Описание интерфейса программирования

Рис. 4 Обычная архитектура USB

Обычная архитектура шины USB подразумевает подключение одного или нескольких USB-устройств к компьютеру (рис. 4). Компьютер в такой конфигурации является главным управляющим устройством и называется хостом. Подключение устройств к хосту производится с помощью кабелей. Для соединения компьютера и устройства используется хаб. Компьютер имеет встроенный хаб, называемый корневым хабом.

Физическая и логическая архитектура шины

Физическая архитектура USB-шины определяется следующими правилами (рис. 5):

. устройства подключаются к хосту;

. физическое соединение устройств между собой осуществляется по топологии многоярусной звезды, вершиной которой является корневой хаб;

. центром каждой звезды является хаб;

. каждый кабельный сегмент соединяет между собой две точки: хост с хабом или функцией, хаб с функцией или другим хабом;

. к каждому порту хаба может подключаться периферийное устройство или другой хаб, при этом допускается до 5 уровней каскадирования хабов, не считая корневого.

Рис. 5 Физическая архитектура USB

Детали физической архитектуры скрыты от прикладных программ в системном ПО, поэтому логическая архитектура выглядит как обычная звезда, центром которой является прикладное ПО, а вершинами - набор конечных точек (рис. 6).

Рис. 6 Логическая архитектура USB

Прикладная программа ведет обмен информацией с каждой конечной точкой.

Составляющие USB

Шина USB состоит из следующих элементов:

1. Хост-контроллер (Host Controller) - это главный контроллер, который входит в состав системного блока компьютера и управляет работой всех устройств на шине USB. Для краткости мы будем писать просто "хост". На шине USB допускается наличие только одного хоста. Системный блок персонального компьютера содержит один или несколько хостов, каждый из которых управляет отдельной шиной USB.

2. Устройство (Device) может представлять собой хаб, функцию или их комбинацию (Compound Device).

. Порт (Port) - точка подключения.

4. Хаб (Hub, другое название - концентратор) - устройство, которое обеспечивает дополнительные порты на шине USB. Другими словами, хаб преобразует один порт (восходящий порт, Upstream Port) во множество портов (нисходящие порты, Downstream Ports). Архитектура допускает соединение нескольких хабов (не более 5). Хаб распознает подключение и отключение устройств к портам и может управлять подачей питания на порты. Каждый из портов может быть разрешен или запрещен и сконфигурирован на полную или ограниченную скорость обмена. Хаб обеспечивает изоляцию сегментов с низкой скоростью от высокоскоростных. Хаб может ограничивать ток, потребляемый каждым портом.

. Корневой хаб (Root Hub) - это хаб, входящий в состав хоста.

. Функция (Function) - это периферийное устройство (ПУ) или отдельный блок периферийного устройства, способный передавать и принимать информацию по шине USВ. Каждая функция предоставляет конфигурационную информацию, описывающую возможности ПУ и требования к ресурсам. Перед использованием функция должна быть сконфигурирована хостом - ей должна быть выделена полоса в канале и выбраны опции конфигурации.

7. Логическое устройство (logical device) USB представляет собой набор конечных точек.

Свойства USB-устройств

Спецификация USВ достаточно жестко определяет набор свойств, которые должно поддерживать любое USB-устройство:

1. адресация - устройство должно отзываться на назначенный ему уникальный адрес, и только на него;

Интересное из раздела

Двухканальный усилитель низкой частоты 2х22Вт
Предлагаемый усилитель обладает малыми габаритами и широким диапазоном питающих напряжений. УНЧ воспроизводит частоты 45 Гц…20 кГц при коэффициенте нелинейн ...

Расчет спектра и энергетических характеристик сигнала
В последнее десятилетие ХХ века произошла научно-техническая революция в области транспортной связи, в основе которой лежат два крупных достижения науки сер ...

Расчет установившихся режимов линейных электрических цепей
Данная работа представляет собой обобщение работы, проведенной за время обучения теоретических основ электротехники. Фактически всю работу можно разделить н ...