26. Общие сведения о шине usb.

Универсальная последовательная шина USB является промышленным стандартом расширения архитектуры ориентированным на интеграцию с телефонией и устройств бытовой техники. Большинство устройств поддерживает версию USB 1.1. В этой версии возможны 2 скорости обмена. FS – полная скорость12Мбит/c и FL – низкая скорость 1,5Мбит/c. В следующей версии 2.0 добавленая 3-я скорость HS – высокая скорость 480Мбит/c. В 1-й системе могут быть одновременно устройства со всеми 3-мя скоростями.

Шина обеспечивает обмен методом host – компом и множеством периферийных устройств. Всей системой управляет host контроллер который является аппаратно –программной подсистемой host – компа. К хосту можно подключить до 127 устройств связанных адресами. Устройства могут быть хабами функциями или их комбинациями. Устройство хаб имеет дополнительные точки для подключения устройств. Устройство функция предоставляет системе дополнительные функциональные возможности: 1)Иметь интерфейс USB обеспечивать полную поддержку протокола USB. 2)Выполнение стандартных операций (конфигурация, сброс). 3)Предоставление инфы описывающей устройство.

Шина позволяет подключать конфигурировать, использовать и отключать устройства во время работы host и других устройств. Единственным ведущим устройством является хост – комп все остальные устройства ведомые, физической топологии шины является многоярусная звезда при этом 1-й вершиной является хост – контроллер. Хаб является разветвлением. Кроме того он может является устройством питания. К каждому хабу могут подключаться периферийные устройства или следующий хаб. Всего в системе может быть 5 уровней каскадирования не считая корня. Каждый промежуточный хаб имеет несколько нисходящих портов для подключения устройств или хабов и 1 восходящий порт подключения хоста или вышестоящему хабу.

Логическая топология шина является простой звездой, т.е. для хост – контроллера хабы создают иллюзию непосредственного подключения каждого устройства. Обращение к устройству на шине возможно только через программный интерфейс.

Скорость устройства, подключенного к разъему хаба определяется по уровню сигналов на информационных линиях которые подтягиваются по направлению питания с помощью резисторов. С высокоскоростными устройствами хабы работают как повторители, с низкочастотными хабы работают как буфер в сторону низкочастотного устройства ведет обмен на его родной скорости, а в сторону хоста ведет обмен на высокой скорости. При этом в обмен с высокочастотным устройством включается обмен с низкочастотным устройством. Хаб должен правильно отработать такую ситуацию от старых устройств версии 1.1 эти тонкости скрываются.

Высокочастотный обмен осуществляется, если на пути от высокочастотного хаба до хоста встречаются только хабы версии 2.0. Другие разновидности ПО могут работать на более низких скоростях, но с потерей производительности. Хаб является устройством системы PnP и выполняет множество функций: 1)Обеспечивает физическое подключение устройств. 2)Управляет питающего напряжения в нисходящие порты. 3)Отслеживает состояние подключенных к нему устройств, уведомляя хост об изменениях. 4)Обнаруживает ошибки на шине, выполняет процедуры восстановления и изолирует неисправные сегменты шины. 5) Обеспечивает связь сегментов шины работающих на разных сторонах.

32