НГТУ - Интерфейсы АСОиУ

 







 
 Главная
 Теория
 Практика
 Ссылки
 Гостевая
 Обратная связь

 

 

 

 


 

 




USB: Системное конфигурирование

USB поддерживает подключение и отключение устройств во время работы шины. Нумерация устройств шины является постоянным процессом отслеживающим динамические изменения физической топологии. Все устройства USB подключаются через порты хабов. Хабы определяют подключение и отключение устройств к своим портам и сообщают состояние портов в ответ на запрос от контроллера. Хост разрешает работу порта и адресуется к устройству через канал управления используя свой нулевой адрес - USB default address. Все устройства адресуются этим адресом при начальном подключении или после сброса. Хост определяет, является подключенное устройство хабом или функцией и назначает ему уникальные адрес USB. Хост устанавливает с этим устройством канал управления используя назначенный адрес и нулевой номер точки назначения. Если новое устройство является хабом, хост определяет подключенные к нему устройства устанавливает каналы и назначает для них адреса. Если новое устройство является "функцией" уведомление о подключении передается диспетчером USB соответствующему ПО. Когда устройство отключается, хаб автоматически запрещает использование соответствующего порта и сообщает об отключении контроллеру, который удаляет сведения о данном устройстве из всех структур данных. Если отключается хаб, то процесс удаления повторяется для всех подключенных к нему устройств.

Нумерация устройств, подключенных к шине, осуществляется динамически по мере подключения или отключения их питания без какого-либо вмешательства пользователя или клиентского ПО. Процедура нумерации выполняется следующим образом:

1. Хаб, к которому подключилось устройство, информирует хост о смене состояния своего порта ответом на опрос состояния. С этого момента устройство переходит в состояние "Attached" ("присоединено"), а порт, к которому оно присоединено, в состояние "Disabled".

2. Хост уточняет состояние порта.

3. Узнав порт, к которому подключилось новое устройство, хост дает команду сброса и разрешения порта.

4. Хаб формирует сигнал RESET для данного порта (10 мс) и переводит его в состояние "Enabled". Подключенному устройству позволяется потреблять от шины ток питания в пределах 100 мА. Устройство переходит в состояние Powered, все его регистры переводятся в исходное состояние, и оно отзывается на обращение по нулевому адресу.

5. До тех пор пока устройство не получит уникальный адрес, оно доступно по дежурному каналу, по которому хост-контроллер может определять максимально допустимый размер поля данных пакета.

6. Хост сообщает устройству его уникальный адрес, и оно переходит в состояние "Addressed".

7. Хост считывает все конфигурации устройства, включая и заявленный ток потребления от шины. Рабочий ток не должен  превышать  500 мА, и если хаб не сможет обеспечить устройству заявленный ток, оно не конфигурируется.

8. Исходя из полученной информации, хост конфигурирует все имеющиеся конечные точки данного устройства, которое переводится в состояние Configured. Теперь хаб позволяет устройству потреблять устройству от шины полный ток, заявленный в конфигурации. С точки зрения устройства оно становится готовым к использованию. Когда устройство отделяется от шины, хаб уведомляет об этом хост и работа порта запрещается, а хост обновляет свою текущую топологическую информацию.

В октябре 1999 года разработчики аппаратных средств, ранее опубликовавшие спецификацию USB 1.1 (Compaq, Hewlett-Packard, Intel, Lucent, Microsoft, NEC и Philips), представили спецификацию USB 2.0, в которой предусмотрено повышение быстродействия шины в 40 (480 Мбит/с) раз по сравнению с предыдущими версиями. USB 2.0 полностью совместима с USB 1.1, и  использует те же самые кабели и соединители. Испытания показали, что пропускная способность 480 Мбит/с может быть достигнута без ущерба для совместимости с версией USB 1.1. Ожидается, что эта пропускная способность будет удовлетворять требованиям всех пользователей в ближайшем будущем. Разработчики считают, что появление этой версии шины окажет мощное влияние на появление периферийных устройств следующего поколения. Пропускной способности 12 Мбит/с вполне хватает таким периферийным устройства как телефоны, клавиатуры, мыши, цифровые джойстики, приводы гибких дисков, цифровые колонки, и принтеры нижнего уровня. Возможность подключения этой периферии в USB 2.0 сохранится. Более высокая полоса пропускания позволит использовать более современные устройства, такие как  видеокамеры высокого разрешения, сканеры и принтеры следующего поколения, скоростные внешние накопители. USB 2.0  поддерживает современными  чипсетами ведущих производителей наряду с USB 1.1. Так же как и USB 1.1 USB 2.0 позволяет подключать периферийные устройства к всем классам персональных компьютеров (настольные системы, мобильные компьютеры и т.д.).   Для применения в системах, требующих экономного расхода электроэнергии (таких как ноутбуки и т.д) в USB 2.0, как и в USB 1.1 предусмотрена мощная система управления питанием, что, как ожидается, откроет для USB 2.0 рынок мобильных компьютеров.  На сегодня для USB 2.0 существует лишь один реальный конкурент, это IEEE 1394 (FireWire).

 

Назад

Содержание

Вперед