USB, różne różnośći, - KOMPUTERY [ Pobierz całość w formacie PDF ]
M
agazyn
dodatek
do
lektroniki
miesięcznika
U
żytkowej
Poznać i zrozumi eć sprzęt
U S B
U S
u ń
B
a ł a g a n
O tym się mówi
Każdy współczesny komputer wyposażony
jest w port USB. Niepozorne gniazdko (
rysu−
nek 1
), umieszczone gdzieś w rogu tylnej
ścianki komputera, oferuje zadziwiająco sze−
rokie możliwości. Pojawienie się standardu
USB niewątpliwie związane jest z tęsknotą do
porządku. Wystarczy zajrzeć na tylną ściankę
komputera, by przekonać się, iż kilkunastolet−
ni, gwałtowny i spontaniczny rozwój techniki
komputerowej spowodował niemały bałagan.
Do dziś każdy komputer wyposażony jest
w dwa porty szeregowe archaicznego stan−
dardu RS−232, którego podstawy, jak głosi
legenda, opracowano już w arce Noego pod−
czas potopu. Przemysłowy standard RS−232
nie powstał z myślą o domowych PC−tach.
Sprawdził się jednak w pewnych sytuacjach
(np. współpraca z myszką komputerową), ale
z czasem okazało się, iż jego przepustowość,
nie przekraczająca w najlepszym przypadku
120kb/s, jest zdecydowanie za mała dla in−
nych zastosowań. Znacznie większą przepu−
stowość miał od początku port równoległy
(Centronics). Niestety, port ten na początku
pomyślany jako port drukarkowy, dużą prze−
pustowość miał tylko w jednym kierunku –
od komputera do urządzenia peryferyjnego.
Z czasem co prawda wprowadzono szybkie
dwukierunkowe porty równoległe (EPP,
ECP), jednak nie wyparły one innych portów
i nie uporządkowały plątaniny kabli. W mię−
dzyczasie pojawiła się też szybka szyna i
port SCSI (czytaj skazi). Służy on w profe−
sjonalnych komputerach na przykład do ko−
munikacji z dyskami, a w domowych do
współpracy z niektórymi skanerami. Interfejs
SCSI nie zdobył jednak szerszej popularno−
ści w komputerach PC.
go zarówno wymienione, jak i jeszcze inne
porty i szyny. Powstał bałagan, którego ewi−
dentnym dowodem jest plątanina kabli, kłę−
biąca się z tyłu niemal każdego komputera.
W roku 1995 wiodący wytwórcy kompute−
rów i urządzeń peryferyjnych zaprezentowali
USB – Universal Serial Bus
, czyli uniwersal−
ne łącze szeregowe. Konkurujący ze sobą pro−
ducenci w tym akurat wypadku zjednoczyli
się i opracowali zupełnie nową koncepcję.
Wprowadzono ją jako lekarstwo na ewidentny
nieporządek panujący w obszarze współpracy
komputera z urządzeniami peryferyjnymi.
Liczne urządzenia peryferyjne wyposażone
w interfejs USB można w wygodny i szybki
sposób podłączyć do komputera za pomocą
znormalizowanych, jednakowych kabli – po−
kazuje to fotografia tytułowa. Otwiera to dro−
gę do uporządkowania bałaganu, występują−
cego z tyłu większości dzisiejszych kompute−
rów – stąd nieco przewrotne rozszyfrowanie
skrótu USB w tytule artykułu.
Dziś wiele firm produkuje peryferia z in−
terfejsem USB. Są to przede wszystkim my−
szki, klawiatury i skanery. Ale nie brakuje
innych interesujących urządzeń. Przykłady
1
Tymczasem z roku na rok do komputera
PC trzeba było podłączać coraz więcej urzą−
dzeń zewnętrznych o różnorodnych potrze−
bach dotyczących szybkości transmisji da−
nych. Z konieczności wykorzystywano do te−
96
M
E
U
Elektronika dla Wszystkich
O tym się mówi
pokazane są na małych fotografiach rozsia−
nych w artykule.
pośrednictwem i to on
zgłasza ewentualne do−
łączenie nowego urzą−
dzenia. W każdym ra−
zie stosując odpowie−
dnią liczbę “rozgałęzia−
czy” – “habów” i two−
rząc nawet pięciostop−
niową piramidę (zobacz
rysunek 5
), do kompu−
tera można dołączyć
wszystkie niezbędne
urządzenia peryferyjne
– pod warunkiem oczy−
wiście, że będą to urzą−
dzenia zgodne ze standardem USB. Można je
poznać po charakterystycznej płaskiej wtycz−
ce – patrz
rysunek 6
pokazujący wtyczkę ty−
pu A. Wszystkie takie urządzenia są oznaczo−
ne charakterystycznym znakiem − logo USB,
również zawierające zarys tej wtyczki, poka−
zane jest na
rysunku 7
.
Z technicznego punktu widzenia istotne
jest, że wszystkie połączenia w systemie wy−
konywane są standardowymi ekranowanymi
nej prędkości (full−speed). Transmisję z pręd−
kością 12Mb/s można uznać za bardzo szyb−
ką (w porównaniu choćby z prędkością
56kb/s, oferowaną przez najszybsze standar−
dowe modemy telefoniczne). Jednak w koń−
cu roku 1999 grupa firm (Compaq, Hewlett
Packard, Intel, Lucent, Microsoft, NEC i Phi−
lips) zapowiedziała zaprezentowanie ulep−
szonego systemu USB 2.0, oferującego pręd−
kość transmisji do 480Mb/s. Tak duża pręd−
kość będzie potrzebna zwłaszcza do transmi−
sji obrazów w postaci elektronicznej. Urzą−
dzenia USB 2.0 mają być kompatybilne
w dół i obsługiwać dotychczasowe, zgodne
z obecną specyfikacją USB 1.1.
Koncepcja
Koncepcja USB jest bardzo prosta. Kom−
puter jest tu niezawisłym panem i władcą.
Komunikuje się z “podwładnymi” za pomo−
cą czterożyłowych linii. W jednym systemie
do komputera (hosta) może być dołączo−
nych aż 127 urządzeń peryferyjnych zgod−
nych ze standardem USB. Można sobie wy−
obrazić, że wszystkie te urządzenia są połą−
czone niejako równolegle – komputer “wi−
dzi” je wszystkie naraz. W systemie USB
komputer wysyła najpierw “zapytanie”, ka−
że się zgłaszać i sprawdza, jakie urządzenia
zostały podłączone. Urządzenia zgłaszają
się po kolei, informują o swych właściwo−
ściach i tym sposobem komputer “wie”,
z kim i jak ma współpracować. Ogromna za−
leta urządzeń z interfejsem USB polega na
tym, że potrafią się one same konfigurować
i optymalnie ustawić parametry współpra−
cujących sterowników programowych
w komputerze.
4
5
2
6
7
8
Wbrew pozorom, komputer nie ma 127
gniazd – portów. Wyposażony jest zazwyczaj
tylko w jedno lub dwa gniazda. Duża liczba
peryferii może być dołączona za pośrednic−
twem specjalnych koncentratorów czy jak kto
woli rozgałęziaczy (po angielsku hub − czytaj
hab
), tworząc strukturę piramidy. Przykłado−
wą konfigurację pokazuje
rysunek 2
. Kon−
centrator (hub) nie jest tu prostym pudełkiem
z gniazdkami i kabelkami − to dość skompli−
kowane urządzenie elektroniczne, realizujące
złożone funkcje związane z transmisją da−
nych i zarządzaniem energią zasilania – zo−
bacz
fotografie 3 i 4
. Komputer “dogaduje
się” z poszczególnymi urządzeniami za jego
czterożyłowymi kablami, zakończonymi wty−
kami typu A i typu B – patrz
fotografia 8
. Jak
pokazuje
rysunek 9
, żyły
D+, D
− (zielona
i biała) służą do dwukierunkowej komunika−
cji,
V
BUS
i
G
ROUND
(czerwona i czarna) to li−
nie zasilające. W systemie przewidziano bo−
wiem, że drobniejsze peryferie, np. myszka,
klawiatura, itd., będą zasilane z komputera
właśnie za pośrednictwem tych dwóch żył.
W sumie komputer może dostarczyć tym spo−
sobem moc do 2,5W (5V 500mA).
Zastosowane rozwiązania techniczne po−
zwalają przesyłać dane z prędkością 1,5 me−
gabita na sekundę w tak zwanym trybie po−
wolnym (low−speed) oraz 12Mb/s przy peł−
Choć do tej pory urządzenia peryferyjne
z interfejsem USB nie zdominowały jeszcze
rynku, wiele wskazuje, że właśnie interfejs
USB z czasem wyprze wcześniejsze rozwią−
zania. Z komputerów znikną najróżniejsze
dotychczasowe złącza, a plątanina kabli ule−
gnie radykalnej redukcji.
9
Piotr Górecki
Wszystkich
Elektronika dla
M
E
U
97
3
[ Pobierz całość w formacie PDF ]