Tổng hợp về USB - USB complete

[deep_bluze]

Sau một thời gian dài không đả động gì tới thằng USB, hôm nay lên mạng thấy dân tình đang xôn xao bàn tán về USB, tui xin mạn phép viết một bài về USB cho anh em. Mục đích của bài viết là trao đổi về phương thức USB từ những vấn đề cơ bản nhất, bởi vậy các thứ được đề cập sẽ dần dần ở mức độ tối thiểu nhất. Hehe, các bác cao thủ vào xin chém nhẹ tay.
Chưa bao giờ đăng ký làm thành viên của diễn đàn nên có gì mong anh em thông cảm

[deep_bluze]

Phần 1: TỔNG QUAN VỀ USB
1. CÁC ĐỊNH NGHĨA CƠ BẢN:
USB là một phần cho phép mở rộng các giao tiếp ngoại vi. Để tìm hiểu về USB ta sẽ tìm hiểu các tiêu chuẩn sau:

- USB host (USB chủ): Trong mọi hệ thống giao tiếp USB thì chỉ có một USB host, nó là một bộ điều khiển cho toàn bộ quá trình truyền thông trên mạng. Lấy thí dụ: Giao tiếp giửa USB Disk (ổ nhớ USB) thì máy tính đóng vai trò là USB host. Một Hub(bộ chia) sẽ được gắn trực tiếp vào USB host, từ đó chia ra các ngã cho các thiết bị bên ngoài gắn vào.
- USB Devices: USB devices là tất cả những thiết bị nào gắn vào mạng USB dưới sự điều khiển của USB host. USB devices được chia ra làm hai nhóm: (1) HUB: các thiết bị gọi là HUB là những thiết bị có tác dụng phân chia các nhánh usb(ta cứ tưởng tượng HUB chính là một cái ổ cắm với nhiều chổ cắm ra, ổ cắm này được cắm vào một cái ổ cắm khác, thậm chí cái ổ cắm khác đó lại có thể được cắm vào một cái ổ cắm khác nữa...). Hub cho phép chúng ta mở rộng số lượng các thiết bị có thể cắm vào USB. (2) Function: Các thiết bị dạng function cung cấp các hàm cho hệ thống USB, nó là các thiết bị cuối của đường truyền USB, thí dụ: giao tiếp giữa USB disk với PC thì PC là host, các đầu cắm trên PC là hub, và các cái USB gắn vào đấy là thiết bị Function.
- Vê đặc tính tốc độ và phần cứng:
Giao tiếp USB có cổng bao gồm 4 dây: đó là D+, D-, Vcc, GND.
Tín hiệu giao tiếp sử dụng mã NRZI cụ thể đó là:
Logic 1: D+>2.8V, D- <0.3V. Logic 0: D+ <0.3V, D- >2.8V. Trở kháng dây truyền là Z = 90 ohm.
Với phần cứng như vậy USB hỗ trợ 3 hình thức tốc độ truyền
1. Truyền tốc độ thấp (Low-speed) được giới hạn ở tốc độ 1.5Mb/s.
2. Truyền tốc độ Full(Full-Speed) hỗ trợ lên tới 12Mb/s.
3. Truyền tốc độ cao (High-speed) hỗ trợ tốc độ tới 480 Mb/s.
Khi một devices gắn vào đường truyền usb, ngay lập tức sự nhận diện tốc độ phải được tiến hành. Host nhận diện tốc độ truyền thông với devices bằng cách ở device ta gắn các điện trở treo, cụ thể đó là:
- Nếu điện trở 1.5K được kéo lên 3.3V trên đường dây D+ ở devices có nghĩa là chọn tốc độ truyền Full.
- Nếu điện trở 1.5K được kéo lên 3.3V trên đường D- có nghĩa là chọn tốc độ Low.
Không có điện trở nào kéo lên có nghĩa là chưa có thiết bị devices gắn vào. Điều đấy có nghĩa là điện trở kéo lên chính là dấu hiệu để host biết được có một devices gắn vào. Chú ý rằng trong một số linh kiện ta không cần gắn điện trở kéo lên vì bản thân trong nó đã có điện trở này, việc kéo lên nó ta có thể thực hiện bằng phần mềm.
2. Topo mạng:
Sự kết nố giữa Host và devices trong mạng USB được gọi là tôpô mạng (Bus Topology). Sự kết nối này theo kiểu hình sao, xuất phát từ host, một hub sẽ được nối vào, từ hub này sẽ nối tới function xung quanh nó hay nối tới một hub khác, tiếp đó hub này lại nối với function xung quanh nó hay một hub khác nữa... cứ như vậy ta được tôpô USB là dạng hình sao. Mỗi khi một hub con nối vào hub mẹ sẽ tạo nên một Tier (tầng) thí dụ Host ở Tier 1, Hub trực tiếp với Host là tier2...

[deep_bluze]

3. Sự hoạt động của USB:
USB là một mạng topo có kiến trúc động, tại một thời điểm bất kỳ, có thể có một devices mới được thêm vào hay bớt ra. Bởi vậy phần mềm hệ thống phải được thiết kế để có thể tương thích với sự thay đổi của mạng usb đó.
Mỗi một thiết bị usb đều được host gắn cho một địa chỉ duy nhất. cụ thể host sẽ gắn cho Hub một địa chỉ, bên trong hub sẽ chứa các pipe (ống dẫn chia nhỏ), các pipe này sẽ là đường kết nối tới các function devices gắn trên hub đó. Trên HUB chứa các bit trạng thái thông báo cho host biết rằng có những thiết bị nào được gắn vào nó. Và host sẽ yêu cầu hub truy xuất những bit này để check thông tin.
a) Gắn một thiết bị vào topo:
Khi có một hub được gắn vào topo thì host sẽ cung cấp cho nó một địa chỉ, hub này lập tức mở ra các pipe. Từ các pipe này sẽ chờ để gắn một thiết bị mới vào. Nếu thiết bị được gắn vào là một hub thì quá trình trên lại được tiếp diễn. Nếu thiết bị được gắn vào là function thì sẽ có một phần mềm tương thích để xử lý.
b) Tháo một thiết bị ra khỏi topo:
Khi một thiết bị được tháo ra khỏi một trong số các cổng của hub, hub này sẽ cung cấp một chỉ định tháo rời thiết bị ra khỏi host. Chỉ định này sẽ lập tức được phần mềm chuyên dụng xử lý, nếu thiết bị này là một hub. phần mềm trên host sẽ phải xử lý các cụm hub và các function deviceis đi kèm với nó.
c) Bảng liệt kê (Enumeration):
Bảng liệt kê là một bảng kê các địa chỉ cũng như các thiết bị được gắn vào topo mạng usb, kiểm tra và xử lý việc tháo rời các devices. Vì topo này là động và do vậy bảng liệt kê này cũng là một bảng động.
d) Data Flow Types: (Dòng dữ liệu)
Việc truyền dữ liệu trên mạng USB gồm có 4 kiểu truyền cơ bản:
+ Control Transfer: Truyền điều khiển:
Các dữ liệu điều khiển được sử dụng bởi phần mềm của hệ thống USB để định cấu hình của thiết bị khi lần đầu tiên được gắn vào. Truyền điều khiển có thể đi theo hai hướng Host - Devices hỗ trợ cho việc cài đặt truyền thông. Truyền điều khiển gồm ba giai đoạn là : Setup, Data, Status.
+ Truyền dữ liệu Isochronous: Là kiểu truyền liên tục và thời gian thực, có thể truyền theo hai hướng ví dụ như là Voice qua USB.
+ Truyền dữ liệu ngắt: Chỉ truyền từ devices vào host, dùng truyền gói nhỏ và không liên tục thí dụ như là dữ liệu của chuột USB.
+ Truyền dữ liệu BULK: Dùng để truyền gói lớn và không có tính thời gian thực, tuy nhiên được đảm bảo dữ liệu truyền bằng các sử dụng các khâu kiểm tra lỗi. Nó có thể truyền 2 hướng. Ví dụ điển hình là truyền thông giữa PC và cái USB disk chẳng hạn.

[hoasua_2005]

tiếp tục đi bạn, mình cũng mốn tìm hiểu về usb

[deep_bluze]

4. Nguồn điện nuôi:
Một lợi thế của các thiết bị gắn vào topo usb đó là bản thân HOST usb đã cung cấp nguồn điện nuôi cho cả topo, với điều kiện là dòng điện cung cấp thõa mãn các chế độ sau:
- Low Power: Dòng cung cấp 100mA, điện áp trong khoảng 4.4V - 5.25V.
- High Power: Dòng cung cấp 500mA, điện áp trong khoảng 4.75-5.25V.
Ngoài ra nếu một thiết bị tiêu thụ dòng lớn hơn định mức trên thì thiết bị đó có thể sử dụng nguồn của chính nó, người ta gọi là self Power.
Bởi vậy trên thị trường một số các loại đèn LED chỉ cần cắm vào cổng USB là phát ra ánh sáng.
Các mạch nạp vi điều khiển thông qua cổng USB hay các kit phát triển có cổng usb thường có một jack chuyển nguồn, có thể lấy nguồn từ chính usb host hoặc từ adaptor cung cấp bên ngoài.

[nguyenthinho]

Ôi sao bạn không post tiếp. MÌnh đang mong phần tiếp theo nè. Thank bạn nhiều nha.

[phamthehiep]

post tiếp đi bạn!!! sao lại ngưng vây??

[mjnhtamhn]

uh the ban post file usb complete len di.

[nvt_a8hp]

Còn chế độ high-speed thiết lập thế nào bạn ơi?? Mình đọc usb in nutshell mà không hiểu lắm

[ngocha`]

Bạn nào muốn chép nhạc vào USB có hình như cái đỉa thì
VD : như ( hài , clip karaoke , nhửng đoạn phim tải trên mạng hay dùng máy quay phim ....) để cho đầu đỉa đọc thì liên hệ mình nhe !
VD như đầu đỉa ( DVD ,EVD . ariang, sonca , đầu 5 số, 6 số )
Thì liên hệ SDT : 016853895773
Mình rất vui lòng hướng dẩn các bạn !