Микропроцессорные системы - Александров Е.К.
ISBN 5-7325-0516-4
Скачать (прямая ссылка):
клиентскому ПО для определения типа соединения:
• требования к частоте доступа и времени отклика на USB-шине;
• требования по пропускной способности канала связи с этой точкой;
• уникальный номер конечной точки;
• особенности реакции при обнаружении ошибок;
• максимальный размер пакета, с которым работает конечная точка;
• тип передачи для данной конечной точки;
• направление передачи данных - для блочных (bulk) и изохронных передач.
Все USB-устройства должны иметь конечную точку с номером "О" (Endpoint
0), через которую хост инициализирует, конфигурирует и управляет
устройством USB. Конечная
Клавиатура
Устройство
перьевого
ввода
Мышь
Устройства концентраторы/функции
______________Л___________________
Монитор
Колонки
Микрофон
Телефон
Устройства-функции Рис. 1.12. Пример объединения концентраторов и функций
ПК
чyw wy
t П t t]_ t 3
Концентратор
UUOTH
t
Устройство-
концентратор
43
ОСНОВЫ МИКРОПРОЦЕССОРНОЙ ТЕХНИКИ
точка "О" обеспечивает доступ к информации о конфигурации USB-устройства,
предоставляет возможность настраивать его режимы работы и всегда
конфигурируется автоматически при подключении устройства к шине USB.
Распределение пропускной способности USB-шины. Вся пропускная способность
USB-шины может быть распределена среди множества различных потоков
данных. Это позволяет широкому диапазону разноскоростных устройств
присоединиться к USB-шине. USB-хост резервирует некоторую пропускную
способность для конкретного канала только после его установления. Для
USB-устройств, требующих большой пропускной способности, следует
продумать вопросы буферизации, т. е. выделить большие по размеру буферы и
обеспечить, чтобы аппаратная задержка буферизации не превышала нескольких
миллисекунд.
Если при распределении дополнительного канала произойдет нарушение
существующей пропускной способности или изменение времен отклика, USB
блокирует распределение пропускной способности, и дальнейшее
распределение каналов отклоняется или блокируется. Когда канал закрыт,
выделенная ему пропускная способность освобождается и может быть
перераспределена на другой канал.
Основные режимы работы. Как определено в спецификациях USB 1.0 и 1.1,
имеются два режима передачи сигналов, которые могут использоваться на
одной шине благодаря динамическому переключению скоростей.
Полноскоростной режим передачи информации по USB-шине со скоростью 12
Мбит/с и низкоскоростной режим передачи сигналов в 1,5 Мбит/с, который
имеет ряд функциональных ограничений и позволяет работать при меньшем
уровне защиты от электромагнитных помех (EMI) и который определен, чтобы
поддерживать ограниченное число низкоскоростных устройств (типа мыши),
так как включение большого числа низкоскоростных устройств значительно
снижает пропускную способность шины.
Определение скоростных характеристик устройства и самого факта включения
его на шину производится благодаря имеющимся в устройстве pull-up-
резисторам, подключенным к линиям D+ или D-. Подключение резистора к
линии D+ сигнализирует подключение полноскоростного устройства, к линии
D- - низкоскоростного.
Для подключения внешних устройств USB позволяет иметь кабельный сегмент
длиной до 5 м. USB-кабель состоит из 4 проводов:
1) Vbus - линия для передачи питания +5 вольт при максимальном токе в 500
мА;
2) D- - первый провод витой пары для передачи данных;
3) D+ - второй провод витой пары для передачи данных;
4) GND - цифровая "земля".
Проводники Vbus и GND служат для подводки питания (+5 В) к устройствам,
которые запитываются от шины. Любое подключенное устройство может или
использовать свое питание (self-powered), или получать питание от хоста
или хаба (bus-powered). Отметим, что системное программное обеспечение
USB-хоста управляет энергосбережением в сети, посылая устройствам команды
войти или выйти из режима энергосбережения.
Основные принципы передачи данных. USB передачи данных и сигналов
управления происходят между программным обеспечением хоста и особой
конечной точкой в USB-устройстве. Хост USB обрабатывает связь с любой
конечной точкой USB-устройства независимо от любой другой конечной точки.
Такие соединения между программным обеспечением хоста и конечной точкой
устройства USB называются каналами. Например, USB-уст-ройство может иметь
одну конечную точку, которая будет поддерживать канал для передачи данных
в USB-устройство, и другую конечную точку, которая поддерживает канал для
передачи данных из USB-устройства.
ШИНА USB
Стандарт USB определяет четыре типа передачи: Control, Interrupt, Bulk,
Isochronous. Каждый тип передачи (табл. 1.2) определяет различные
характеристики потока связи:
• свой формат кадров данных для обмена по USB;
• направление передачи;
• ограничения на размер пакета;
• ограничения на доступ к шине;
• требуемую последовательность пакетов данных.
Передача типа Управление (Control) - пакетная, непериодическая передача
управляющих сигналов. Программное обеспечение хоста использует этот тип
