Организация шины USB, типы передачи данных

Физ. интерфейс USB состоит из 4 проводников: 2 для питания внеш. ус-ва (VCC и GND) и 2 сигнальных проводника (DATA+ и DATA-).

Через проводники питания передается постоянное напряжение ≈ 5В с нагрузочной способностью максимум 500 мА.

Сигнальные проводники называются DATA+ и DATA- и управляют связью между главным (компьютер) и устройством. Сигналы в этих проводниках являются двунаправленными. Уровни напряжения - дифференциальные: когда DATA+ имеет высокий уровень, тогда DATA- находится на низком уровне. Однако, имеются некоторые случаи, когда DATA+ и DATA- имеют один и тот же уровень, например, при EOP (конец пакета).

Шина строго ориентирована, имеет понятие «главное устройство» (хост, он же USB контроллер) и «периферийные устройства».

Шина имеет древовидную топологию, посколько ПУ может быть разветвитель (hub), в свою очередь имеющий несколько нисходящих разъемов.

USB подразумевает 4 типа передачи: передача управления, передача прерывания, изохронная передача и передача потока.

Управляющий тип предназначен для обмена с ус-вом короткими пакетами «вопрос-ответ». Любое ус-во имеет управляющий канал 0, который позволяет ПО ОС прочитать краткую инф-ию об ус-ве, в том числе коды производителя и модели, исп. для выбора драйвера, и список других оконечных точек.

Канал прерывания позволяет доставлять короткие пакеты и в том, и в другом направлении, без получения на них ответа/подтверждения, но с гарантией времени доставки. Исп. в ус-вах ввода (клавиатуры/мыши/джойстики).

Изохронный канал позволяет доставлять пакеты без гарантии доставки и без ответов/подтверждений, но с гарантированной скоростью доставки. Исп. для передачи аудио- и видеоинформации.

Поточный канал дает гарантию доставки каждого пакета, поддерживает автоматическую приостановку передачи данных по нежеланию устройства (переполнение или опустошение буфера), но не дает гарантий скорости и задержки доставки. Исп. в принтерах и сканерах.