تشریح کامل پورت usb

[kami_in2000]

مصرف انرژی کمتر :

مدار های Power - Saving و خاموش کردن اتوماتیک ابزار USB در زمان عدم استفاده از مزایای USB است .
این پارامتر برای کامپیوترهایی که از باتری استفاده می کنند ، بسیار حائز اهمیت است .
تمامی مزایای فوق که کاربران می توانند از آن استفاده کنند ، برای طراحان سخت افزار نیز مهم است ، زیرا آنها مجبور نیستند به دلیل محدودیت در پورتهای PC برای دستگاههای خود پورتهای غیر رایج طراحی و استفاده کنند .
با استفاده از کابلهای یکسان وسیستم اتوماتیک کشف وتصحیح خطا طراحان دیگر مجبور نیستند به طراحی کابلهای رابط بپردازند یا در نرم افزار خود ازسیستم کشف و تصحیح خطا استفاده کنند .
علاوه بر آنکه برنامه نویسی برای کار با ابزار USB بسیارساده و آسان است وطراحان سخت افزار می توانند دستگاه خود را فقط با استفاده از یک تراشه کنترلر USB به پورت USB متصل کنند.

 

[kami_in2000]

محدودیت های usb :

محدودیت های usb :


1-سیستم عامل ها و PC های قدیمی :
USB از ابزارهای قدیمی و سیستم عاملهای قدیمی پشتیبانی نمی کند و بعضی از کامپیوتر های قدیمی ممکن است پورت USB نداشته باشند. برای حل این مشکل باید ازسخت افزارموجود که به صورت PCIاستفاده کرد.

2-محدودیت سرعت :
USB بسیار متنوع و پر کاربرد است اما برای هر کاری طراحی نشده است. برای کاربا سرعت های بالا مانند کار با وسایل ویدیویی باید از USB 2.0 که براساس استاندارد IEEE-1394 طراحی شده استفاده کرد.

3-محدودیت فاصله:
USB به عنوان یک DESKTOP USB طراحی شده است و برای کار با وسایلی است که در نزدیک PC قرار می گیرند. یک تکه کابل USB می تواند تا 5 متر طول داشته باشد. اما INTERFACE هایی مانند RS-232 یا RS-485 یا کارت شبکه می توانند از طول کابل بیشتری پشتیبانی کنند .
با استفاده از 5 HUB در مسیر ابزار USB می توان حداکثرفاصله را به 30 متررساند .

 

[kami_in2000]

usb ها چگونه کار میکنند؟!

هرکامپیوتری که شما امروزه برای خانه یا محل کار خود می خرید، دارای یک یا چند رابط usb میباشد که در پشت آن است.این رابطهای usb این اجازه را به شما می دهند که هر گونه وسیله ای اعم ازmouse یا priner را به راحتی و آسانی به کامپیوتر خود وصل کنید.
سیستم عامل (os) نیز usb را پشتیبانی می کند، بنابراین نصب راه انداز سخت افزار (driver) سریع وراحت می باشد.در مقایسه با سایر روشهای اتصال سخت افزارها به کامپیوتر مثل parallel port و serialport ویا کارتهای مخصوص که در case کامپیوتر خود نصب می کنید، سخت افزارهای دارای usb به طور باور نکردنی ساده هستند.
هر فردی که حداقل دو تا سه سال با کامپیوتر آشنایی داشته باشد مشکلی را که usb سعی درحل آن دارد را می داند.در گذشته اتصال وسایل به کامپیوتر ها یک دردسر واقعی بود.
printer ها به وسیله parallel port مخصوص پرینتر به کامپیوتر وصل می شوند که در بیشتر کامپیوتر ها بیشتر از یک درگاه نبود. وسایل دیگری مثل zip drive که در اتصال به کامپیوتر احتیاج به سرعت بالا دارندنیز از درگاه موازی استفاده می کردند که اغلب با موفقیت نسبی و سرعت کم همراه بودند ، ولی مودم ها از درگاه سری استفاده می کردند و همچنین برخی از چاپگرها و چیزهایی مثل دوربین های دیجیتالی اغلب کامپیوترها حداکثر دو درگاه سری دارند و در اغلب موارد بسیار کند می باشند .
سخت افزارهای دیگری که نیاز به اتصال با سرعت بیشتری داشتند ، با کارتهای خودشان ارائه می شدند که این کارتها می بایست در شیار کارت در داخل کیس قرار میگرفت .
هدف usb پایان دادن به این درد سر ها میباشد ، usb یک راه استاندارد شده و راحت را برای اتصال تا 127 سخت افزار مختلف به یک کامپیوتر ، در اختیار شما قرار می دهد .
هر سخت افزار می تواند حداکثر تا 6 مگابایت در ثانیه از پهنای باند استفاده کند ، که برای تعداد بسیاری از سخت افزار های جانبی که اغلب مردم می خواهند به کامپیوتر خود متصل کنند به اندازه کافی سریع است .
امروزه تقریبآ تمام سخت افزارهایی که تولید می شوند ، usb را دارا می باشند .

 

[kami_in2000]

ادامه دارد ...

k:​

 

[kami_in2000]

اتصال یک سخت افزار usb به کامپیوتر بسیار آسان است ، درگاه usb را در پشت کامپیوتر پیدا کنید و کابل usb را به آن متصل کنید ، چنانچه دستگاه شما جدید باشد ،سیتم عامل آن را بصورت خودکار شناسایی کرده و دیسک راه انداز را می خواهد و چنانچه دستگاه نصب شده باشد، کامپیوتر usb را فعال ساخته و شروع به ارتباط می کند .
اغلب سخت افزار های usb با کابل مخصوص خود ارائه میشود .

 

[kami_in2000]

هر کابل یک فیش a دارد و یک فیش b .
اتصال a بصورت upstream به سمت کامپیوتر عمل می کند در حالی که اتصال b به سمت downstream عمل کرده و به واحدهای مجزا متصل می شود .
با استفاده از اتصال دهنده های مختلف در حالت upstream و downstream اختلال غیرممکن است .

در شکل زیر نمونه های سری A و B را مشاهده می فرمائید :

 

[kami_in2000]

انواع انتقال :
زمانیکه کامپیوتر روشن می گردد ، عملیات پرس و جو در رابطه با دستگاههای متصل به گذرگاه انجام شده وبه هریک از آنها یک آدرس خاص نسبت داده خواهد شد.
فرآیند فوق "سرشماری" نامیده می شود.
دستگاهها نیززمانی که به گذرگاه متصل می گردند ، شمارش می شوند ، کامپیوتر از نحوه انتقال اطلاعات توسط دستگاهها با استناد بر یکی از روشهای زیر ، آگاهی می یابد.

1-وقفه (interrupt mode) :

دستگاهی نظیر موس یا صفحه کلید که داده های کمی را ارسال می دارند ، از روش " وقفه" استفاده می نمایند .
در این مد در حالت 8bit/se low و در حالت 64bit /se full و در حالت 1024bit /se high اطلاعات انتقال می دهد .

 

[kami_in2000]

2- (Bulk) توده ای :
یک دستگاه نظیرچاپگر که حجم بالایی از اطلاعات را در یک بسته دریافت می دارد ، از روش فوق استفاده می نماید .
یک بلاک از داده ها برای چاپگرارسال و صحت آنها نیزبررسی می گردد.
در این مد انتقال اطلاعات بدون در نظر گرفتن زمان صورت می گیرد .
این مد دارای دو سرعت (Full (64 bit / se و( High Speed (512 Bit /Se است.

 

[kami_in2000]

(Isochronous) همزمان :
در دستگاههای نظیر بلند و لوازم موسیقی از روش فوق استفاده می نمایند .
جریان پیوسته ای از داده ها بین دستگاه و کامپیوتر برقرار می گردد .
این مد دارای دو سرعت( Full ( 1.033 mb/se و (High Speed (24.57 mb/se است.
USB پهنای باند موجود را به مجموعه ای از فریم ها تقسیم و کامپیوتر فریم ها را کنترل خواهد کرد.
فریم ها شامل 1500 بایت بوده و هر میلی ثانیه یک فریم جدید ، بوجود می آید .

 

[kami_in2000]

فیلدهای مشترک در بسته های USB :

Zero End Point :
در بار اول که به کامپیوتر وصل میشود ، خود را و سرعت usb را به سیستم معرفی می کند .
End Point Direction :
نوع دستگاه را معرفی می کند ، (مثلآ: ورودی موس است یا چاپگر یا ... ) .
Sync :
تمام بسته ها باید با این فیلد شروع شوند و طول این فیلد 8 بیت است و به منظور همزمان سازی کلاک های (Clock) بین فرستنده و گیرنده استفاده می گردد ، دو بیت آخر این فیلد Pid را نشان می دهد .
Pid :
این فیلد هویت بسته ها را به گیرنده معرفی می کند ، طول این فیلد چهار بیت است ولی برای اطمینان در یک فیلد هشت بیتی به صورت دو فیلد چهار بیتی پشت سر هم استفاده می گردد .
Addr :
این فیلد آدرس مقصد بسته ها را مشخص می کند ، طول این فیلد هت بیت است و چون آدرس صفر به هیچ دستگاهی نسبت داده نمی شود ، پس 127 دستگاه را آدرس دهی می کند و به هر دستگاه یک شماره خاص نسبت می دهد .
Eop :
این فیلد پایان بسته ها را تعیین می کند و معادل دو بیت سیگنال صفر پشت سر هم است .