27. Передача данных по шине usb.

Каждое устройство, подключаемое к шине USB автоматически получает свой уникальный адрес, подключается не более 127 устройств. Хост разрешает работу порта и адресуется к устройству через канал управления, используя нулевой адрес. При начальном подключении или после сброса все устройства адресуются именно через физический адрес. Логически устройство представляет собой набор независимых конечных точек с которыми хост – контроллер и через него ведется обмен. Каждая конечная точка имеет свой номер и описывается следующими параметрами: 1)Требуемая частота доступа к шине и допустимые задержки в оборудовании. 2)Требуемая полоса пропускания канала. 3)Требование к обработке ошибок. 4)Минимальные размеры передаваемых и принимаемых пакетов. 5)Тип передачи. 6)При необходимости направление передачи.

Каждое устройство обязательно имеет точку с номером. Она используется для инициализации общего управления и опроса состояния устройств. Эта точка обязательно конфигурирована при включении питания и подключении устройства. Хост определяет является ли новое подключенное устройство новым или устройство задает ему уникальный адрес. Если подключаемое устройство является новым, то хост определяет подключенные к нему устройства. Когда устройство отключается хаб автоматически запрашивает требуемый порт сообщает хосту об отключении устройства. Хост исключает это устройство из всех структур данных. Если отключается хаб то, процесс удаления выполняется для всех устройств. Если отключается функция то, посылается уведомление соответствующему программному обеспечению. Кроме функций точки устройства-функции могут иметь дополнительные точки, реализующие обмен данными. Для низкочастотных устройств 2 дополнительные точки, а для высокоскоростных 5. Каналами в USB называется модель передачи данных между хостом и конечной точкой имеются 2 типа каналов потоки и сообщения. Поток доставляет данные с одного конца канала к другому он однонаправленный. Каждая конечная точка может быть связана 2-мя каналами. 1н на ввод 2й на вывод. Сообщение имеет формат, определенный стандартом. Таких форматов существует несколько. Хост посылает запрос к конечной точки после которого передается и принимается пакет сообщений. Следующее сообщение может следовать только после обработки предыдущего. Все виды обменов состоят из 2х или 3х пакетов. В начале хост посылает пакет-маркер, в нем описывается тип, направление передачи, адрес устройства и № конечной точки. Адресуемое маркером устройство распознает свой адрес и готовится к обмену. Обмен ведется только между конечной точкой и хостом. После успешного приема данных посылается пакет квитирования. Хост организует обмены с устройством согласно своему плану распределения ресурсов. Хост периодически формирует кадры. Кадры имеют маркеры начала и конца. В кадрах присутствует транзакция управления. Свободное время кадров может быть использовано для передачи массивов.

Архитектура USB допускает 4 базовых типа передачи данных: 1)Управляющие посылки используются для конфигурации устройств, при их подключении и управление устройствами в процессе работы. 2)Передача массивов данных – это передача данных без каких-либо обязательств по задержки доставки и скорости передачи, т.е. ведется обмен. Этот вид обмена может занимать всю полосу пропускания свободную от передач других типов такой тип обмена ведется принтерами, сканерами, устройствами хранения. 3)Прерывания это короткие передачи которые имеют спонтанный характер и должны быть обслужены не медленнее чем того требует устройство. Они используются при вводе символов с клавиатуры или передаче сообщения о перемещении мыши.

Изохронная передача – непрерывная передача в реальном времени, она использует предварительно согласованную пропускную способность с гарантированным временем доставки в случае обрыва передача не повторяется. Такой вид обмена необходим для видео камер, цифровых аудио устройств.

Полоса пропускания делится между всеми установленными каналами, если установление нового канала требует такой полосы, которая не вписывается в уже существующие распределение, то запрос на канал отвергается.