USB-порт. Flash-Память (стр. 4 из 5)
· Специальные.
o PRE -предшествует низкоскоростной передаче данных.
Устройствана шине USB делятся на вед
ущие и ведомые. Фактически, ведущих устройств на шинеможет быть только одно, и таковым является хост. Все передачи данныхинициируются хостом в соответствии определенной временной программой.Функциональные устройства сами не могут инициировать передачу, а лишь отвечаютна запросы хоста. Обмен данными возможен только между хостом и устройством, ине возможен на прямую между устройствами подключенными к шине (это означает,что в принципе в первую очередь USB - это шина вывода. Позже мы поймем почему).Транзакции на USB шине состоят из двух-трех актов: посылки пакета маркера,определяющего, что будет следовать дальше (тип транзакции, адрес устройства иего конечную точку), пакета данных (опционально), и пакета статуса транзакции (дляподтверждения нормального выполнения операции или сообщения об ошибке).Мыне станем опускаться в рассмотрении до уровня кадров и микрокадров, так как этосовсем не помешает понять нам общие принципы работа шина.
Физическиеканалы связи организуются концентраторами и соединительными проводами. Сконцентраторами мы уже почти разобрались ранее. Провод использующийся дляподключения USB устройств представляет собой экранированную витую пару. Длявысокоскоростных устройств предъявляются высокие требования к ее качеству.Низкоскоростные к этому элементу физического интерфейса относятся не критично,и без проблемно могут функционировать на неэкранированном невитом проводе.Всего в USB кабеле используется 4 проводов.
Двадля передачи сигнала и два для п
одачи напряжения. Для подключенияустройств предназначены соединители двух типов: типа "A" и типа"B". Как мне кажется создание двух различных видов коннекторов было необходимодля того, что бы избежать излишней путаницы при подключении устройств изащититься от дурака, лишив его возможности подключить что-либо не так. Крометого, они характеризуются различным усилием необходимым для вставки и силойудержания в разьеме.Коннекторытипа "А" используются для подключения к компьютеру, обеспечиваютжесткое и надежное крепление и не предназначены для частогоподключения/отсоединения.
Соединителиже типа "B", наоборот, нужны в тех местах, где существуетнеобходимость частого подключения/отключения, и применяются они со стороныпериферии.
Вживую они вот так смо
трятся.
Крометого в новой версии USB определен коннектор miniUSB типа "B".
Онпредназначен для применения на малогабаритных устройствах типа мобильныхтелефонов, фотоаппаратов, плееров,
где нет возможности разместитьстандартный полноразмерный разъем. (По совершенно непонятным для меня причинам,с доступностью кабелей miniUSB ситуация обстоит не лучшим образом: и хотя этоочень распространенный в последнее время тип подключения, достать его зачастуюочень проблемно, а если и возможно, то за него просят порой 10-20$, при том чтос обычной вилкой типа "B" можно приобрести на каждом углу за 1$. Этои собственное наблюдение, и опыт общения с людьми в разных городах и странах)От мелкой периферии, типа клавиатур, мышек, где размещение соединительныхразъемов неудобно да и вообще глупо, кабель может вообще не отсоединятся.Конструктивно разъемы задуманы так, что сначала происходит соединение шиныпитания, потом шины данных.Поподписям D+ и D- на схеме кабеля должно быть вы уже догадались, что USBиспользует дифференциальную передачу (впрочем, каждый порт помимодифференциального приемника имеет еще и линейные для каждого сигнала), добавлюеще что применяется потенциальное кодирование по методу NRZI (Non Return toZero Invert to ones, без возвращения к нулю с инверсией для единиц) ибитстаффинг для улучшения самосинхронизирующихся свойств потока. Это в общем.Глубже мы не станем вдаваться. Совершенно ни к чему.
Подключаемыеустройства, потребляющие небольшой ток, могут быть запитаны от шины USB.Максимальный ток, который может обеспечить шина равен 500 мА. Это ток,доступный всем устройствам на шине, а не, как приходит некоторым в голову, накаждое из 127 возможных устройств (при этом на стадии подключения и конфиг
урирования потребляемый ток не должен превышать 100 мА, в противномслучае устройство просто не будет инициировано). Для увеличения доступноймощности питания на шине, концентраторы могут оснащаться своим собственнымблоком питания, однако такое решение не популярно.Теперь,обладая необходимым минимумом сведений об шине USB, устройствах протоколах ипр. можно попробовать в общих чертах разобраться с тем как же все это работает.
Итак,к шине подключено новое устройство. Наверняка вы задавались вопросом, какимобразом происходит обнаружение. Ответ прост: обнаружение устройства, а также иего скоростной режим определяется по скачку напряжения, который имеет местобыть при включении на шине данных. Этот скачок создается подключением резисторак напряжению 3.3 В. Для низкоскоростных устройств этот резистор подключается кшине D-, для полно- и высокоскоростных - к шине D+. Обычно тот резисторделается программно управляемым для того, что бы после обнаружения устройстваего можно было отключить и сбалансировать линию. Итак, новое устройствоподключено и обнаружено.
Конфигурированиеосуществляется через конечную точку с номером 0 (для любопытных можно сказать,что обмен информацией в этот момент происходит в полноскоростном режиме!).Загружаются необходимые драйверы. Устройство готово к работе.
Обменданными. Случай первый: передача от хоста к устройству. В принципе, никакойсложности нет. Как только такая необходимость возникла, хост может инициироватьпередачу. Для этого он посылает устройству пакет out (в знак того, что данныебудет передавать он), затем посылает сами данные, а затем приним
ает пакет ACK, подтверждающий, что данные устройством получены без ошибок(если это не изохронный тип передачи, для которого подтверждение непередается).Обменданными. Случай второй: от устройства к хосту. У устройства возникланеобходимость передать данные. НО! Оно не может никаким образом дать знать обэтом хосту. Таких средств в USB просто не предусмотрено. Для того, что бывыполнить такую передачу, хост должен обратиться у устройству с вопросом, неимеет ли оно желание чего-либо ему сказать (послав пакет in). В ответ на чтоустройство вышлет ему имеющиеся данные и дождется получения подтверждения(снова же, если ведется не изохронная передача). Соответственно, если хост необратиться с таким вопросом, то данные никогда не будут переданы.
Обменуправляющей информацией. В принципе имеет ту же логику, но используетсяпередача типа управление и канал сообщений и специальные пакеты.
Вовремя простоев в энергосберегающих целях устройства переводятся в состояниеsuspend (и выход из этого состояния, передача информации о пробуждении -единственный случай, когда устройство может стать инициатором транзакции).Вообще состояний в которых может пребывать устройство гораздо больше, но этоосновное из того, что нам было необходимо знать для формирования общегопредставления о принципах работы.
Флэш-память
Следует признать тот факт, чтоцифровые технологии все шире входят в нашу жизнь. За последние пять летпоявилось множество различных МРЗ-плееров, камер, карманных компьютеров идругой цифровой аппаратуры. А все это стало возможным благодаря созданиюкомпактных и мощных процессоров. Однако при покупке какого-либо устройства,помещающегося в кармане, не стоит ориентироваться лишь на процессорнуюмощность, поскольку в списке приори тетов она стоит далеко не на первомместе.При выборе портативных устройствсамое важное, на мой взгляд - время автономной работы при разумных массе иразмерах элемента питания. Во многом это от памяти, которая определяет объемсохраненного материала, и, продолжительность работы без подзарядки аккумуляторов.Возможность хранения информации в карманных устройствах ограничиваетсяскромными энергоресурсами Память, обычно используемая в ОЗУ компьютеров,требует постоянной подачи напряжения. Дисковые накопители могут сохранятьинформацию и без непрерывной подачи электричества, зато при записи и считыванииданных тратят его за троих. Хорошим выходом оказалась флэш-память, неразряжающаяся самопроизвольно. Носители на ее основе называются твердотельными,поскольку не имеют движущихся частей. К сожалению, флэш-память - дорогоеудовольствие: средняя стоимость ее мегабайта составляет 2 доллара