USB (Universal Serial Bus), como o próprio nome sugere é baseado na arquitetura do tipo serial. No entanto, é uma interface de entrada-saída (IO) muito mais rápido do que o padrão portas seriais. A arquitetura Serial foi utilizada para este tipo de porta, por duas razões principais:
-A arquitetura Serial dá ao usuário uma freqüência (Clock) muito maior do que uma interface paralela.
Uma interface paralela não suporta freqüências muito altas (e em uma arquitetura de alta velocidade, os bits que circulam em cada fio podem chegar com atraso, provocando erros);
-cabos seriais são muito mais baratos do que os cabos paralelos.
USB standard
Apartir de 1995, o padrão USB foi desenvolvido para conectar uma ampla gama de dispositivos.
O padrão USB 1.0 oferece dois modos de comunicação :
-12 Mb/s in high speed mode,
-1.5 Mb/s in low speed.
O padrão USB 1.1 fornece vários classificações para os fabricantes de dispositivos USB, mas não altera em nada a velocidade de transmissão de dados. Dispositivos USB 1.1 certificado leva o logo a seguir:
Com o padrão USB 2.0 tornou-se possível a obtenção de velocidades que podem atingir 480 Mbit/s.
Os dispositivos USB 2.0 certificada levar o logo a seguir:
Se não houver nenhum logotipo, a melhor maneira de determinar se a velocidade de comunicação é baixa ou alta, é consultar a documentação do produto, haja vista que os conectores são os mesmos.
A compatibilidade entre USB 1,0, 1,1 e 2,0 é garantida, no entanto, o uso de um dispositivo USB 2.0 em uma porta USB de velocidade baixa(ou seja, 1,0 ou 1,1) vai limitar a velocidade para 12Mbit /s no máximo. Além disso, o sistema operacional provavelmente irá exibir uma mensagem explicando que a velocidade será limitada.
Tipos de conectores
Existem dois tipos de conectores USB:
-Conectores conhecido como tipo A, onde a forma é retangular e geralmente utilizado para menor largura de banda intensiva dispositivos (teclado, mouse, webcam, etc);
-Conectores conhecido como tipo B, onde a forma quadrada e é utilizada principalmente para dispositivos de alta velocidade (discos rígidos externos, etc);
1 - Power supply +5V (VBUS) 100mA maximum
2 - Data (D-)
3 - Data (D+)
4 - Mass (GND)
2 - Data (D-)
3 - Data (D+)
4 - Mass (GND)
Operação de uma porta USB
Uma característica da arquitetura USB é que ela pode fornecer energia eléctrica aos dispositivos a que se conectam, com um limite máximo de 15 W por dispositivo. Para fazer isso, ele usa um cabo composto de quatro fios (a massa GND (Terra), a fonte Tensão (5Vdc) e dois fios de dados chamado D- e D +).
O padrão USB permite que os dispositivos sejam conectados em topologia estrela ou entre eles mesmos. Assim, os dispositivos podem ser ligados um ao outro ou ramificados. Ramificação é feita usando dispositivos chamados "hubs" compreendendo uma única entrada e várias saídas. Alguns são ativos (fornecimento de energia elétrica), outros passivos (potência fornecida pelo computador).
A comunicação entre o host (computador) e dispositivos é realizada de acordo com o protocolo token ring. Isto significa que a banda está temporariamente compartilhada entre todos os dispositivos conectados.
Portas USB possuem apoio á plug and play. Assim, os dispositivos podem ser conectados sem desligar o computador (hot plug). Quando um dispositivo é conectado à máquina, está detecta a adição de um novo item, graças a uma mudança na tensão dos fios D + e D-. Neste momento, o computador envia um sinal de inicialização para o dispositivo de 10ms, em seguida, ele fornece tensão usando o GND e os fios VBUS (até 100mA). Ao dispositivo é então fornecida a corrente elétrica e, temporariamente, é assumido o endereço padrão (endereço 0). A etapa seguinte consiste em fornecer a ele um endereço definitivo . Para fazer isso, o computador verifica quais dispositivos já estão conectados, procura conhecer seus endereços e atribui um novo endereço ao dispositivo, que o identifica pelo retorno. Em seguida o host, com todas as características necessárias, é capaz de carregar o driver apropriado.
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