USB (Universal Serial Bus) (Universal Serial Bus)

Prezentace na téma: "USB (Universal Serial Bus) (Universal Serial Bus)"— Transkript prezentace:

1

2 USB (Universal Serial Bus) (Universal Serial Bus)

3 je univerzální sériová sběrnice je univerzální sériová sběrnice Moderní způsob připojení periferií k počítači Moderní způsob připojení periferií k počítači Nahrazuje dříve používané způsoby připojení pro běžné druhy periférií - tiskárny, myši, klávesnice, joysticky, fotoa paráty, modemy atd., ale i pro přenos dat z videokamer, čteček paměťových karet, MP3 přehrávačů, externích disků a externích vypalovacích mechanik. Nahrazuje dříve používané způsoby připojení pro běžné druhy periférií - tiskárny, myši, klávesnice, joysticky, fotoa paráty, modemy atd., ale i pro přenos dat z videokamer, čteček paměťových karet, MP3 přehrávačů, externích disků a externích vypalovacích mechanik.

4 Plug and Play Výhodou je možnost připojování Plug & Play bez nutnosti restartování počítače nebo instalování ovladačů. Zařízení lze připojit za chodu k počítači a během několika sekund je přístupné. Při připojení nového zařízeni nejprve hub podle zdvižené datové linky pozná, že se objevilo nové zařízení. Pak proběhnou následující kroky: Hub informuje hostitelský počítač (host) o tom, že bylo připojeno nové zařízení. Hub informuje hostitelský počítač (host) o tom, že bylo připojeno nové zařízení. Hostitelský počítač se dotáže hubu, na který port bylo zařízení připojeno. Hostitelský počítač se dotáže hubu, na který port bylo zařízení připojeno. Hostitelský počítač nyní ví, na který port bylo zařízení připojeno. Vydá příkaz tento port zapnout a provést vynulování (reset) sběrnice. Hostitelský počítač nyní ví, na který port bylo zařízení připojeno. Vydá příkaz tento port zapnout a provést vynulování (reset) sběrnice. Hub vyrobí nulovací signál (reset) o délce 10 ms. Uvolní pro zařízení napájecí proud 100 mA. Zařízení je nyní připraveno a odpovídá na implicitní (default) adrese. Hub vyrobí nulovací signál (reset) o délce 10 ms. Uvolní pro zařízení napájecí proud 100 mA. Zařízení je nyní připraveno a odpovídá na implicitní (default) adrese. Než zařízení USB obdrží svou vlastní adresu sběrnice, je možno se na ně obracet přes implicitní adresu 0. Hostitel si přečte první bajty deskriptoru zařízení, aby stanovil, jakou délku mohou mít datové pakety. Než zařízení USB obdrží svou vlastní adresu sběrnice, je možno se na ně obracet přes implicitní adresu 0. Hostitel si přečte první bajty deskriptoru zařízení, aby stanovil, jakou délku mohou mít datové pakety. Hostitel přiřadí zařízení jeho adresu na sběrnici. Hostitel přiřadí zařízení jeho adresu na sběrnici. Hostitel si ze zařízení pod novou sběrnicovou adresou načte všechny konfigurační informace. Hostitel si ze zařízení pod novou sběrnicovou adresou načte všechny konfigurační informace. Hostitel přiřadí zařízení jednu z možných konfigurací. Zařízení nyní může odebírat tolik proudu, kolik je uvedeno v jeho deskriptoru zařízení. Tím je připraveno k použití. Hostitel přiřadí zařízení jeho adresu na sběrnici. Hostitel přiřadí zařízení jednu z možných konfigurací. Zařízení nyní může odebírat tolik proudu, kolik je uvedeno v jeho deskriptoru zařízení. Tím je připraveno k použití. Hostitel přiřadí zařízení jeho adresu na sběrnici.

5 Historie USB vzniklo za spolupráce firem Compaq, Hewlett- Packard, Intel, Lucent, NEC, Microsoft a Philips. Nahrazuje rozsáhle používaný port RS232. Univerzální sériová sběrnice ulehčuje obecně práci uživateli. USB má především větší šířku pásma než sériový port RS232. První specifikace USB byla navržena v roce 1995, jako levné univerzální rozhraní pro externí zařízení, která vystačí s nižší průchodností dat. Jeho účelem bylo sjednotit způsob připojování těchto periférií. Skutečného rozšíření se dočkalo až v roce 1998 díky revolučnímu počítači Apple iMac. Tento barevný poloprůhledný počítač byl jako první na světě vybaven pouze porty USB a podnítil výrobce k většímu zájmu o výrobu USB periférií a příslušenství. Počítačů iMac se prodalo několik miliónů kusů a mimo rozšíření USB znamenal také návrat firmy Apple na stoly běžných spotřebitelů. USB vzniklo za spolupráce firem Compaq, Hewlett- Packard, Intel, Lucent, NEC, Microsoft a Philips. Nahrazuje rozsáhle používaný port RS232. Univerzální sériová sběrnice ulehčuje obecně práci uživateli. USB má především větší šířku pásma než sériový port RS232. První specifikace USB byla navržena v roce 1995, jako levné univerzální rozhraní pro externí zařízení, která vystačí s nižší průchodností dat. Jeho účelem bylo sjednotit způsob připojování těchto periférií. Skutečného rozšíření se dočkalo až v roce 1998 díky revolučnímu počítači Apple iMac. Tento barevný poloprůhledný počítač byl jako první na světě vybaven pouze porty USB a podnítil výrobce k většímu zájmu o výrobu USB periférií a příslušenství. Počítačů iMac se prodalo několik miliónů kusů a mimo rozšíření USB znamenal také návrat firmy Apple na stoly běžných spotřebitelů.

6 Základní vlastnosti Maximální délka kabelu mezi sousedními zařízeními je 5 m. Kabel obsahuje 4 vodiče. Dva jsou pro napájení (5 V a zemnění). Druhý pár je kroucený a slouží pro přenos dat. Maximální délka kabelu mezi sousedními zařízeními je 5 m. Kabel obsahuje 4 vodiče. Dva jsou pro napájení (5 V a zemnění). Druhý pár je kroucený a slouží pro přenos dat. I ta nejnižší přenosová rychlost mnohonásobně překračuje možnosti sériového portu. (Při porovnání obou portů je však třeba brát v úvahu i to, že jedno zařízení si nikdy nemůže nárokovat celou šířku pásma.)‏ I ta nejnižší přenosová rychlost mnohonásobně překračuje možnosti sériového portu. (Při porovnání obou portů je však třeba brát v úvahu i to, že jedno zařízení si nikdy nemůže nárokovat celou šířku pásma.)‏ Sběrnice USB přináší tu výhodu, že při připojení přídavného rozdělovače sběrnice (hub) jsou k dispozici tři nové porty. Sběrnice USB přináší tu výhodu, že při připojení přídavného rozdělovače sběrnice (hub) jsou k dispozici tři nové porty. Celkem je možno na USB připojit až 127 zařízení. Celkem je možno na USB připojit až 127 zařízení. Nevýhodou pro amatérského uživatele je velká složitost USB. Na straně přístroje je třeba použít buďto převodník na USB nebo softwarovou knihovnu. Knihovna komunikuje obvykle jako HID zařízení, která zabere část výpočetního výkonu a řádově 2 kB programové paměti; dále komunikace vyžaduje poměrně rychlé taktování mikrokontroleru. Na straně PC je nutný ovladač. Pro zprovoznění byť jednoduché komunikace je tedy třeba využívat USB knihovny na obou stranách. Nevýhodou pro amatérského uživatele je velká složitost USB. Na straně přístroje je třeba použít buďto převodník na USB nebo softwarovou knihovnu. Knihovna komunikuje obvykle jako HID zařízení, která zabere část výpočetního výkonu a řádově 2 kB programové paměti; dále komunikace vyžaduje poměrně rychlé taktování mikrokontroleru. Na straně PC je nutný ovladač. Pro zprovoznění byť jednoduché komunikace je tedy třeba využívat USB knihovny na obou stranách. Kdo se chce vážně zabývat vývojem, stojí ještě před další překážkou: Každé zařízení USB má interní číslo dodavatele (vendorlD), které je oficiálně udělováno organizací USB. Zařízení je také možno dodávat na trh jen s platným VID. Kdo se chce vážně zabývat vývojem, stojí ještě před další překážkou: Každé zařízení USB má interní číslo dodavatele (vendorlD), které je oficiálně udělováno organizací USB. Zařízení je také možno dodávat na trh jen s platným VID.

7 http://t0.gstatic.com/images?q=tbn:ANd9GcSfL 5s8_C09s2H9wGpPIu1VeQK9xI8- yMtXYT1CVISaRzEYllkn http://t3.gstatic.com/images?q=tbn:ANd9GcSMgLMeYmJL J9YhbDsedXxn_DBN0wGYucI2ea49QdAXAmcWpXKP http://www.maczone.cz/img.asp?stiid=7194 http://www.gigatel.cz/obrwm/U/kat_4b8e5a0232eb9.jpg

8 http://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/th umb/d/d0/USB_zapojeni_barevne.png/220px- USB_zapojeni_barevne.png http://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/thumb/c/ cb/Types-usb_new.svg/220px-Types-usb_new.svg.png http://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/thumb /4/4a/USB_types.jpg/800px-USB_types.jpg http://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/thumb/3/3e/Connector_USB_3_I MGP6033_wp_.jpg/220px-Connector_USB_3_IMGP6033_wp_.jpg http://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/thumb/7 /7e/USB_3.0_A_Buchse_13.jpg/220px- USB_3.0_A_Buchse_13.jpg

9 Budoucnost V roce 2009 byla představena technologie Wireless USB. Má velmi dobré vyhlídky do budoucna - výrobci by rádi navázali na úspěch USB, které je dnes standardem prakticky v každém osobním počítači. Zatím předpokládané rychlosti jsou od 110 Mbit/s na vzdálenost 10 metrů až po 480 Mbit/s na vzdálenost 3 metrů. Připojit půjde až 127 zařízení sdílející tuto sběrnici - nový standard by také měl přinést zjednodušenou správu a sdílení zařízení mezi více PC. V roce 2009 byla představena technologie Wireless USB. Má velmi dobré vyhlídky do budoucna - výrobci by rádi navázali na úspěch USB, které je dnes standardem prakticky v každém osobním počítači. Zatím předpokládané rychlosti jsou od 110 Mbit/s na vzdálenost 10 metrů až po 480 Mbit/s na vzdálenost 3 metrů. Připojit půjde až 127 zařízení sdílející tuto sběrnici - nový standard by také měl přinést zjednodušenou správu a sdílení zařízení mezi více PC. Protože pro některé typy použití je USB ve verzi 2.0 nedostatečné, byla na podzim 2007 představena koncepce verze 3.0, označovaná jako SuperSpeed USB. Její maximální rychlost je 5 Gbit/s. V létě roku 2008 Intel uvolnil tzv. xHCI (Extensible Host Controller Interface), díky kterému je možné novou verzi implementovat do počítačů a jiných zařízení.

10 http://t2.gstatic.com/images?q=tbn:ANd9GcTw0 2KHThW8qH31MmNM- RaaGyD4P8QRQOHdXuyd3j64lE0jUO2i http://t3.gstatic.com/images?q=tbn:ANd9GcRlukGP51KlLp7XtgiRPbl UoWVvaOH8iQxUgSx2CBWOygTGiayOUg http://shop.dela.cz/images/upload/usb-pamet-flash- disk-1-s10840.jpg http://www.fareastgizmos.com/entry_images/0407/26/princeton.jpg

11 KONEC