Echipamente Periferice Curs2

2 MAGISTRALE SERIALE

Magistralele seriale interconecteaza mai multe dispozitive folosind doar 1-2 perechi de fire. Viteza de transfer (latimea de banda) poate fi de la 100kb/s la magistrala ACCESS.BUS pîna la 1600Mb/s la magistrala FireWire. Magistralele USB si FireWire sustin traficul izocronic de date audio si video.

2.1 Magistrala USB

USB (Universal Serial Bus sau Magistrala Seriala Universala) este un standard de comunicatie seriala de viteza mica, care are ca scop interfatarea intre echipamente periferice de diferite tipuri si calculator, fara configurare manuala sau necesitatea restartarii calculatorului.

Specifucarea USB 1.0 publicata în ianuarie 1996 determina doua viteze de transfer: FS (Full Speed) - 12 Mb/s si LS (Low Speed)  1.5 Mb/s. In anul 2000 a aparut o noua specificatie pentru USB, versiunea USB 2.0, care a introdus viteza HS (High Speed) - 480 Mbps. Aceasta crestere a vitezei de transfer a facut posibila acceptarea magistralei USB ca interfata pentru writer-e CD/DVD, scanere, camere foto digitale, echipament video, etc.

Într-un sistem pot fi prezente si functiona concomitent dispozitive cu toate trei viteze enuntate mai sus. Magistrala permite conectarea a maxim 127 de dispozitive, la o distanta maxima  25m (Folosind hub-uri intermediari). Cablul de comunicatie are 4 fire: doua sunt de date si doua pentru alimentare (5V si 0V). Pentru a facilita interconectarea intre echipamente, se folosesc conectori standard Master si Slave. Lungimea cablului este de maxim 5m. Acesta are la un capat conectori de tip A, pentru conectarea la calculator (master) si la celalalt - conectori de tip B, petru conectare la periferic (slave).

Structura USB

USB asigura schimbul de date între host-calculatorul si diferite echipamente periferice. Distribuirea vitezei de transfer a magistralei între echipamentele periferice sunt planificate de HOST si se realizeaza de el cu ajutorul indicatoarelor (token). Magistrala permite conectarea, configurarea, folosirea si deconectarea dispozitivelor în timpul lucrului hostului. Mai jos se aduc vareantele de traducere a termenilor din specificatiile «Universal Serial Bus Specification. Revision 1.0, January 15, 1996», publicate de Compaq, DEC, IBM, Intel, Microsoft, NEC si Northern Telecom. Mai multe detalii si informatii puteti gasi pe adresa: http://www.usb.org.

Ca dipozitive (Device) USB pot fi hub-uri, functii sau dispizitive ce îmbina si hub-uri si functii. Hub-urile asigura conectarea dispozitivelor la magistrala. Functiile USB sunt niste sisteme, de exemplu mouse ce sustine USB, sisteme audio digitale, si altele. Dispozitive combinate (compound device, figura mai jos), care îmbina cîteva functii, de exemplu, keyboard cu trackball încorporat.

Dispozitivul USB trebuie sa aiba interfata USB, si sa corespunda protocolului USB, sa execute operatiile standarde (configurarea si reset) si sa ofere informatii, ce caracterizeaza dispozitivul. Multe dispozitive, ce se conecteaza la USB, au în componenta si hub, si functii. Functionarea sistemului USB este controlat de host-controller (Host Controller), care este o subsistema a host-calculatorului.

Figura  Topologia fizica

Magistrala USB este host-centrica: Ca Master (dispozitivul ce controleaza transferurile pe magistrala) pe magistrala USB întotdeauna este host-calculatorul (cu USB controller incorporat), iar toate dispozitivele periferice conectate la host sunt dispozitive conduse sau Slave. Prin aceasta magistrala USB se deosebeste de magistrala FireWire, unde toate dispozitivele sunt egale în dreptul de acces la magistrala. Topologia fizica a magistralei USB  este pe mai multe nivele (figura mai jos).

Figura  Topologia magistralei (Bus Topology)

Centrul magistralei USB este însasi host-controlerul, care este conectat cu hub de radacina (root hub), de regula, prin unul din doua porturi ale sale. Hub este un dispozitiv de multiplexare, multiplicare a canalelor de conectare.

Dispozitivele conectate la orice hub USB si configurat, poate fi considerat ca conectat direct la host- controler. Functiile pot fi considerate ca niste dispozitive ce pot transmite si receptiona datele si informatia de control pe magistrala. Tipic functiile reprezinta echipamente periferice cu cabluri si conectoare, conectate la un port al hub-ului.

Fiecare functie ofera host-ului informatia necesara configurarii dispozitivului si necesitatile sale în resursele calculatorului. Înainte de a folosi functia ea trebuie sa fie configurata de host.

Exemple de functii:

.Dispozitive de intrare- tastatura, mouse, scanerul.

.Dispozitive de iesire- imprimanta, difuzoarele audio.

.Adaptorul telefonic ISDN.

Hub  este componentul principal în sistemul PnP în arhitectura USB. Hub este un multiplicator de conexiuni (figura mai jos).

Figura  Hub tipic

Hub incorporeaza un set de porturi prin intermediul carora se conecteaza perifericele la magistrala. Arhitectura permite conectarea a mai multor hub. La fiecare port al hub se poate conecta un dispozitiv periferic sau in hub intermediar, magistrala permite a conecta pîna la 5 nivele de cascada ale hub-urilor (ne socotindul pe cel de radacina). Fiecare hub intermediar contine un set din porturi numiti descendenti (downstream) la fiecare poate fi conectat un dispozitiv periferic (sau un urmator hub) si un port ascendent (upstream), portul care se conecteaza cu hub-ul de radacina sau cu hub precedent.

Hub-ul fixeaza conectarea sau deconectarea a unui dispozitiv si efectueaza controlul alimentarii cu curent a perifericelor conectate. Hub asigura izolare segmentelor cu viteza joasa de la cele cu viteza înalta.