• Save
USB - Universal Serial Bus
Upcoming SlideShare
Loading in...5
×
 

USB - Universal Serial Bus

on

  • 2,596 views

Apresentação do garagista Ivenelson organizado pelo labdegaragem.com

Apresentação do garagista Ivenelson organizado pelo labdegaragem.com

Statistics

Views

Total Views
2,596
Views on SlideShare
2,511
Embed Views
85

Actions

Likes
0
Downloads
0
Comments
0

5 Embeds 85

http://embarcados-ce.blogspot.com 60
http://testesembarcadosce.blogspot.com 21
http://www.embarcadosce.com.br 2
http://embarcados-ce.blogspot.com:80 1
http://feeds.feedburner.com 1

Accessibility

Categories

Upload Details

Uploaded via as Adobe PDF

Usage Rights

© All Rights Reserved

Report content

Flagged as inappropriate Flag as inappropriate
Flag as inappropriate

Select your reason for flagging this presentation as inappropriate.

Cancel
  • Full Name Full Name Comment goes here.
    Are you sure you want to
    Your message goes here
    Processing…
Post Comment
Edit your comment

USB - Universal Serial Bus USB - Universal Serial Bus Presentation Transcript

  • Universal Serial Bus Importante Por: Ivenelson Interessante Não importante
  • Instalando acessórios no computador Zip Drive 150MB Placa mãe e seus SlotsMaquina digital Drive de CD Floppy Disk 3,4” Placa de Áudio Scanner LPT Teclado PS2 HD 500MB Impressora LPT
  • Instalando acessórios no computadorAntigamente, instalar periféricos em um computador obrigava o usuário a abrir amáquina, o que para a maioria das pessoas era uma tarefa quase impossível pelaquantidade de conexões internas, que muitas vezes eram feitas através de testesperigosos para o computador, sem falar que na maioria das vezes seria precisoconfigurar jumpers e interrupções IRQs, tarefa difícil até para profissionais da área.INSTALANDO UM HD EXTERNO PLACA MÃE
  • Instalando acessórios no computador FUTURO Praticamente todas as placas de CPU atuais possuem duas interfaces USB (Universal Serial Bus). Este tipo de interface permite conectar diversos tipos de dispositivos, como teclado, mouse, joystick, impressora, ZIP Drive, gravadores de CD, scanners, etc. Uma interface USB permite conectar até 128 dispositivos. Existem planos da indústria para eliminar nos próximos anos, as interfaces seriais, paralelas, de joystick, de teclado e de mouse PS/2, usando em seu lugar, as interfaces USB
  • TABELA COMPRATIVA DAS TECNOLOGIAS
  • USB – CANIVETE SUIÇO MODERNOAquecedor de café Ventilador portátil Carregador de pilha ou celular Joystick HUB USB Wireless ou TV Digital Bomba
  • COMO SURGIU USBO padrão USB foi desenvolvido por um consórcio de empresas, entre as quais destacam-se:Microsoft, Apple, Hewlett-Packard, NEC, Intel e Agere.Foi muito difícil para estas empresas encontrar um consenso sobre a abordagem do controlador.Dividiram-se então as opiniões, formando dois grupos distintos:UHCI, Universal Host Controller Interface, apoiado majoritariamente pela Intel, que transferiaparte do processamento do protocolo para o software (driver), simplificando o controladoreletrônico;OHCI, Open Host Controller Interface, apoiado pela Compaq, Microsoft e NationalSemiconductor, que transferia a maior parte do esforço para o controlador eletrônico,simplificando o controlador lógico (driver).Isto gerou algumas incompatibilidades e o lançamento ameaçou dispersar o que seria o padrão.Porém, isso trouxe novas conclusões para a versão 2.0 deste protocolo, desta vez unidos sob omodelo :EHCI,EHCI Enhanced Host Controller Interface que corrigiu as falhas e reunir as qualidades dos doismodelos anteriores; mas sem dúvida, o avanço mais notável desta versão, foi o aumento da largurade banda disponível - tornava-se agora possível, com um único driver, transferir som, vídeo e aindaassim usar a impressora, até um total de 480 Megabit/s no usb 2.0, e 4,8 Gigabit/s no usb 3.0.
  • VANTAGENS DA USB-Padrão de conexão: qualquer dispositivo compatível como USB usa padrões definidos deconexão, assim não é necessário ter um tipo de conector específico para cada aparelho;-Plug and Play (algo como "Plugar e Usar"): quase todos os dispositivos USB são concebidospara serem conectados ao computador e utilizados logo em seguida. Apenas alguns exigem ainstalação de drivers ou softwares específicos. No entanto, mesmo nesses casos, o sistemaoperacional reconhecerá a conexão do dispositivo imediatamente;-Alimentação elétrica: a maioria dos dispositivos que usam USB não precisa ser ligada a umafonte de energia, já que a própria conexão USB é capaz de fornecer eletricidade. Por conta disso, háaté determinados dispositivos, como telefones celulares e MP3-players, que têm sua bateriarecarregada via USB. A exceção fica por conta de aparelhos que consomem maior quantidade deenergia, como scanners e impressoras;-Conexão de vários aparelhos ao mesmo tempo: é possível conectar até 127 dispositivos aomesmo tempo em uma única porta USB. Isso pode ser feito, por exemplo, através de hubs,dispositivos que utilizam uma conexão USB para oferecer um número maior delas. Mas, isso podenão ser viável, uma vez que a velocidade de transmissão de dados de todos os equipamentosenvolvidos pode ser comprometida. No entanto, com uma quantidade menor de dispositivos, asconexões podem funcionar perfeitamente;-Ampla compatibilidade: o padrão USB é compatível com diversas plataformas e sistemasoperacionais. O Windows, por exemplo, o suporta desde a versão 98. Sistemas operacionais Linux eMac também são compatíveis. Atualmente, é possível encontrar portas USB em vários outrosaparelhos, como televisores, sistemas de comunicação de carros e até aparelhos de som.
  • TOPOLOGIA DA USB
  • TOPOLOGIA - ESTRUTURA
  • USB – TIPOS DE CONECTORESUSB TIPO A É o tipo mais comum, estando presente na maioria absoluta dos computadores atuais. É também o tipo mais utilizado para os dispositivos de armazenamento de dados conhecidos como "pendrives"USB TIPO B Tipo comum de ser encontrado em dispositivos de porte maior, como impressoras e scannersUSB MINI B Utilizado em dispositivos de porte pequeno por ter tamanho reduzido, como câmeras digitais compactas e MP3-players. Na verdade, o Mini USB se chama USB Mini-B, já que existe um formato praticamente inutilizado chamado USB Mini-A.
  • USB – TIPOS DE CONECTORESUSB MICRO-A MICRO- formato mais novo, menor que o Mini-USB, voltado a dispositivos de espessura fina, como telefones celularesUSB MICRO-B MICRO- semelhante ao formato Micro-A, no entanto, seu encaixe é ligeiramente diferente e é, o mais popular. Vale frisar que conectores fêmeas Micro-A podem ser chamados de Micro A-B por serem compatíveis com A- ambos conectores machos.USB PROPRIETÁRIO há fabricantes que utilizam USB com conectores proprietários. Exemplo: Utilizado em um MP3-player da Sony. Conectores proprietários costumam não ser bem aceitos por terem custo elevado em relação a padrões de mercado e por serem mais difíceis de encontrar.
  • USB – ADAPTADORES
  • Evolução do USBComprimento máximo: cinco metros
  • Estrutura Elétrica do USB Conectores usuaisCabo USB Tipo A Fiação do cabo USB Pinos e Conectores Cabos de sinais (reduzir interferências)Pinos e Sinais
  • TRANSMISSÃO DE DADOS BLOCO DE CIRCUITO ENVIADOS VIA USB, ATENDENDO A NRZI (No Return to Zero Inverted) Exemplo mostra as transições em relação ao dados enviados. (mudança somente quando há zero) Forças a transições de bit caso haja uma seqüência de seis 1s (um). Isso garante que o receptor detecte uma transição no fluxo de dados pelo menos uma vez a cada seqüência de sete bits. Isso permite que o receptor mantenha a sincronização com os dados recebidos. O transmissor de NRZI de dados é responsável por inserir um 0 em NRZI. O receptor deve ser projetado para esperar uma transição automática após seis uns consecutivos e descartar o bit 0 que segue imediatamente o sexto um consecutivo.
  • FUNCIONAMENTO USB CAMADAS DO USB SEQUENCIA DE EVENTOSSOFTWARE HARDWARE
  • PROTOCOLOAo contrário do RS-232 e interfaces serias similares, onde o formato dos dados enviadosnão está definido, USB é composto de várias camadas de protocolos. Embora isso pareçacomplicado, não desista agora Depois de entender o que está acontecendo, você agora.realmente só tem de se preocupar com as camadas de nível superior. Na verdade a maioriados ICs controlador USB vão cuidar das camada mais baixas, tornando-o quase invisívelpara o designer final.A cada transação USB é composto por um◦Token Packet (Cabeçalho de pacotes),◦Optional Data Packet, (Pacotes de dados);◦Status Packet (usada para reconhecer as operações e de correção de erros).O primeiro pacote, também chamado de token é gerado pelo host para descrever o queestá a seguir e se a transação de dados será uma leitura ou escrita e qual o endereço dodispositivo e ponto final é designado. O próximo pacote é geralmente um pacote de dadoscarregando a carga e é seguido por um pacote com o status, informando se os dados ousinal foi recebido com êxito, ou se o terminal está parado ou não está disponível paraaceitar os dados.
  • Protocolo de Barramento A transmissão de dados via USB é baseada no envio de pacotes. A transmissão começa quando o Controlador Host envia um pacote (Token Token Packet) Packet descrevendo o tipo e a direção da transmissão, o endereço do dispositivo USB e o referido número de endpoint. A transmissão de dados pode ser realizada tanto do Host para o dispositivo quanto em sentido inverso. O dispositivo USB decodifica o campo de endereço, reconhecendo que o pacote lhe é referente. A seguir, a fonte da transmissão envia um pacote de dados (Data Packet) ou indica que não há dados a Data Packet transferir. O destino responde com um pacote de Handshake (Handshake Packet) indicando se a Handshake Packet transferência obteve sucesso.PID (Packet Identifier): composto de oito bits. Os quatro mais significativos identificam e descrevem opacote e os restantes são bits de verificação para prevenção de erros (check bits). Esses check bits são check bitsconstituídos pelo complemento um dos quatros bits identificadores;ADDR (Address): endereço do dispositivo USB envolvido. Composto de 7 bits, limita o número de (Address):dispositivos endereçáveis em 127;ENDP (Endpoint): possui 4 bits que representam o número do endpoint envolvido. Permite maior (Endpoint):flexibilidade no endereçamento de funções que necessitem de mais de um subcanal;CRC (Cyclic Redundancy Checks): bits destinados à detecção de erros na transmissão;DATA : bits de dados.
  • FUNCIONAMENTO
  • Protocolo de BarramentoUm Token Packet pode identificar a transmissão como sendo de transferência para o Host (IN), detransferência para a função (OUT), de início de frame (SOF) ou de transferência de informações decontrole para o endpoint (SETUP). O CRC de um Token Packet possui 5 bits e atua apenas sobre oscampos ADDR e ENDP, uma vez que o PID possui seu próprio sistema de prevenção contra erros. Osdados transmitidos via Data Packet devem ter um número inteiro de bytes. O CRC de um Data Packetpossui 16 bits e age apenas sobre o campo DATA. O Handshake Packet é constituído apenas de umPID. Esse pacote pode significar que o receptor recebeu os dados livres de erros (ACK), que oreceptor não pode receber os dados, que o transmissor não pode transmitir (NAK) ou que o endpointestá em parado (STALL).O USB aceita quatro tipos de transferências diferentes: Control, Bulk, Interrupt e Isochronous.A transferência do tipo Control serve para configurar ou transmitir parâmetros de controle a umdispositivo. Inicialmente, em idle, ele recebe um Token de SETUP oriundo do Controlador Host. Emseguida, o Host envia um Data Packet para o endpoint de controle da função. A função envia, então, aoHost um Handshake Packet de reconhecimento (ACK) e entra em idle.
  • Protocolo de BarramentoA transferência Bulk é utilizada para a transmissão de grande quantidade de dados, como emimpressoras ou scanners. Ela garante uma transmissão livre de erros por meio da detecção de erros ede novas retransmissões, se necessário. Caso o Host deseje receber uma grande quantidade de dados,ele envia um Token de IN e a função devolve um Data Packet. Se houver algum problema, a funçãoenvia um STALL ou NAK e entra em idle. Ao final, o Host devolve um ACK. Se, em vez de receber, oHost desejar enviar dados, ele manda um Token de OUT em vez de IN.A transmissão do tipo Interrupt é requisitada pelo Host e consiste numa transferência de pequenaquantidade de dados. Os dados podem representar a notificação de algum evento, como os de ummouse ou caneta ótica.A transferência tipo Isochronous permite o tráfego de dados que são criados, enviados e recebidoscontinuamente em tempo real. Nessa situação não há handshake, devido à própria continuidade comque os dados são transmitidos. Caso contrário, haveria atraso e a transmissão em tempo real seriacomprometida.
  • CHIP FTDI
  • CHIP FTDIPrincipais características:- Um único chip manipula tanto transferências USB como Serial.- Interface para Modem com total suporte aos sinais de Handshake.- A UART suporta 7 e 8 bits de dados; 1/2 stop bits e paridadepar/impar/marca/espaço e nenhuma.- Taxa de transferência entre 300 a 3M Baud (TTL).- Taxa de transferência entre 300 a 1M Baud (RS232).- Taxa de transferência entre 300 a 3M Baud (RS422/RS485).- Timeout ajustável para o buffer RX.- Compatível com bus USB 1.1 e 2.0.- Tensão de alimentação entre 4,35V a 5,25V.- Regulador integrado de 3.3v para Entrada/Saída USB.- Compatível com os controladores Host: UHCI/OHCI/EHCI.- Suporte a uma memória EEPROM externa opcional para personalizar oproduto, onde pode ser armazenado os descritores do mesmo como:VID,PID, e número de série . série.- EEPROM pode ser programada na própria placa via USB.- Suporte para alimentar dispositivos diretamente no Bus USB através do pinoPWREN#.- Modos de transferências USB Bulk e Isossíncrono.- Suporte para os recursos USB (suspend/resume) através dos pinos SLEEP# e RI#.
  • PINAGEM DO CHIP FTDI
  • FUNCIONAMENTO CHIP FTDI
  • EXEMPLO DOS CIRCUITOS
  • EXEMPLO DOS CIRCUITOS Personalizar o dispositivo USB
  • Converter RS232/USB
  • PEN DRIVE
  • FUTURO DO USBCom a popularização de tecnologias de comunicação sem fio,como Bluetooth e Wi-Fi, há quem questione o futuro do USB, umavez que a tendência é a de que todos os dispositivos passem a secomunicar sem o uso de cabos. O fato é que ainda vai levar algunsanos para isso acontecer de maneira significativa e, quando ocorrer,teremos como opção de conexão o Wireless USB (WUSB), quealiás, já é realidade.O WUSB, atualmente, é capaz de transmitir dados em velocidadesde até 480 Mbps para conexões em um raio de até 3 metros ou110 Mbps para conexões em um raio de até 10 metros. Suafrequência de operação corresponde à faixa UWB (Ultra WideBand), que estabelece taxas entre 3,1 GHz e 10,6 GHz.
  • OBRIGADO Feliz é o homem que acha sabedoria, e o que adquire entendimento; Provérbios 3:13A glória de Deus é encobrir as coisas; mas a glória dos reis é esquadrinhá-las.Provérbios 25:2E-mail: ivenelson@yahoo.com.brmsn: vivacon@ig.com.brIVENELSON (IVAN) LOBO