Шина USB

    Дисциплина: Программирование
    Тип работы: Курсовая
    Тема: Шина USB

    Содержание
    Общая характеристика
    2. Структура
    3. Физический интерфейс
    4. Модель передачи данных
    5. Типы передачи данных
    6. Протокол
    7. Форматы пакетов
    8. Системное конфигурирование
    9. Устройства USB - функции и хабы
    10. Хост-контроллер
    Список использованной литературы
    Шина USB
    1. Общая характеристика
    (Universal Serial Bus — универсальная последовательная шина) является промышленным стандартом
    расширения архитектуры PC, ориентированным на интеграцию с телефонией и устройствами бытовой электроники. Версия 1.0 была опубликована в январе 1996 года. Архитектура USB определяется
    следующими критериями:
    * Легко реализуемое расширение периферии PC.
    * Дешевое решение, поддерживающее скорость передачи до 12
    бит/с.
    * Полная поддержка в реальном времени передачи аудио и (сжатых) видеоданных.
    * Гибкость протокола смешанной передачи изохронных данных и асинхронных сообщений.
    * Интеграция с выпускаемыми устройствами.
    * Доступность в PC всех конфигураций и размеров.
    * Обеспечение стандартного интерфейса, способного быстро завоевать рынок.
    * Создание новых классов устройств, расширяющих PC.
    С точки зрения конечного пользователя, привлекательны следующие черты USB:
    * Простота кабельной системы и подключений.
    * Скрытие подробностей электрического подключения от конечного пользователя.
    *Самоидентифицирующиеся ПУ, автоматическая связь устройств с драйверами и
    конфигурирование.
    * Возможность динамического подключения и конфигурирования ПУ.
    С середины 1996 года выпускаются PC со встроенным контроллером USB, реализуемым чипсетом. Уже
    появились модемы, клавиатуры, сканеры, динамики и другие устройства ввода/вывода с поддержкой USB,
    а также мониторов с USB-адаптерами - они играют роль концентраторов для подключения других
    устройств.
    2. Структура USB
    USB обеспечивает одновременный обмен данными между хост-компьютером и множеством
    периферийных устройств (ПУ). Распределение пропускной способности шины между ПУ планируется хостом и реализуется им с помощью посылки маркеров. Шина позволяет подключать,
    конфигурировать, использовать и отключать устройства во время работы хоста и самих устройств.
    Ниже приводится авторский вариант перевода терминов из спецификации \"Universal Serial Bus
    Specification\",
    опубликованной
    Compaq, DEC, IBM, Intel, Microsoft, NEC
    Northern Telecom.
    Более подробную и оперативную информацию можно найти по адресу:
    http://www.usb.org/.
    Устройства (Device) USB могут являться хабами, функциями или их комбинацией. Хаб (Hub)
    обеспечивает дополнительные точки подключения устройств к шине. Функции (Function) USB предоставляют системе дополнительные возможности, например подключение к ISDN, цифровой джойстик,
    акустические колонки с цифровым интерфейсом и т. п. Устройство USB должно иметь интерфейс USB, обеспечивающий полную поддержку протокола USB, выполнение стандартных операций
    (конфигурирование и сброс) и предоставление информации, описывающей устройство. Многие устройства, подключаемые к USB, имеют в своем составе и хаб, и функции. Работой всей системы USB
    управляет хост-контроллер (Host Controller), являющийся программно-аппаратной подсистемой хост-компьютера.
    Физическое соединение устройств осуществляется по топологии многоярусной звезды. Центром
    каждой звезды является хаб, каждый кабельный сегмент соединяет две точки - хаб с другим хабом или с функцией. В системе имеется один (и только один) хост-контроллер, расположенный в
    вершине пирамиды устройств и хабов. Хост-контроллер интегрируется с корневым хабом (Root Hub), обеспечивающим одну или несколько точек подключения - портов. Контроллер
    SB, входящий в состав чипсетов, обычно имеет встроенный двухпортовый хаб. Логически
    устройство, подключенное к любому хабу USB и сконфигурированное (см. ниже), может рассматриваться как непосредственно подключенное к хост-контроллеру.
    Функции представляют собой устройства, способные передавать или принимать данные или
    управляющую информацию по шине. Типично функции представляют собой отдельные ПУ с кабелем, подключаемым к порту хаба. Физически в одном корпусе может быть несколько функций со
    встроенным хабом, обеспечивающим их подключение к одному порту. Эти комбинированные устройства для хоста являются хабами с постоянно подключенными устройствами-функциями.
    Каждая функция предоставляет конфигурационную информацию, описывающую возможности ПУ и
    требования к ресурсам. Перед использованием функция должна быть сконфигурирована хостом - ей должна быть выделена полоса в
    канале и выбраны опции конфигурации.
    Примерами функций являются:
    * Указатели - мышь, планшет, световое перо.
    * Устройства ввода - клавиатура или сканер.
    * Устройство вывода - принтер, звуковые колонки (цифровые).
    * Телефонный адаптер ISDN.
    Хаб - ключевой элемент системы РпР в архитектуре USB.
    Хаб является кабельным концентратором. Точки подключения называются портами хаба. Каждый хаб преобразует одну точку подключения в их множество. Архитектура допускает соединение
    нескольких хабов.
    У каждого хаба имеется один восходящий порт (Upstream Port), предназначенный для
    подключения к хосту или хабу верхнего уровня. Остальные порты являются нисходящими (Downstream Ports), предназначенными для подключения функций или хабов нижнего уровня. Хаб может
    распознать подключение устройств к портам или отключение от них и управлять подачей питания на их сегменты. Каждый из портов может быть разрешен или запрещен и сконфигурирован на полную
    или ограниченную скорость обмена. Хаб обеспечивает изоляцию сегментов с низкой скоростью от высокоскоростных.
    Хабы могут управлять подачей питания на нисходящие порты; предусматривается установка
    ограничения на ток, потребляемый каждым портом.
    Система USB разделяется на три уровня с определенными правилами взаимодействия. Устройство
    USB содержит интерфейсную часть, часть устройства и функциональную часть. Хост тоже делится на три части - интерфейсную, системную и ПО устройства. Каждая часть отвечает только за
    определенный круг задач, логическое и реальное взаимодействие между ними иллюстрирует рис. 7.1.
    В рассматриваемую структуру входят следующие элементы:
    * Физическое устройство USB - устройство на шине, выполняющее функции, интересующие
    конечного пользователя.
    * Client SW - ПО, соответствующее конкретному устройству, исполняемое на хост-компьютере.
    Может являться составной частью ОС или специальным продуктом.
    * USB System SW - системная поддержка USB, независимая от конкретных устройств и
    клиентского ПО.
    * USB Host Controller - аппаратные и программные средства для подключения устройств USB к
    хост-компьютеру.
    3. Физический интерфейс
    Стандарт USB определяет электрические и механические спецификации шины.
    Информационные сигналы и питающее напряжение 5 В передаются по четырехпроводному кабелю.
    Используется дифференциальный способ передачи сигналов D+ и D- по двум проводам. Уровни сигналов передатчиков в статическом режиме должны быть ниже 0,3 В (низкий уровень) или выше 2,8 В
    (высокий уровень). Приемники выдерживают входное напряж...

    Забрать файл

    Похожие материалы:


ПИШЕМ УНИКАЛЬНЫЕ РАБОТЫ
Заказывайте напрямую у исполнителя!


© 2006-2016 Все права защищены