14. universal serial bus (usb)

1,407 views
1,305 views

Published on

Download slide ini di http://www.rumah-belajar.org

Published in: Education, Technology, Business
0 Comments
0 Likes
Statistics
Notes
  • Be the first to comment

  • Be the first to like this

No Downloads
Views
Total views
1,407
On SlideShare
0
From Embeds
0
Number of Embeds
396
Actions
Shares
0
Downloads
0
Comments
0
Likes
0
Embeds 0
No embeds

No notes for slide

14. universal serial bus (usb)

  1. 1.  Download slide di http://rumah-belajar.org
  2. 2. Beberapa PermasalahanKoneksi divais ke PC : Jumlah port paralel pada PC terbatas, tidak mengakomodasi jumlah divais yang membutuhkan koneksi paralel dengan PC. Contoh : Printer, Zip drive. Mouse, Modem, beberapa printer, dan divais lain yang menggunakan komunikasi serial, namun umumnya jumlah serial port PC terbatas 2. Divais-divais lain dengan kebutuhan akses yang lebih cepat biasanya memiliki card tersendiri dan harus dipasang pada slot2 di dalam CPU.
  3. 3. Keunggulan USB• Mempunyai kecepatan transfer tinggi dibanding dengan paralel atau serial port• Sampai 127 peripheral yang terhubung ke host• Hotswap : Plug and Play• Perangkat yang terhubung ke USB bisa mengambil power dari USB
  4. 4. Kelemahan USB• USB masih belum baik untuk perangkat yang memakai bandwith tinggi.• Panjang kabel antara perangkat dan PC maksimal 5 meter, bila lebih harus menggunakan penguat.
  5. 5. Sejarah USB USB 1.0 dikembangkan oleh Intel, Microsoft, Philiph (Hub, USB-Audio), dan US Robotics dan diperkenalkan pada November 1995. USB 1.1 diluncurkan pada September 1998 USB 2.0 dikembangkan oleh Hewlett- Packard, Intel, Lucent, Microsoft, NEC, dan Philiph dan diluncurkan pada April 2000 Pada Januari 2007 diperkenalkan varian USB yang lebih kecil, yaitu Micro-USB
  6. 6. Spesifikasi USB 1.1 dan USB 2.0USB 1.1
  7. 7. USB 2.0Mode kecepatan pada USB 2.0 :- Mode 1.5 Mega bits per second, utk low bandwidth devices ; keyboard, mouse.- Mode 12 Mega bits per second.- Mode 480 Mega bits per second, utk high bandwidth devices; printer, scanner, webcam, high capacity storage system.
  8. 8. Lapis Komunikasi USB Application Layer Protocol Engine Layer Physical Layer
  9. 9. I. Physical Layer Process Signalling : -- Sinyal Digital di encode menggunakan NRZi  SIE (Serial Interface Engine) : - Serialisasi dan deserialisasi data -- Membangkitkan CRC dan verifikasinya. - Mendeteksi PID, SOP, EOP, reset signalling, resume signalling pada bus.  Host Controller : - Frame generation (setiap 1 ms) - Data processing : menangani request data dari dan ke host. - Protocol Engine : menangani USB protocol level interface. - Error handling : time out, CRC error. - Remote wake up : mengirimkan suspend signalling dan deteksi remote wakeup signalling pada bus.
  10. 10. Spesifikasi USB Host ControllerUSB 1.1, ada 2 jenis spesifikasi USB Host Controller : UHCI (Universal Host Controller Interface), dikembangkan Intel. Implementasi fungsi dibebankan ke software (Microsoft) dan memungkinkan hardware lebih murah OHCI (Open Host Controller Interface), dikembangkan Compaq, Microsoft dan National Semiconductor. Implementasi fungsi dibebankan ke hardware(Intel) and dan software menjadi sederhana.Untuk USB 2.0, spesifikasi USB Host Controllernya :EHCI (Enhanced Host Controller Interface), dikembangkan oleh Intel, Compaq, NEC,Lucent and Microsoft
  11. 11. USB cable and connector Pin Number Cable Colour Function Perangkat USB terkoneksi dengan 1 Red VBUS (5 volts) empat kabel yang dilindungi lapisan 2 White/yellow D- putih, dengan karakterisitik 3 Green/blue D+ 4 Black/brown Ground inpedancenya 90 ohm. D+ dan D- digunakan untuk membawa data The data cables are a Twisted pair to reduce noise and crosstalk.
  12. 12. Kabel dan Konektor USB2 Tipe Konektor pada Kabel USB adalah sebagai berikut : Konektor seri A, dihubungkan ke komputer/host atauhub. Konektor seri B, terhubung ke divais / peripheral Seri A Seri B USB connector pada host / Hub
  13. 13.  Low Speed cable segment
  14. 14.  High & Full speed cable segment
  15. 15. II. Protocol Engine Layer “USB System Software” Layer (pada USB Host)Peran (fungsi) : - Jembatan antara application layer dan USB transaction protocol. - Pengalokasian bandwidth dan bus power management.Teridiri atas software interface berikut : > Host Controller Driver : sebagai interface ke Host Controller. > USB Driver : - Menangani request data (in/out) dari Client software. - Menangani proses Enumerasi - Menginformasikan client tentang keadaan/kondisi divais. “USB Logical Device Layer” (pada USB device/peripheral) :  Merupakan kumpulan endpoint.  Setiap endpoint memiliki alamat yang unik.  Uni-directional type (IN type atau OUT type) dan Bi-directional.
  16. 16. III. Application Layer “Client Software (pada USB Host)- Pengaturan interface yang sesuai untuk transfer data dari buffer ke endpoint padadivais.- Bekerja pada device function secara spesifik, independen terhadap device functionyang lain. “Device Function (pada USB device/peripheral) :  Terdiri atas kumpulan interface.  Mengontrol fungsionalitas divais.
  17. 17. Protokol Komunikasi USBSetiap komunikasi/transfer data terdiri atas tahap-tahap berikut :1. Token Phase (transfer token packet)2. Data Phase, (transfer data packet)3. Handshake Phase (Mengindikasikan sukses/gagalnya transfer)4. Start of Frame PhaseSetiap paket terdiri atas field-field sebagai berikut :1. Sync  Awal dari setiap paket, panjangnya adalah 8 bit untuk low danfull speed, dan 32 bit untuk high speed. Fungsinya untuk sinkronisasiclock antara host dan peripheral.2. PID, atau Packet ID. Untuk menentukan tipe paket yang sedangdikirim. Berjumlah 4 bit. Untuk menjamin keakuratan data, keempat bitdikomplemen dan ditambahkan sehingga membentuk 8 bit.
  18. 18. 3. ADDR, Berfungsi untuk memberikan nilai alamat pada divais/peripheral. Terdiri atas 7 bit, sehingga memungkinkan pengalamatan untuk 127 divais.4. ENDP, Endpoint field, terdiri atas 4 bit.5. CRC, Cyclic Redundancy Checks. Untuk token packet terdiri atas 5 bit CRC, sedangkan data packet 16 bit CRC.6. EOP, End of packet.
  19. 19. Penjelasan untuk masing-masing tahap :1. Tahap Token, Menyatakan tipe transaksi data yang akan dilakukan: In : Memberitahu divais bahwa host ingin membaca/menerima data. Out : Memberitahu divais bahwa host ingin mengirim data Setup : Untuk memulai control transfer.Format paket :2. Tahap Data, format paket :- Maximum data payload size 8 bytes untuk low-speed devices- Maximum data payload size 1023 bytes untuk high speed devices.- Terdiri atas 4 tipe : Data0, Data1, Data2, dan Mdata3. Tahap Handshake, untuk meng-acknowledge data dan cek error.Format Paket :Berdasarkan nilai PIDnya :- ACK ; paket dapat diterima dengan baik.- NAK ; data bebas error, tp divais tidak dapat mengirim/menerima data.- STALL ; masalah pada endpoint, setup command, etc.
  20. 20. 4. Tahap Start of New Frame, Terdiri atas 11-bit frame number, dikirim oleh host setiap 1ms ± 500ns pada full speed bus atau 125 µs ± 0.0625 µs pada high speed bus.Formatnya :
  21. 21. Tipe/Mode Transfer Data pada komunikasi USB CONTROL TRANSFER, untuk konfigurasi divais. Dapat berlangsungdalam 2 arah; Enumerasi terhadap peripheral dilakukan ; Dinisialisasi olehHost. BULK TRANSFER, melibatkan transfer data dalam jumlah besar, sepertipada printer, scanner dll ; Stream pipe satu arah ; akurasi data lebihpenting dari pada kecepatan transfer.INTERRUPT TRANSFER, untuk jumlah data kecil, misalkan pada mouse,keyboard, joystick ; stream pipe satu arah ISOCHRONOUS TRANSFER, bandwidth terjamin, untuk aplikasimultimedia seperti streaming audio, video; real time; tidak ada koreksierror.
  22. 22. I. Control Transfer (optional)
  23. 23. II. Bulk Transfer
  24. 24. III. Interrupt Transfer
  25. 25. IV. Isochronous TransferNb ; tidak ada handshake phase pada isochronous transfer.
  26. 26. USB 3.0 Keunggulan yang kerap disebut-sebut adalah kecepatannya yang mencapai 10 kali lipat dibanding USB 2.0, atau jika dihitung secara teori kecepatannya 4,8 Gbps. Artinya, file berukuran 27 Gb akan berpindah ke device lain hanya dalam waktu 70 detik. USB 3.0 dijanjikan tetap kompatibel dengan perangkat yang masih berbasis USB 2.0 ataupun USB 1.1/1.0. Kelebihan lain, USB 3.0 mampu membedakan jalur untuk upload dan download, sehingga pengguna bisa melakukan copy dan write sekaligus, tanpa mengurangi kecepatan. Selain itu USB 3.0 memiliki power yang lebih besar, mencapai 900 miliamp. Artinya di masa mendatang, perangkat dengan USB 3.0 bisa diisi ulang (charge) dengan lebih cepat. Pada tahap awal, USB 3.0 akan hadir dalam berbagai bentuk dan ukuran, termasuk konektor mini, namun prototipenya memperlihatkan bahwa kabel USB 3.0 ini agak lebih tebal jika dibanding versi sebelumnya. USB 3.0 baru akan diproduksi massal pada pertengahan 2010 dan diperkirakan muncul pada awal tahun 2011.
  27. 27. USB 3.0 USB 3.0 terdiri dari 3 pasang sinyal diferensial (receive and transmit) sehngga memiliki total 8 koneksi pada connector dan kabel untuk data, power dan ground. Tambahan 2 pasang kabel data ini diperlukan untuk mendukung bandwidth yang lebar (kecepatan tinggi), disebut superspeed, pada target .
  28. 28. USB 3.0Will my existing peripherals still work? How will they co-exist?The good news is that USB 3.0 has been carefully planned from the start to peacefully co-exist with USB 2.0. First of all, whileUSB 3.0 specifies new physical connections and thus new cables to take advantage of the higher speed capability of the newprotocol, the connector itself remains the same rectangular shape with the four USB 2.0 contacts in the exact same location asbefore. Five new connections to carry receive and transmitted data independently are present on USB 3.0 cables and only comeinto contact when mated with a proper Super Speed USB connection.
  29. 29. USB 3.0 Dapat memeperbesar daya bila diperlukan  50% tambahan daya untuk peralatan yang tidak dikonfigurasikan (100 -> 150 mA)  80% tambahan daya untuk peralatan yang dikonfigurasi (500 -> 900 mA).  Peralatan dapat di charge dengan cepat .
  30. 30. USB 3.0 SystemDescription USB 3.0 merupakan SuperSpeed bus dikombinasikan paralel dengan USB 2.0 bus (see Figure 3-1). Memiliki komponen arsitektur sama dengan USB 2.0, : USB 3.0 hub/interconnect USB 3.0 peripheral devices USB 3.0 host The USB 3.0 interconnect adalah sistem perangkat dimana USB 3.0 dan USB 2.0 devices terhubung dan berkomunikasi dengan USB 3.0 host. The USB 3.0 interconnect pada dasarnya memiliki elemen arsitektur inti dari USB 2.0, dengan beber apa tamabhan untuk mengakomodasi dual bus architecture.
  31. 31. USB 3.0 Cable  Kabel USB 3.0 cables mwmiliki 8 kabel konduktor: 3 pasang sinyal untuk data and pasangan daya. Figure 3-2 . sebagai tambahan pasangan sinyal untuk USB 2.0, 2 pasang lagi digunKn untuk superspeed data, yang masing sebgaia data transmit dan data receive yang dapat bekerja simultan.
  32. 32. USB 3.0 and 2.0
  33. 33. Layer and Power ManagementElements
  34. 34. OS yang support USB 3.0 At the SuperSpeed Developers Conference in November 2008, Microsoft announced that Windows 7 would have USB 3.0 support, perhaps not on its immediate release, but in a subsequent Service Pack or update. It is not out of the question to think that following a successful release of USB 3.0 support in Windows 7, SuperSpeed support would trickle down to Vista. Microsoft has confirmed this by stating that most of their partners share the opinion that Vista should also support USB 3.0. SuperSpeed support for Windows XP is unknown at this point. Given that XP is a seven year old operating system, the likelihood of this happening is remote, as Microsoft in our opinion, will have to focus on the biggest bang for the buck applications. With the open-source community behind it, Linux will most definitely support USB 3.0 once the xHCI specification is made public. Currently available under non-disclosure agreement in version 0.95 (a draft specification), organizations are forbidden to ship code because it might reveal or imply what is in the specification. Once that hurdle is out of the way, the Linux USB stack would have to be updated to add support for USB 3.0 details such as bus speed, power management, and a slew of other significant changes detailed in the USB 3.0 specification. As is customary, Apple remains silent on the issue of SuperSpeed USB support in MacOS X. Our opinion is that if USB 3.0 realizes the promise of plug and play simplicity like USB 2.0 with dramatically increased speeds, the market for SuperSpeed devices will take off, and Apple will follow the trend. Whether or not this signals a threat to Firewire is not known, but you can be sure that Apple will need to support SuperSpeed if the rest of the industry adopts this interface standard.
  35. 35. New Applications that enable USB 3.0  External hard drives - capable of more than twice the throughput available from USB 2.0, not to mention bus- powered portable drives that require non-compliant.  High resolution webcams, video surveillance cameras  Video display solutions, such as DisplayLink USB video technology  Digital video cameras and digital still cameras with USB interface  Multi-channel audio interfaces  External media such as Blu-Ray drives  High end flash drives can also push USB 2.0 pretty hard, and oftentimes if multiple devices are connected via hub, throughput will suffer.

×