یواس‌بی

از ویکی‌پدیا، دانشنامهٔ آزاد

یواس‌بی (همچنین همه‌گذر^[۱]، به انگلیسی USB و مخفف Universal Serial Bus) در حوزه فناوری اطلاعات به یک استاندارد گذرگاه سریال گفته می‌شود که برای ایجاد واسطه بین افزاره‌ها و رایانه کاربرد دارد. این گذرگاه به منظور فراهم کردن روشی جهت اتصال تعداد زیادی سخت‌افزار جانبی توسط یک درگاه رابط استاندارد و همچنین بهبود قابلیت های اتصال و اجرا^[۲] ابداع شد. این پروتکل در سه نسخهٔ ۱٫۱، ۲٫۰ و ۳٫۰ ^[۳] ارائه شده است.

فهرست مندرجات ۱ سیگنالینگ همه‌گذر ۲ یو‌اس‌بی بیسیم ۳ سری (مسیر) باس جهانی ۴ سیگنال دادن USB ۵ اطلاعات تجربی ۶ بسته های کوچک USB ۷ پاکتهای نشانه ۸ پاکت های داده ۹ پاکت PRE ۱۰ تحلیل گرهای پروتکل USB ۱۱ حداکثر فاصله مفید ۱۲ پانویس ۱۳ منابع

[ویرایش] سیگنالینگ همه‌گذر

یواس‌بی از چهار نرخ مختلف در انتقال داده استفاده کند:

• سرعت کم^[۴] (نسخه‌های ۱٫۱ و ۲٫۰) با نرخ انتقال ۱٫۵ مگابیت در ثانیه معادل ۱۸۷٫۵ کیلوبایت در ثانیه
• سرعت تمام^[۵] (نسخه‌های ۱٫۱ و ۲٫۰) با نرخ انتقال ۱۲ مگابیت در ثانیه معادل ۱٫۵ مگابایت در ثانیه
• سرعت بالا^[۶] (نسخهٔ ۲٫۰) با نرخ انتقال ۴۸۰ مگابیت در ثانیه معادل ۶۰ مگابایت در ثانیه
• سرعت فوق‌العاده^[۷] (به صورت آزمایشی در نسخهٔ ۳٫۰) با نرخ انتقال ۴٫۸ گیگابیت در ثانیه معادل ۶۰۰ مگابایت در ثانیه

[ویرایش] یو‌اس‌بی بیسیم

یو‌اس‌بی بیسیم یک افزونهٔ بیسیم بر روی استاندارد یو‌اس‌بی می‌باشد که تلفیقی از سرعت و امنیت شبکه های سیمی و سهولت استفاده از شبکه‌های بیسیم را فراهم می‌آورد. پشتیبانی یو‌اس‌بی بیسیم از ارتباطات پرسرعت با استفاده از بستر فوقِ پهن‌باند^[۸] مشترک رادیویی که توسط اتحادیهٔ WiMedia توسعه یافته میسر می‌شود. میزان بازدهی این پروتکل بیسیم در فاصبهٔ ۳ متر تا ۴۸۰ میلیون بیت در ثانیه و در فاصلهٔ ۱۰ متر تا ۱۱۰ میلیون بیت در ثانیه برآورد شده است.

[ویرایش] سری (مسیر) باس جهانی

در تکنولوژی اطلاعاتی، سری باس(مسیر) جهانی (USB) استاندارد مسیر برای اتصال وسایل به یک کامپیوتر میزبان می باشد. USB برای امکان دادن بسیاری ازوسایل جانبی در متصل شدن با استفاده از سوکت رابط تکی استاندارد و توسعه قابلیتهای پلاگ اند پلی در مبادله می باشد، این با امکان دادن وسایل در متصل شدن و قطع اتصال بدون راه اندازی مجدد کامپیوتر یا خاموش نمودن کامپیوتر می باشد.

دیگر ویژگی های تسهیلی شامل توان فراهم نمودن لوازم کم مصرف، با حذف نیاز در تأمین توان خارجی و با ممکن ساختن بسیاری از وسایل درمورد استفاده قرارگرفتن بدون نیاز به دیسک خوانهای (درایو) خاص در اتصال مورد استفاده قرار می گیرد. USB برای جایگزینی نمودن انواع متنوعی از پرتهای سریالی و موازی منظور می شود. USB می تواند لوازم جانبی کامپیوتر همانند، موس، صفحه کلید، PDA، پدهای بازی، دسته بازی های کامپیوتری ، اسکنرها ، دوربین های دیجیتالی، پرینتها ، مدیا پلیرها، دیسک خوانهای فلش و دیسک خوانهای سخت افزاری خارجی را متصل کند. برای بسیاری از دیگر وسایل، USB متود اتصال استاندارد شده است. USB و کنسول های بازی های ویدوئی به عنوان یک کابل قدرتی میان یک دستگاه وآداپتور AC که به پریز دیوار به هنگام شارژ شدن متصل می شود مورد استفاده قرار می گیرد. از سال 2008، دو میلیون دستگاه USB در هر سال فروخته می شود و تقریباً 6میلیون تا تاریخ (1) فروخته شده است.

طراحیUSB از طریق Forum پیاده سازی USB (USB – IF ) ازیک هیئت استاندارد صنعتی متشکل از کمپانی های پیشرو در کامپیوتر و صنایع الکترونیکی موردمعیارقرارگرفته است. اعضای قابل توجه این هیئت شامل Ager (تازه ادغام شده با تعاونی LSI) ، APPLE INC Hewlett. packard، Intel ، Microsoft , NEC میشود . مشخصات USB1.0 در سال 1994 معرفی شد. مقصود جایگزین نمودن تعدد متصل کننده ها در پشت PC ها و نیز ساده کردن پیکر بندی نرم افزار دستگاه های ارتباطی بود. USB1.0 اصلی نرخ انتقال اطلاعاتی به میزان Mbit/s 12 دارد. USB توسط یک گروه مرکزی از کمپانی هایی که شامل Compoq, Intel IBM, DIGITAL , Microsoft و northern Tele com میشوند ایجاد شد. Intel کنترلگر میزبان UHCI را تولید و استک نرم افزاری را باز می کند. مایکروسافت استک نرم افزار USB برای ویندوز و مؤسس OHCI با نیمه هادی ملی و کامپک تولید نمود. فیلیپس اخیرا USB – Audio را تولید نمود و TI چیپ های هاب استفاده شده در حد وسیع را تولید نمود.

ویژگی های USB2.0 در آوریل 2000 منتشر شد و توسط USB –IF در انتهای سال 2001 استاندارد شد. Hewlett – Packard و Intel فنون lucent (در حال حاضر Alcatel – lvcent از شرکت ادغام شده با آن،یعنی شرکت Alcatel در سال 2006 پیروی می کند. ) ، microsft ، Philips , NEC متفقاً ابتکاری برای گسترش انتقال بیشتر از داده ها از480Mbit/sمشخصات 12 mbit/s رابه پیش بردند. مشخصات USB 3.017 نوامبر سال 2008 توسط گروه ارتقا دهنده USB3.0تشر شد. این USB انتقالی بیش از 10 برابر سریع تر از 2USB داشته و USB سوپر اسپید لقب داده می شود. تجهیزات منطبق با تمامی نسخه های استاندارد همچنین با دستگاه های تعیین شده با خصوصیات قبلی نیز کار می کند. سیستم USB یک طراحی نا متقارن دارد که متشکل از میزبان، تعدد پرتهای USB ورود به جایگاه مشتری (downstream)، و دستگاه های جانبی چند گانه متصل در پیکر بندی طبقه طبقه‌ای می شود. هاب های اضافی USB می تواند در طبقات گنجانده شود، درحالیکه به یک ساختار درختی تا سطوح بالاتر از لایه 5 منشعب میشود. میزبان USB می تواند کنترلگرهای میزبان چند تایی داشته و هر کنترلگر میزبانی می تواند یک یا پرتهای USB بیشتری را تأمین کند. با دستگا ههای دارای هاب می توان به کنترل کننده منفرد میزبانی متصل شد. دستگاههای USB به سری های هاب متصل می شوند. در آنجا همیشه یک هاب شناخته شده به عنوان هاب ریشه‌ای وجود دارد که درون کنترل کننده هاست ساخته می شود. هاب های اشتراکی که کامپیوتر های چند گانه را برای دسترسی به همان دستگاه های جانبی مجاز می شمرند نیز وجود داشته و با تعویض دسترسی میان PC ها چه به صورت اتوماتیک و چه به صورت دستی کار می کند که در محیط های اداری کوچک مردم پسندهستند. در اصطلاحات شبکه‌ای ، آنها به جای شعبه های واگرا همگرا هستند. دستگاه USB نیز می تواند شامل چندین دستگاه جانبی باشد که به عنوان وظایف دستگاه مورد اشاره قرار می گیرد. یک دستگاه منفرد می تواند تعدادی وظایف را ارائه نماید. به عنوان مثال webcam (دستگاه ویدئو) با میکروفون کار گذاشته (دستگاه صوتی). نقاط پایانی USB در واقع در دستگاه متصل شده مقیم می شوند، کانالهای میزبان به صورت میله هایی مورد استفاده قرار می گیرند. ارتباط دستگاه USB بر اساس میله ها (کانالهای منطقی) می باشند. میله ها اتصالاتی از کنترل کننده میزبانی به دستگاهی که یک نقطه پایانی نامیده می شود هستند. اصطلاح نقطه پایانی گهگاهی به طور نادرست به میله اشاره می کند. یک دستگاه USB تا 32 میله فعال ،16 تا در کنترل کننده و 16 تا خارج از کنترل کننده می تواند داشته باشند. هر نقطه پایانی می تواند اطلاعات در تنها یک مسیر، یا درون دستگاه و یا خارج از دستگاه انتقال دهد، در نتیجه هر میله‌ای تک مسیری می باشد. نقاط پایانی به رابط هایی گروه بندی می شوند و هر رابطی با یک دستگاه منفرد همراه می شود. یک استثنا در این رابطه نقطه پایانی صفر می باشد که برای پیکر بندی دستگاه استفاده می شود و با هیچ رابطی همراه نمی شود. زمانی که USB در ابتدا به میزبان USB متصل می شود، پروسه شمارشی دستگاه USB شروع می شود. این شمارشگر با استفاده از ارسال یک سیگنال ری ست به USB شروع می شود. سرعت USB در طی سیگنال دادن ری ست تعیین می شود. بعد از ری ست کردن، اطلاعات USB از طریق میزبان خوانده شده، سپس دستگاه تعیین می شود. بعد از ری ست کردن، اطلاعات USB از طریق خواده شده، سپس دستگاه به یک آدرس 7 بیتی منسوب می شود. اگر این دستگاه توسط هاست ساپورت شود، درایورهای دستگاه برای ارتباط با دستگاهی که لود می شوند ساپورت می شود و دستگاه در یک وضعیت پیکر بندی شده قرار می گیرد. اگر میزبان USB دوباره استارت شود، پروسه شمارشی برای تمامی دستگاه های متصل شده تکرار می شوند. کنترلگر میزبان جریان ترافیکی را به دستگا ها هدایت می کند، در نتیجه هیچ usb نمی تواند هیچ اطلاعاتی به باس بدون درخواست روشنی از کنترل کننده هاست متصل کند در usb2.0 کنترل کننده میزبان باس را برای ترافیک معمولاً در سبک Round-Robin نمونه برداری می کند. در USB سوپر اسپید، دستگاه های متصل شده می تواند خدماتی را از میزبان درخواست کند.

[ویرایش] سیگنال دادن USB

USB اطلاعات و داده های زیر را ساپورت می کند. • تامیزان کم سرعت 105Mbit/s (187.5 KB/S)که از طریق USB1.0 تعریف می شود. خیلی شبیه به عملیات سرعت کامل می باشد به جز آنکه هر بیتی 8 بار در زمان انتقال طول می کشد. از ابتدا به منظور ذخیره هزینه در دستگاه های رابط با پهنای باند کم (HID ) می باشد. همانند صفحه کلیدها، موس ها و دسته های بازی. • سرعت کامل 12Mbit/s (1/5MB / S) اطلاعات اساسی تعریف شده از طریق USBB1.1 می باشد. تمامی USB ها سرعت کامل را ساپورت می کند. • سرعت بالای 480Mb/S (60MB/S ) در سال 2001 معرفی شد. تمامی دستگا ههای سرعت بالا قادر به رسیدن به حداکثر سرعت چنانچه لازم باشد هستند.

[ویرایش] اطلاعات تجربی

• USB3 سوپر اسپید با میزان 500 GBit/S (625 MB / S ) مشخصات این USB توسط شرکت Intel و شرکای آن در آگوست 2008ف طبق گزارشهای جدید برگرفته از اخبار CNET منتشر شد. • اولین تراشه های کنترل کننده USB3 در ماه می 2009 نمونه گرفته شده و محصولات با استفاده از خصوصیات 3.0USB جهت رسیدن به نسخه 2009 یا 2010 مورد انتظار قرار گرفتند. سیگنالها ی USB به یک کابل اطلاعاتی تاب خورده با مقاومت ظاهری 90Ώ±15% و برچسب های +D و –D منتقل می شوند. این دو برچسب در مجموع از سیگنال متفاوت پروتکل کابل یکسو در مقابله با اثرات نویز الکترو مغناطیسی در خطوط طویل تر استفاده می کند. سیگنال های انتقال یافته 0.0- 0.3 V.H برای ولتاژهای پایین و 3.6 – 2.8 در ولتاژ بالا حداکثر سرعت (FS ) و حالت های کم سرعت (LS ) و MV10 – 10 – برای سرعت پایین و MV 440 – 360 برای بالا در حالت سرعت بالا (HS) می باشند. در حالت FS سیمهای کابل خاتمه نمی یابند ولی حالت HS پایان 45Ώ را در زمین یا Ώ90 تفاوت در منطبق کردن داده های مقاومت ظاهری دارد. اتصال USB همیشه میان یک هاست یا هاب در انتهای اتصال کننده A و دستگاه یا پرت خروجی هاب در انتهای دیگر می باشد. هاست شامل مقاومت 15KΏ در هر خط اطلاعاتی می شود. زمانی که هیچ دستگاهی متصل نباشد، هر دو خط اطلاعاتی پایین را بیرون آورده که از این پس وضعیت تک پایان یافته صفر (SE0 در سند سازی USB) نامیده می شد و اتصال ری ست شده یا منفصل شده را تعیین می کند. USB یکی از خطوط اطلاعاتی مقاومت بالای Ώ105K را دریافت میکند. این یکی از مقاومت های دریافت شده را در میزبان دارای قدرت کرده و خطوط اطلاعاتی را در یک وضعیت بیکاری رها می کند که Jنامیده می شود. انتخاب خطوط اطلاعاتی ساپورت سرعت دستگاه دستگاه ههای حداکثر سرعت D+high و در عین حال دستگاه های کم سرعت d – high را مشخص می کند. داده های USB از طریق تبدیل کردن خطوط اطلاعاتی میان وضعیت J وحالت مخالف آن K منتقل میشود . USB با استفاده از قرارداد NRZI داده ها را کدبندی میکند. یک بیت صفر با تبدیل خطوط اطلاعاتی از J به K یا بالعکس منتقل میگردد در حالی که یک بیت با ترک خطوط اطلاعاتی منتقل میشود. برای اطمینان از ظرفیت حداقل انتقالات سیگنالی ،USB از استاف نمودن (پرکردن) بیت استفاده میکند،یک بیت صفر دیگر در جریان داده های بعد از پدیدار شدن شش یک بیتی متوالی قرار میگیرد . هفت یک بیتی متوالی همیشه یک خطا می باشد . چارچوب USB با ترتیب هماهنگ 8بیت00000001 شروع میشود . پس از وضعیت بیکاری اولیه J، خطوط اطلاعاتی تبدیل به k j k j k j k k می شوند. آخرین یک بیتی (در وضعیت k تکرار می شود) پایان الگوی سینک و شروع چارچوب USB را علامت گذاری می کند. پایان چارچوب های USB . EOP که (انتهای بسته کوچک) نامیده می شوند از طریق فرستنده‌ای که با دو فرمان بیت در ایو SEO (که هر دو پایین تر از حداکثر هستند +D و –D ) و یک فرمان تایم یک بیتی در وضعیت J مشخص می شود. سپس، فرستنده خواندن خطوط –D /+D را متوقف کرده و مقاومت های از پیش عنوان شده آن را در وضعیت (بیکاری) J نگه می دارد. یک دریافت کننده می تواند زمان اضافه‌ای در رمز گشایی حالت SEO بگیرد و اولین فرمان تایم را به عنوان تکرار آخرین بیت اطلاعاتی خواهد دید. چارچوب های USB همیشه یک 8 بیتی چند تایی هستند، این بیت می تواند کشف شده ویا نادیده گرفته شود. یک USB از سیگنال SEO (10 تا 20 هزارم ثانیه) امتداد یافته استفاده می کند. دستگاه های USB2.0 از یک پروتکل خاص در طی ری ست شدن استفاده می کنند که چرپینگ (چهچهه) (CHIRPING) نامیده می شوند. این دستگاه ها وضعیت سرعت بالا با هاست / هاب را منتقل می کنند. یک دستگاه که قابلیت HS دارد در ابتدا به عنوان یک FS (D+ Pulled high) اتصال می یابد ولی به محض دریافت یک ری ست usb خط –D را ترسیم میکند. اگر میزبان / هاب نیز مستعد HS باشد، این دستگاه چهچه میکند ( وضعیت های k و j را به صورت متناوب به خطوط +d و – d بر می گرداند) در حالیکه به دستگاه امکان این را می دهد که بداند که هاب در سرعت بالا عمل خواهد کرد. فلورانس ساعتی 480.00 Mbit/s ±500ppm 12.000 mbit/s±2500pm . 1. 50 mbit/s ±15000 ppm با این وجود دستگاه های سرعت بالا به طور معمول به عنوان USB2.0 اشاره می شوند و تا بیشتراز 480MBITS/S اعلام می شود و همه دستگا ههای USB 2.0 سرعت بالا اعلام نمی شود.USB – IF دستگاه ها را تصدیق کرده و مجوزهایی برای استفاده از لوگوهای بازاریابی خاص برای سرعت پایه (پایین یا حداکثر) یا سرعت بالا بعد از پاس کردن یک ست هماهنگ فراهم می نماید. تمامی دستگاه ها مطابق با آخرین ویژگی ها تست می شوند، در نهایت دستگاه های سرعت پایین منطبق با جدیدترین نسخه ها نیز دستگا های 2.0 می باشند. توان بازدهای فعلی با دستگاه های واقعی در حدود دو سوم تئوری ماکزیمم نرخ انتقال داده ها از 53.248 MB/S می باشند. دستگاههای USB نمونه سرعت بالا در سرعتهای پایین عمل می کنند، اغلب در حدود 3MB/s بعضی اوقات تا بالای 10 تا 20 MB/S عمل می کنند.

[ویرایش] بسته های کوچک USB

ارتباطات USB از پاکت های D شکل می گیرد. از ابتدا، تمامی پاکت ها از هاست و از طریق هاب ریشه‌ای و احتمالاً هابهای بیشتر به دیگر دستگاه ها فرستاده می شوند. بعضی از این پاکت ها دستگاهی را برای ارسال تعدادی از پاکت ها در پاسخ دادن هدایت می کند. بعد از آنکه سینک (هماهنگی) فوق شرح داده شد، تمامی پاکت ها از بایتهای 8 بیتی ساخته می شوند و در ابتدا کم اهمیت ترین بیت انتقال می یابد. اولین بایت یک شاخص بسته کوچک بایت (PID) می باشد. PDI در واقع 4 بیت می باشد، بایت شامل 4 بیت PID می شود که با تکمیل بیت گونه آن تکمیل می شود. این ازدیاد به آشکار شدن خطاها کمک می کند. ( همچنین توجه کنید که یک بایت PID شامل حداکثر چهار یک بیتی متوالی می شود) و بنابراین نیاز به پر کردن بیت نمی شود حتی زمانی که با آخرین یک بیتی در بایت سینکی ترکیب شود. با این وجود، بایت PID بیرونی با سه یک بیتی متوالی خاتمه می یابد، بنابراین اگر آدرس USB با سه یک بیتی شروع شود، پر کردن بیت، مورد نیاز خواهد بود. بسته های کوچک در نوع اساسی و هر کدام با فرمت و CRC متفاوت ظاهر می شوند. بست های کوچک Handshake(دست دهی) شامل چیزی جز یک بیت PID نمی شوند و به طور کلی در پاسخ به بسته های اطلاعاتی فرستاده می شوند. این سه نوع اساسی از قرار زیر هستند:ACK که معین می کند که اطلاعات با موفقیت دریافت شده، NAK که مشخص می کند که اطلاعات در همان زمان نمی تواند دریافت شود و بایستی دوباره سعی شود و STALL که مشخص می کند که دستگاه دارای خطا بوده و قادر به انتقال اطلاعات برای انجام فعالیت درست (همانند پیاده سازی دستگاه ) نمی شود.

USB2.0 دو بسته اضافی دست دهی را اضافه نموده ،NYET که مشخص مینماید که یک تغییرات بخشی هنوز کامل نبوده ودست دهی ERR برای مشخص کردن اینکه تغییرات دو بخشی انجام شده می باشد. تنها بسته دست دهی که میزبان HSB می تواند تولید کند ACK می باشد . اگر آماده دریافت اطلاعات نباشد، نبایستی به دستگاه دستور العمل هیچ اطلاعاتی داده شود.

[ویرایش] پاکتهای نشانه

پاکت های نشانه شامل یک بایت PID می باشد که از 11 بیت آدرس و5 بیت CRC تبعیت می کنند. نشانه تنها از طریق میزبان و نه از طریق دستگاه ارسال می شوند. نشانه های IN و OUT شامل یک تعداد دستگاه 7 بیتی و تعدادعملکرد 4 بیتی (برای دستگا ههای چند کاره) می شوند و به دستگاه برای انتقال پاکت های DATA x دستور داده یا پاکت هایDATAx. زیر را به ترتیب دریافت می کند. در نشانه های IN پاسخی از دستگاه انتظار می رود. این پاسخ می تواند یک NAK یا STALL یا DATAx باشد. در حالت آخر، میزبان یک دست دهیACK را اگر مناسب شد صادر می کند. نشانه out فوراً از طریق چارچوب پیگیری می شود. این دستگاه با NAK , ACF یا STALL پاسخ می دهد. SETUP بسیار شبیه به نشانه OUT عمل می کند ولی برای راه اندازی اولیه دستگاه به کار می رود. در هر یک هزارم ثانیه، میزبان نشانه SOF خاص را که شامل یک تعداد چارچوب افزایشی 11 بیتی به جای آدرس می شود انتقال می دهد. این نشانه برای هم زمان کردن جریان داده های کانال منظم استفاده می شود. USB 2.0 پر سرعت شامل نشانه های 7 نسخه‌ای اضافه‌ای در هر چارچوب می شوند که هر کدام یک میکروفرم 125 μS را معرفی می کند. به USB 2.0 یک نشانه PING اضافه شده که چنانچه آماده دریافت یک جفت پاکت OUT / DATA باشد، دستگاه را مطالبه می کند. این دستگاه با NAK , ACK یا STAK در صورت لازم پاسخ می دهد. چنانچه دستگاه بشناسند که تنها با NAK پاسخ داده خواهد شد باعث جلوگیری از نیاز به ارسال DATA میشود. به USB 2.0 نیز نشانه بزرگتر SPIT را با یک تعداد هاب 7 بیتی، 12 بیت از فلگ های کنترلی و5بیت CRC اضافه شده است. این USB برای انجام تغییرات دو بخشی استفاده می شود. به جای بستن مسیر USB سرعت بالا در ارسال اطلاعات به دستگاه USB کند تر، نزدیک ترین هاب مستعد سرعت بالا نشانه SPLIT متعاقب را از طریق یک یا دو پاکت USB در سرعت بالا دریافت می کند، انتقال اطلاعات را حداکثر سرعت یا پایین ترین سرعت انجام می دهد. جزئیات آن پیچیده می باشد به ویژگی های USB بنگرید.

[ویرایش] پاکت های داده

دو پاکت اساسی اطلاعاتی وجود دارد. DATA0 , DATA1 . هر دو شامل یک فیلد PID DATAx, ،با یتهای 0 – 1023 از لود اطلاعات (تا 1024 در سرعت بالا حداکثر 8 در سرعت پایین) و CRC 16 16 بیتی می شود. آنها بایستی همیشه توسط یک نشانه آدرس در اولویت قرار گیرند و معمولاً از طریق یک نشانه دست دهی که از دریافت کننده به فرستنده برمی گردد پیروی می کنند. این دو نوع پاکت تعداد یک بیتی ترتیبی مورد نیاز توسط ARQ STOP – and – wait را فراهم می کنند. اگر هاست USB پاسخی ( همانند یک ACK ) برای داده های دریافت نکند منتقل می شود. USB نمی داند که اگر داده ها دریافت شود و یا نشود می تواند در انتقال از دست رود یا می تواند دریافت شود ولی پاسخ دست دهی از دست رفته است. برای حل این مشکل، دستگاه شیاری از نوع پاکت DATAx را حفظ می کند. که تایید شده ولی به عنوان یک دو نسخه‌ای نادیده انگاشته می شود. تنها پاکت DATAx در واقع از نوع مخالف دریافت می شود. اگر یک دستگاه با پاکت SETUP ری ست شود، یک پاکت DATAO دیگر انتظار می رود. در USB2.0، انواع DATA2 و MDATA نیز اضافه شده است. این پاکت ها تنها از طریق دستگاههای سرعت بالا انتقال کانال های منظم با پهنای باند بالا را که نیاز به انتقال بیشتر از 1024 بایت در هر 125 میکرو فرم را دارد انجام می دهد.

[ویرایش] پاکت PRE

دستگاهای سرعت پایین با میزان خاصی از PID، PRE ساپورت می شوند. این شروع پاکت سرعت پایین را نشان می دهدکه از طریق هابهایی که معمولاً پاکتهای حداکثر سرعت را به دستگاههای سرعت پایین نمی فرستند استفاده می شود. ازآنجا که تمامی بایتهای PID شامل 4 بیت صفر می شوند، مسیر را در حالت حداکثر سرعتی K ترک می کنند که درست همانند حالت کم سرعت J میباشد واز طریق یک توقف کوتاه درطی زمانیکه هابها خروجی های کم سرعتشان راقادر می سازند دنبال می شود. در حالیکه در حالت Jمانده سپس یک پاکت کم سرعت با شروع یک سینک ترتیبی و بایت PIDو پایان گرفتن دوره کوتاه SEOدنبال می شود. دستگاهای سرعت بالا به جز هابها می توانند به سادگی پاکت PRE و محتویات کم سرعت آن را تا زمانی که آخرین SEO به پاکت جدید می پردازد نادیده گیرند.

[ویرایش] تحلیل گرهای پروتکل USB

در نتیجه پیچیدگی های پروتکل USB، تحلیل گرهای پروتکل USB، ابزار گرانبهایی برای توسعه دهندگان USB هستند. تحلیل گرهای USB قادر به ضبط داده ها در USB و اطلاعات از حالت های گذرگاه سطح پایین به پاکتهای داده های سطح بالا بوده و اطلاعات سطح کلاسی را نمایش می دهند.

Interfaceرابط Receplacle: نهنخ Plug  : دو شاخه Cables: کابلها

Ns: غیر استانداد، به منظورهای خاص و نه در هدایت USB – IF وجود دارند .به علاوه اسمبل های کابل نیز کابلی با Micro – A و نهنج Standard – A مطابق با خصوصیات USB می باشند. دیگر ترکیبات اتصال دهنده ها سازگار نبوده هر چند، بعضی دستگاه ها و کابل های قدیمی تر با متصل کننده Mini – A از طریق USB-IF تأیید می شود، اتصال دهنده Mini –A رد شده و هیچ تأییدیه جدی برای اسمبل ها به منظور استفاده از اتصال دهنده Mini – A مجاز نخواهد بود.

[ویرایش] حداکثر فاصله مفید

حداکثر طول کابل USB 1.1 3 متر (فوت 9.8) می باشد. حداکثر طول کابل USB 2.2 5 متر (16 فوت ) می باشد. حداکثر هابهای متصل به سری ها 5 بوده و حداکثر دستگاههای متصل در کل 127 می باشد. اگر چه یک کابل تکی محدود به 5 متر می شود، USB2.0 به بیش از 5 هاب USB در یک زنجیر طولانی کابلها و هابها اختیارمی دهد. این مورد برای حداکثر فاصله 30 متری (فوتی 98) میان میزبان و دستگاه امکان استفاده از 6 کابل 5 متری (16 فوتی) و 5 هاب را می دهد. در استفاده واقعی، از آنجا که بعضی دستگاههای USB کابلهای توکار برای اتصال به هاب دارند، حداکثر فاصله قابل تفریق 25 متر ( 82 فوت) به علاوه طول کابل دستگاه می باشد. در طولهای بیشتر، عیب یابهای USB از کابل CAT5 استفاده می کنند همانند آنهایی که با Lindy electronic ها می توانند فاصله میان USBرا تا بیش از 5 متر (160 فوت) افزایش دهند. Usb 3.0 طولهای اسمبل کابل تعریف شده‌ای ندارند، جز طولی که بتواند با هر اندازه‌ای تمامی شرایط تعریف شده در این ویژگی را برآورده کند. هر چند شرکت electronic design. com تخمین زد که آن کابلها تا طول 3 متر در حداکثر سرعت محدود می شوند. از آنجا که USB قدرت دستگاهها را برای اتصال به مسیر فراهم می نماید، نوع خاصی از کابل عیب یاب USB ایجاد شده است که شامل یک هاب تک پرتی کوچک می شود که در انتهای یک کابل 5 متری قالب می شود. این مینی هابها کاملاً در کابل به طورجامع هستند در حالیکه نیاز به هیچ هاب حجیم مجزا و هیچ نیروی خارجی ندارند. آنها برای استفاده به مانند کابلهای دو شاخه،بسیار ساده هستند. به دلیل آنکه نیروی گذرگاه محدود می شود، بیشترین ترتیبات عملی شامل چهار کابل عیب یاب تک پرتی، یک کابل 5 متری ساده در انتها و یک هاب چند پرتی برای ساپورت USB میشود. USB یک تامین کننده 5 ولتی در یک سیم تکی از هر USB متصل فراهم می آورد. این خصوصیات برای نه بیشتر از 5025 ولت و نه کمتر از 4075 ولت (%5 ± 57) میان خطوط مثبت و منفی توان باس فراهم می شود. یک واحد لود به صورت 100mAدر USB2.0 تعریف می شود و تا 150mA در USB 3.0 ارتقاء می یابد . ماکسیمم لودهای 5 واحدی (500mA) می تواند از هر پرتی در USB 2.0 که تا 6 (900mA) در USB 3.0 با لا رفته است ،دریافت شود. دستگاههای کم قدرت در حداکثر لود تک واحدی ، با حداقل ولتاژ عامل 404 ولتی در USB2.0 و 4 ولتی در USB3.0 دریافت می شود. دستگاههای پر قدرت حداکثر تعداد واحدهای لود ساپورت شده استاندارد را دریافت میکنند. یک هاب نیرو گرفته باس، در یک واحد لود و انتقالات حداکثر واحدهای لود بعد از آنکه پیکر بندی هاب فراهم شد راه اندازی می شود. هر دستگاهی که به هاب متصل باشد یک واحد لود را بدون توجه به دریافت فعلی دستگاههای متصل به دیگر پرت های هاب دریافت خواهد کرد ( به طور مثال، یک دستگاه متصل به هاب 4 پرتی تنها یک واحد لود راعلی رغم تمامی لودها که به هاب تغذیه می شوند دریافت خواهد نمود) یک هاب خود نیرومند ، خودش حداکثر واحدهای لود ساپورت شده به هر دستگاه متصل به آن را تامین خواهد کرد. یک هاب باطری ای می تواند حداکثر لودهای واحد را به پرت تامین کند. به علاوه VBUS اگر بخش های هاب بی توان باشند یک واحد لود خروجی برای ارتباط تامین خواهد نمود. در مشخصات شارژ باطری ، توان مندیهای جدید به خصوصیات USB اضافه می شود. یک شارژ هاب یا هاست می تواند حداکثر 105A را زمانی که ارتباط در حداقل و یا حداکثر سرعت باشد فراهم نماید. زمانی که ارتباط در حداکثر سرعت باشد ماکزیمم 900mA بوده و زمانی که هیچ ارتباطاتی اتفاق نیفتد حداکثر حد بالاتری از جریان وجود ندارد . یک شارژ اختصاصی می تواند حداکثر 1.5A جریان تامین کند. دستگاه قابل حمل می تواند تا بیش از 1.8A از شارژ اختصاص یافته جریان دریافت کند، شارژ اختصاص یافته سوزنی های D+ و D- را کوتاه می کند و هیچ اطلاعاتی را به آن خطوط ارسال و یا دریافت نمی کند. در حالی که شارژهای بسیار ساده و جریان بالا تولید میشوند. جریان افزایش یافته (شارژ سریع تر) زمانی که هاب / هاست و دستگاهها هر دو مشخصات جدید شارژ را ساپورت کنند رخ خواهد داد.

[ویرایش] پانویس

1. ↑ واژه مصوب فرهنگستان زبان و ادب فارسی برای Universal Serial Bus.
2. ↑ واژه هم‌ارز با Plug and Play، برگرفته شده از:فرهنگ تشریحی کامپیوتر میکروسافت (ویرایش سوم ۱۹۹۸). ترجمهٔ حسین ابراهیم‌زاده قلزم، رضا حسنوی، داریوش فرسایی. چاپ سوم، انتشارات دانشیار، ۱۳۷۹، ISBN 964-91117-6-X. ‏
3. ↑ عملیات توسعه نسخه ۳٫۰ هنوز ( ۱۴ آگوست ۲۰۰۸) ادامه دارد و امید است در سال ۲۰۰۹ کامل شود
4. ↑ Low Speed
5. ↑ Full Speed
6. ↑ High-Speed
7. ↑ Super-Speed
8. ↑ Ultra-wideband (UWB)

‎

[ویرایش] منابع

• مشارکت‌کنندگان ویکی‌پدیا، «Universal Serial Bus»، ویکی‌پدیای انگلیسی، دانشنامهٔ آزاد. (بازیابی در ۲۶ سپتامبر ۲۰۰۸).
• Wireless USB from the USB-IF. بازدید در تاریخ ۲۱ مارس ۲۰۰۹.