Protocolo USB CDM /11/2012 Autor: Ing. Jorge R. Osio 1

Transcripción

1 Protocolo USB CDM

2 Temario Prestaciones del protocolo Principales características Elementos de una transferencia USB Enumeración de dispositivos 2

3 Prestaciones del protocolo Soporta variedad de dispositivos periféricos(mouse, impresora, etc) Configuración automática Cables estándar No requiere suministro de potencia 3

4 Principales características Implementación Física A nivel de alimentación: Tensión nominal 5v Resistencia de terminación en línea de datos Detectael puerto Determina la config. 1,5 o 12Mbits/s 4

5 Principales características Implementación Física A nivel de señal: Impedancia característica de 90 Ohm Velocidad a 12Mbits/s o a 1,5Mbits/s El reloj se transmite en el flujo de datos 5

6 Principales características Implementación Física A nivel eléctrico: Señal en 2 líneas D+ y D- Alimentación y tierra en otras 2 líneas 6

7 Principales características Velocidad de Transferencia USB 1.0 define low and full speed USB 2.0 permite una velocidad de Bus de 480 Mbits/seg. Transferencia a 53 MBytes/seg 7

8 Principales características USB On-The-Go Es una forma de conectar los periféricos directamente entre sí y con otros periféricos USB On-The-Go (OTG) Suplemento para la especificación USB 2.0 Limitada capacidad de función de host. 8

9 Principales características Componentes del Bus Host USB Realiza el manejo de las comunicaciones sobre el bus Conectores y Cables 3 tipos de conectores Cable de 4 líneas Periféricos Dispositivos HID, Mass Storage, otros hubs Root Hub USB Tiene varios conectores Detecta dispositivos conectados Rutea datos entre dispositivos y host 9

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11 Elementos de una transferencia USB Endpoint: Buffer de almacenamiento de datos Pipes: Asociación entre un endpoint y el soft del host Tipos de transferencias Trasferencias y transacciones. Características de un Bloque en una transferencia Fases de una transacción. Chequeo de error. 11

12 Elementos de una transferencia USB Endpoints El tráfico viaja desde o hacia los endpoints Contiene datos recibidos o datos a ser transmitidos La dirección de un endpoint está compuesta por el número de endpoint y su sentido Número de 1 a 15 Sentido: in para transmisión (out) para recepción Endpoint de transferencia de control in-out 12

13 Elementos de una transferencia USB Pipes o tuberias Asociación entre endpoint y host (canal de comunicación) Durante el proceso de enumeración se establecen pipes. Si el dispositivo es removido del bus, el host remueve las tuberías El dispositivo tiene control de las pipes mediante el endpoint cero 13

14 Elementos de una transferencia USB Tipos de transferencias De control Bulk Interrupt Isochronous 14

15 Elementos de una transferencia USB Tipos de transferencias Transferencia de control: La utiliza el host para la enumeración Permite establecer la dirección, seleccionar configuraciones. Todo dispositivos usb debe contener este tipo 15

16 Elementos de una transferencia USB Tipos de transferencias Transferencia Bulk: Se usa para transferencia masiva de datos Acceso a archivos de un dispositivos Envío de datos a impresoras Es la transferencia más rápida Solo se aplica a dispositivos full y high speed 16

17 Elementos de una transferencia USB Tipos de transferencias Transferencia Interrupt: La utilizan dispositivos que requieren la atención del host periódicamente Es la única forma de transferencia en dispositivos low speed Muy utilizada por teclados o mouses 17

18 Elementos de una transferencia USB Tipos de transferencias Transferencia Isochronous: tienen asegurado el tiempo de envío No posee corrección de errores Se utiliza para reproducción de audio y video en tiempo real SE usa para aplicaciones que aceptan errores en forma ocasional Soportada por dispositivos full y high speed 18

19 Tipo de transferencia Control Bulk Interrupt Isochronous Uso Típico Identificación y configuración. Escáner, dispositivos mass storage. Mouse, keyboard. Audio y video en tiempo real. Requerido Sí. No. No. No. Usa low speed? Dirección del flujo de datos Corrección de errores Tasa de transferencia garantizada? Sí. No. Sí. No. IN y OUT. In - OUT. In - OUT IN - OUT Sí. Sí. Sí. No. No. No. No. Sí. Latencia garantizada? No. No. Sí. Sí. 19

20 Elementos de una transferencia Trasferencias y transacciones Transferencia: Es el proceso de establecer y transportar las solicitudes de comunicación Cada transferencia se forma por una o varias transacciones Cada Transacción está formada por 1, 2 o 3 paquetes Cada transacción incluye: identificación, chequeo de errores información de control todos los datos a enviar Una transacción no puede ser interrumpida 20

21 Elementos de una transferencia Características de un Bloque en una transferencia Fases de una transacción: paquetes de Token El PID indica el tipo de transacción: SETUP, IN, OUT o comienzo del frame. paquetes de datos el host o el dispositivo trasfiere cualquier tipo de información en el paquete de datos. Paquetes Handshake El host o el dispositivo envía un código que indica el estado de la transferencia, si resultó exitosa u ocurrió algún tipo de error. 21

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23 Control. Tipo de transferencia Bulk. Interrupt. Isochronous. Setup. Data. Estado. Transacción Una transacción. Cero o más transacciones Una transacción. Una o más transacciones. (IN - OUT). Una o más transacciones. (IN - OUT). Una o más transacciones. (IN - OUT). Fases (Paquetes) Token. Data. Handshake. Token. Data. Handshake. Token. Data. Handshake. Token. Data. Handshake. Token. Data. Handshake. Token. 23 Data.

24 Elementos de una transferencia Chequeo de error Se incorpora a cada paquete, bits para el chequeo de errores. Los bits para el chequeo de errores son calculados utilizado el algoritmo llamado comprobación de redundancia cíclica (CRC) 24

25 Enumeración de dispositivos Proceso de enumeración. Descriptores. 25

26 Enumeración de dispositivos Proceso de enumeración Transferencia del tipo de control utilizando el endpoint cero Asigna dirección al dispositivo Carga el controlador del dispositivo Selecciona la configuración de alimentación Selecciona enpoints 26

27 Enumeración de dispositivos Proceso de enumeración Pasos de la enumeración: Detección de conexión o desconexión mediante endpoint in El host interroga al root hub sobre dispositivos El host envía solicitudes al hub El hub establece la comunicación El host enumera el dispositivo (transferencia de control) Para terminar el dispositivo responde al host lo pedido 27

28 Enumeración de dispositivos Descriptores. Los descriptores son bloques de información Cada descriptor contiene información específica del dispositivo Solicitudes de enumeración: Todo el dispositivo Cada configuración Configuración de interfaz Endpoints de cada interfaz 28

29 bdescriptor Tipo descriptor. Requerido? 01h Dispositivo. Sí. 02h Configuración. Sí. 03h string No. Texto descriptivo opcional. 04h Interfaz. Sí. 05h 06h 07h Endpoint. device qualifier. other_speed_configuration No, si el dispositivo únicamente usa endpoint 0. Sí, para dispositivos que soportan full y high speed. Sí, para dispositivos que soportan full y high speed. 08h interface_power No. 09h OTG Solo para dispositivos OTG. 0Ah debug No. 0Bh interface_association Autor: Ing. Jorge R. Osio Para dispositivos compuestos. 22/11/