MAGISTRALA
SERIALA
1. Cum functioneaza magistrala universala seriala?
In interiorul
calculatorului personal, un controler de magistrala universala seriala
(universal serial bus, USB)- un
set specializat de cipuri si conexiuni- actioneaza ca o interfata intre
programe si componentele hardware. Aplicatiile, sistemul de operare si
driverele dispozitivelor- care furnizeaza detalii despre modul in care
functioneaza anumite dispozitive hardware- trimit comenzi si date hub-ului
gazda USB, localizat pe controler.
De la hub-ul
gazda pleaca conectori speciali sau porturi USB.
Cabluri pereche cu cate patru fire se conecteaza in porturi.
Un cablu se poate
atasa la un alt hub, singurul scop fiind acela de a furniza mai multe porturi
la care sunt atasate dispozitivele USB
- un fel de cordon digital de extensie.
Sau un cablu
poate conduce direct la un dispozitiv USB,
cum ar fi un monitor. USB suporta
conexiuni pentru aproape orice tip de dispozitive periferice externe, cum ar fi
monitor, tastatura, mouse, modem, boxe, microfon, telefon, scaner si
imprimanta. Doua din cele patru fire din cablul USB
sunt folosite pentru a furniza putere electrica dispozitivelor periferice,
eliminand aglomerarea de surse de alimentare. Celelalte doua linii, numite D+
si D-, sunt folosite pentru transimiterea de date si comenzi. O tensiune inalta
pe D+, dar nu si pe D-, inseamna un bit 1. Otensiune inalta pe D- dar nu si pe
D+ inseamna un bit 0.
Orice dispozitiv USB poate include, de asemenea, un hub, astfel
incat un monitor, de exemplu, furnizeaza porturi in care pot fi conectate boxe
multimedia, un microfon si o tastatura.
Aceste
dispozitive pot, la randul lor, sa furnizeze porturi pentru alte componente
hardware USB. De exemplu, un mouse
si un stilou digital se pot atasa la o tastatura, care este atasata la monitor,
care este atasat la hub-ul gazda. Acest sistem de conexiuni arborescente
permite magistralei universale seriale sa gestioneze pana la 127 de
dispozitive.
Atunci cand un
nou dispozitiv USB este concectat
intr-un port, el determina in mod automat o modificare a tensiunii in unul din
cele doua fire de date. Daca tensiunea este aplicata firului D+, dispozitivul
periferic spune ca este un dispozitiv de mare viteza, capabil sa transimita 12
megabiti pe secunda, fiind folosit pentru monitoare, scanere, imprimante si alte dispozitive care trimit un volum
mare de date. O tensiune aplicata pe firul D- indica faptul ca dispozitivu are
o rata de transfer mica, de 1,5 Mbps de exemplu, fiind folosit pentru o
tastatura sau un mouse. Un port conventional serial, de exemplu, trimite numai
100 kilobiti pe secunda. Un port paralel - aproximativ 2,5 Mbps.
Lucrand cu
tehnologia asemanatoare Plug and Play care permite configurarea automata a
componentelor calculatorului personal, controlerul gaza USB
ii spune noului dispozitiv, sa se identifice, afla ce anume ii trebuie acestuia
pentru transmiterea si receptionarea datelor si asociaza dispozitivului un
numar de identificare.
Dupa ce noul
dizpozitiv a devenit un membru oficial al magistralei, el isi ocupa locul
atunci cand controlerul gazda adunca dispozitivele- pentru a emite comenzi,
pentru a intreba daca dispozitivul este gata sa trimita sau sa primieasca date
si pentru a aloca portiuni din latimea de banda (capacitatea de transmitere a
datelor) a magistralei pentru fiecare dispozitiv. De aproximativ un milion de
ori pe secunda controlerul trimite interogari sau comenzi in aval (downstream)
tuturor dispozitivelor periferice din USB.
Fiecare dintre mesajele gazdei incepe cu un jeton care indentifica dispozitivul
periferic caruia ii este adresat. Mesajul merge la toate dispozitivele din
magistralaq, dar dispozitivele care nu corespund adresei jetonului pur si
simplu il ignora. Dispozitivele trimit date in amonte (upstream) catre gazda
numai daca gazda le acorda permisiunea.
Magistrala universala
seriala poate functiona cu trei tipuri de transferuri de date si ascociaza
prioritati de latime de banda in ordinea urmatoare:
prioritatea
cea mai inalta. Prioritatea izocrona, sau in timp real, la care nu poate exista
nici o intrerupere in fluxul de date, cum ar fi pentru aplicatiile video sau de
sunet
a
doua prioritate. Transferurile de intreruperi, care apar numai atunci cand un
dispozitiv, cum ar fi o tastatura sau un joystick ,genereaza un semnal
ocazional de intrerupere pentru a atrage atentia procesorului.
Prioritatea
"cand timpul permite". Transferurile in bloc de date pentru imprimante, scanere
si camere digitale, in care exista multe date de transmis, dar nicio graba
deosebita pentru transmiterea datelor.