Revisões. USB Universal Serial Bus. USB Universal Serial Bus. USB Universal Serial Bus. USB Universal Serial Bus. USB Universal Serial Bus

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2003/04 ©Helena Sarmento 1

Revisões

• Porto paralelo • Norma IEEE 1284

– Modos: compatibilidade, nibble, byte, ECP e EPP

USB – Universal Serial Bus

• Tem como objectivo substituir as ligações através de RS 232 e de

porto paralelo

• É uma especificação que funciona “de facto” como uma norma (de facto standard). Versão actual 2.0 (www.usb.org).

• Foi desenvolvida por um conjunto de fabricantes (Intel, HP, Microsoft, NEC, Agere Systems, Philips) que se associaram em 1995 para promover a utilização de periféricos com esta interface • Os computadores actuais têm todos portas USB • Existem muitos periféricos com esta interface: impressoras,

digitalizadores (scanners), ratos, joysticks, máquinas fotográficas digitais, webcams, microfones, telefones, dispositivos de

armazenamento (zips), modems, adaptadores de rede (ethernet, WI-FI, bluetooth), etc

USB – Universal Serial Bus

! Barramento controlado pelo processador

(host)

! Topologia em estrela com 7 camadas possíveis

! Até 127 periféricos ligados no barramento

USB – Universal Serial Bus

• Para além do nível físico define funcionalidade de camadas superiores do modelo OSI: mensagens e transacções • Tem mecanismos de plug and pay: o host detecta que um

dispositivo foi ligado e instala o respectivo driver

• As transferências de dados podem ser síncronas (high speed) ou assíncronas (low e full speed)

USB – Universal Serial Bus

• Interface mecânica

– Débitos binários de:

• High Speed 480 Mbps (Versão 2.0) • Full Speeed 12 Mbps (Versão 1.1) • Low Speed 1,5 Mbps (Versão 1.1)

– Para 480 Mb/s e 12 Mb/s é obrigatório utilizar cabo blindado com um par entrançado e dois condutores para a alimentação

– Para 1,5 Mb/s é recomendada, mas não obrigatória, a utilização de par entrançado

– Host e hubs (versão 2.0) têm de permitir os 480 Mb/s, mas os dispositivos não.

USB – Universal Serial Bus

– Fichas GND 4 D+ 3 D-2 VBUS(5V) 1 Função Terminal

Foram também definidas fichas mais pequenas mini-B e mini-A (telemóveis, PDAs, etc)

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USB – Universal Serial Bus

– Cabos (12 Mbps e 480 Mbps)

Drain wire: shield das fichas e ligação ao chassis Impedância: 90 ±15% Ω

USB – Universal Serial Bus

Transceiver: 1,5 Mbps, 12 Mbps e 480 Mbps LS/FS driver LS/FS receptor HS receptor HS driver LS/FS 2003/04 ©Helena Sarmento 9

USB – Universal Serial Bus

Driver de corrente 17,78 mA

Transferência de 480 Mbps num transceiver com 1,5, 12 e 480 Mbps

receptor diferencial com terminação de cada fio para a massa com 45 Ω

USB – Universal Serial Bus

Transferência de 1,5, e12 Mbps num transceiver com 1,5, 12 e 480 Mbps

Receptores single-ended: indicação de EOP (End-of-Packet), de ligar e desligar, de ritmo de transmissão, de reset e de resume.

USB – Universal Serial Bus

Diferença para USB 1.1: RS VOH ≥2,8 V (15 kΩpara GND) VOL ≤0,3 V (1,5 kΩpara +3,6 V) |VDI | > 200 mV VDI VI VI VIH ≥2.0 V VIL ≤0,8 V

USB – Universal Serial Bus

Indica dados inválidos (|VDI | < 100 mV)

Indica que a transmissão de 480 Mbps está desligada (|VDO |≥625 mV)

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USB – Universal Serial Bus

O dispositivo indica o seu ritmo de transmissão com a resistência Rpu:

1,5 Mbps: Rpu ligada a Data + 12 Mbps: Rpu ligada Data – 480 Mbps: Rpu desligada O hub ou host implementa os três ritmos e detecta o ritmo dos dispositivo.

480 Mbps: inicialmente comunicação a 12 Mbps (pull-up em Data -), depois Rpu desligada

USB – Universal Serial Bus

• No nível acima da camada física, o protocolo define – Transacções constituídas por pacotes de vários tipos

• Token packet (cabeçalho) • Optional packet (informação) • Status packet ( para ack e erros)

– que são constituídos por vários campos:

• Sync: sincronismo • PID: tipo de pacote • ADDR: endereço • ENDP: end point • CRC: código de correcção de erros • EOP: Fim do pacote

Firewire

• Interface série, desenvolvida pela Apple. A primeira especificação data de 1987.

• Norma IEEE1394 (1995)

• Débitos de 100, 200, 400 (1394a) e 800 (1394b) Mbps

• Utilizada por: Apple, Sony, Adaptec, Creative, etc

• USB é uma tecnologia mais básica (foi iniciada em 95) e mais limitada, mas apareceu como alternativa, e está muito mais divulgada

Firewire

• Dois tipos de ambiente: backplane e cabo • Topologia em árvore.

Firewire

• Cada equipamento pode ter:

– uma porta é (terminal)

– duas portas (repetidor: ligação em cadeia)

– várias portas ( ramificação)

• Até 63 dispositivos num barramento

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Firewire

• Interface mecânica

– Cabo: par entrançado, blindado

Zo= 110±6 Ω 2003/04 ©Helena Sarmento 21

Firewire

• Interface mecânica – Fichas: 6 terminais (1394b: 9 terminais) Blindagem exterior --Shield TPA+ 6

Dados na recepção, strobe na emissão

TPA-5 TPB+ 4

Strobe na recepção, dados na emissão TPB-3 GND e blindagem interior Ground 2 24 V sem carga Power 1 Descrição Sinal Terminal 2003/04 ©Helena Sarmento 22

Firewire

Historial

• 1973 - A Xerox Corporation Palo Alto Research Center iniciou o desenvolvimento da topologia de um LAN.

• 1976 - A Xerox construiu um sistema CSMA/CD para ligar 100 estações de trabalho (workstations) num cabo de 1 km com um ritmo de transmissão de 2.94 Mbps.

• 1980 – A DEC, a Intel Corporation e a Xerox disponibilizaram uma norma (de facto) para ligação a 10 Mbps. Esta norma serviu base da norma IEEE 802.3.

• 1983 - IEEE 802.3 10Base5; 1986 –10Base2; 1991 10BaseT; 1994-1995 10BaseF; 1995 Ethernet a 100 Mbps; 1998 Gigabit Ethernet a 1 Gbps; e em 2002 Gigabit a 10 Gbps.

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Norma IEEE (802.2 e 802.3) e modelo OSI

Ethernet

FCS (Frame Check Sequence)

Sequenciamento dos dados Preâmbulo

Controlo de fluxo e de erros Endereçamento dos nós (DSAP e SSAP)

802.2 (DLC) 802.3 (DLC)

Norma IEEE 802.3 MAC (Medium Acces Control):

– Trata colisões, enviando sinal (jam); realiza backoff.

– Evita colisões – Recebe tramas – Envia tramas

PLS (Physical Signalling):

– Define ritmos de transmissão, tipos de codificação e métodos de sinalização

PMA (Physical Media Attachement):

– Define meio de transmissão (cabo coaxial, par entrançado, fibra óptica)

Ethernet

AUI MDI Meio PMA MAC PLS MAU

MDI -Medium Dependent Interface AUI - Attachment Unit Inteface MAU Medium Attachment Unit

(transceiver)

Ethernet

Hardware

• NIC – Network Interface Card – Inclui em firmware o camada

MAC • Transceivers

– Recebem o sinal digital do nó (NIC) e envia-o para o cabo (meio – ether) em banda de base

– Recebem o sinal em banda de base do cabo e envia o sinal digital para o NIC

• Transceiver externo ao NIC (10BASE5)

• Transceiver e NIC na mesma placa(10BASE2, 10BASET)

Ethernet

• 10BASE5 - Standard or thick-wire Ethernet (803.3)

– Utilizada no início (1980) e ainda às vezes como backbone porque o cabo coaxial é barato e a boa blindagem permite distâncias grandes.

MAU Medium Attachment Unit (transceiver) NIC Network Interface Card

Ethernet

• Ficha DB15 para ligação do nó (NIC) ao

transceiver

• Comprimento máximo do cabo AUI 50m • Mínima distância entre MAUs: 2,5m • Terminador do cabo coaxial: tipo N • Comprimento máximo do segmento: 500

m

• Número máximo de nós ligados ao segmento: 100;

• Número máximo de nós na rede: 1024 • Número máximo repetidores entre nós: 2 • Terminação dos dois lados: 50 Ω

• Terminação de um lado ligada à terra

AUI Attachment Unit Inteface

• Cabo coaxial grosso:

• Ligação do transceiver (MAU) ao segmento:

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• Ficha de ligação tipo N

Ethernet

• 10BASE2 (Thinnet ou thin-wire Ethernet)

– Cabo coaxial (50 Ω) com apenas uma camada de blindagem – Conectores BNC de ligação do cabo ao NIC

– Transceiver e NIC na mesma placa – Ligação directa ao segmento da Ethernet

Ethernet

• Comprimento máximo do segmento: 185 • Número máximo de nós ligados ao segmento: 30 • Mínima distância entre nós: 0,5m

• Terminador do cabo coaxial: tipo N • Número máximo de nós na rede: 1024 • Número máximo repetidores: 4 • Terminação de 50 Ωnum lado ligada à terra

Ethernet

• 10BASET (Twisted-pair Ethernet)

Tipologia em estrela Ligação habitual através de hub

Ethernet

• 10BASE T (Twisted-pair Ethernet)

– Hub com transceiver: detecção da colisão no hub (o hub detecta que está a receber dados enquanto está a transmitir) – Cabo: par entrançado (Cat-5 UTP ) e ficha RJ45

– Par entrançado com terminação de 100 Ω – Comprimento máximo 100m – Máximo número de repetidores: 4 – Máximo numero de nós num segmento: 2

NC NC RD-NC NC RD+ TD-TD+ 8 7 6 5 4 3 2 1