USB.docx

(165 KB) Pobierz

Referat autorstwa Pawła Pełszyńskiego, ucznia klasy II Ti ,numer z dziennika 20.

USB (ang. Universal Serial Bus - uniwersalna magistrala szeregowa) - rodzaj portu komunikacyjnego komputerów, zastępującego stare porty szeregowe i porty równoległe, opracowany przez firmy Microsoft, Intel.

Port USB jest uniwersalny, pozwala na podłączanie do komputera wielu urządzeń, na przykład: kamery wideo, aparatu fotograficznego, telefonu komórkowego, modemu, skanera lub drukarki. Urządzenia są automatycznie wykrywane i rozpoznawane przez system, co umożliwia ich podłączanie i odłączanie bez konieczności wyłączania czy ponownego uruchamiania komputera.

Większość współczesnych systemów operacyjnych obsługuje złącze USB – dotyczy to m.in. systemów firmy Microsoft zaczynając od Windows 95 w wersji OSR2 (istnieje także poprawka do wersji OSR1 udostępniająca obsługę USB), systemów Windows z rodziny NT oraz systemów opartych na jądrze Linux/*BSD.

Typy i prędkości

Na opakowaniach produktów można znaleźć oznaczenia USB 2.0 i podobne, ważniejszą informacją jest jednak szybkość transmisji. Urządzenia te powinny mieć naklejkę informującą o ich standardzie pracy. Urządzenia USB możemy podzielić na trzy grupy ze względu na zgodność z przyjętymi specyfikacjami:

· USB 1.1 (Full Speed) Urządzenia spełniające warunki tej specyfikacji mogą pracować z prędkościami 1.5 Mb/s (0.1875 MB/s) lub 12 Mbit/s (1.5 MB/s)

· USB 2.0 (Hi-Speed) Urządzenia zgodne z warunkami nowej specyfikacji mogą pracować z prędkością 480 Mb/s (60 MB/s). Ale w praktyce uzyskują jedynie prędkość 320 Mb/s (40MB/s). Urządzenia w standardzie USB 2.0 są w pełni kompatybilne ze starszymi urządzeniami.

· USB 3.0 (SuperSpeed) Urządzenia zgodne z warunkami nowej specyfikacji będą mogły pracować z prędkością 4,8 Gb/s (600 MB/s). Nowy standard oprócz pozostałych łącz elektrycznych (dla kompatybilności w dół z USB 2.0 i 1.1) korzystał będzie również z łącz optycznych (kabel połączeniowy będzie wyposażony w światłowód). Kontrolery USB tej generacji będą posiadać inteligentny system odłączający zasilanie od urządzeń, po stwierdzeniu że z niego nie korzystają. Pierwsza prezentacja tej technologii odbyła się na targach CES 2008.

Kontroler USB

Kontroler USB firmy Asus na złączu PCI

Kontroler USB jest kartą rozszerzeń umożliwiająca podłączanie urządzeń korzystających z interfejsu USB do komputerów nie posiadających tego złącza. Karty takie występują w różnych wersjach w zależności od ilości portów i ich rodzaju (USB 1.1 lub USB 2.0).

2.0

Choć nowy interfejs jeszcze nie zawitał do wszystkich komputerów, te najnowsze są już standardowo w niego wyposażane. Powoli na rynku zaczynają się też pojawiać urządzenia USB 2.0. Ponieważ wokół nowego standardu nagromadziło się wiele pytań, postanowiliśmy rozwiać wątpliwości dotyczące tego zagadnienia.

Jakie są podobieństwa i różnice między USB 2.0 a USB 1.1?
Mówiąc obrazowo - USB 2.0 oferuje wszystko to, co interfejs USB 1.1, plus tryb high-speed, w którym urządzenia komunikują się z najwyższą prędkością. Konkretnie: USB 1.1 daje jedynie dwie prędkości transmisji: 1,5 oraz 12 Mbit/s, natomiast USB 2.0 dodatkowo 480 Mbit/s. Urządzenia zgodne z USB 2.0 high-speed używają tych samych kabli co urządzenia współpracujące z USB 1.1.

Czy USB 2.0 zastąpi USB 1.1?
Nie. Wiele produktów, takich jak klawiatury, myszy, joysticki, głośniki audio itp., nie wymaga wysokich prędkości transmisji. Na zastosowaniu magistrali nowego typu z pewnością zyskają urządzenia mające duże zapotrzebowanie na przepustowość (kamery i aparaty cyfrowe, pamięci masowe, skanery itp.).

Ile urządzeń USB 2.0 można podłączyć do jednego hosta?
127 - tyle samo, co w przypadku poprzedniej wersji magistrali. Oczywiście do podłączenia takiej liczby urządzeń konieczne jest użycie koncentratorów.

Czy możliwe jest bezpośrednie połączenie dwóch komputerów za pomocą kabla USB 2.0?
Niestety nie, specyfikacja USB nie dopuszcza istnienia dwóch urządzeń nadzorczych (host) w sieci urządzeń USB. Takie połączenie będzie możliwe dopiero po zastosowaniu specjalnych kabli z wbudowanymi urządzeniami buforującymi, separującymi dwa hosty od siebie.

Jak rozróżnić urządzenia USB 2.0 i 1.1?
W zasadzie nie ma żadnych zewnętrznych różnic między urządzeniami USB 2.0 a 1.1. Twórcy standardu przewidzieli jedynie specjalne logo przeznaczone dla sprzętu klasy high-speed.

Czy urządzenie zgodne z USB 1.1 będzie działało szybciej dołączone do magistrali USB 2.0?
Nie, chociaż nowa architektura koncentratorów USB 2.0 (w których zastosowano tzw. translokator transakcji) pozwala na podłączenie większej liczby urządzeń 1.1 bez utraty przepustowości. W przypadku wielu urządzeń USB 1.1 jednocześnie dołączonych i pracujących na jednej gałęzi USB 1.1 mogły one działać wolniej.

Jakie płyty główne współpracują z USB 2.0?
Ogólnie wszystkie wyposażone w kontroler firmy NEC - D720100AS1 - bądź w najnowsze chipsety, w które wbudowano już obsługę USB 2.0. W przypadku Intela są to zestawy układów przeznaczone do płyt głównych dla Pentium 4 i Celeron (od 1700 wzwyż) - 845E, 845G i 845GL. VIA produkuje uniwersalny mostek południowy VT8235, dzięki któremu z USB 2.0 współpracować będą zarówno płyty dla P4 (np. z najnowszym chipsetem Apollo P4X400), jak i Athlona XP (np. z KT400).

Jaka jest szybkość interfejsu USB 2.0?
Maksymalna prędkość USB 2.0 wynosi 480 Mbit/s, czyli 40-krotnie więcej niż w poprzedniej wersji interfejsu 1.1 (12 Mbit/s). Pierwotnie USB 2.0 miał oferować maksymalnie jedynie 240 Mbit/s, ale później zdecydowano o podwojeniu tej wartości.

Czy jest jakaś różnica pomiędzy pojęciem high-speed a USB 2.0?
Tak. Specyfikacja USB 2.0 obejmuje wszystkie trzy prędkości: 480, 12 i 1,5 Mbit/s, gdy tymczasem pojęcie high-speed USB odnosi się jedynie do trybu pracy o prędkości 480 Mbit/s.

Jaka jest maksymalna długość kabla dla urządzeń USB 2.0?
Pięć metrów. Zwiększenie tej odległości jest możliwe tylko po zastosowaniu połączonych kaskadowo koncentratorów (hubów) USB.

Czy kable przeznaczone dla USB 1.1 będą współpracowały z urządzeniami USB 2.0?
Tak. USB 2.0 wykorzystuje dokładnie te same kable i wtyki co USB 1.1.

Czy mój pecet będzie współpracował z urządzeniami USB 2.0 high-speed?
Tak, zakładając, że masz peceta z magistralą USB 1.1. Jednakże podłączenie urządzeń high-speed do magistrali USB 1.1 spowoduje, że będą one działały o wiele wolniej - jedynie z prędkością 12 Mbit/s. By w pełni korzystać z możliwości takich urządzeń, będziesz musiał zaopatrzyć się w kartę kontrolera bądź wymienić płytę główną na taką, która obsługuje standard USB 2.0. Dodatkowo musisz sprawdzić, czy Twój system operacyjny będzie w stanie obsłużyć nowy standard.

Dlaczego USB 2.0, a nie FireWire (IEEE-1394)?
Odpowiedź na to pytanie nie jest taka prosta, jak się z pozoru wydaje. Według twórców standardu USB 2.0 (czytaj: Intela) FireWire to interfejs, którego zastosowaniem są przede wszystkim urządzenia multimedialne/audio-wideo (co oczywiście nie jest prawdą), natomiast USB 2.0 służy przede wszystkim do podłączania szybkich peryferiów do komputera. Jednakże FireWire można z powodzeniem wykorzystać do tych samych celów co USB 2.0, co widać na przykładzie komputerów firmy Apple, w których złącze to używane jest jako podstawowy interfejs komunikacyjny.

Co to jest USB On-The-Go?
USB On-The-Go to rozszerzenie standardowej specyfikacji USB, pozwalające na komunikację pomiędzy urządzeniami USB bez pośrednictwa komputera hosta. Potrzeba stworzenia takiego rozszerzenia powstała wraz z rosnącą popularnością urządzeń mobilnych (palmtopy, telefony komórkowe, palmofony, odtwarzacze MP3, przenośne pamięci masowe), które do samodzielnej pracy nie wymagają wcale peceta. Urządzenia USB On-The-Go mają oferować:

· w możliwość pełnienia funkcji hosta, w ograniczonym zakresie,

· w mniejsze wtyczki i gniazda USB, które pozwolą na zwiększenie mobilności urządzeń,

· w niski pobór mocy, w celu zapewnienia pracy na bateriach.

Specyfikacja powstała stosunkowo niedawno, bo w grudniu 2001 roku, urządzeń zgodnych z USB On-The-Go można się więc spodziewać nie wcześniej niż w przyszłym roku (2003).

Jak prawidłowo połączyć ze sobą komputer oraz urządzenia USB 2.0 i 1.1?
"2.0 i 1.1 w jednym stali domu..."
Sprzęt USB 2.0 należy podłączać albo bezpośrednio do hosta USB 2.0, albo do koncentratorów zgodnych z USB 2.0. Koncentratory i inne urządzenia USB 1.1 powinno się wpinać albo bezpośrednio do hosta USB 1.1 bądź do końcowych gałęzi sieci USB 2.0. Do koncentratorów USB 2.0 można podłączać urządzenia USB 1.1, natomiast nie należy podłączać urządzeń USB 2.0 do koncentratorów zgodnych z USB 1.1.

Z jakimi systemami operacyjnymi działa USB 2.0?
"USB 2.0 a sterowniki"
Żaden produkowany obecnie przez Microsoft system operacyjny nie obsługuje USB 2.0 zaraz po instalacji - wszystkie wymagają załadowania odpowiednich sterowników. Okazuje się, że Microsoft zapewnia obsługę nowej magistrali tylko dla systemów Windows XP i 2000. Jeżeli masz połączenie z Internetem i aktualizujesz system za pomocą witryny Windows Update, wówczas sterowniki te są dostępne w postaci jednej z aktualizacji. By poprawka została zainstalowana, wymagana jest (przynajmniej teoretycznie) obecność w komputerze kontrolera USB 2.0 (na płycie lub osobnej karcie). Sterowniki do USB 2.0 znajdują się także w dodatku aktualizacyjnym do Windows XP (Service Pack 1 dla Windows XP), ale nie ma go w Service Packu 3 dla Windows 2000!
W przypadku innych systemów operacyjnych Microsoftu (Windows 9x, Me) sterowniki dostarcza producent kontrolera USB 2.0 lub chipsetu. Oznacza to, że kupując kontroler, musimy sprawdzić, czy dołączono do niego oprogramowanie odpowiednie dla naszego systemu. Jeśli nie, możemy mieć problemy ze znalezieniem sterowników, drivery kart innych producentów nie będą z nim bowiem współpracowały.
Dobra wiadomość dla użytkowników Linuksa - jądro, począwszy od wersji 2.5.2, zawiera obsługę urządzeń USB 2.0.