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BUS USB
Universal Serial Bus
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Descripción general
Bus serie orientado a conexión de dispositivos con PC
12 Mbps máximoFácilmente reconfigurableFácilmente ampliable
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Descripción más detallada
Facilidad de uso: unificación de conectores y cableado de los
periféricos Transparencia para los usuarios de detalles
técnicos Transparencia para los usuarios de detalles de
configuración
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continuación
Transparencia de detalles técnicos Reducción del puertos en PC sin limitar la
expansión (hasta 127 dispositivos) Dispositivos síncronos o asíncronos con el
mismo cableado Dispositivos de diferente velocidad de
transferencia (hasta 12Mbps)
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continuación
Transparencia de detalles de configuración Auto identificación y auto configuración de los
dispositivos Auto detección de nuevos dispositivos en el bus Auto detección de baja de dispositivos del bus
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Rango de aplicaciones
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Arquitectura
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continuación
Topología Hubs y Dispositivos
• Hubs: añade conectividad al sistema
• Dispositivo: Proporciona la funcionalidad del sistema
El Hub Raíz reside en el PC
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¿Qué es un hub?
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Hubs
Elemento clave en el sistema plug-and-play Los dispositivos simplemente se conectan a los
hubs
Expansión Proporcionan nuevos puntos de acceso al
sistema USB
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Hubs
Dos tipos de puerto: Upstream: conexión hacia el Host Downstream: conexión hacia dispositivos u
otros HubsInteligentes: No un simple concentrador/difusor
Hub Repeater: conmuta entre ambos tipos de puerto guiado por el protocolo
Hub Controller: Interfaz de configuración
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Dispositivos o funciones
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Terminología adecuada: funciones Dispositivo capaz de transmitir o recibir datos
de información o control Cada función contiene información sobre sus
capacidades y requerimientos del sistema Antes de entrar en actividad debe ser
configurada
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Flujo de información
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En el Host
Cliente: Software de usuario relacionado con la función
System USB Software: Soporta USB en un sistema operativo particular. Enumeración
Host USB Controller: Controla las altas y bajas de dispositivos.
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En el dispositivo
Función USB: está relacionada con la acción concreta de entrada/salida
Dispositivo lógico USB: coordina una serie de funciones
Interfaz de comunicación USB: ofrece a los niveles superiores el servicio de comunicación con el bus
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Funciones del host controller
Detectar el alta o baja de dispositivos en el bus
Gestionar el flujo de control y de datos entre el host y los dispositivos
Recabar datos y estadísticas de actividadProporcionar Potencia a los dispositivos
enganchados que lo requieran.
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Funciones del Software de control
Enumeración y configuración de dispositivos
Gestionar las transferencias de datos: síncronas y asíncronas
Gestión de la información sobre los dispositivos y el bus
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Flujo de comunicación
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Flujo de comunicación
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End Points
La comunicación se establece entre el Cliente y un EndPoint en la función
Un EndPoint identifica aspectos del flujo de información:
Requerimientos de frecuencia y latencia de bus
Ancho de banda Tamaño máximo de paquete Tipo y dirección de transferencia
(simplex)
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End Point 0
Establece el canal inicial de configuración del dispositivo lógico
Informa de las características del dispositivo funciones que ofrece
Permite el primer acceso y la configuración del dispositivo recién ingresado
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Pipes
Asociación entre un Endpoint y el software cliente
Movimiento de datos y control: Stream: datos sin formato específico USB Message: datos con alguna estructura definida
por USB
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Default Control Pipe
El Pipe entre el System USB Software y el EndPoint 0 Configuración del resto de pipes ofrecidos por
el dispositivo lógico Otras configuraciones específicas del
dispositivo lógico
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Stream Pipes
Datos sin formato USBUnidireccional
Un solo cliente - Un solo endpoint
Datos enviados de forma secuencialSoporta transferencias de tipo Bulk,
Isocronas e Interrupción
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Message Pipes
La transferencias siguen un formato: Petición-Dato-Estado. Implicando movimiento en ambas direcciones
Cada petición es completamente satisfecha antes de dar paso a la siguiente
Un solo endpoint varios clientes pueden hacer peticiones
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Tipos de transferencia
Son formatos de comunicación predefinidos por USB entre los que el usuario puede escoger según sus necesidades
Cada tipo define un conjunto de características de la comunicación: Formato de los datos, dirección de la
comunicación, restricciones de tamaño de paquete, control de errores, latencia
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Tipos de transferencias
Control (message pipe) Utilizada para configurar los dispositivos
nuevos en el bus. El contenido de los paquetes exige un formato
• Petición / Respuesta / Estado No se especifican restricciones de frecuencia o
latencia para este tipo de transferencias Exige control de errores
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Tipos de transferencias
Bulk (stream pipe) Grandes cantidades de datos emitidas de forma
esporádica. Únicamente se garantiza la correcta emisión y
recepción de datos (control de errores) No garantiza límites de latencia o ancho de
banda (bandwidth-available basis) Impresoras, scanners
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Tipos de transferencias
Interrupt (stream pipe) Transferencias que pequeña longitud y
esporádicas. Exigen una respuesta inmediata lo que impone
restricciones de latencia Exige control de errores (retransmisión si es
necesario) Teclado, ratón, dispositivos de señalización
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Tipos de transferencias
Isochronous (stream pipe) Información sin formato. Generada o consumida en gran
cantidad y de forma continua No se exige un formato de paquete
• Únicamente se negocia el tamaño máximo (data payload) No se exige control de errores (error-tolerant) Exige restricciones de latencia (la temporización es importante)
Usb garantiza una tasa constante de transferencia durante toda la transacción.
Dispositivos de sonidos
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Capítulos 3,4 y 5 de USB Specification 1.1
Usb11.pdf
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Referencias en Red http://www.monografias.com/trabajos13/fire/fire.shtml http://www.duiops.net/hardware/articulo/usb20.htm Compañías que han desarrollado USB: Microsoft, HP, Compaq, Intel,
Agere, NEC y Philips http://latin.aopen.com.tw/tech/techinside/usb2.htm Un artículo sobre fire-wire frente a USB http://www.macuarium.com/macuarium/actual/noticias/
2000_05_01_firewire.shtml Buscando la especificación de USB 2.0 http://www.usb.org/developers/docs/ Una página muy práctica. http://www.beyondlogic.org/usb/