Sistem USB mempunyai desain yang asimetris, yang terdiri dari pengontrol host dan beberapa peralatan terhubung yang berbentuk pohon dengan menggunakan peralatan hub yang khusus.
Desain USB ditujukan untuk menghilangkan perlunya penambahan expansion card ke ISA komputer atau bus PCI, dan memperbaiki kemampuan plug-and-play (pasang-dan-mainkan) dengan memperbolehkan peralatan-peralatan ditukar atau ditambah ke sistem tanpa perlu mereboot komputer. Ketika USB dipasang, ia langsung dikenal sistem komputer dan memroses device driver yang diperlukan untuk menjalankannya.
USB dapat menghubungkan peralatan tambahan komputer seperti mouse, keyboard, pemindai gambar, kamera digital, printer, hard disk, dan komponen networking. USB kini telah menjadi standar bagi peralatan multimedia seperti pemindai gambar dan kamera digital.
Sejarah versi Standard USB telah berevolusi kebeberapa versi:
Pre-rilis
USB 0.7: dirilis November 1994.
USB 0.8: dirilis December 1994.
USB 0.9: dirilis April 1995.
USB 0.99: dirilis August 1995.
USB 1.0 Release Candidate: dirilis November 1995.
USB versi 1
USB versi 2
USB versi 2.0 dirilis April 2000.
Perbedaan paling mencolok dengan versi sebelumnya, yaitu versi 1.0 adalah kecepatan transfer yang jauh meningkat. Kecepatan transfer data USB dibagi menjadi tiga, antara lain:
Super speed data dengan frekuensi clock 4,800.00Mb/s
High speed data dengan frekuensi clock 480.00Mb/s dan tolerasi pensinyalan data pada ± 500ppm.
Full speed data dengan frekuensi clock 12.000Mb/s dan tolerasi pensinyalan data pada ±0.25% atau 2,500ppm.
Low speed data dengan frekuensi clock 1.50Mb/s dan tolerasi pensinyalan data pada ±1.5% atau 15,000ppm.
Protokol USB
Persinyalan USB
USB adalah host-centric bus di mana host/terminal induk memulai semua transaksi. Paket pertama/penanda (token) awal dihasilkan oleh host untuk menjelaskan apakah paket yang mengikutinya akan dibaca atau ditulis dan apa tujuan dari perangkat dan titik akhir. Paket berikutnya adalah data paket yang diikuti oleh handshaking packet yang melaporkan apakah data atau penanda sudah diterima dengan baik atau pun titik akhir gagal menerima data dengan baik.
Setiap proses transaksi pada USB terdiri atas:
Paket token/sinyal penanda (Header yang menjelaskan data yang mengikutinya)
Pilihan paket data (termasuk tingkat muatan) dan
Status paket (untuk acknowledge/pemberitahuan hasil transaksi dan untuk koreksi kesalahan)
Nomor kaki (dilihat pada soket):
Penetapan kaki Kaki Fungsi
1 VBUS (4.75–5.25 V)
2 D−
3 D+
4 GND
Shell Shield
Paket data umum USB Data di bus USB disalurkan dengan cara mendahulukan Least Significant Bit(LSB). Paket-paket USB terdiri dari data-data berikut ini:
Sync Semua paket harus diawali dengan data sync. Sync adalah data 8 bit untuk low dan full speed atau data 32 bit untuk high speed yang digunakan untuk mensinkronkan clock dari penerima dengan pemancar. Dua bit terakhir mengindikasikan dimana data PID dimulai.
PID (Packet Identity/Identitas paket) Adalah field untuk menandakan tipe dari paket yang sedang dikirim. Tabel dibawah ini menunjukkan nilai-nilai PID:
Group Nilai PID Identitas Paket
Token 0001 OUT Token
Token 1001 IN Token
Token 0101 SOF Token
Token 1101 SETUP Token
Data 0011 DATA0
Data 1011 DATA1
Data 0111 DATA2
Data 1111 MDATA
Handshake 0010 ACK Handshake
Handshake 1010 NAK Handshake
Handshake 1110 STALL Handshake
Handshake 0110 NYET (No Response Yet)
Special 1100 PREamble
Special 1100 ERR
Special 1000 Split
Special 0100 Ping
Ada 4 bit PID data, supaya yakin diterima dengan benar, 4 bit di komplementasikan dan diulang, menjadikan 8 bit data PID. Hasil dari pengaturan tersebut adalah sebagai berikut.
PID0 PID1 PID2 PID3 nPID0 nPID1 nPID2 nPID3
ADDR (address) Bagian alamat dari peralatan dimana paket digunakan. Dengan lebar 7 bit, 127 peralatan dapat disambungkan. Alamat 0 tidak sah, peralatan yang belum terdaftar harus merespon paket yang dikirim ke alamat 0.
ENDP (End point) Titik akhir dari field yang terdiri dari 4 bit, menjadikan 16 kemungkinan titik akhir. Low speed devices, hanya dapat mempunyai 2 tambahan end point pada puncak dari pipe default. (maksimal 4 endpoints)
CRC Cyclic edundancy Check dijalankan pada data di dalam paket yang dikirim. Semua penanda (token) paket mempunyai sebuah 5 bit CRC ketika paket data mempunyai sebuah 16 bit CRC.
EOP (End of packet) Akhir dari paket yang disinyalkan dengan satu angka akhir 0 (Single Ended Zero/SEO) untuk kira-kira 2 kali bit diikuti oleh sebuah J 1 kali.
Data yang dikirim dalam bus USB adalah salah satu dari 4 bentuk, yaitu control, interrupt, bulk, atau isochronous.
Super speed data dengan frekuensi clock 4,800.00Mb/s
High speed data dengan frekuensi clock 480.00Mb/s dan tolerasi pensinyalan data pada ± 500ppm.
Full speed data dengan frekuensi clock 12.000Mb/s dan tolerasi pensinyalan data pada ±0.25% atau 2,500ppm.
Low speed data dengan frekuensi clock 1.50Mb/s dan tolerasi pensinyalan data pada ±1.5% atau 15,000ppm.
USB versi 3
USB versi 3.0 dirilis November 2008. Beberapa perubahan telah diimplementasikan di USB 3.0 seiring dengan peningkatan penggunaan perangkat eksternal dan kebutuhan kecepatan lebih tinggi. Kecepatan transfer data USB 3.0 sekitar 3.2 Gbps (400 MB/s), dan secara teori dapat mencapat 4.8 Gbps. Kecepatan ini 6 sampai 10x lebih cepat dari maksimal kecepatan USB 2.0. USB 3.0 mengenalkan teknologi transfer data dua arah (full duplex), sehingga dapat membaca dan menulis data secara bersamaan (simultan). USB 2.0 dan sebelumnya belum mendukung teknologi bi-directional ini. Tegangan listrik diturunkan dari 4.4V menjadi 4V, kemudian arus juga ditingkatkan (menjadi 150mA), sehingga selain lebih hemat energi, sebuah port USB 3.0 dapat digunakan 4-6 perangkat. Power managemen lebih baik dibanding USB 2.0, sehingga mendukung idle, sleep dan suspend. Ujung USB 3.0 akan sama dengan USB 2.0 (standard), tetapi kabel didalamnya akan lebih banyak, ada tambahan 4 jalur kabel dibanding USB 2.0 (total ada 9 jalur kabel).
Persinyalan USB
USB adalah host-centric bus di mana host/terminal induk memulai semua transaksi. Paket pertama/penanda (token) awal dihasilkan oleh host untuk menjelaskan apakah paket yang mengikutinya akan dibaca atau ditulis dan apa tujuan dari perangkat dan titik akhir. Paket berikutnya adalah data paket yang diikuti oleh handshaking packet yang melaporkan apakah data atau penanda sudah diterima dengan baik atau pun titik akhir gagal menerima data dengan baik.
Setiap proses transaksi pada USB terdiri atas:
Paket token/sinyal penanda (Header yang menjelaskan data yang mengikutinya)
Pilihan paket data (termasuk tingkat muatan) dan
Status paket (untuk acknowledge/pemberitahuan hasil transaksi dan untuk koreksi kesalahan)
Nomor kaki (dilihat pada soket):
Penetapan kaki Kaki Fungsi
1 VBUS (4.75–5.25 V)
2 D−
3 D+
4 GND
Shell Shield
Paket data umum USB Data di bus USB disalurkan dengan cara mendahulukan Least Significant Bit(LSB). Paket-paket USB terdiri dari data-data berikut ini:
Sync Semua paket harus diawali dengan data sync. Sync adalah data 8 bit untuk low dan full speed atau data 32 bit untuk high speed yang digunakan untuk mensinkronkan clock dari penerima dengan pemancar. Dua bit terakhir mengindikasikan dimana data PID dimulai.
PID (Packet Identity/Identitas paket) Adalah field untuk menandakan tipe dari paket yang sedang dikirim. Tabel dibawah ini menunjukkan nilai-nilai PID:
Group Nilai PID Identitas Paket
Token 0001 OUT Token
Token 1001 IN Token
Token 0101 SOF Token
Token 1101 SETUP Token
Data 0011 DATA0
Data 1011 DATA1
Data 0111 DATA2
Data 1111 MDATA
Handshake 0010 ACK Handshake
Handshake 1010 NAK Handshake
Handshake 1110 STALL Handshake
Handshake 0110 NYET (No Response Yet)
Special 1100 PREamble
Special 1100 ERR
Special 1000 Split
Special 0100 Ping
Ada 4 bit PID data, supaya yakin diterima dengan benar, 4 bit di komplementasikan dan diulang, menjadikan 8 bit data PID. Hasil dari pengaturan tersebut adalah sebagai berikut.
PID0 PID1 PID2 PID3 nPID0 nPID1 nPID2 nPID3
ADDR (address) Bagian alamat dari peralatan dimana paket digunakan. Dengan lebar 7 bit, 127 peralatan dapat disambungkan. Alamat 0 tidak sah, peralatan yang belum terdaftar harus merespon paket yang dikirim ke alamat 0.
ENDP (End point) Titik akhir dari field yang terdiri dari 4 bit, menjadikan 16 kemungkinan titik akhir. Low speed devices, hanya dapat mempunyai 2 tambahan end point pada puncak dari pipe default. (maksimal 4 endpoints)
CRC Cyclic edundancy Check dijalankan pada data di dalam paket yang dikirim. Semua penanda (token) paket mempunyai sebuah 5 bit CRC ketika paket data mempunyai sebuah 16 bit CRC.
EOP (End of packet) Akhir dari paket yang disinyalkan dengan satu angka akhir 0 (Single Ended Zero/SEO) untuk kira-kira 2 kali bit diikuti oleh sebuah J 1 kali.
Data yang dikirim dalam bus USB adalah salah satu dari 4 bentuk, yaitu control, interrupt, bulk, atau isochronous.
0 komentar:
Posting Komentar