1.1 (1998 Р.) були виправлені проблеми і помилки, які виникали з версією 1.0.

Специфікація для USB 2.0 (2000 р.) відрізняється від USB 1.1 лише більшою

швидкістю і невеликими змінами в протоколі передачі даних для режиму Hi-

speed (480 Мбіт/сек). Існують три швидкості роботи пристроїв USB 2.0:

 Low-speed, 10—1500 Кбіт/c (використовується для інтерактивних

пристроїв: клавіатури, миші, джойстики);

 Full-speed, 0,5—12 Мбіт/с (аудіо-, відеопристрої);

 Hi-speed, 25—480 Мбіт/с (відеопристрої, накопичувачі інформації).

Хоча в теорії швидкість USB 2.0 може досягати 480 Мбіт/с (60 Мбайт/с),

пристрої типа жорстких дисків і взагалі будь-яких носіїв інформації в

реальності ніколи не досягають такої швидкості обміну по шині, хоча і можуть

розвивати її. Це можна пояснити чималими затримками шини USB між

запитом на передачу даних і власне початком передачі інформації. USB-кабель

є витою парою, по якій відбувається передача даних в обох напрямках

(диференціальне включення), і двома дротами для живлення периферійного

пристрою. Завдяки вбудованим лініям живлення, USB часто дозволяє

застосовувати пристрої без власного блоку живлення (якщо ці пристрої

споживають струм силою не більше 500 мА). Існує два типи кабелів: кабель

для низькошвидкісних пристроїв не вимагає наявності витої пари для

сигнальних провідників або спільного екрану; кабель для повношвидкісних

пристроїв має виту пару з сигнальних провідників і захисний екран.

Дроти +5В (1, червоний) і GND (4, чорний) забезпечують живлення

периферійного пристрою. Шина D+ (3, зелений) призначена для передачі

даних по шині, а шина D- (2, білий) для прийому даних. Всі пристрої мають

витікаючий потік даних від пристрою в хост, а хост, у свою чергу, має

низхідний потік даних в пристрій. Для підключення USB - пристроїв і хабів до

комп'ютера існують два типи роз'ємів: А і B, відповідно для витікаючих і

низхідних потоків даних (рис. 1.19).

Шина FireWire (IEEE 1394 або I-Link)

Відповідно до специфікації IEEE 1394 (1995 р.), послідовна шина FireWire

призначаєтьсядля"гарячого"PnP-підключеннявисокошвидкісних

периферійних пристроїв на швидкостях 100, 200 і 400 Мбіт/c за допомогою

тонкого кабелю типу "вита пара", довжина кабелю до 4,5 м. Стандарт IEEE

1394a (2000 р.) обумовлює ряд удосконалень, що підвищило сумісність

пристроїв. Стандарт IEEE 1394b (2002 р.) передбачає нові швидкості: S800 —

800 Мбіт/с і S1600 — 1600 Мбіт/с. Також збільшується максимальна довжина

кабелю до 50, 70 а при використанні високоякісних оптоволоконних кабелів до

100 метрів. Змінилися використовувані кабелі і роз'єми. Для досягнення

максимальних швидкостей на максимальних відстанях передбачено

використання оптики, пластмасової — для довжини до 50 метрів, і скляної —

для довжин до 100 метрів. Стандарт 1394с (2006 р.) дозволяє використовувати

кабель Cat 5e від Ethernet. Специфікація S3200 (2007 р.) передбачає

максимальну швидкість 3,2 Гбіт/с. Стандартний кабель для IEEE-1394

складається з 2 витих пар передачі сигналів шини, двох дротів живлення і все

це поміщено в екрановану оболонку. Дроти живлення розраховані на струм до

півтора ампер і напругу від 8 до 40 вольт.

Існують три види роз'ємів для FireWire:

 4pin (IEEE 1394a без живлення). Два дроти для передачі сигналу

(інформації) і два для прийому;

 6pin (IEEE 1394a). Додаткові два дроти для живлення;

 9pin (IEEE 1394b). Додаткові дроти для прийому і передачі інформації.

Тип А

Тип B

Позначення

Вилки

Рис.1.20. Роз'єми і вилки шини FireWire

Рис.1.19. Типи роз'ємів і вилок USB

- 14 -

- 15 -

Шина IDE (PATA)

Різні версії IDE (Integrated Drive Electronics) відомі під синонімами ATA

(AT Attachment), EIDE, UDMA, ATAPI, PATA (Parallel ATA). IDE є

зовнішньою шиною по своєму призначенню, але майже завжди

використовується усередині комп'ютера. Для підключення жорстких дисків з

інтерфейсом PATA використовується плоский кабель, що іменується також

шлейфом. Кожен шлейф зазвичай має два або три роз'єми, один з яких

підключається до роз'єму контролера на материнській платі, а один або два

інших підключаються до дисків. Воднораз часу шлейф PATA передає 16 біт

даних. Існують шлейфи IDE, що дозволяють підключення трьох дисків до

одного IDE каналу, але в цьому випадку один з дисків працює в режимі read-

only. Довгий час шлейф ATA містив 40 провідників, але з введенням режиму

Ultra DMA/66 (UDMA4) з'явилася його 80-дротяна версія. Всі додаткові

провідники — це провідники заземлення, що чергуються з інформаційними

провідниками.

Рис. 1.22. Primary і Secondary роз'єми IDE на системній платі

Існує декілька різновидів інтерфейсу IDE, сумісних від низу до верху один

з одним. Контролер EIDE має два канали: первинний (Primary) і вторинний

(Secondary), до кожного з яких підключаються до двох накопичувачів по схемі

Master/Slave. Це може бути жорсткий диск, оптичний привід або перемикач

дисків. Інтерфейс розрахований на обробку однієї процедури вводу-виводу,

тому при вживанні в багатозадачній середі не забезпечує такого рівня

продуктивності, як SCSI. Працює в режимах програмованого вводу-виводу

(PIO) і прямого доступу до пам'яті – ПДП (DMA).

Стан-

дарт

Інші

назви

Додані режими

(Мбайт/с)

PIO 0,1,2 (3.3, 5.2, 8.3),

Single-word DMA 0,1,2

(2.1, 4.2, 8.3),

Multi-word DMA 0 (4.2)

PIO 3,4 (11.1, 16.6),

Multi-word DMA 1,2

(13.3, 16,6)

Макс.

розмір

диска

up to

504MB

Інші властивості

ANSI

Reference

X3.221-1994

(obsolete

since 1999)

X3.279-1996

(obsolete

since 2001)

X3.298-1997

(obsolete

since 2002)

ATA-1

ATA, IDE

28-bit LBA

ATA-2

EIDE,

Fast ATA,

Fast IDE,

Ultra ATA

EIDE

up to

137 GB

Рис. 1.21. 80-жильний шлейф PATA

В 80-дротяних кабелів роз'єми зазвичай мають різне забарвлення (синій,

сірий і чорний). Стандарт ATA завжди встановлював максимальну довжину

кабелю рівною 46 см. Якщо до одного шлейфу підключено два пристрої, один

з них зазвичай називається що ведучім (master), а інший веденим (slave).

Налаштування, що іменується cable select було описане як опціональне в

специфікації ATA-1 і стало широко поширене починаючи з ATA-5, оскільки

виключає необхідність переставляти перемички на дисках при будь-яких

перепідключеннях. Якщо привід встановлений в режим cable select, він

автоматично встановлюється в якості ведучого або веденого залежно від свого

місця розташування на шлейфі. Для забезпечення можливості визначення

цього місця розташування шлейф має бути з кабельною вибіркою. В такого

шлейфу контакт 28 (CSEL) не підключений до одного з роз'ємів (сірого

кольору, зазвичай середній). Синій роз'єм IDE призначений для підключення

до контролера, чорний — до ведучого пристрою, сірий — до веденого.

- 16 -

ATA-3

S.M.A.R.T.,

Security

Ultra DMA 0,1,2

(16.7, 25.0, 33.3)

ATAPI-4,

ATA/ATA-4, Ultra

ATAPI-4ATA/33,

UDMA 33

ATA/

ATAPI-5

ATA/

ATAPI-6

ATA-5, Ultra

ATA/66,

UDMA 66

ATA-6, Ultra

ATA/100,

UDMA 100

Support for CD-ROM,

etc.,NCITS 317—

via ATAPI1998

packet commands

80-wire cables

48-bit LBA

Automatic Acoustic

Management

NCITS 340-

2000

NCITS 347—

2001

Ultra DMA3,4

(44.4, 66.7)

up to

144 PB

Ultra DMA 5 (100)

ATA-7, Ultra

ATA/

ATA/133,

ATAPI-7

UDMA 133

Ultra DMA 6 (133)

Streaming feature set,

long logical/physical NCITS 361—

sector feature set for2002

non-packet devices

- 17 -

Шина SCSI

SCSI (Small Computer System Interface) - інтерфейс системного рівня,

стандартизований ANSI. На відміну від жорстких шин розширення SCSI-шина

реалізується у вигляді окремого кабельного шлейфу, який допускає з'єднання

до 8 пристроїв (специфікація SCSI-1) внутрішнього і зовнішнього виконання.

Один з них – хост адаптер (Host Adapter) пов'язує шину SCSI з системною

шиною комп'ютера, сім інших вільні для периферії. SCSI широко

застосовується на серверах, високопродуктивних робочих станціях; RAID-

масиви на серверах часто будуються на жорстких дисках з SCSI-інтерфейсом.

Режим обміну по SCSI-шині може бути асинхронним, або синхронним з

узгодженням швидкості (Synchronous Negotiation). Паралельні шини SCSI

завжди повинні термінуватись з обох боків для забезпечення нормального

функціонування. Переважна більшість контролерів і багато пристроїв мають

можливість автотермінування — використання вбудованого термінатора.

Максимальна

довжина

кабелю

6м

1,5-3 м

1,5-3 м

1,5-3 м

1,5-3 м

12 м

12 м

12 м

12 м

7м

Максимальна

кількість

пристроїв

8

8

16

5-8

5-8

8

16

16

16

16

Рис. 1.23. Фрагмент накопичувача з інтерфейсом SCSI

Найменування

Розрядність

шини

8 бит

8 бит

16 бит

8 бит

16 бит

8 бит

16 бит

16 бит

16 бит

16 бит

Частота

шини

5 МГц

10 МГц

10 МГц

20 МГц

20 МГц

40 МГц

40 МГц

40 МГц

DDR

80 МГц

DDR

160 МГц

DDR

Пропускна

спроможність

5 МБайт/сек

10 МБайт/сек

20 МБайт/сек

20 МБайт/сек

40 МБайт/сек

40 МБайт/сек

80 МБайт/сек

160 МБайт/сек

320 МБайт/сек

640 МБайт/сек

SCSI (1986 г.)

Fast SCSI

(1989 г.)

Wide SCSI

(1989 г.)

Ultra SCSI

(1992 г.)

Ultra Wide SCSI

(1992 г.)

Ultra2 SCSI

(1997 г.)

Ultra2 Wide SCSI

(1997 г.)

Ultra3 SCSI

(1999 г.)

Ultra-320 SCSI

(2000 г.)

Ultra-640 SCSI

(2003 г.)

Рис. 1.24. Кабель SCSI

Для заміни паралельної шини запропонована технологія підключення

пристроїв по послідовній шині Serial Attached SCSI (SAS, 2005 р.), інтерфейс,

що використовує три протоколи передачі даних (SSP — Serial SCSI Protocol,

STP — Serial ATA Tunneled Protocol, SMP — Serial Management Protocol).

Сигнал передається по чотирьох провідниках (одна пара — для отримання

сигналу, інша — для його відправки). Заявлені швидкості передачі даних

складають 1,5 і 3,0 Гбайт/сек.

Рис. 1.25. Інтерфейс SAS

- 18 -

- 19 -

Шина SATA

SATA (Serial ATA) — послідовний інтерфейс обміну даними з

накопичувачами інформації. SATA є розвитком паралельного інтерфейсу ATA

(IDE, PATA). SATA пристрої використовують два роз'єми: 7-контактний

(підключення шини даних) і 15-контактний (підключення живлення). Роз'їм

живлення SATA подає три напруги живлення: +12 В, +5 В і +3,3 В; проте

сучасні пристрої можуть працювати без напруги +3,3 В, що дає можливість

використовувати пасивний перехідник із стандартного роз'єму живлення IDE

на SATA. Ряд SATA пристроїв поставляється з двома роз'ємами живлення:

SATA і Molex. Використання одночасне обох типів силових роз'ємів може

привести до пошкодження пристрою. Стандарт SATA передбачає гарячу

заміну пристроїв і функцію черги команд (NCQ). Для передачі сигналу

використовується технологія LVDS, дроти кожної пари (D1+, D1− и D2+, D2−)

є екранованими витими парами. Cистема "master-slave" не використовується,

оскільки кожен пристрій підключений своїм кабелем (топологія "зірка").

Рис. 1.28. Кабелі даних SATA

Максимальна довжина інтерфейсного кабелю складає 1 метр. Максимально

дозволена довжина зовнішнього кабелю Serial ATA складає 2 метри.

Спочатку стандарт SATA (SATA/150, 2002 р.) передбачав роботу шини на

частоті 1,5 Ггц, що забезпечує пропускну спроможність приблизно в 1,2 Гбіт/с

(150 Мб/с). (20%-а втрата продуктивності пояснюється використанням

системи кодування 8B/10B, при якій на кожні 8 біт корисної інформації

доводиться 2 службових біта).

Стандарт SATA/300 (SATA II або SATA 3.0, 2005 р.) передбачає роботу на

частоті 3 Ггц, забезпечує пропускну спроможність до 2,4 Гбіт/с (300 Мб/с).

Теоретично SATA/150 і SATA/300 пристрої мають бути сумісні за рахунок

підтримки узгодження швидкостей (у меншу сторону), проте для деяких

пристроїв і контролерів потрібне ручне виставляння режиму роботи. Стандарт

SATA передбачає можливість збільшення швидкості роботи до 600Мб/с (6

Ггц).

eSATA (External SATA) — інтерфейс підключення зовнішніх пристроїв, що

підтримує режим «гарячої заміни» (2004 р.). Роз'єми менш крихкі і

конструктивно розраховані на більше число підключень (~9000). Вимагає для

підключення два дроти: шину даних і кабель живлення. Обмежений по

довжині кабелю даних (близько 2 м).

Рис. 1.26. Роз'єми SATA на системній платі

Рис. 1.27. Роз'їм живлення SATA

Рис. 1.29. Позначення роз'єму eSATA

- 20 -

- 21 -

Порт Centronics (LPT)

LPT (Line Printer Terminal), інтерфейс Centronics — паралельний,

радіальний,асинхронний,сімплекснийінтерфейс.Восновному

використовується для підключення до ПЕОМ принтера, сканера і інших

зовнішніх пристроїв. Базовий інтерфейс Centronics (1981 р.) є

однонаправленим паралельним інтерфейсом, містить сигнальні лінії (8 для

передачі даних, строб, лінії стану пристрою). Дані передаються від комп'ютера

до зовнішнього пристрою. Але повністю однонаправленим його назвати не

можна. Так, 4 зворотних лінії використовуються для контролю за станом

пристрою. Centronics дозволяє підключати один пристрій, тому для спільного

чергового використання декількох пристроїв застосовується селектор.

Максимальна довжина сполучного кабелю за стандартом — 1,8 м. Програмна

реалізація протоколу обмежує пропускну спроможність LPT-порту величиною

біля 100-150кб/c. На зміну інтерфейсу Centronics був введений стандарт IEEE

1284 (1994 р.), що дозволяє використовувати декілька режимів:

 SPP (Standart Paralell Port) — однонаправлений порт, повністю сумісний

з інтерфейсом Centronics;

 EPP (Enhanced Parallel Port) — двонаправлений порт, із швидкістю

передачі даних до 2Мб/сек. Максимальна довжина кабелю - 3 м.

 ЕСР (Extended Capabilities Port) — на додаток з'явилися такі

можливості, як наявність апаратного стискування даних, наявність буфера і

можливість роботи в режимі DMA.

Порт на стороні управляючого пристрою (комп'ютера) має 25-контактний

2-рядний роз'їм DB-25-female (IEEE 1284-A), що має 12 виходів і 5 входів.

Кабелі для підключення периферійних пристроїв до комп'ютера по

паралельному порту зазвичай виконуються з 25-контактним роз'ємом DB-25-

male на одній стороні і 36-контактним IEEE 1284-B на іншій (AB-кабель).

Зрідка застосовується AC-кабель з 36-контактним роз'ємом MiniCentronics

(IEEE 1284-C). Конструкція кабелю: виті пари в спільному екрані, або виті

пари в індивідуальних екранах. Для підключення сканера, і деяких інших

пристроїв використовується кабель, в якого замість роз'єму (IEEE 1284-B)

встановлений роз'єм DB-25-male. Зазвичай сканер оснащується другим

інтерфейсом з роз'ємом DB-25-female (IEEE 1284-A) для підключення

принтера.

Порт RS-232 (COM)

COMmunication port використовується для підключення видаленого

принтера, миші, зовнішнього модему і ін. COM-порт — двонаправлений

(дуплексний) послідовний інтерфейс, що підтримує асинхронний зв'язок,

призначений для обміну байтовою інформацією. Стандарт - RS-232 (1962 р.),

RS-232C - третя редакція (1969 р.), RS-232D - четверта редакція (1987 р.).

Найчастішедляпослідовногопортуперсональнихкомп'ютерів

використовується стандарт RS-232C. За допомогою COM-порту можна також

з'єднати два комп'ютери, використовуючи так званий "нуль-модемний кабель".

Прийняте умовне позначення послідовного порту:. За стандартом

довжина сполучного кабелю може доходити до 15 метрів. Передача інформації

між двома пристроями можлива на відстані до 20-30 м залежно від швидкості

передачі. Для передачі і прийому в них використовується два канали (один для

передачі і один для прийому) і декілька додаткових сигнальних ліній

(найчастіше використовується 3- або 4-дротяний зв'язок). Швидкість передачі

по RS-232C може вибиратися з ряду: 110, 150, 300, 600, 1200, 2400, 4800, 9600,