رابط usb

کلمه usb مخفف کلمه universal serial bus است. Usb پورتی است که برای نصب ابزارهای جانبی به کامپیوتر به صورت external طراحی شده است. واسط usb از واسطهای دیگر مانند rs232 بسیار پیچیده تر بوده و نیاز به درایور دارد. در گاه usb در یک لحظه یا send می کند یا resive اما در گاه rs232 در یک زمان هم می تواند اطلاعات را send کند و هم resive .

مزایای استفاده از usb :
1_ تنظیم اتوماتیک
وقتی که کاربر یک وسیله جانبی را به پورت usb کامپوتر روشن وصل می کند ویندوز به صورت اتوماتیک وسیله را شناسایی می کند. حال اگر اولین باری باشد که این وسیله را به کامپیوتر اضافه کردی ویندوز درایو وسیله را از شما می خواهد و آن را به طور اتوماتیک نصب و پیکر بندی می کند و کابر نیازی به اجرای برنامه setup و یا reset سیستم ندارد.

2_ راحتی اتصال
برای اضافه کردن یه وسیله جانبی به کامپیوتر هیچ نیازی به باز کردن case ندارید. یک کامپیوتر معمولی حداقل دارای 2 پورت usb می باشد و این تعداد پورتها می تواند توسط وسیلهای به نام hub افزایش یابد.. بر اساس استاندارد usb حد اکثر تا 127 وسیله usb را می توان به یک کامپیوتر متصل کرد. usb به هر کدام از این 127 دستگاه 6 مگا بایت در ثانیه پهنای باند می دهد.

3_ کابلهای یکسان
کابلهای مورد استفاده برای تمامی ابزارهای usb یکسان و استاندارد است. کانکتورهای آنها نیز مشخص است و نمی توان آنها را به صورت اشتباهی به کار برد. کابلهای usb معمولا 5 متر طول دارند ولی با استفاده از hub می توان طول کابلها را به 30 متر افزایش داد.

4_hot pluggable
می توان یک وسیله usb را هر زمانی که خواستید به کامپیتر وصل و یا از کامپیوتر جدا کنید بدون هیچ آسیبی به وسیبله یا کامپیوتر وارد شود. سیستم عامل به طور اتوماتیک وصل بودن یا جدا شدن وسیله را تشخیص می دهد.

5_ عدم نیاز به منبع تغذیه
رابط usb دارای خطوط گراند و vcc پنج ولت است. یک وسیله جانبی که به حداکثر 500 ma جریان نیاز داشته باشد می تواند از تغذیه موجود بر روی پورت استفاده کند . در غیر این صورت باید از یک تغذیه جانبی استفاده کرد.

6_ سرعت
استاندارد usb در usb1.1 در مد full speed می تواند تا 12 megabit per second سرعت تبادل اطلاعات داشته باشد اما سرعت واقعی کمتر از این میزان است. همون طوری که تو مدار منطقی دیدیم به همراه data ، بیتهای وضعیت ، کنترلی و بیتهای تصحیح خطا نیز ارسال می شوند. از نظر تئوری می توان به سرعت 9.6 megabit per second دست یافت.
Usb 2.0 در مد full speed سرعتی برابر 480 megabit per second دارد که به نظر برای انجام کارهای معمولی خوب است .

7_ هزینه کم
یک ابزار usb به دلیل نیاز به ابزار کم و یکسان بودن کابلها و پورتهای ورودی یکسان بر روی کامیپوتر برای همه وسیله ها ارزان است.

8_ مصرف انرژی کم
مدارهای power saving و خاموش کردن اتوماتیک ابزار usb در زمان عدم استفاده از مزایای usb است. این پارامتر برای کامپیوتر هایی که از باتری استفاده می کنند بسیار حائز اهمیت است.


ادامه دارد .....

انواع انتقال :
زمانيكه كامپيوتر روشن مي گردد ، عمليات پرس و جو در رابطه با دستگاههاي متصل به گذرگاه انجام شده و به هر يك از آنها يك آدرس خاص ، نسبت خواهد شد . فرآيند فوق "سرشماري" ناميده مي شود. دستگاهها نيز زمانيكه به گذرگاه متصل مي گردند شمارش مي گردند. كامپيوتر از نحوه انتقال اطلاعات توسط دستگاهها با استناد بر يكي از روشهاي زير ، آگاهي مي يابد.

وقفه ( interrupt mode): دستگاهي نظير موس يا صفحه كليد كه داده هاي كمي را ارسال مي دارند از روش " وقفه " استفاده مي نمايند. در اين مد در حالت bit/se low8 ,در حالت 64 bit/se full و در حالت bit/se high 1024 اطلاعات انتقال داده میشود.

توده ای (bulk): يك دستگاه نظير چاپگر كه حجم بالائي از اطلاعات را در يك بسته دريافت مي دارد، از روش فوق استفاده مي نمايد. يك بلاك از داده ها براي چاپگر ارسال و صحت آنها نيز بررسي مي گردد. در اين مد انتقال اطلاعات بدون در نظر گرفتن زمان صورت ميگردد. . اين مد داراي دو سرعت64 bit/sec full و 512 bit/sec high speed است.

همزمان( Isochronous) : در دستگاههاي نظير بلندگو و لوازم موسيقي از روش فوق استفاده مي نمايند. جريان پيوسته اي از داده ها بين دستگاه و كامپيوتر برقرار مي گردد. اين مد داراي دو سرعت1.033 mb/sec full و 24.57 mb/sec high speed است.
Usb پهناي باند موجود را به مجموعه اي از فريم ها تقسيم و كامپيوتر فريم ها را كنترل خواهد كرد. فريم ها شامل 1500 بايت بوده و هر ميلي ثانيه يك فريم جديد، بوجود مي آيد .


فيلد هاي مشترك در بسته هاي usb :

Zero end point : در بار اول كه به سيستم متصل ميگردد خود را و سرعت usb را به سیستم معرفی می کند.
End point direction: نوع دستگاه را معرفي ميكند(مثلا ورودي موس است يا چاپگر يا.( ...
Sync: تمام بسته ها بايد با اين فيلد شروع شوند و طول اين فيلد 8 بيت است و به منظور همزمان سازي clock هاي بين فرستنده و گيرنده استفاده ميگردد .دو بيت آخر اين فيلد شروع فيلد pid را نشان می دهد.
Pid: اين فيلد هويت بسته ها را به گيرنده معرفي ميكند .طول اين فيلد 4 بيت است ولي براي اطمينان در يك فيلد 8 بيتي به صورت دو فيلد 4 بيتي پشت سر هم استفاده مي گردد.
Addr: اين فيلد آدرس مقصد بسته ها را مشخص مي كند . طول اين فيلد 7 بيت است و چون آدرس صفر به هيچ دستگاهي نسبت داده نميشود پس 127 دستگاه را آدرس دهي ميكند و به هر دستگاه يك شماره خاص نسبت ميدهد.
Eop : اين فيلد پايان بسته ها را تعيين ميكند و معادل دو بيت سيگنال صفر پشت سر هم است.

ادامه دارد.................

تشكر مي كنم از آقاي behrooz_bbf به خاطر مطالب جالب و آموزنده.
به اميد روزي كه ..........!
........................علي اصغر.....................

جالب بود ممنون....