Kein Folientitel - Weblearn
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USB: Universal Serial Bus Vorlesung: Dozent: Semester: Datum: Bearbeiter: Rechnerstrukturen Herr Prof. T. Risse I7I1, SS 2000 06.07.2000, HS Bremen Ingo Schöning Übersicht Entstehungsgeschichte Motivation Ziele Topologie Spezifikation 06.07.2000 Hochschule Bremen - Ingo Schöning 2 Übersicht (2) Was bietet USB ? Funktionsweise des USB Funktionsweise eines HUB Bewertung Quellen 06.07.2000 Hochschule Bremen - Ingo Schöning 3 Entstehungsgeschichte Bildung eines Konsortiums Intel, Microsoft, Compaq, DEC, IBM, NEC und Northern Telecom Erste öffentl. Vorstellung im Frühjahr 1995 wenig später USB 1.1 seit April 2000 USB 2.0 06.07.2000 Hochschule Bremen - Ingo Schöning 4 Motivation Fast jede Peripherie verwendet eigenen Anschluss Tastatur, Maus, Drucker, etc. Teilweise fehlt Beschriftung Anschlüsse teilweise verwechselbar 06.07.2000 Hochschule Bremen - Ingo Schöning 5 Motivation (2) Anfänger haben Probleme Zerstörungsgefahr durch falsches anschliessen Schnittstellen unflexibel Kabelsalat 06.07.2000 Hochschule Bremen - Ingo Schöning 6 Ziele Verbindung von PC und Telefon Benutzerfreundlichkeit erhöhen Schnittstellenerweiterung 06.07.2000 Hochschule Bremen - Ingo Schöning 7 Ziele (2) volle Unterstützung für Echtzeit-Daten Audio komprimiertes Video (MPEG-2) 06.07.2000 Hochschule Bremen - Ingo Schöning 8 Topologie Stern- / Strang-Struktur maximal 7 Ebenen 06.07.2000 Hochschule Bremen - Ingo Schöning 9 Spezifikation einheitliche vierpolige Stecker Datenleitungen Versorgungsspannung 06.07.2000 Hochschule Bremen - Ingo Schöning 10 Spezifikation (2) einheitliche Kabel ungeschirmt, unverdrillt bis zu 3m Länge abgeschirmt, verdrillt bis zu 5m Länge differentielle Datenübertragung (D+ u. D-) 06.07.2000 Hochschule Bremen - Ingo Schöning 11 Spezifikation (3) Unterscheidung in Geräteklassen anhand: Datenrate Stromverbrauch Low-Speed: 1,5 Mbit/s Full-Speed: 12 Mbit/s High-Speed: 480 Mbit/s* self-powered bus-powered low-powered high-powered * nur USB 2.0 ! 06.07.2000 Hochschule Bremen - Ingo Schöning 12 USB 1.1/2.0 Interoperatibilitäts-Matrix USB 1.1 Host Controller USB 2.0 Host Controller No Hub USB 1.1 Hub USB 2.0 Hub No Hub USB 1.1 Hub USB 2.0 Hub LowSpeed Device 1.5 Mb/s 1.5 Mb/s 1.5 Mb/s 1.5 Mb/s 1.5 Mb/s 1.5 Mb/s Full-Speed Device 12 Mb/s 12 Mb/s 12 Mb/s 12 Mb/s 12 Mb/s 12 Mb/s HighSpeed Capable Device 12 Mb/s 12 Mb/s 12 Mb/s 480 Mb/s 12 Mb/s 480 Mb/s 06.07.2000 Hochschule Bremen - Ingo Schöning 13 Was bietet USB ? robust hot-plug fähig einfache Anwendbarkeit plug and play automatische Konfiguration bis zu 127 Geräte ansprechbar 06.07.2000 Hochschule Bremen - Ingo Schöning 14 Funktionsweise des USB Polling-Bus Host initialisiert alle Datentransfers Unterbrechung ist nicht vorgesehen keine separate Taktleitung Kommunikation findet über ‘pipes‘ statt 06.07.2000 Hochschule Bremen - Ingo Schöning 15 Kodierung/Dekodierung NRZI (Non Return to Zero Invert) 0 => Pegelwechsel 1 => kein Pegelwechsel 06.07.2000 Hochschule Bremen - Ingo Schöning 16 Bit-Stuffing IDLE-Zustand = EINS-Zustand Nach sechs aufeinanderfolgenden Einsen wird eine Null eingefügt 06.07.2000 Hochschule Bremen - Ingo Schöning 17 Übertragungsmodus Control Bulk Reset, Steuervorgänge Interrupt Tastatur, Maus 06.07.2000 Drucker Isochronous Mikro, Lautsprecher Hochschule Bremen - Ingo Schöning 18 Pipes Message-Pipes Daten mit festem Format bidirektional Stream-Pipes Daten ohne festes Format unidirektional Flusskontrolle 06.07.2000 Hochschule Bremen - Ingo Schöning 19 Protokoll alle Daten gehen in Paketen über die Kabel Übertragung wird unterteilt in drei Zeitabschnitte: Token Data Handshake (entfällt bei isochronen Daten) 06.07.2000 Hochschule Bremen - Ingo Schöning 20 Protokoll (2) Token-Paket Data-Paket Handshake-Paket 06.07.2000 Hochschule Bremen - Ingo Schöning 21 Funktionsweise eines HUB 06.07.2000 Hochschule Bremen - Ingo Schöning 22 Bewertung positiv negativ Ressourcen-Ersparnis Vereinfachung der Verkabelung USB beginnt sich zu etablieren USB-Peripherie unwesentlich teurer 06.07.2000 wenig Betriebssysteme unterstützen bisher USB Beachtung des Stromverbrauchs durch den Anwender Hochschule Bremen - Ingo Schöning 23 Quellen www.usb.org USB 2.0 Spezifikation c‘t-Ausgaben 11/1995 02/1997 01/1998 10/2000 06.07.2000 Hochschule Bremen - Ingo Schöning 24
