-es évek elején 7 nagy számítástechnikai cég (Compaq, a Digital Equipment, az IBM, az Intel, a Microsoft, az NEC és a Northern Telecom) hozta létre az (UNIVERSAL SERIAL BUS) szabványt. Az általuk megalapított szervezet - az IF ( Implementers Forum) - ma már több száz tagot számlál. Ennek feladata mindenekelıtt a fejlesztés illetve a ezen specifikáció népszerősítése. Ezen kívül szem elıtt tartják azt, hogy a sebességét ennek a kommunikációnak folyamatosan növeljék, egyszerő üzembe helyezést illetve a kedvezı árat. Az egyszerő üzembe helyezést az ún. Hot Plug and Play-jel érték el. Amelyen azt értjük a hogy a felhasználó csatlakoztatja eszközét a személyi számítógépéhez és nem kell emiatt kikapcsolnia illetve a megszakítási táblán változtatnia. Technikai leírás host controller Virtual Root Hub HUB HUB Az tulajdonképpen egy fastruktúrájú és csillag topológiájú rendszer, melynek középpontjában a PC áll. A PC tartalmazza a Host vezérlıt (host controller) illetve a kiindulási pontot (Root Hub).Ezekhez csatlakozhatnak eszközök és további Hub-ok - az alap specifikáció szerint 127 db eszköz. Fizikai jellemzık Kétféle csatlakozótípussal rendelkezik a szabvány, A és B típus. Az eszközökön általában (nyomtató, scanner stb.) B típusú aljat található. Még léteznek azonban olyan egységek amelyek fix, ki nem húzható kábellel szereltek. A PC felıli kábel végen pedig szinte mindig A típusú csatlakozó van. Ezzel azt érték el a fejlesztımérnökök, hogy 2/5

szinte lehetetlen felcserélni a két csatlakozót, így a fordított csatlakoztatás szinte lehetetlen. A felhasznált kábelnek ajánlott árnyékoltnak lenni. Elegendı négy vezeték a mőködéshez.

3 szinte lehetetlen felcserélni a két csatlakozót, így a fordított csatlakoztatás szinte lehetetlen. A felhasznált kábelnek ajánlott árnyékoltnak lenni. Elegendı négy vezeték a mőködéshez. Kettınek csavart érpárt kell alkotnia. Ezen megy az adat. Rendelkezik egy pozitív pólussal illetve egy negatív pólussal. Megjegyzendı, hogy semmiféleképpen nem egyezik meg másik a két vezetékkel, amelyen keresztül a táplálás történik (+5V és GND). 1. B típusú csatlakozó eszközhöz v. hubhoz. A típusú csatlakozó bekötése Az eszközöknek két csoportját különböztetjük meg: Saját tápegység nélküliek: ezeknek viszonylag kicsi az áramfelvételük. Az gazda gépes a tápellátásukat megoldani. Szigorúan elıírt dolog azonban, hogy 100 ma-nél nagyobb áramfelvételő egység nem lehet távtáplálású. Kb. 10 ilyen eszközt lehet mőködtetni egyszerre. Saját tápegységgel rendelkezık: Vannak olyan eszközök, amelyek hardveres felépítésükbıl adódóan nagyobb áramfelvételt igényelnek. Ezeket ajánlott saját tápegységrıl hajtani, mivel így biztosan nem szenved káros hatást az gazdánk. (az eszközgyártók gondoskodnak külsı adapterrıl általában). Az szoftveres oldala, protokollja A PC-n futó -nek két rész van. A Host Controller, amely az operációs rendszer részeként vezérli és ütemezi az egész buszt. Illetve a Device driver, amely csatlakozik a Host Controllerhez és szoftveres oldalról kezeli le az -t. A konkrét hardver feladata ténylegesen csak annyi hogy biztosítja az adatáramlást az eszköz és drivere között. Az eszköz oldalon is van szoftveres támogatás, amit legtöbbször egy mikrokontroller lát el. Tehát tulajdonképpen csak a host foglal le erıforrást a gépünkben, az eszközöket a host kezeli tovább. Mint ahogyan az alábbi ábra is mutatja, ez szinte egy egyszerő szerver-kliens kapcsolatnak minısül. Így küszöböli ki az oly nagy nehézségeket okozó interrupt ütközéseket. 3/5

4 A kommunikáció fajtái Az elmúlt idıszakban sokféle eszköz került a piacra, amelyek különbözı adatátvitelt igényelnek. Ezen okból kifolyólag négyféle adatátviteli módszert alkottak. Control adatátviteli mód: Ez az alapmód, amit minden eszköznek ismernie kell. Ezzel a módszerrel kommunikál egymással az eszköz és a host a csatlakoztatást követıen. Ha szükséges, akkor késıbb váltanak. Teljesen normál csomagkapcsolt üzemmód. Tartalmaz CRC ellenırzést, és garantált az adatátvitel hibamentessége. Minden esetben kétirányú. Isochronous adatátviteli mód: Ezt az adatátviteli módszert video és audio jelek átvitelére fejlesztették ki. Valós idejő átvitelt támogat. Nincs CRC ellenırzés az adatok ömlesztve közlekednek. Mindkét irányban kialakítható. Bulk adatátviteli mód: Ezt is nagy mennyiségő adat átvitelére fejlesztették ki, azonban ez tartalmaz ellenırzést és garanciát az adatok integritását illetıen. Cserébe a valósidejőségrıl kell lemondanunk. Mindkét irányt tudja. Interrupt adatátviteli mód: Nem a megszokott értelemben vett interrupt-ról van itt szó. Ezt kifejezetten kis adatmennyiség rendszeres átvitelére fejlesztették ki. A Host ciklikusan lekérdezi az eszközt, és ha van adat, akkor azt interrupt-szerően átviszi. Legfontosabb jellemzıje, hogy nem foglal jelentos sávszélességet és az adatátvitel egyirányú, mégpedig mindig az eszköztıl a PC felé. protokoll Az gazda a sínen 1 másodpercenként küld egy start of frame (SOF) csomagot. A rendelkezésre álló sín sávszélessége megosztott az egyidejőleg csatlakoztatott eszközök között. Minden eszköz 1 másodpercig "beszélhet". Általánosságban az mőveletek három csomagból állnak: a vezérjel csomagból, adatcsomagból és a handshake (párbeszéd elektronikus eszközök között) csomagból. Mindegyik csomagban található egy Packet ID (PID), ami a csomagok azonosítására szolgál, vagy ha csak a PID van a sínen, akkor az a "kézfogást" jelenti. A mővelet indítása az, amikor a gazdavezérlı vezérjel csomaggal küldi az eszköz címét és a végpont számát, a közvetlen adat átvitelt és a logikai vezérlı csatorna típusát. A megcímzett eszköz maga kiválasztja és dekódolja a címét a vezérjelbıl. Ha a címzés mezı a vezérjelen jelez, akkor a gazda kéri az adatot. Amikor az eszköz válaszol az adatcsomaggal, a gazda az adatcsomagot veszi. Általában adatfogadás után a gazda vagy az eszköz egy "kézfogás" csomagot küld. A "kézfogás" csomag lehet ACK, NAK vagy STALL. Végezetül pedig tekintsük át az fajtáit: 1.0: Mbit/sec-es sebesség 480 Mbit/sec átivtele tehát viszonylag nagy átviteli sebesség, kompatibilitás l efelé az 1.1-el Ma már ez az elterjedt. Szinte minden új számítógépen megtalálható. Gyakran már 6-8 aljzatot is építenek egy alaplapra. Kevésbé szorul a processzor segítségére, azaz kevesebb idıt kell számára kiosztani. 4/5

5 Alkalmazásai: Rengeteg külsı eszközt használunk már ezzel a kommunikációs felülettel. Például lap scanner, egér, nyomtatók, szélessávú modemek, stb. Ma már annyira jól használható az szabvány, hogy szinte minden operációs rendszer a felhasználó szemszögébıl alapvetıen kezeli. Köszönhetı ez annak, hogy az általános leírását bárki számára elérhetıvé tették, és meglepıen jól használható 5/5

Hasonló dokumentumok

Univerzális Soros Busz (USB)

Univerzális Soros Busz (USB) Aki a PC-s világban sokat foglalkozott a PC és valamilyen perifériális eszköz közötti kommunikáció megvalósitásával az tapasztalhatta, hogy a soros, illetve a párhuzamos portok