Структура USB

USB обеспечивает обмен данными между хост-компьютером и множеством одновременно доступных периферийных устройств. Распределение пропускной способности шины между подключенными устройствами планируется хостом и реализуется им с помощью посылки маркеров.

Устройства USB могут являться хабами, "функциями" или их комбинацией.

Хаб обеспечивает дополнительные точки подключения устройств к шине.

Функции USB предоставляют системе дополнительные возможности - подключение к ISDN, цифровой джойстик, акустические колонки с цифровым интерфейсом.

Работой всей системы USB управляет хост-контроллер, являющийся программно-аппаратной подсистемой хост-компьютера.

Физическое соединение устройств осуществляется по топологии многоярусной звезды. Центр каждой звезды – хаб. В вершине пирамиды – хост-контроллер. Хост-контроллер интегрируется с корневым хабом (root hub), обеспечивающим точки подключения.

Логически устройство, подключенное к любому хабу и сконфигурированное, может рассматриваться как подключенное напрямую к хост-контроллеру.

Функции представляют собой устройства USB, способные принимать или передавать данные или управляющую информацию по шине.

Функции должна быть выделена полоса в канале, выбраны специфические опции конфигурации.

Примерами функций являются: Указатели - мышь, планшет, световое перо.Устройства ввода - клавиатура или сканер. Устройство вывода - принтер, звуковые колонки (цифровые). Телефонный адаптер ISDN.

Хаб может распознать подключение или отключение устройств к этим портам и управлять подачей питания на их сегменты. Хаб обеспечивает изоляцию сегментов с низкой скоростью от высокоскоростных.

Используется диффер способ передачи сигналов D+ и D- по двум проводам. Лог 0 – < 0,3 В, лог 1 – > 2,8 В. Приемники выдерживают вх напряжение в пределах - 0,5...+3,8 В. Передатчики должны уметь переходить в высокоимпедансное состояние для двунаправленной полудуплексной передачи по одной паре проводов.

Дифференц или линейный приемник сигналов D+ и D-, передатчики этих линий управляются индивидуально.

Шина имеет два режима передачи. Полная скорость передачи сигналов USB составляет 12 Мбит/с, низкая - 1,5 Мбит/с. Для полной скорости используется экранированная витая пара с импедансом 90 Ом и длиной сегмента до 5 м, для низкой - невитой неэкранированный кабель до 3 м.

Разъемы типа "А" – для подключения к хабам. Вилки устанавливаются на кабелях, не отсоединяемых от устройств (клавиатура, мышь).

Разъемы типа "В" устанавливаются на устройствах, от которых соединительный кабель может отсоединяться (принтеры и сканеры). Ответная часть (вилка) устанавливается на соединительном кабеле, противоположный конец которого имеет вилку типа "А".

Конструкция разъемов обеспечивает позднее соединение и раннее отсоединение сигнальных цепей по сравнению с питающими.