Розділ 8 USB - порти

1.      Загальна характеристика інтерфейсу USB.

2.      Структура інтерфейсу USB та його топологія.

3.      Фізичний інтерфейс USB.

4.      Протокол обміну інтерфейсу USB.

5.      Типи передачі даних по інтерфейсу USB.

6.      Застосування USB.

 

1 Загальна характеристика інтерфейсу USB

Інтерфейс USB (Universal Serial Bus - Універсальний Послідовний Інтерфейс) призначений для підключення периферійних пристроїв до персонального комп'ютера.

Версія першого затвердженого варіанту стандарту з'явилася 15 січня 1996 року. Розробка стандарту USB була ініційована компаніями Intel, DEC, IBM, NEC, Northen Telecom, Compaq, Microsoft. Розробку другої специфікації USB (версія USB 2.0) розпочали компанії Intel, Microsoft, Compaq і NEC, потім до них приєднались компанії Hewlett-Packard, Lucent Technologies та ін.

Основна мета стандарту - створити реальну можливість для користувачів працювати урежимі Plug & Play з периферійними пристроями. Це означає, що повинно бути передбачено підключення пристрою до ввімкненого комп'ютера, його автоматичне розпізнавання негайно після підключення та подальшої установки відповідних драйверів. Окрім цього, бажано живлення на малопотужні пристрої подавати із самої шини. Швидкість шини повинна бути достатньою для переважної більшості периферійних пристроїв. Попутньо вирішується історична проблема нестачі ресурсів на внутрішніх шинах IBM PC сумісного комп'ютера - контролер USB займає тільки одне переривання незалежно від кількості підключених до шини пристроїв.

З точки зору кінцевого користувача інтерфейс USB має такі переваги:

1) простота кабельної системи і підключень;

2) приховування подробиць електричного підключення від кінцевого користувача;

3) ПП (переферійний пристрій), що самоідентифікується, автоматичний зв'язок

    пристроїв із драйверами та  конфігурування;

4) можливість динамічного підключення та конфігурування ПП.

 

 

Можливості USB виходять із її технічних характеристик:

1)           висока швидкість обміну (full-speed signaling bit rate) - 12 Mb / s;

2)           максимальна довжина кабелю для високої швидкості обміну - 5 m;

3)           низька швидкість обміну (low-speed signaling bit rate) - 1.5 Mb / s;

4)           максимальна довжина кабелю для низької швидкості обміну - 3 m;

5)           максимальна кількість підключених пристроїв (враховуючи концентратори) –     

           127;

6)           можливе підключення пристроїв з різними швидкостями обміну.
           Відсутність необхідності в установці користувачем додаткових                          

           елементів;

7)           напруга живлення для периферійних пристроїв - 5 V;

8)           максимальний струм споживання на один пристрій - 500 mA.

 

2 Структура інтерфейсу USB та його топологія

USB забезпечує одночасний обмін даними між хост-комп'ютером і певною кількістю периферійних пристроїв (ПП). Розподілення пропускної здатності шини між ПП планується хостом і реалізується ним за допомогою посилки маркерів.

Шина дозволяє: підключати, конфігурувати, використовувати і відключати пристрої під час роботи хосту і самих пристроїв.

Згідно зі специфікацією USB, пристрої (device) можуть бути хабами, функціями або їх комбінацією.

Хаб (hub)  забезпечує додаткові точки підключення пристроїв до шини.

Пристрій-функція (function) USB надає системі додаткові функціональні можливості, наприклад підключення до ISDN, цифровий джойстик, акустичні колонки з цифровим інтерфейсом і т. д.

Комбінований пристрій (compound device), що містить кілька функцій, представляється як хаб з підключеними до нього декількома пристроями.

Роботою всієї системи USB керує хост-контролер (host controller), який є програмно-апаратною підсистемою хост-комп'ютера.

Топологія інтерфейсу USВ являє собою набір із 7 рівнів (tier): на першому рівні знаходиться хост і кореневої хаб, а на останньому - тільки функціїПорт хаба або функції, що підключається до хаба більш високого рівня, називається висхідним портом (upstream port), а порт хаба, що підключається до хаба більш низького рівня або до функції називається низхідним портом (downstream port).

Фізичне з'єднання пристроїв здійснюється за топологією багатоярусної зірки (рис.1).  Центром кожної зірки є хаб, кожен кабельний сегмент з'єднує дві точки - хаб з іншим хабом або з функцією. У системі є один (і тільки один) хост-контролер, розташований у вершині піраміди пристроїв та хабів. Хост-контролер інтегрується з кореневим хабом (Root Hub), що забезпечує одну або кілька точок підключення - портів. Контролер USB, що входить до складу чіпсетів, зазвичай має вбудований двопортовий хаб. Логічно пристрій, підключений до будь-якого хаба USB і сконфігурований, може розглядатися як безпосередньо підключений до хост-контролера.

                  
Рисунок 1 – Топологія інтерфейсу USB

Функції - це пристрої, здатні передавати або приймати дані або керуючу інформацію по шині. Типово функції є окремими ПП із кабелем, що підключається до порту хаба. Фізично в одному корпусі може бути декілька функцій із вбудованим хабом, що забезпечує їх підключення до одного порту. Ці комбіновані пристрої для хосту є хабами з постійно підключеними пристроями-функціями.

Кожна функція надає конфігураційну інформацію, що описує можливості ПП і вимоги до ресурсів. Перед використанням функція повинна бути налаштована хостом - їй повинна бути виділена смуга в каналі і обрані опції конфігурації.

Прикладами функцій є:

1)    Покажчики - миша, планшет, світлове перо;

2)    Пристрої введення - клавіатура або сканер;

3)    Пристрій виведення - принтер, звукові колонки (цифрові);

4)    Телефонний адаптер ISDN.

             Хаб – це ключовий елемент системи Plug & Play в архітектурі USB. Хаб є кабельним концентратором. Точки підключення називаються портами хаба. Кожен хаб перетворює одну точку підключення в n-кількість. Архітектура дає можливість з'єднання декількох хабів.

            Хаб має можливості:

1)   розпізнати підключення пристроїв до портів або відключення від них і управляти подачею живлення на їх сегменти;

2)   індивідуально дозволити або заборонити, а також налаштувати на повну або обмежену швидкість обміну кожен із портів;

3)    ізолювати сегменти із низькою швидкістю від високошвидкісних;

4)  керувати подачею живлення на спадні порти (передбачається установка обмеження на струм, споживаний кожним портом).

           Система USB поділяється на три логічних рівні з певними правилами взаємодії. Пристрій USB містить інтерфейсну, логічну і функціональну частину. Хост теж ділиться на три частини - інтерфейсну, системну та ПЗ пристрою. Кожна частина відповідає тільки за певне коло завдань. Логічну та реальну взаємодію між ними ілюструє рис. 2.

Рисунок 2 –  Логічна та реальна взаємодія між пристроєм та хостом

 

Кожен пристрій на шині USB (їх може бути до 127) при підключенні автоматично отримує свій унікальний адресу. Логічно пристрій являє собою набір незалежних кінцевих точок (endpoint), з якими хост-контролер (і клієнтське ПЗ) обмінюється інформацією.
Кожна кінцева точка має свій номер і описується наступними параметрами:

1)    необхідна частота доступу до шини й допустимі затримки        

            обслуговування;

2)     необхідна смуга пропускання каналу;

3)     вимоги до обробки помилок;

4)     максимальні розміри переданих і відповідальність пакетів;

5)     тип передачі;

6)     спрямування передачі (для суцільного і ізохронного обмінів).

Кожен пристрій обов'язково має кінцеву точку з номером 0, яка використовується для ініціалізації, загального керування і опитування його стану. Ця точка завжди налаштована при ввімкненні живлення і підключенні пристрою до шини.

Крім нульової точки, пристрої-функції можуть мати додаткові точки, які реалізують корисний обмін даними. Низькошвидкісні пристрої можуть мати до двох додаткових точок, повношвидкісні - до 15 точок вводу і 15 точок виводу (протокольне обмеження). Додаткові точки (а саме вони і надають корисні для користувача функції) не можуть бути використані до їх конфігурування (встановлення погодженого з ними каналу).

 

3 Фізичний інтерфейс USB

Сигнали USB передаються по 4-х проводовому кабелю, схематичне зображення якого наведено на рис 3, а призначення контактів - у таблиці 1.

Рисунок 3 – Схематичне зображення кабеля  для передачі сигналів USB

 

Тут GND - ланцюг "корпусу" для живлення периферійних пристроїв, VBus - +5 V також для ланцюгів живлення. Шина D + призначена для передачі даних по шині, а шина D - для прийому даних. Кабель для підтримки повної швидкості шини (full-speed) виконується як вита пара, захищається екраном і може також використовуватися для роботи в режимі мінімальної швидкості (low-speed). Кабель для роботи тільки на мінімальній швидкості (наприклад, для підключення миші) може бути будь-яким і неекранованим.
 
Таблиця 1 – Призначення контактів USB кабеля 

 

Роз'єми типу "А"застосовуються для підключення до хабів (Upstream Connector). Роз'єми типу "В" (Downstream Connector) призначені для підключення до перефирійного пристрою. Роз'єми типів "А" і "В" відрізняються механічно, що виключає неприпустимі петльові з'єднання портів хабів. Для розпізнавання роз'єму USB на корпусі пристрою ставиться стандартне символічне позначення "С" (рис. 4).

Рисунок 4  - Роз’єми USB: A – типу А, В – типу В, С – символічне позначення

 

Окрім того, у новій версії USB визначений конектор miniUSB типу "B". Він призначений для застосування на малогабаритних пристроях типу мобільних телефонів, фотоапаратів, плеєрів, де немає можливості розмістити стандартний повнорозмірний роз'єм.

Живлення пристроїв USB можливо від кабелю (Bus-Powered Devices) або від власного блоку живлення (Self-Powered Devices). Хост забезпечує живленням безпосередньо підключені до нього ПП. Кожен хаб, у свою чергу, забезпечує живлення пристроїв, підключених до його низхідних портів. При деяких обмеженнях топології допускається застосування хабів, що живляться від шини. На рис. 5  наведено приклад схеми з'єднання пристроїв USB. Тут клавіатура, перо і миша можуть живитися від шини.

Рисунок 5 – Приклад підключення пристроїв USB

 

Обмін даними по USB йде лише між комп'ютером і периферійним пристроєм (між пристроями обміну немає), тому пристрої з великими обсягами прийому та / або передачі даних повинні підключатися або до самого комп'ютера, або до найближчого вільного вузла.

 

4  Протокол обміну інтерфейсу USB

Всі передачі даних з інтерфейсу ініціюють хостом. Дані передаються у вигляді пакетів. В інтерфейсі USB використовується декілька різновидів пакетів:

1)           пакет-маркер або пакет-ознака (token paket) описує тип і напрямок передачі

         даних, адресу пристрою i порядковий номер кінцевої точки (КТ- адресована частина     

         USB-пристрою); пакети-маркери бувають декількох типів: IN, OUT, SOF, SETUP;

2)           пакет  даних (data packet) містить дані, що передаються;

3)           пакет узгодження (handshake packet) призначений для повідомлення про

         результати пересилання даних; пакети узгодження бувають декількох типів: АСК.    

         NAK, STALL.

 

Байти передаються по шині послідовно, починаючи з молодшого біта. Всі посилки організовані в пакети. Кожен пакет починається з поля синхронізації Sync, яке представляється послідовністю станів KJKJKJKK (кодовану по NRZI), наступну після стану Idle. Останні два біти (КК) є маркером початку пакету SOF, що використовується для

ідентифікації першого біта ідентифікатора пакета PID. Ідентифікатор пакета є 4-бітним полем PID [3:0], що ідентифікує тип пакета (табл. 2), за яким у якості контрольних йдуть ті ж 4 біти, але інвертовані.

 

Таблиця 2 – Структура пакету типу PID

 

У пакетах-маркерах IN, SETUP і OUT наступними є адресні поля: 7-бітна адреса функції і 4-бітна адреса кінцевої точки. Вони дозволяють адресувати до 127 функцій USB (нульова адреса використовується для конфігурації) і по 16 кінцевих точок у кожної функції.
           У пакеті SOF є 11-бітове поле номера кадру (Frame Number Field), що послідовно (циклічно) збільшується для чергового кадру.

Поле даних Data може мати розмір від 0 до 1023 цілих байт. Розмір поля залежить від типу передачі і узгоджується при встановленні каналу.

Поле CRC присутнє у всіх маркерах і пакетах даних, воно захищає всі поля пакету, окрім PID. CRC для маркерів (5 біт) і даних (11 біт) підраховуються за різними формулами.
Кожна транзакція ініціюється хост-контроллером посилкою маркера і завершується пакетом квитування. Послідовність пакетів у транзакціях ілюструє рис. 6.

Рисунок 6 – Послідовності пакетів

Специфікація USB 2.0 передбачає три можливі швидкості передачі:

1)      High speed - 480Мб / c;

2)      Full speed - 12Мб / c;

3)      Low speed -  1.5Мб / c.

Слід зазначити, що наведені цифри характеризують можливі швидкості передачі інформації, а не обміну, як це зазначається в багатьох джерелах. Мова йде про те, що всі операції з передачі даних по шині USB (транзакції) ініціюються лише хост-компютером (контролером). Периферійні ж USB пристрої самі почати обмін даними не можуть. Тобто тут реалізується принцип обміну типу "запит-відповідь".

Хост-контролер формує кадри (Frames), у які укладаються всі заплановані транзакції. Кожен кадр розпочинається з посилки маркера SOF (Start Of Frame), який є синхронізуючим сигналом для всіх пристроїв. У кінці кожного кадру виділяється інтервал часу EOF (End Of Frame), на час якого забороняється передача у напрямку до контролера. Кожен кадр має свій номер.

Хост-контролер оперує 32-бітним лічильником, але в маркері передаються лише 11 молодших біт. Номер кадра інкрементуєтся автоматично. Кадри формуються циклічно з періодом 1 мс (в режимі "High speed" кадр розбитий додатково на мікрофрейми по 125 мкс). З цього випливає,що максимально можлива швидкість обміну в USB в режимі "Full speed", наприклад, при організації періодичних процедур (циклів) типу "запис / читання" не
перевищує 1 кГц. Реально ця швидкість ще нижче і залежить від операційної системи.

 5 Типи передачі даних по інтерфейсу USB

В інтерфейсі USB використовуються декілька типів передачі інформації:

1)     керуюча передача (control transfer) використовується для конфігурації пристрою, а також для інших специфічних для конкретного пристрою цілей;

2)     потокова передача або передача даних великих об’ємів (bulk transfer) використовується для передачі відносно великого обсягу інформації;

3)     передача з перериванням (iterrupt transfer) використовується для передачі відносно невеликого обсягу інформації, для якої важлива своєчасна його пересилання. Має обмежену тривалість і підвищений пріоритет щодо інших типів пересилань;

4)     ізохронна передача (isochronous transfer) також називається потокової пересиланням реального часу. Інформація, передана у такого пересилання, вимагає реального масштабу часу при її створенні, передачі та прийомі.

 

Потокова передача характеризується гарантованою безпомилковою передачею даних між хостом і функцією за допомогою виявлення помилок при передачі та повторного     запиту інформації. Коли хост стає готовим приймати дані від функції, він у фазі передачі пакета-ознаки посилає функції IN-пакет. У відповідь на це функція у фазі передачі даних       передає хосту пакет з даними або, якщо вона не може зробити цього, передає NAK- або SLALL-пакет. NAK-пакет повідомляє про тимчасову неготовність функції передавати дані,            a STALL-пакет повідомляє про необхідність втручання хоста. Якщо хост успішно отримав дані, то він у фазі узгодження посилає функції АСК-пакет. В іншому випадку транзакція завершується.

Коли хост стає готовим приймати дані, він посилає функції OUT-пакет, супроводжуваний пакетом з даними. Якщо функція успішно отримала дані, він відсилає хосту                     АСК - пакет, у протилежному випадку надсилається NAK-або STALL-пакет.

Керуючі передачі містять не менше двох стадій: Setup-стадія і статусна стадія. Mіж ними може також розташовуватися стадія передачі даних. Setup-стадія використовується         для виконання SETUP-транзакції, в процесі якої пересилається інформація д керуючої КТ-функції. SETUP-транзакція містить SETUP-пакет, пакет з даними і пакет узгодження.                Якщо пакет з даними отримано функцією успішно, то вона відсилає хосту АСК-пакет. В іншому випадку транзакція завершується.

У стадії передачі даних керуючі пересилання містять одну або кілька IN-або OUT-транзакцій, принцип передачі яких такий же, як і в потокових пересиланнях. Всі транзакції в стадії передачі даних повинні проходити в одному напрямку. У статусній стадії проводиться остання транзакція, яка використовує ті ж принципи, що і в потокових пересиланнях. Напрямок цієї транзакції протилежний тому, який використовувався в стадії передачі даних. Статусна стадія 
служить для повідомлення про результат виконання SETUP-стадії та стадії передачі даних. Статусна інформація завжди передається від функції до хосту. При керуючому читанні (Control Read Transfer) статусна інформація повертається у фазі погодження статусної стадії транзакції, після того як хост відправить пакет даних нульової довжини в попередній фазі передачі даних .

Пересилання з перериванням можуть містити IN-або OUT-пересилання. При отриманні IN-пакета функція може повернути пакет з даними, NAК-пакет або STALL-пакет.    Якщо у функції немає інформації, для якої потрібно переривання, то у фазі передачі даних функція повертає NAК-пакет. Якщо робота КT з перериванням припинена, то функція      повертає STALL-пакет. При необхідності переривання функція повертає необхідну інформацію у фазі передачі даних. Якщо хост успішно отримав дані, то він посилає AСК-пакет. В іншому випадку узгоджувальний пакет хостом не надсилається.

Ізохронні транзакції містять фазу передачі ознаки і фазу передачі даних, але не мають фази узгодження. Хост відсилає IN- або OUT-ознака, після чого у фазі передачі даних           КТ (для IN-ознаки) або хост (для OUT-ознаки) пересилає дані. Ізохронні транзакції не підтримують фазу узгодження і повторні посилки даних у разі виникнення помилок.

Пріоритетність передачі даних в USB є такою:

1)      Ізохронні;

2)      Переривання;

3)      Керуючі;

4)      Потокові;

У зв'язку з тим, що в інтерфейсі USB реалізований складний протокол обміну інформацією, у пристрої сполучення з інтерфейсом USB необхідний мікропроцесорний блок             що забезпечує підтримку протоколу. Тому основним варіантом при розробці пристрою сполучення, є застосування мікроконтролера, який буде забезпечувати підтримку протоколу обміну. У даний час всі основні виробники мікроконтролерів випускають продукцію, яка має у своєму складі блок USB.


 

Виробник

 

Найменування

 

Опис

 

Atmel

AT43301

Контролер LS / FS-хаба 1-4 із загальним керуванням споживаних спадних портів.

AT43312A

Контролер LS/FS-хаба 1-4 з індивідуальним керуванням споживних спадних портів.

 

 

 

AT43320A

Мікроконтролер на ядрі AVR. Має вбудовані USB-функцію і хаб з 4 зовнішніми нисхідними портами, що працюють в LS/FS- режимах, 512 байт ОЗУ, 32x8 регістрів загального призначення, 32 програмованих виведення, послідовний і SPI-інтерфейси. Функція має 3 КТ з буферами FIFO розміром 8 байт. Для тих, які сходять портів хаба передбачено індивідуальне керування живленням.

 

 

 

AT43321

Контролер клавіатури на ядрі AVR. Має вбудовані USB-функцію і хаб з 4 зовнішніми нисхідними портами, що працюють в LS / FS-режимах, 512 байт ОЗУ, 16 кбайт ПЗУ, 32x8 регістрів загального призначення, 20 програмованих виведення, послідовний і SPI-інтерфейси. Функція має 3 КТ. Для нисхідних портів хаба передбачене індивідуальне керуванням живленням

 

 

 

 

 

AT43324

Мікроконтролер на ядрі AVR. Має вбудовані USB-функцію і хаб з 2 зовнішніми нисхідними портами, що працюють в LS/FS- режимах, 512 байт ОЗУ, 16 Кбайт ПЗУ, 32x8 регістрів загального призначення, 34 програмованих виводу. Клавіатурна матриця може мати розмір 18x8. Контролер має 4 виходи для підключення світлодіодів. Функція має 3 КТ. Для тих, які сходять портів хаба передбачено індивідуальне керування живленням.

 

 

 

 

AT43355

Мікроконтролер на ядрі AVR. Має вбудовані USB-функцію і хаб з 2 зовнішніми нисхідними портами, що працюють в LS/FS- режимах, 1 Кбайт ОЗУ, 24 кбайт ПЗУ, 32x8 регістрів загального призначення, 27 програмованих висновків, послідовний і SPI-інтерфейси, 12-канальний 10-розрядний АЦП. Функція має 1 керуючу КТ і 3 програмованих КТ з буферами FIFO розміром 64/64/8 байт.

Fairchild

Semiconductor

USB100

Контролер маніпуляторів (миша, трекбол, джойстик). Підтримує 20/30-мишь, джойстик з трьома потенціометрами, маніпулятор з 16 кнопками.

 

Intel

 

 

 

8x931Ax

Мікроконтролер з архітектурою MSC-51. Має вбудовану USB-функцію, що працює в LS / FS-режимах, 256 байт ОЗУ, 0 / 8 кбайт ПЗУ, 8x4 регістра загального призначення, 32 програмованих виведення, послідовний інтерфейс, інтерфейс керування клавіатурою. Функція має 3 КТ з буферами FIFO розміром 8/16/8 байт.

 

 

8x931Hx

Мікроконтролер з архітектурою MSC-51. Має вбудовану USB-функцію і хаб з 4 зовнішніми нисхідними портами, що працюють в LS / FS-режимах, 256 байт ОЗУ, 0 / 8 кбайт ПЗУ, 8x4 регістра загального призначення, 32программіруемих виведення, послідовний інтерфейс, інтерфейс керування клавіатурою. Функція має 3 КТ з буферами FIFO розміром 8/16/8 байт.

 

 

 

8x930Ax

Мікроконтролер з архітектурою MSC-251. Має вбудовану USB-функцію, що працює в LS / FS-режимах, 1024 байта ОЗУ, 0/8/16 кбайт ПЗУ, 40 регістрів загального призначення, 32 програмованих виведення, послідовний інтерфейс. Функція має 4 (6) КТС буферами FIFO розміром 16/1024 (256) / 16 (32) / 16 (32) / (32) / (16) байт.

 

 

 

8x930Hx

Мікроконтролер з архітектурою MSC-251. Має вбудовану USB-функцію і хаб з 4 зовнішніми нисхідними портами, що працюють в LS / FS-режимах, 1024 байта ОЗУ, 0/8/16 кбайт ПЗУ, 40 регістрів загального призначення, 32 програмованих виведення, послідовний інтерфейс. Функція має 4 КТ з буферами FIFO розміром 16/1024/16/16 байт.

 

 

Microchip

 

 

PIC16C745

Мікроконтролер з архітектурою PIC. Має вбудовану USB-функцію, що працює в LS-режимі, 256 байт ОЗУ, 14336 байт ПЗУ, 22 програмованих виведення, послідовний інтерфейс, 5 - канальний 8-бітний АЦП.

 

 

 

PIC16C765

Мікроконтролер з архітектурою PIC. Має вбудовану USB-функцію, що працює в LS-режимі, 256 байт ОЗУ, 14336 байт ПЗУ, 33 програмованих виведення, послідовний інтерфейс, 8 - канальний 8-бітний АЦП.

 

 

 

PIC18F2450

Мікроконтролер з архітектурою PIC. Має вбудовану USB-функцію, що працює в LS / FS-режимі, 1536 байт ОЗУ, 16384 байт ПЗУ, 19 програмованих висновків, послідовний і SPI-інтерфейси, 5-канальний 10-бітний АЦП. Функція має 8 КТ.

 

 

 

PIC18F2550

Мікроконтролер з архітектурою Р! С. Має вбудовану USB-функцію, що працює в LS / FS-режимі, 1536 байт ОЗУ, 32768 байт ПЗУ, 19 програмованих висновків, послідовний, CAN-і SPI-інтерфейси, 5-канальний 10-бітний АЦП. Функція має 8 КТ.

 

 

 

PIC18F4450

Мікроконтролер з архітектурою PIC. Має вбудовану USB-функцію, що працює в LS / FS-режимі, 1536 байт ОЗУ, 16384 байт ПЗУ, 34 програмованих виведення, послідовний, CAN-і SPI-інтерфейси, 8-канальний 10-бітний АЦП. Функція має 8 КТ.

 

 

 

 

PIC18F4550

Мікроконтролер з архітектурою PIC. Має вбудовану USB-функцію, що працює в LS / FS-режимі, 1536 байт ОЗУ, 32768 байт ПЗУ, 34 програмованих виведення, послідовний, CAN-і SPI-інтерфейси, 8-канальний 10-бітний АЦП. Функція має 8 КТ.

 

Texac

Instruments

TUSB2036

Контролер LS / FS-хаба 1-3 з індивідуальним керуванням споживних спадних портів.

 


7 Застосування USB

Завдяки своїй універсальності, шина USB застосовується для підключення до PC найрізноманітніших пристроїв.

Перелічимо основні області застосування USB:

Пристрої введення - клавіатури, миші, трекболи, планшетні покажчики і т.д. Тут USB дозволяє використовувати єдиний інтерфейс для різних пристроїв. Доцільність використання USB для клавіатури неочевидна, хоча в парі з мишкою USB (підключається до порту хаба, вбудованого в клавіатуру) скорочується кількість кабелів, що тягнуться від системного блоку на стіл користувача.

Принтери: USB 1.1 забезпечує приблизно ту ж швидкість, що і LPT-порт в режимі ECP, але при використанні USB не виникає проблем з довжиною кабелю і підключенням декількох принтерів до одного комп'ютера (правда, потрібні хаби). USB 2.0 дозволить прискорити друк в режимі високого дозволу за рахунок скорочення часу на передачу великих масивів даних.

Сканери: застосування USB дозволяє відмовитися від використання контролерів SCSI або заняття LPT-порту, USB 2.0 при цьому дозволить  підвищити швидкість передачі даних.

Аудіо: колонки, мікрофони, навушники (навушники) - USB дозволяє передавати потоки даних, достатні для забезпечення найвищої якості. Передача в цифровому вигляді від самого джерела сигналу (мікрофона з вбудованим перетворювачем і адаптером) до приймача і цифрова обробка в хост-комп'ютері дозволяє позбутися від проблем наведень, властивих аналогової передачі аудиосигналів.

Музичні синтезатори і MIDI-контролери з інтерфейсом USB - шина дозволяє комп'ютеру обробляти потоки безлічі каналів MIDI (пропускна здатність традиційного інтерфейсу MIDI вже набагато нижче можливостей комп'ютера).

Відео-та фотокамери: USB 1.1 дозволяє передавати статичні зображення будь-якого дозволу за прийнятний час, а також передавати потік стислих відеоданих. USB 2.0 дозволяє передавати відео потоки високого дозволу (320*240) без стиснення (і втрати якості).

Комунікації: з інтерфейсом USB випускають різноманітні модеми, включаючи кабельні і xDSL, адаптери високошвидкісний інфрачервоної зв'язку (IrDA FIR) - шина дозволяє подолати межу швидкості COM-порту (115,2 кбіт / с), не підвищуючи завантаження центрального процесора. Випускаються і мережеві адаптери Ethernet, що підключаються до комп'ютера по USB. Для з'єднання декількох комп'ютерів в локальну мережу випускаються спеціальні пристрої, що виконують комутацію пакетів між комп'ютерами. Безпосередньо (без додаткових пристроїв) портами USB з'єднати між собою навіть два комп'ютера не можна - на одній шині може бути присутнім лише один хост-контролер.

Пристрої зберігання - вінчестери, пристрої читання і запису CD і DVD, флеш-пам'ять.

Ігрові пристрої – джойстики, пульти з різноманітними датчиками, тощо.
Телефони - аналогові та цифрові (ISDN).                                              
Монітори - тут шина USB використовується для керування параметрами монітора. 
ĉ
Дима Сильняк,
30 трав. 2013 р., 00:56
Comments