Universal Serial Bus Genealogía y alcance



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Universal Serial Bus

Genealogía y alcance

  • Genealogía
    • Enero de 1996, versión 1.0.
    • Septiembre de 1998, versión 1.1.
      • Velocidades de 1,5 (Low Speed) ó 12Mbps (Full Speed)‏
      • Mejora en la asignación de ancho de banda a los dispositivos, a través de la incorporación de nuevos tipos de transferencias.
    • Septiembre del 2000 versión 2.0
      • Velocidades de 1,5 (Low Speed), 12(Full Speed), o 480 Mbps (High Speed)‏
  • Alcance:
    • Nuestro estudio se centrará en la versión 1.1, tratando de introducir conceptos de 2.0.

Principales metas propuestas

  • Expansión de periféricos sencilla
  • Velocidades de transferencia de hasta 480 Mbits/seg. a bajo costo.
  • Soporte a aplicaciones multimedia real time.
  • Integración con dispositivos electrónicos (VCR, por ejemplo), aumentando de esta manera las capacidades de la PC.
  • Interfaz de software standard independiente del dispositivo que se desee conectar.

Arquitectura I

  • HOST
  • Hub root
  • Hub1
  • Func
  • Hub2
  • Func
  • Func
  • Hub3
  • Hub4
  • Func
  • Func
  • Func
  • Func
  • Func
  • Hub5
  • USB 1.1
  • USB 2.0
  • HOST Tier 1
  • Tier 2
  • Tier 3
  • Tier 4
  • Tier 5
  • Tier 6
  • Tier 7
  • Hub6
  • Hub7
  • El Universal Serial Bus está organizado como una estructura jerárquica, controlada por un dispositivo denominado host controller que reside en la PC.
  • Se dispone además de un dispositivo denominado Hub, en el centro de cada estrella, lográndose de esta forma un anidamiento multinivel que permite la expansión del bus, conectándole diversos dispositivos.

Arquitectura II

  • Existen dos standards para implementar Host Controllers: Open Host Controller Interface (OHCI) desarrollado por Compaq, y Universal Host Controller Interface (UHCI) de Intel.
  • HOST
  • Hub root
  • Hub1
  • Func
  • Hub2
  • Func
  • Func
  • Hub3
  • Hub4
  • Func
  • Func
  • Func
  • Func
  • Func
  • Hub5
  • HOST Tier 1
  • Tier 2
  • Tier 3
  • Tier 4
  • Tier 5
  • Tier 6
  • Tier 7
  • Hub6
  • Hub7

Dispositivos USB I

  • El Hub es un dispositivo USB especial, que extiende la cantidad de ports para conectar dispositivos, convirtiendo un punto de conexión simple, en múltiples puntos de conexión. Por punto de conexión entendemos port.
  • Funciones
  • Son dispositivos conectados al bus capaces de recibir y transmitir información desde / hacia el Host Controller. Se denomina función debido a que no necesariamente la correspondencia función dispositivo es uno a uno.
  • Ejemplos de funciones en un Bus USB: Teclado, Mouse, lapiz óptico, una impresora, un modem (analógico, o ISDN) etc.
  • Es posible tener varias funciones implementadas dentro de un dispositivo conectado por un único cable a un port USB. Estos son conocidos como dispositivos compuestos, y se presentan al Host Controller como un Hub con mas de un dispositivo no removible.
  • Dispositivos USB II

Consideraciones adicionales

  • Alimentación:Desde este punto de vista, los dispositivos USB trabajan en dos modos:
    • self powered
    • Bus powered.
  • Velocidad:La especificación 1.1 soporta dos tipos de dispositivos:
    • Dispositivos USB low speed, (1.5 Mbits/seg.)‏
    • Dispositivos USB full speed, (12Mbits/seg).
  • Además, garantiza la coexistencia de ambos tipos de dispositivo en el bus de manera que no existan desincronizaciones con los mismos.

Flujo de datos: Modelo de Implementación

  • Function Layer, es quien provee la interfaz entre el usuario y el dispositivo.
  • USB Device Layer es la visión que tiene el software del sistema para realizar las operaciones previstas con el dispositivo USB.
  • USB BUS Interface Layer es la capa del modelo que resuelve la comunicación física, a través de señalización de hardware y transmisión de paquetes de información, entre el Host y el Dispositivo Físico.

Modelo del USB Host

Modelo del Dispositvo USB

  • A nivel de la USB Bus Interface, tenemos fuertes cambios de un dispositivo al otro ya que se ocupa de la interacción con el Host Controller remoto, a nivel de señalización y transmisión física.
  • En el USB Logical Device, la interfaz con el Host es básicamente la misma independientemente del dispositivo. Se trabaja a nivel lógico. Se dispone de un juego de funciones de interacción básicas, que son comunes a los diferentes dispositivos USB a conectar al bus. Analizando el contenido de dichas funciones se pueden recién advertir las posibles diferencias en el tratamiento a los diferentes dispositivos
  • La Función es la capa que realiza la función esperada por el Client SW instalado en el Host.
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