Mengenal USB (Universal Serial Bus)

USB (Universal Serial Bus) dirancang untuk menghubungkan perangkat seperti mouse, keyboard, scanner, kamera digital, printer, hard disk, dan komponen networking ke PC. Hal ini telah menjadi metode koneksi standar untuk berbagai perangkat.

Universal Serial Bus (USB) adalah spesifikasi untuk membangun komunikasi antara perangkat dan sebuah host controller (komputer biasanya personal). Saat ini USB telah menggantikan berbagai antarmuka PC sebelumnya (seperti RS-232 port serial atau paralel). Karena kemampuan untuk memasok listrik ke preipheral perangkat USB sering digunakan sebagai pengisi daya untuk perangkat portabel.

Arsitektur sistem USB terdiri dari sebuah host controller, sebuah port USB, dan beberapa perangkat yang terhubung. Hub USB tambahan dapat dimasukkan memungkinkan bercabang menjadi struktur pohon dengan sampai lima tingkat tier. USB dapat menghubungkan peripheral komputer seperti mouse, keyboard, kamera digital, PDA, ponsel, printer, personal media player, flash drive, GPS, Jaringan Adapter, dan hard drive eksternal. Bagi banyak orang perangkat USB telah menjadi metode koneksi standar.

Antarmuka USB ditujukan untuk menghilangkan kebutuhan untuk menambahkan kartu ekspansi ke PCI komputer atau PCI-Express bus, dan meningkatkan kemampuan plug-and-play dengan memungkinkan perangkat untuk bertukar panas atau ditambahkan ke sistem tanpa reboot komputer.

Konektor USB

Ada beberapa jenis konektor USB. Konektor dipasang pada host atau perangkat disebut wadah, dan konektor yang melekat pada kabel disebut steker. Asli Spesifikasi USB rinci Standar-A dan colokan standar-B dan wadah. Saat ini ada 7 konektor USB dikenal: Standar-A, Standar-B, Mini-A, Mini-B, Micro-A, Micro-AB, Micro-B. Mini-USB pinout dan Micro-USB pinout yang sedikit berbeda: standar USB menggunakan 4 pin sedangkan Mini-USB dan Micro-USB menggunakan 5 pin konektor. Pin tambahan digunakan sebagai indikator kehadiran perangkat yang terpasang. 

Sinyal USB pinout.

USB adalah serial bus. Menggunakan 4 kabel terlindung: dua untuk daya (+ 5V & GND) dan dua untuk sinyal data diferensial (diberi label sebagai D + dan D- di pinout). NRZI (Non Return to Zero Invert) skema pengkodean yang digunakan untuk mengirim data dengan bidang sync untuk sinkronisasi host dan receiver jam. Dalam USB + data kabel data dan sinyal Data- ditransmisikan pada twisted pair. Tidak ada penghentian diperlukan. Half-duplex diferensial sinyal membantu untuk memerangi efek noise elektromagnetik pada baris lagi. Berlawanan dengan kepercayaan populer, D + dan D- beroperasi bersama; mereka tidak terpisah koneksi simplex. USB 2.0 menyediakan untuk panjang kabel maksimal 5 meter untuk perangkat yang menjalankan di Hi-Speed. 

Modus transfer USB.

Mendukung Control, Interrupt, Bulk dan mentransfer isochronous mode.

Interface USB: USB 1.0, USB 2.0, USB 3.0.

Ada tiga versi USB dikenal saat ini:

• USB 1.0
Dirilis pada tahun 1996. Menentukan kecepatan data 1,5 Mbit / s (Low-Bandwidth, sebagian besar digunakan untuk Human Input Device (HID) seperti keyboard, mouse, joystick dan sering tombol pada perangkat kecepatan yang lebih tinggi seperti printer atau scanner) dan 12 Mbit / s (full-Bandwidth). Saat ini masih digunakan digunakan oleh beberapa perangkat yang tidak perlu kecepatan transfer data yang lebih cepat.
• USB 2.0
Dirilis pada tahun 2000. Selain USB 1.0 menambahkan tingkat 480 Mbit / s sinyal (Hi-Speed). Kompatibel dengan USB 1.0, namun beberapa perangkat keras yang dirancang untuk USB 2.0 mungkin tidak bekerja dengan kontroler USB 1.0.
• USB 3.0
Dirilis pada tahun 2008. Menambahkan kecepatan transmisi hingga 5 Gbit / s (SuperSpeed). USB 1.0 dan USB 2.0 saham yang sama konektor pinout, USB 3.0 pinout fitur konektor baru. Sebuah perangkat USB harus menunjukkan kecepatan dengan menarik baik D + atau jalur D- tinggi 3,3 volt. Ini menarik resistor pada akhir perangkat juga akan digunakan oleh host atau hub untuk mendeteksi keberadaan perangkat yang terhubung ke port-nya. Tanpa pull up resistor, USB menganggap tidak ada yang terhubung ke bus. Dalam rangka membantu pengguna untuk mengidentifikasi kecepatan maksimum perangkat, perangkat USB sering menentukan kecepatan pada sampulnya dengan salah satu USB logo pemasaran khusus. Bila perangkat baru pertama plugs, tuan rumah menyebutkan dan memuat driver perangkat yang diperlukan untuk menjalankannya. Pemuatan driver yang sesuai dilakukan dengan menggunakan kombinasi yang disediakan oleh perangkat keras yang melekat PID / VID (Produk ID / Vendor ID). Kontroler USB host memiliki spesifikasi sendiri: UHCI (Universal Host Controller Interface), OHCI (Open Host Controller Interface) serta USB 1.1, EHCI (Enhanced Host Controller Interface) yang digunakan dengan USB 2.0.

Daya Perangkat USB.

Konektor USB menyediakan kawat 5 volt tunggal dari mana perangkat USB yang terhubung mungkin kekuatan sendiri. Segmen tertentu bus ditentukan untuk memberikan hingga 500 mA. Hal ini sering cukup untuk kekuatan beberapa perangkat, meskipun anggaran ini harus dibagi di antara semua perangkat hilir hub unpowered. Perangkat bus-powered dapat menggunakan sebanyak kekuasaan yang sebagaimana diizinkan oleh port terhubung ke.

Bus-powered hub dapat terus mendistribusikan bus yang disediakan kekuatan untuk perangkat yang terhubung tetapi spesifikasi USB hanya memungkinkan untuk tingkat satu perangkat bus-powered dari hub bus-powered. Ini mengizinkan koneksi dari hub bus-powered lain. Banyak hub meliputi pasokan listrik eksternal yang akan daya perangkat yang terhubung melalui mereka tanpa mengambil kekuasaan dari bus. Perangkat yang membutuhkan lebih dari 500 mA atau lebih tinggi dari 5 volt harus menyediakan kekuatan mereka sendiri.

Ketika perangkat USB (termasuk hub) yang pertama kali terhubung mereka diinterogasi oleh host controller, yang bertanya setiap kebutuhan daya maksimum mereka. Namun, tampaknya bahwa setiap beban yang terhubung ke port USB dapat diobati oleh sistem operasi sebagai perangkat. Sistem operasi host biasanya melacak kebutuhan daya dari jaringan USB dan dapat memperingatkan operator komputer ketika segmen tertentu memerlukan daya lebih dari yang tersedia dan dapat menutup perangkat untuk menjaga konsumsi daya dalam sumber daya yang tersedia. 

Penggunaan Daya USB.

Bus-powered hub: Menggambar Max 100 mA pada daya dan 500 mA normal.

Self-powered hub: Menggambar Max 100 mA, harus memasok 500 mA untuk masing-masing port.

Daya rendah, fungsi bus-powered: Menggambar Max 100 mA.

Daya tinggi, bus-powered fungsi: hub Diri bertenaga: Menggambar Max 100 mA, harus memasok 500 mA untuk masing-masing port.

Self-powered fungsi: Menggambar Max 100 mA.

Perangkat Suspended: Max 0.5 mA 

Dedicated Modus Charger.

Sebuah USB charger sederhana harus memasukkan 200 Ohm resistor antara D + dan D- kabel (kadang-kadang shortcircuit D + dan D- bersama-sama cukup). Perangkat kemudian tidak akan mencoba untuk mengirim atau menerima data, namun dapat menarik sampai 1.8A, jika pasokan bisa menyediakannya. 

Tegangan USB.

Disediakan tegangan oleh host atau port hub bertenaga adalah antara 4,75 V dan 5,25 V. drop tegangan maksimum untuk hub bus-powered adalah 0,35 V dari host atau hub ke hub port output. Semua hub dan fungsi harus mampu mengirim data konfigurasi pada 4,4 V, tetapi hanya fungsi-daya rendah harus bekerja pada tegangan ini. Tegangan operasional normal untuk fungsi minimum 4,75 V. Pelindung Kabel USB.

Pelindung hanya harus terhubung ke Ground di host.