ВСТУП
USB (Universal Serial Bus - Універсальна послідовна шина) є промисловим стандартом розширення архітектури РС, орієнтованим на інтеграцію з телефонією і пристроями побутової електроніки. Специфікація USB 1.0 була опублікована в січні 1996. p> Архітектура USB визначалася наступними критеріями:
В° Легко реалізоване розширення периферії РС
В° Дешеве рішення, підтримує швидкість передачі до 12 Мбіт/с.
В° Сповнена підтримка в реальному часі передачі аудіо і стислих відео даних.
В° Гнучкість протоколу для змішаної передачі ізоморфних даних і асинхронних повідомлень
В° Інтеграція в технологію пристроїв, що випускаються.
В° Доступність в РС всіх конфігурацій і розмірів.
В° Відкриття нових класів пристроїв, що розширюють РС.
З точки зору користувача привабливі такі риси USB:
В° Простота кабельної системи підключень.
В° Ізоляція подробиць електричних підключень від користувача.
В° самоідентифікується периферія, автоматична зв'язок пристроїв з драйверами і конфігурація.
В° Можливість динамічного підключення і реконфигурирования периферії.
СТРУКТУРА І ВЗАЄМОДІЯ СИСТЕМИ USB
USB забезпечує обмін даними між хост-комп'ютером і безліччю одночасно доступних периферійних пристроїв. Розподіл пропускної здатності шини між підключеними пристроями планується хостом і реалізується ним за допомогою посилки маркерів. Шина дозволяє підключати, конфігурувати, використовувати і відключати пристрої під час роботи хоста і самих пристроїв - динамічне ("гаряче") підключення та відключення.
В° Пристрої (Device) USB можуть бути хабами, "функціями" або їх комбінацією.
В° Хаб (Hub) забезпечує додаткові точки підключення пристроїв до шини.
В° "Функції" (Function) USB надають системі додаткові можливості - наприклад підключення до ISDN, цифровий джойстик. акустичні колонки з цифровим інтерфейсом і т.д.
Пристрій USB повинно мати інтерфейс USB, що забезпечує підтримку протоколу USB, виконання стандартних операцій (конфігурація і скидання) і стандартне уявлення інформації, яка описує пристрій. Багато пристроїв, що підключаються до USB, мають у своєму складі і "функції" і хаби.
Роботою всієї системи USB управляє хост-контролер. що є програмно-апаратної підсистемою хост-комп'ютера.
Фізичне з'єднання пристроїв здійснюється по топології багатоярусної зірки. Центром кожної зірки є хаб, кожен кабельний сегмент з'єднує дві точки - хаб з іншим хабом або хаб з функцією. В системі USB є тільки один хост-контролер, розташований у вершині піраміди пристроїв і хабів USB. Хост-контролер інтегрується з кореневим хабом (root hub), що забезпечує одну або кілька точок підключення - портів. Контролер USB, що входить до складу чіпсетів багатьох сучасних системних плат зазвичай має двухпортовий хаб.
Логічно пристрій підключеної до будь-якого хабу і сконфигурированное може розглядатися як підключене безпосередньо до хост-контролера.
"Функції" являють собою пристрої USB, здатний приймати або передавати дані або керуючу інформацію по шині. Фізично в одному корпусі може бути кілька "функцій" з вбудованим хабом забезпечує їх підключення до одного порту
Кожна "Функція" надає конфігураційну інформацію, що описує його можливості та вимоги до ресурсів. Перед використанням функція повинна бути сконфигурирована хостом - їй має бути виділена смуга в каналі обрані специфічні опції конфігурації.
Хаб - ключовий елемент системи Plug-and-Play в архітектурі USB. Хаб є кабельним концентратором, точки підключення називаються портами хаба. Кожен хаб перетворює одну точку підключення в їх безліч. Архітектура увазі можливість з'єднання декількох хабів.
У кожного хаба є один висхідний порт (upstream port), призначений для підключення до хосту і Чи до хабу верхнього рівня. Решта порти є є спадними (downstream) і призначені для підключення функцій та хабів нижнього рівня. Хаб може розпізнати підключення або відключення пристроїв до цих портів і управляти подачею живлення на їх сегменти. Кожен з цих портів індивідуально може бути дозволений або заборонений і конфігурований на повну або обмежену швидкість обміну. Хаб забезпечує ізоляцію сегментів з низькою швидкістю від високошвидкісних.
Хаби можуть мати можливість управління подачею живлення на низхідні порти, передбачена керована установка обмеження на струм, споживаний кожним портом.
Система USB розділяється на три рівні з певними правилами взаємодії. Пристрій USB ділиться на інтерфейсну частину, частину пристрою і функціональну частину. Хост теж ділиться на три частини - інтерфейсну, системну і ПЗ пристрою. Кожна частина відповідає тільки за певне коло завдань, взаємодія між ними показано на малюнку 1.1.
В
Рис 1.1. - Взаємодія компонентів USB
1. Фізичний пристрій USB - пристрій на ...
