Ejercicio
1: Como complemento de la clase anterior Investigue que son
interfases o estándares USB para las comunicaciones en serie (no mas de una página)
El
bus universal en serie, consiste en una norma para bus periférico, desarrollado
tanto por industrias de computación como de telecomunicaciones. Es una interfaz
de 4 hilos, 12 Mbps y “plug and play”, distribuye 5V para alimentación,
transmite datos, permitiendo adjuntar dispositivos periféricos a la computadora
rápidamente, sin necesidad de reiniciar la computadora ni de volver a
configurar el sistema. Los dispositivos con USB se configuran automáticamente
tan pronto como se han conectado físicamente. En las computadoras que cuentan
con esta tecnología se puede observar dos conectores de este tipo.
ORGANIZACIÓN
DEL USB
El
USB organiza el bus en una estructura de árbol descendente, con múltiples
dispositivos conectados a un mismo bus. Este bus funciona basado en el paso de
un testigo, semejante a otros buses como los de las redes locales en anillo con
paso de testigo y la red FDDI (Fiber Distributed Data Interface). El controlador
USB distribuye testigos por el bus. El dispositivo cuya dirección coincide con
la que porta el testigo, responde aceptando o enviando datos al controlador.
Este también gestiona la distribución de energía a los periféricos que lo
requieran.
USB
emplea una topología de estrellas apiladas (ver figura 1) que permite el
funcionamiento simultáneo de 127 dispositivos a la vez. En la raíz o vértice
de las capas, está el controlador anfitrión o host que controla todo el tráfico
que circula por el bus. Esta topología permite a muchos dispositivos conectarse
a un único bus lógico sin que los dispositivos que se encuentran más abajo en
la pirámide sufran retardo.
A
diferencia de otras arquitecturas, USB no es un bus de almacenamiento y envío,
de forma que no hay retardo en el envío de un paquete de datos hacia capas
inferiores.
El
sistema de bus serie universal USB consta de tres componentes:
·
Un controlador
·
Hubs o concentradores
·
Periféricos.
Figura 1. Estructura de capas del bus USB.
El
controlador.
Reside dentro del PC y es responsable de las comunicaciones entre los periféricos
USB y la CPU del PC.
Además
del controlador, el PC también contiene el concentrador raíz. Este es el
primer concentrador de toda la cadena que permite a los datos y a la energía
pasar a uno ó dos conectores USB del PC, y de allí a los 127 periféricos que,
como máximo, puede soportar el sistema. Esto es posible añadiendo
concentradores adicionales. Por ejemplo, si el PC tiene una única puerta USB y
a ella le conectamos un hub o concentrador de 4 puertas, el PC se queda sin más
puertas disponibles. Sin embargo, el hub de 4 puertas permite realizar 4
conexiones descendentes. Conectando otro hub de 4 puertas a una de las 4 puertas
del primero, habremos creado un total de 7 puertas a partir de una puerta del
PC. De esta forma, es decir, añadiendo concentradores, el PC puede soportar
hasta 127 periféricos USB.
La
mayoría de los concentradores se encontrarán incorporados en los periféricos.
Por ejemplo, un monitor USB puede contener un concentrador de 7 puertas incluido
dentro de su chasis. El monitor utilizará una de ellas para sus datos y control
y le quedarán 6 para conectar allí otros periféricos.
Periféricos.
USB soporta periféricos de baja y media velocidad. Empleando dos velocidades
para la transmisión de datos de 1.5 y 12 Mbps se consigue una utilización más
eficiente de sus recursos.
DIAGRAMA
DE CAPAS DEL USB
En el diagrama de capas de la figura 2 se puede ver cómo fluye la información
entre las diferentes capas a nivel real y a nivel lógico.
Figura 2. Capas del sistema de comunicaciones USB.
En dicha figura está materializada la conexión entre el controlador anfitrión
o host y un dispositivo o periférico. Este está constituido por hardware al
final de un cable USB y realiza alguna función útil para el usuario.
Como se muestra en la figura 2, la conexión entre un host y un dispositivo
requiere la interacción entre las capas. La capa de interfaz de bus USB
proporciona la conexión física entre el host y el dispositivo. La capa de
dispositivo USB es la que permite que el software del sistema USB realice
operaciones genéricas USB con el dispositivo.
La capa de función proporciona capacidades adicionales al host vía una
adecuada capa de software cliente. Las capas de función y dispositivos USB
tienen cada una de ellas una visión de la comunicación lógica dentro de su
nivel, aunque la comunicación entre ellas se hace realmente por la capa de
interfaz de bus USB.
Links
de Referencia:
http://www.carsoft.com.ar/usb.htm
http://www.rainbow.com/latinamerica/ikey2000/ikey2_usb.html