Шина USB

Хаб является ключевым элементом системы PnP в архитектуре USB. Хаб выпол­няет множество функций:

  • обеспечивает физическое подключение устройств, формируя и воспринимая сигналы в соответствии со спецификацией шины на каждом из своих портов;
  • управляет подачей питающего напряжения на нисходящие порты, причем пре­ дусматривается установка ограничения на ток, потребляемый каждым портом;
  • отслеживает состояние подключенных к нему устройств, уведомляя хост об изменениях;
  • обнаруживает ошибки на шине, выполняет процедуры восстановления и изо­ лирует неисправные сегменты шины;
  • обеспечивает связь сегментов шины, работающих на разных скоростях.

Хаб следит за сигналами, генерируемыми устройствами. Неисправное устройство может не вовремя «замолчать» (потерять активность) или, наоборот, что-то «бор­мотать» (babble). Эти ситуации отслеживает ближайший к устройству хаб и за­прещает восходящие передачи от такого устройства не позже, чем по границе (мик-ро)кадра. Благодаря бдительности хабов эти ситуации не позволят неисправному устройству заблокировать всю шину.

Каждый из нисходящих (downstream) портов может быть разрешен или запрещен, а также сконфигурирован на высокую, полную или ограниченную скорость об­мена. Хабы могут иметь световые индикаторы состояния нисходящих портов, управляемые автоматически (логикой хаба) или программно (хост-контроллером). Индикатор может представлять собой пару светодиодов — зеленый и желтый (янтарный) или один светодиод с изменяющимся цветом. Состояние порта пред­ставляется следующим образом:

  • не светится — порт не используется;
  • зеленый — нормальная работа;
  • желтый — ошибка;
  • зеленый мигающий — программа требует внимания пользователя (Software attention);
  • желтый мигающий — аппаратура требует внимания пользователя (Hardware attention).

Восходящий (upstream) порт хаба конфигурируется и внешне представляется как полноскоростной или высокоскоростной (только для USB 2.0). При подключении порт хаба USB 2.0 обеспечивает терминацию по схеме FS, в режим HS он перево­дится только по команде контроллера.

На рисунке приведен вариант соединения устройств и хабов, где высокоскорост­ным устройством USB 2.0 является только телекамера, передающая видеопоток без компрессии. Подключение принтера и сканера USB 1.1 к отдельным портам хаба 2.0, да еще и развязка их с аудиоустройствами, позволяет им использовать полосу шины по 12 Мбит/с каждому. Таким образом, из общей полосы 480 Мбит/с на «старые» устройства (USB 1.0) выделяется 3×12=36 Мбит/с. Вообще-то мож­но говорить и о полосе в 48 Мбит/с, поскольку клавиатура и мышь подключены к отдельному порту хост-контроллера USB 2.0, но эти устройства «освоят» только малую толику из выделенных им 12 Мбит/с. Конечно, можно подключать клави­атуру и мышь к порту внешнего хаба, но с точки зрения повышения надежности системные устройства ввода лучше подключать наиболее коротким (по количе­ству кабелей, разъемов и промежуточных устройств) способом. Неудачной кон­фигурацией было бы подключение принтера (сканера) к хабу USB 1.1 — во время работы с аудиоустройствами (если они высокого качества) скорость печати (ска­нирования) будет падать. Неработоспособной конфигурацией явилось бы под­ключение телекамеры к порту хаба USB 1.1.

Добавить комментарий

Ваш e-mail не будет опубликован. Обязательные поля помечены *