O processo USB

Quando o host (computador) é iniciado, ele interroga todos os dispositivos conectados ao barramento e designa um endereço para cada um. Esse processo é chamado de enumeração. Os dispositivos são também enumerados ao se conectarem ao barramento. O host também encontra, a partir de cada dispositivo, o tipo de transferência de dados que o mesmo deseja realizar:
  • Interrupção - usado em dispositivos como o mouse ou teclado, que enviarão pouquíssimos dados.

 

  • Bulk - um dispositivo como uma impressora, que recebe dados em grandes pacotes, utiliza esse modo de transferência. Um bloco de dados é enviado à impressora (em 64 fragmentos de bytes) e verificado para garantir se está correto.

     

  • Isócrono - um dispositivo de transmissão contínua (como alto-falantes) utiliza esse modo. Os dados fluem entre o dispositivo e o host em tempo real e não há correção de erros.
O host também poderá enviar comandos ou verificar parâmetros através de pacotes de controle.

Conforme os dispositivos são enumerados, o host manterá um registro da total da largura de banda que todos os dispositivos isócronos e os dispositivos de interrupção exigem. Eles podem consumir até 90% dos 480 Mbps da largura de banda disponível. Após 90% de uso, o host nega acesso a qualquer outro dispositivo isócrono ou de interrupção. As transferências de grandes pacotes de dados e de controle utilizam qualquer largura de banda restante (pelo menos 10%).

O USB divide a largura de banda disponível em frames e o host controla os frames. Os frames contêm 1.500 bytes e um novo frame tem início a cada milissegundo. Durante um frame, dispositivos isócronos e de interrupção obterão um slot, assim as larguras de banda necessárias serão garantidas. As transferências de pacotes de dados e de controle utilizam qualquer espaço deixado. Os links técnicos presentes no final desse artigo contém maiores detalhes se você quiser aprender mais sobre esse assunto.

Características do USB
O Universal Serial Bus possui as seguintes características:

  • O computador atua como um host.

     

  • Podem ser conectados ao host até 127 dispositivos, diretamente ou através de hubs USB.

     

  • Cabos individuais USB podem ter até 5 metros; com hubs, os dispositivos podem ficar até 30 metros de distância do host (o equivalente a seis cabos).

     

  • Com o USB 2.0, o barramento possui uma taxa máxima de transferência de dados de 480 megabits por segundo.

     

  • Um cabo USB possui dois fios para energia (+5 volts e o fio terra) e um par trançado para a condução dos dados.

     

  • Nos cabos de energia, o computador poderá fornecer até 500 milliampères de energia a 5 volts.

     

  • Os dispositivos de baixa-potência (como o mouse) poderão puxar a energia diretamente do barramento. Os dispositivos de alta-potência (como impressoras) possuem fonte própria de alimentação e exigem mínima energia do barramento. Os hubs podem ter suas próprias fontes de energia para fornecer energia aos dispositivos conectados a ele.

     

  • Os dispositivos USB são hot-swappable (conectáveis "a quente"), ou seja, podem ser conectados e desconectados a qualquer momento.

     

  • Os diversos dispositivos USB podem ser colocados no modo sleep (hibernar) pelo computador host, quando o computador entrar no modo de economia de energia.
Os dispositivos conectados à porta USB dependem de um cabo USB para a condução de energia e dados.


Interior de um cabo USB: existem dois fios para a energia, +5 volts (vermelho) e o fio terra (marrom), e um par trançado (amarelo e azul) de fios para a condução dos dados. O cabo é blindado.

USB 2.0
O padrão para o USB 2.0 foi lançado em abril de 2000, como uma versão atualizada do USB 1.1.

USB 2.0 (USB de alta velocidade) fornece uma largura de banda adicional para as aplicações de multimídia e de armazenamento e possui uma transmissão de dados 40 vezes mais rápida do que a do USB 1.1. Para possibilitar uma transição suave, tanto aos consumidores quanto aos fabricantes, o USB 2.0 possui plena compatibilidade com os dispositivos USB originais, além de funcionar com os mesmos cabos e conectores fabricados para a UBS original.

O USB 2.0 suporta três velocidades (1.5, 12 e 480 megabits por segundo), suporta também dispositivos com baixa largura de banda, tais como teclados e mouses, bem como os dispositivos de largura de banda alta, como: Webcams, scanners, impressoras e sistemas de armazenamento de alta capacidade. O desenvolvimento da interface USB 2.0 permitiu que os fabricantes, líderes da indústria de PCs, planejassem muito rapidamente ao desenvolverem uma nova geração de periféricos para complementar os PCs de alto desempenho já existentes. A velocidade de transmissão do USB 2.0 também facilitou o desenvolvimento de novos PCs e seus aplicativos. Além do aumento da funcionalidade e do estímulo à inovação, o USB 2.0 aumenta a produtividade das aplicações de usuário e permite ao mesmo trabalhar com múltiplos aplicativos para PCs de uma única vez ou diversos periféricos de alto desempenho de modo simultâneo.

Para mais informações sobre o USB e assuntos relacionados, confira os links na próxima página.