1 / 20

USB

USB. Ján Šaliga Technical University of Košice Slovak Republic. Čo je USB ?. Universal Serial Bus USB 1.1 - 1995, USB. 2.0 – 2000, Wireless USB – 2005 Zameranie: pripojenie bežných periférií k PC (klávesnica, myš, monitor, modem, tlačiareň atď.) bez obmedzenia na charakter periférie

mills
Download Presentation

USB

An Image/Link below is provided (as is) to download presentation Download Policy: Content on the Website is provided to you AS IS for your information and personal use and may not be sold / licensed / shared on other websites without getting consent from its author. Content is provided to you AS IS for your information and personal use only. Download presentation by click this link. While downloading, if for some reason you are not able to download a presentation, the publisher may have deleted the file from their server. During download, if you can't get a presentation, the file might be deleted by the publisher.

E N D

Presentation Transcript

  1. USB Ján Šaliga Technical University of Košice Slovak Republic

  2. Čo je USB? • Universal Serial Bus • USB 1.1 - 1995, USB. 2.0 – 2000, Wireless USB – 2005 • Zameranie: pripojenie bežných periférií k PC (klávesnica, myš, monitor, modem, tlačiareň atď.) bez obmedzenia na charakter periférie • Výhody v porovnaní s RS xxx: vyššia prenosová rýchlosť, väčší počet pripojených zariadení – sieťovanie, hot plug-in/plug-off, univerzálnosť, možnosť napájania zo zbernice (100/500mA, 5V) • Nevýhoda – zložitejší hardvér (nutná vyrovnávacia pamäť a hardvérové riadenie komunikácie) a softvér

  3. Základné parametre • Pripojenie až 127 zariadení pri malých realizačných nákladoch (obvody, konektory, káble, softvér) • Prenosová rýchlosť max. 1.5Mb/s (low), 12Mb/s (full), 480Mb/s (High USB 2.0), možnosť zaručiť požadovanú prenosovú rýchlosť pre zriadenie = izochrónny prenos • Obojsmerný prenos po dvojici vodičov (diferenciálny signál) - popoloduplex • Autokonfigurácia, pripojenie / odpojenie zariadenia aj počas prevádzky • Možnosť detekcie a korekciechýb pri prenose (CRC)

  4. Fyzická štruktúra

  5. Komunikácia po USB • Založená na adresovaní – každé zariadenie má hostiteľom priradenú jedinečnú adresu pri pripojení • Akákoľvek komunikácia je vždy aktivovaná hostiteľom (token packed) v cykloch 1ms, resp. 125ms (HS), ktorý určuje typ prenosu, smer a zariadenie. Nasleduje prenos dát vo forme správy alebo toku (stream – nedefinovaný formát) • Pri komunikácii sa vytvárajú tzv. trubice (pipes) pre prenos dát medzi hostiteľom a koncovými zariadeniami (endpoint) • Princíp: • Pri pripojení (zapnutí) má zariadenie adresu 0 (default) • Hostiteľ vyhľadáva periodicky nové zariadenia s adresou 0, identifikuje ich, priraďuje im novú nenulovú adresu a zavádza ovládač • Ak je zariadenie hub, má všetky porty nadol (downstream) zakázané. Po jeho identifikácii hostiteľ postupne uvoľňuje porty a hľadá zariadenia s adresou 0

  6. Signalizovanie prenosovej rýchlosti 3.0 až 3.6V 3.0 až 3.6V

  7. Signalizácia HS

  8. Elektrické parametre signálov • Budiče pre LS a FS: • L: < 0,3V pri R=1,5kW na 3.6V • H: > 2,8V pri R=1,5kW na GND • Budiče pre HS: • L: 0V +/-10mV pri R=45W • L: 400mV +/-10% pri R=45W • Tienený kábel dĺžky 3 a 5m, pre FS a HS s skrúcaný s charakteristickou impedanciou 45W

  9. Konektory a káble • Rôzne konektory pre hostiteľa a funkciu

  10. Osadenie a značenie vodičov

  11. Prenos dát • Modulácia NRZI s vkladaním výplňového bitu 0 (stuffing) po 6 za sebou nasledujúcich jednotkách – umožňuje odvodiť takt v prijímači • Na začiatku paketu synchronizačné pole 8, resp. 32 bitov (HS)

  12. Typy prenosov • Riadiaci prenos (control transfer) – slúži na konfiguráciu zariadenia, riadenie, zisťovanie stavu a riadenie iných trubíc. Má vysokú prioritu a prenáša sa max. 64 bajtov • Prenos s prerušením (interrupt transfer) zaručuje max. oneskorenie prenosu – slúži pre prenos malého množstva dát – typicky 8bajtov v pravidelných cykloch – používa sa napr. pre klávesnicu, myš a pod. Pri chybe sa opakuje. • Hromadný prenos (bulk transfer) – zaručuje doručenie a šírku pásma, nezaručuje oneskorenie -používa sa pre časovo nekritický prenos veľkého množstva dát napr. tlačiareň alebo skener. Pri chybe sa opakuje. • Izochónny prenos (Izochronous transfer) – zaručuje požadovanú šírku pásma a oneskorenie - používa sa na prenos časovo kritických dát, napr. zo zvukovej karty alebo kamery. Pri chybe sa prenos neopakuje.

  13. Protokol • Bity sú vysielané od LSB po MSB • Každý paket začína synchronizačným poľom SYNC 8/32 bitov (7x0+1) • Nasleduje pole identifikátora paketu (PID): • xx01b – token (adresovanie, označenie začiatku) • xx11b – dáta • xx10b – handshake (indikácia chyby, schopnosti vysielať,...) • xx00b – špeciálny (handshake, token) • 7 bitová adresa funkcie (zariadenia) + 4 bity „endpoint“ určujúce typ pipe (IN, SETUP, OUT a PING) • 11 bitov FRAME NUMBER – určuje poradové číslo mikroframu v rámci prenosu veľkého bloku dát • 0 až 1024 bajtov dáta • 5/16 bitov CRC (token/data)

  14. Wireless USB • Máj 12, 2005 (rev. 1) • Zámer: zachovať všetky pozitíva Wired USB = klasicé USB – CUSB (užívateľská jednoduchosť, flexibilita, softvérová kompatibilita, prenosová rýchlosť a bezpečnosť) ale odstrániť káble a rôzne konektory • Rozšírenie aplikácií z oblasti PC do segmentu spotrebnej elektroniky a mobilných aplikácií a inde.

  15. Wireless USB (WUSB) technológia • Založená na myšlienke – princípe tzv. Wireless Personal Area Network (WPAN) s dosahom iba niekoľko metrov pri využití ultra širokopásmovej vf technológie(Ultra Wideband RF technology - UWB) vo frekvenčnom rozsahu 3.1 – 10.6GHz (teda 7GHz!!!) so šírkou kanála viac ako 500MHz channel ale s veľmi malým vysielacím výkonom. SS – Spread spectrum NB - Narrow band WLAN IEEE802.11 a/g

  16. Vlastnosti WUSB • Softvérová kompatibilita s klasickým USB • Šírka pásma 480Mb/s na 3m. S rastúcou vzdialenosťou klesá • Škálovateľnosť – možnosť využiť súčasne viacero kanálov a tak zvýšiť šírku pásma až nad 1Gb/s • Rozšírený manažment napájania • Bezpečnosť – kryptovanie dát • Jednoduchosť použitia WUSB huby

  17. WUSB

  18. UWB technology High Speed WPAN Applications Convergence layer UWB PHY and MAC layers

  19. Porovnanietypov bezdrôtových sietí

More Related