камни USB 2.0 скорость передачи данных в 40 раз выше, чем в оригинальной USB 1.0; кроме того, обеспечивается полная обратная совместимость устройств. Платы расширения PCI (для настольных систем) и платы PC Card Cardbus-совместпмых портативных компьютеров позволяют модернизировать компьютеры ранних версий, не имеющие встроенных разъемов USB. В настоящее время практически все системные платы имеют в стандартной комплектации четыре и более порта USB 2.0. Портативные компьютеры отличались более низкой производительностью, что продолжалось до начала 2003 года, когда порты USB 2.0 появились в ноутбуках в качестве стандартных компонентов.

Технические характеристики USB

Универсальная последовательная шипа версии 1.1 - это интерфейс, работающий со скоростью 12 Мбит/с (1,5 Мбайт/с) и основанный на простом 4-нроводном соединении. Эта шина поддерживает до 127 подключаемых устройств и использует топологию звезды, построенную на расширяющих концентраторах, которые могут входить в персональный компьютер, любое периферийное устройство USB и даже быть отдельными устройствами.

Для таких низкоекоростных периферийных устройств, как клавиатура и мышь, в универсальной последовательной шине предусмотрен более "медленный" подканал, работающий со скоростью 1,5 Мбит/с.

В USB используется кодирование данных NR7.1 (Non Return to Zero Invent). В этом методе кодирования изменение уровня напряжения соответствует 0, а его отсутствие - 1. Схема кодирования данных NRZI весьма эффективна, поскольку при ее использовании не нужны дополнительные сигналы, например Синхроимпульсы. Последовательность нулей означает переход с одного уровня на другой каждый бит времени; последовательность единиц означает длительный промежуток времени, при котором изменения данных не происходит. Этот эффективный метод кодирования передачи данных отменяет необходимость в дополнительных тактовых импульсах, которые занимали бы время и снижали пропускную способность шины.

Для одновременного подключения нескольких устройств USB необходимо использовать концентратор. С помощью концентратора к одному порту USB можно подключить клавиатуру, мышь, цифровую камеру, принтер, телефон и т.д. В компьютере устанавливается модуль, называемый корневым концентратором. - начальная точка для подключения всех остальных устройств. Практически все системные платы имеют дна или четыре порта USB. В некоторых системах порты USB размешены на передней панели компьютера, что очень удобно для подключения таких устройств, как цифровые камеры или считыватели данных с флэш-карт.

Благодаря звездообразной топологии концентраторы позволяют подключить множество устройств. Каждая точка подключения именуется портом. Большинство концентраторов имею! четыре или восемь портов, что далеко не предел. Кроме того, к портам одного концентратора можно подключать дополнительные концентраторы. Концентратор управляет как непосредственно подключением, так и распределением энергии между подключенными устройствами. Типичный концентратор показан на рис. 8.4.

Кроме предоставления дополнительных портов для подключения периферийных устройств, концентратор занимается распределением энергии. Он динамически распознает подключенное периферийное устройство и после инсталляции предоставляет ему по меньшей мере 0,5 Вт. В целом концентратор может подавать до 2,5 Вт энергии, что зависит от программного драйвера устройства.

Совет

Для повышения надежности передачи данных рекомендуется использовать концентратор с собственным энергообеспечением, подключенный в адаптер АС. Концентраторы, питание к которым подается по шине, подключенной к разьему USB основного концентратора системы, далеко не всегда могут обеспечить достаточную мощность энергоемким устройствам наподобие оптической мыши.

Рис. 8.4. Типичный концсчггратор

Новому подключенному концентратору присваивается уникальный адрес; устройства можно масштабировать до пяти уровней в глубину (рис. 8.5). Концентратор выступает в роли двунаправленного ретранслятора и транслирует сигналы USB как во входном (к ПК), так и в нисходящем (к устройству) потоках. Кроме того, концентратор осуществляет контроль за сигналами и обрабатывает адресованные ему транзакции. Все другие транзакции передаются к подключенным устройствам. Концентратор USB 1.1 поддерживает как высокоскоростную передачу данных (12 Мбит/с), так и низкоскоростную (1,5 Мбит/с).

Максимальная длина кабеля между двумя работающими на предельной скорости (12 Мбит/с) устройствами или устройством и концентратором - пять метров. В кабеле используется экранированная витая пара (толщина провода - 20). Максимальная длина кабеля для низкоскоростных (1,5 Мбит/с) устройств при использовании нескрученнон пары проводов - три метра. Причем эти расстояния уменынаются, если испол!.зуется более тонкий провод (табл. 8.4).

КлавиатураМонитор

(каиентратор/усгройство) (коиципрзтчр/устройсгио)

Системный блок [основноеустройство/ кониентрэтор)

Световое перо (устройство!

Телефон (устройство)

Концентратор (концентратор)

Акустическая система (устройство)

Микрифоя (устройство)

Рис. 8,5. В персональном компьютере может использоваться несколько концентраторов USB дли подключения различных периферийных устройств, причем любое устройство можно подсоединить к любому концентратору

Толщина, мм

Удельное сопротивление, Ом/м

Длина (макс], м

28 26 24 22 20

0.232 0.145 0,091 0,057 0,036

0.81 1.31 2.08 3,33 5,00

Скорость передачи данных, поддерживаемая стандартом USB 1,1, ниже, чем при передаче данных по FireWire или SCSI, но ее вполне достаточно Для подключения периферийных устройств. Интерфейс USB 2.0 работает примерно в 40 раз быстрее, чем USB 1.1; скорость передачи данных достигает 480 Мбит/с (или 60 Мбайт/с). К сожалению, стандарт USB 2.0 все еще не получил широкого распространения, поэтому систем или устройств, совместимых с этим стандартом, довольно мало. Если вы собираетесь с помощью дополнительной платы USB модернизировать систему, не имеющую портов USB, воспользуйтесь для этого ийВг.О-совместимой платой (даже если в системе нет каких-либо устройств, совместимых с USB2.0), Одним из свойств USB 2,0 является возможность выполнения параллельных операций, что позволяет устройствам USB 1.1 передавать данные одновременно, не переполняя канал шины USB.

При первом запуске Windows ХР драйверы USB 2.0 не устанавливаются. Они могут быть загружены из сетевых источников или получены из служебного пакета обновлений (service pack), который будет выпушен после всестороннего тестирования периферийных устройств USB 2.0 в среде Windows ХР. К платам расширения USB 2.0 зачастую прилагаются собственные драйверы.

Разъемы USB

Существует четыре типа разъемов (штепселей) USB - А и В, Mini-A и Mini-B.

Разъем типа А используется для организации входного/исходящего потока данных между устройством и по ртом/кон центратором USB. Порты US В, имеющиеся в системных платах и концентраторах, обычно относятся к серии А. Разъемы серии В разработаны для передачи исходящего потока данных к устройству с отсоединяемыми кабелями. В любом случае мини-разъемы являются просто уменьшенной версией стандартных разъемов, имеющей физически меньший формфактор.

Разъемы USB совсем небольшие (особенно мини-разъемы), что выгодно отличает их от последовательных и параллельных кабелей, которые, кроме всего прочего, приходится прикреплять винтами или держателями. У разъема USB нет контактов, которые могут погнуться или сломаться, поэтому надежность разъема очень велика. Внешний вид разъемов и портов USB представлен на рис. 8.6.

Разьеыизв

,1.1-v

Гнездо USfi и Mffi-A

Разъем USB типа В

Гнезд)

inna №im-A<B

Рис. 8.6. Разъемы и гнезда USB