Borna66
03-15-2009, 07:00 PM
سادگی استفاده:
ساده‌بودن استفاده از Interface مهم‌ترين هدف طراحان USB بوده است از جمله عواملي كه باعث سادگي كار با USB شده است عبارتند از:
1- استفاده از يك Interface استاندارد و يكسان براي تمامی وسايل جانبی
2- تنظيم اتوماتيك:
تنظيم اتوماتيك به اين صورت است كه وقتي كه كاربر يك وسيله جانبي USB را به پورت يك كامپيوتر روشن وصل مي‌كند، ويندوز به صورت اتوماتيك وسيله را شناسايي مي‌كند. حال اگر اولين باري باشد كه اين وسيله USB را به كامپيوترتان اضافه كرده‌ايد، ويندوز درايو وسيله را از شما مي‌خواهد و آن را به طور اتوماتيك نصب و پيكر‌بندي مي‌كند. كاربران هيچ نيازي به اجراي برنامه Setup و يا reset كردن سيستم خود قبل از استفاده از وسيله اضافه شده ندارند.
3- عدم نياز به تنظيمات توسط كاربر:
ابزارهاي USB هيچ نيازي به انجام تنظيمات توسط كاربر، مانند تنظيم آدرس پورت و يا IRQ ندارند. ويندوز به طور اتوماتيك يك IRQ آزاد را به دستگاه USB شما اختصاص مي‌دهد.
4-راحتي اتصال:
با استفاده از ابزارهاي USB شما براي اضافه كردن يك كارت و طبعاً يك قابليت جديد به كامپيوترتان هيچ نيازي به باز كردن Case نداريد. يك كامپيوتر به طور معمولي حداقل 2 پورت USB دارد. و اين تعداد پورت‌ها مي‌توانند براي اضافه كردن وسيله‌هاي بيشتر توسط HUB گسترش يابند.
بر اساس استاندارد USB حداكثر تا 127 وسيله USB را مي‌توان به يك كامپيوتر متصل ساخت. امروزه با توجه به كاركرد مناسب USB ابزارهاي USB روز به روز در حال گسترش هستند. كيبورد، موس، اسپيكر، فاكس مودم، كارتهاي ويديو، رسيورهاي TV و ماهواره، CD-Drive، DVD-Drive و هاردهايي با ظرفيت و سرعت‌هاي بالا ، اسكنر، پرينتر، انواع PDAها و گوشي‌هاي موبايل از جمله وسايلي هستند كه اكنون با Interface، USB در بازار موجود هستند و اين موضوع در حال گسترش است.
5- كابلهاي يكسان:
كابلهاي مورد استفاده براي تمامي ابزارهاي USB يكسان و استاندارد است.Connectorهاي آنها نيز مشخص است و نمي‌توان آنها را به صورت اشتباهي به كار برد. يك كابل USB معمولاً 5 متر طول دارد ولي با استفاده از HUB مي‌توان طول كابلها را به 30 متر افزايش داد.
6-Hot Pluggable:
شما مي‌توانيد يك ابزار و وسيله USB را هر زماني كه خواستيد به PC وصل كنيد و يا از PC جدا كنيد، بدون اين كه هيچ گونه آسيبي به وسيله USB يا كامپيوتر وارد شود.
سيستم عامل مي‌تواند به طور اتوماتيك وصل بودن يا جدا شدن وسيله USB را تشخيص دهد.
7- عدم احتياج به منبع تغذيه جانبي:
در اكثر موارد شما براي كار كردن با يك وسيله USB احتياجي به استفاده از يك منبع تغذيه جانبي نداريد، رابطه USB داراي خطوط زمين و 5V+ است. يك وسيله جانبي كه به حداكثر 500mA جريان نياز داشته باشد مي‌تواند از تغذيه موجود بر روي پورت استفاده كند. در غير اين صورت بايد از يك تغذيه جانبي استفاده كرد.
8-سرعت:
استاندارد USB در USB 1.1 در مد Full-Speed مي‌تواند تا 12 Megabit Per Second سرعت تبادل اطلاعات داشته باشد اما نرخ واقعي تبادل Data كمتر از اين ميزان است. زيرا خطوط باس ممكن است بيت‌هاي وضعيت، كنترلي، كشف و تصحيح خطا را نيز همراه Data ارسال كنند.
از نظر تئوري در زماني كه از يك وسيله USB استفاده مي‌كنيم مي‌توان تا 9.6 Megabit/ Second يعني 1.2 Megabyte/ Second نرخ تبادل اطلاعات داشت.اگر اين براي شما كافي نيست مي‌توانيد از USB2.0 در مد Full-Speed با سرعتي برابر با 480 Megabit/ Second استفاده كنيد.
USB در مد Low-Speed تا 1.5 Megabit/ Second نرخ انتقال اطلاعات دارد.
9- صحت اطلاعات:
استاندارد USB مي‌تواند با توجه به سخت‌افزار و نرم‌افزار به كار رفته در آن خطاهايي را كه در زمان ارسال و دريافت اطلاعات رخ مي‌دهد را كشف و تصحيح كند.
10-هزينه كم:
يك ابزار USB به دليل نياز به ابزار كم و يكسان بودن كابلها و پورتهاي ورودي يكسان بر روي PC براي همه وسيله‌ها ارزان است و براي كار بردهايي با سرعت پايين سخت‌افزار مناسب با سرعت پايين و هزينه كم وجود دارد.
11- مصرف انرژي كمتر:
مدارهاي Power-Saving و خاموش كردن اتوماتيك ابزار USB در زمان عدم استفاده از مزاياي USB است.
اين پارامتر براي كامپيوترهايي كه از باتري استفاده مي‌كند بسيار حائز اهميت است.
تمام مزاياي ذکرشده كه كاربران مي‌توانند از آن استفاده كنند، براي طراحان سخت‌افزار نيز مهم است. زيرا آنها مجبور نيستند به دليل محدوديت در پورتهاي PC براي دستگاههاي خود پورتهاي غير رايج طراحي و استفاده كنند. با استفاده از كابلهاي يكسان و سيستم اتوماتيك كشف و تصحيح خطا طراحان ديگر مجبور نيستند به طراحي كابلهاي رابط بپردازند يا در نرم‌افزار خود از سيستم كشف و تصحيح خطا استفاده كنند.
علاوه بر آنكه برنامه‌نويسي براي كار با ابزار USB بسيار ساده و آسان است و طراحان سخت افزار مي‌توانند دستگاه خود را فقط با استفاده از يك تراشه كنترلر USB به پورت USB متصل كنند.
پشتيباني سيستم عامل از USB:
در اينجا بحث ما در مورد كامپيوترهاي سازگار با IBM و مبتني بر سيستم عامل ماكروسافت ويندوز است. هر چند كه ديگر خانواده‌هاي PC و سيستم عاملهاي ديگر مانند Linux، Unix و غيره نيز از USB پشتيباني مي‌كنند.
ويندوز 98 اولين محصول ماكروسافت بود، كه از پورت USB پشتيباني مي‌كرد. كلاً اين سيستم عامل مي‌توانست كارهاي زير را در مورد يك وسيله USB انجام دهد.
الف) Detect كردن زماني كه وسيله به PC اضافه شده يا از سيستم جدا شده.
ب) ارتباط با وسيله اضافه شده براي پيدا كردن راه‌حلي براي تبادل اطلاعات با آن
پ) تهيه مكانيزمي كه درايورهاي نرم‌افزاري را فعال كند تا با سخت‌افزار USB ارتباط برقرار كند.
پس از اين كه سيستم عامل سه مورد بالا را انجام داد، سخت‌افزار اضافه شده آماده استفاده خواهد بود.
ويندوز 98 از ابزارهاي صوتي نظير، Speaker و Microphoneهاي USB پشتيباني مي‌كرد.
ويندوز 98 SE كه در June 9 سال 1999 ارائه شد از مودم‌هاي USB نيز پشتيباني مي‌كرد.
و بالاخره ويندوز 2000 از mass-storage و Printerها نيز پشتيباني مي‌كرد. در ويندوز 98 باس USB و درايورهاي ابزارهاي USB از Win 32 Driver Mode (WDM) استفاده مي‌كنند، كه براي طراحي درايورهايي تحت ويندوز 98 به بعد تعريف شده است.
با استفاده از اين تكنيك اكنون ويندوز به راحتي با تراشه‌هاي كنترلر USB به خوبي كار مي‌كند و مي‌تواند با آنها ارتباط برقرار كند.تراشه‌هاي كنترلر USB پل ارتباطي ابزار خارجي و كامپيوتر هستند. بعضي از اين تراشه‌هاي كنترلر خود يك ميكروكامپيوتر هستند كه شامل CPU و حافظه مي‌شوند و در حافظه آنها دستور‌العملهاي لازم براي ارتباط با پورت وجود دارد.بعضي از تراشه‌هاي ديگر كنترلر USB احتياج به يك ميكروكنترلر معمولي دارند تا براي كاركرد صحيح در كنار آنها قرار گيرد.
وظيفه اين USB Controllerها، ارسال و دريافت اطلاعات در زماني است كه بايد عمل خواندن يا نوشتن انجام شود.در اين تراشه‌هاي USB Controller معمولاً يكسري از دستورالعملها و توابع به صورت كد شده و آماده از سوي شركت سازنده آماده است و احتياجي به Program شدن ندارند.
اكثر تراشه‌هاي USB Controller بر اساس نياز به ميكروكنترلر طراحي شده‌اند و اين امر باعث شده تا هزينه تمام شده يك USB Controller پايين بيايد.
محدوديت‌هاي USB:
1- سيستم عامل‌ها و PCهاي قديمي:
USB از ابزارهاي قديمي و سيستم عاملهاي قديمي پشتيباني نمي‌كند و بعضي از كامپيوترهاي قديمي ممكن است پورت USB نداشته باشند. براي حل اين مشكل بايد از سخت‌افزار موجود كه به صورت يك كارت PCI است استفاده كرد و سيستم عامل را به ويندوز 98 يا بالاتر ارتقاء داد.
2- محدوديت سرعت:
USB بسيار متنوع و پر كاربرد است اما براي هر كاري طراحي نشده است. براي كار با سرعت‌هاي بالا مانند كار با وسايل ويديويي بايد از USB 2.0 كه بر اساس استاندارد IEEE-1394 طراحي شده استفاده كرد.
3- محدوديت مسافت:
USB بـه عنوان يك Desktop USB طراحي شده است و بـراي كـار بـا وسايـلي است كـه در نزديك PC قرار مي‌گيرند.
يك تكه كابل USB مي‌تواند تا 5 متر طول داشته باشد. اما Interfaceهايي مانند RS-232 يا RS-485 يا كارت شبكه مي‌توانند از طول كابل بيشتري پشتيباني كنند.
با استفاده از پنج HUB در مسير ابزار USB و PC مي‌توان حداكثر فاصله را به 30 متر رساند.
USB Chips:انتخاب نوع تراشه USB در اینترفیس سخت افزاری مساله بسیار مهم و قابل توجهی است.شما به عنوان یک طراح باید در ابتدا دید کافی از سخت افزار خود داشته باشید و همه نیازهای خود را در نظر بگیرید.
باید تعداد بیت های خروجی تعداد بیت های ورودی و همچنین بیت هایی که می خواهید از آنها بطور متناوب بصورت ورودی/ خروجی اسفاده کنید و حداکثر سرعت مورد نیاز در ارسال و دریافت دیتا و همچنین امکان توسعه طرح را در نظر بگیرید
برگرفته از :
كد - لینک:
S * W * E * N (http://swen.blogfa.com)
:104:
گردآونده:طه-Borna66
__________________
ساده‌بودن استفاده از Interface مهم‌ترين هدف طراحان USB بوده است از جمله عواملي كه باعث سادگي كار با USB شده است عبارتند از:
1- استفاده از يك Interface استاندارد و يكسان براي تمامی وسايل جانبی
2- تنظيم اتوماتيك:
تنظيم اتوماتيك به اين صورت است كه وقتي كه كاربر يك وسيله جانبي USB را به پورت يك كامپيوتر روشن وصل مي‌كند، ويندوز به صورت اتوماتيك وسيله را شناسايي مي‌كند. حال اگر اولين باري باشد كه اين وسيله USB را به كامپيوترتان اضافه كرده‌ايد، ويندوز درايو وسيله را از شما مي‌خواهد و آن را به طور اتوماتيك نصب و پيكر‌بندي مي‌كند. كاربران هيچ نيازي به اجراي برنامه Setup و يا reset كردن سيستم خود قبل از استفاده از وسيله اضافه شده ندارند.
3- عدم نياز به تنظيمات توسط كاربر:
ابزارهاي USB هيچ نيازي به انجام تنظيمات توسط كاربر، مانند تنظيم آدرس پورت و يا IRQ ندارند. ويندوز به طور اتوماتيك يك IRQ آزاد را به دستگاه USB شما اختصاص مي‌دهد.
4-راحتي اتصال:
با استفاده از ابزارهاي USB شما براي اضافه كردن يك كارت و طبعاً يك قابليت جديد به كامپيوترتان هيچ نيازي به باز كردن Case نداريد. يك كامپيوتر به طور معمولي حداقل 2 پورت USB دارد. و اين تعداد پورت‌ها مي‌توانند براي اضافه كردن وسيله‌هاي بيشتر توسط HUB گسترش يابند.
بر اساس استاندارد USB حداكثر تا 127 وسيله USB را مي‌توان به يك كامپيوتر متصل ساخت. امروزه با توجه به كاركرد مناسب USB ابزارهاي USB روز به روز در حال گسترش هستند. كيبورد، موس، اسپيكر، فاكس مودم، كارتهاي ويديو، رسيورهاي TV و ماهواره، CD-Drive، DVD-Drive و هاردهايي با ظرفيت و سرعت‌هاي بالا ، اسكنر، پرينتر، انواع PDAها و گوشي‌هاي موبايل از جمله وسايلي هستند كه اكنون با Interface، USB در بازار موجود هستند و اين موضوع در حال گسترش است.
5- كابلهاي يكسان:
كابلهاي مورد استفاده براي تمامي ابزارهاي USB يكسان و استاندارد است.Connectorهاي آنها نيز مشخص است و نمي‌توان آنها را به صورت اشتباهي به كار برد. يك كابل USB معمولاً 5 متر طول دارد ولي با استفاده از HUB مي‌توان طول كابلها را به 30 متر افزايش داد.
6-Hot Pluggable:
شما مي‌توانيد يك ابزار و وسيله USB را هر زماني كه خواستيد به PC وصل كنيد و يا از PC جدا كنيد، بدون اين كه هيچ گونه آسيبي به وسيله USB يا كامپيوتر وارد شود.
سيستم عامل مي‌تواند به طور اتوماتيك وصل بودن يا جدا شدن وسيله USB را تشخيص دهد.
7- عدم احتياج به منبع تغذيه جانبي:
در اكثر موارد شما براي كار كردن با يك وسيله USB احتياجي به استفاده از يك منبع تغذيه جانبي نداريد، رابطه USB داراي خطوط زمين و 5V+ است. يك وسيله جانبي كه به حداكثر 500mA جريان نياز داشته باشد مي‌تواند از تغذيه موجود بر روي پورت استفاده كند. در غير اين صورت بايد از يك تغذيه جانبي استفاده كرد.
8-سرعت:
استاندارد USB در USB 1.1 در مد Full-Speed مي‌تواند تا 12 Megabit Per Second سرعت تبادل اطلاعات داشته باشد اما نرخ واقعي تبادل Data كمتر از اين ميزان است. زيرا خطوط باس ممكن است بيت‌هاي وضعيت، كنترلي، كشف و تصحيح خطا را نيز همراه Data ارسال كنند.
از نظر تئوري در زماني كه از يك وسيله USB استفاده مي‌كنيم مي‌توان تا 9.6 Megabit/ Second يعني 1.2 Megabyte/ Second نرخ تبادل اطلاعات داشت.اگر اين براي شما كافي نيست مي‌توانيد از USB2.0 در مد Full-Speed با سرعتي برابر با 480 Megabit/ Second استفاده كنيد.
USB در مد Low-Speed تا 1.5 Megabit/ Second نرخ انتقال اطلاعات دارد.
9- صحت اطلاعات:
استاندارد USB مي‌تواند با توجه به سخت‌افزار و نرم‌افزار به كار رفته در آن خطاهايي را كه در زمان ارسال و دريافت اطلاعات رخ مي‌دهد را كشف و تصحيح كند.
10-هزينه كم:
يك ابزار USB به دليل نياز به ابزار كم و يكسان بودن كابلها و پورتهاي ورودي يكسان بر روي PC براي همه وسيله‌ها ارزان است و براي كار بردهايي با سرعت پايين سخت‌افزار مناسب با سرعت پايين و هزينه كم وجود دارد.
11- مصرف انرژي كمتر:
مدارهاي Power-Saving و خاموش كردن اتوماتيك ابزار USB در زمان عدم استفاده از مزاياي USB است.
اين پارامتر براي كامپيوترهايي كه از باتري استفاده مي‌كند بسيار حائز اهميت است.
تمام مزاياي ذکرشده كه كاربران مي‌توانند از آن استفاده كنند، براي طراحان سخت‌افزار نيز مهم است. زيرا آنها مجبور نيستند به دليل محدوديت در پورتهاي PC براي دستگاههاي خود پورتهاي غير رايج طراحي و استفاده كنند. با استفاده از كابلهاي يكسان و سيستم اتوماتيك كشف و تصحيح خطا طراحان ديگر مجبور نيستند به طراحي كابلهاي رابط بپردازند يا در نرم‌افزار خود از سيستم كشف و تصحيح خطا استفاده كنند.
علاوه بر آنكه برنامه‌نويسي براي كار با ابزار USB بسيار ساده و آسان است و طراحان سخت افزار مي‌توانند دستگاه خود را فقط با استفاده از يك تراشه كنترلر USB به پورت USB متصل كنند.
پشتيباني سيستم عامل از USB:
در اينجا بحث ما در مورد كامپيوترهاي سازگار با IBM و مبتني بر سيستم عامل ماكروسافت ويندوز است. هر چند كه ديگر خانواده‌هاي PC و سيستم عاملهاي ديگر مانند Linux، Unix و غيره نيز از USB پشتيباني مي‌كنند.
ويندوز 98 اولين محصول ماكروسافت بود، كه از پورت USB پشتيباني مي‌كرد. كلاً اين سيستم عامل مي‌توانست كارهاي زير را در مورد يك وسيله USB انجام دهد.
الف) Detect كردن زماني كه وسيله به PC اضافه شده يا از سيستم جدا شده.
ب) ارتباط با وسيله اضافه شده براي پيدا كردن راه‌حلي براي تبادل اطلاعات با آن
پ) تهيه مكانيزمي كه درايورهاي نرم‌افزاري را فعال كند تا با سخت‌افزار USB ارتباط برقرار كند.
پس از اين كه سيستم عامل سه مورد بالا را انجام داد، سخت‌افزار اضافه شده آماده استفاده خواهد بود.
ويندوز 98 از ابزارهاي صوتي نظير، Speaker و Microphoneهاي USB پشتيباني مي‌كرد.
ويندوز 98 SE كه در June 9 سال 1999 ارائه شد از مودم‌هاي USB نيز پشتيباني مي‌كرد.
و بالاخره ويندوز 2000 از mass-storage و Printerها نيز پشتيباني مي‌كرد. در ويندوز 98 باس USB و درايورهاي ابزارهاي USB از Win 32 Driver Mode (WDM) استفاده مي‌كنند، كه براي طراحي درايورهايي تحت ويندوز 98 به بعد تعريف شده است.
با استفاده از اين تكنيك اكنون ويندوز به راحتي با تراشه‌هاي كنترلر USB به خوبي كار مي‌كند و مي‌تواند با آنها ارتباط برقرار كند.تراشه‌هاي كنترلر USB پل ارتباطي ابزار خارجي و كامپيوتر هستند. بعضي از اين تراشه‌هاي كنترلر خود يك ميكروكامپيوتر هستند كه شامل CPU و حافظه مي‌شوند و در حافظه آنها دستور‌العملهاي لازم براي ارتباط با پورت وجود دارد.بعضي از تراشه‌هاي ديگر كنترلر USB احتياج به يك ميكروكنترلر معمولي دارند تا براي كاركرد صحيح در كنار آنها قرار گيرد.
وظيفه اين USB Controllerها، ارسال و دريافت اطلاعات در زماني است كه بايد عمل خواندن يا نوشتن انجام شود.در اين تراشه‌هاي USB Controller معمولاً يكسري از دستورالعملها و توابع به صورت كد شده و آماده از سوي شركت سازنده آماده است و احتياجي به Program شدن ندارند.
اكثر تراشه‌هاي USB Controller بر اساس نياز به ميكروكنترلر طراحي شده‌اند و اين امر باعث شده تا هزينه تمام شده يك USB Controller پايين بيايد.
محدوديت‌هاي USB:
1- سيستم عامل‌ها و PCهاي قديمي:
USB از ابزارهاي قديمي و سيستم عاملهاي قديمي پشتيباني نمي‌كند و بعضي از كامپيوترهاي قديمي ممكن است پورت USB نداشته باشند. براي حل اين مشكل بايد از سخت‌افزار موجود كه به صورت يك كارت PCI است استفاده كرد و سيستم عامل را به ويندوز 98 يا بالاتر ارتقاء داد.
2- محدوديت سرعت:
USB بسيار متنوع و پر كاربرد است اما براي هر كاري طراحي نشده است. براي كار با سرعت‌هاي بالا مانند كار با وسايل ويديويي بايد از USB 2.0 كه بر اساس استاندارد IEEE-1394 طراحي شده استفاده كرد.
3- محدوديت مسافت:
USB بـه عنوان يك Desktop USB طراحي شده است و بـراي كـار بـا وسايـلي است كـه در نزديك PC قرار مي‌گيرند.
يك تكه كابل USB مي‌تواند تا 5 متر طول داشته باشد. اما Interfaceهايي مانند RS-232 يا RS-485 يا كارت شبكه مي‌توانند از طول كابل بيشتري پشتيباني كنند.
با استفاده از پنج HUB در مسير ابزار USB و PC مي‌توان حداكثر فاصله را به 30 متر رساند.
USB Chips:انتخاب نوع تراشه USB در اینترفیس سخت افزاری مساله بسیار مهم و قابل توجهی است.شما به عنوان یک طراح باید در ابتدا دید کافی از سخت افزار خود داشته باشید و همه نیازهای خود را در نظر بگیرید.
باید تعداد بیت های خروجی تعداد بیت های ورودی و همچنین بیت هایی که می خواهید از آنها بطور متناوب بصورت ورودی/ خروجی اسفاده کنید و حداکثر سرعت مورد نیاز در ارسال و دریافت دیتا و همچنین امکان توسعه طرح را در نظر بگیرید
برگرفته از :
كد - لینک:
S * W * E * N (http://swen.blogfa.com)
:104:
گردآونده:طه-Borna66
__________________