Функція

хаб

функція

хаб

функція

функція

функція

функція

Рис. 3.2. Фізична організація USB

На відміну від стандартних інтерфейсів, деталі фізичної архітектури USB приховані від прикладних програм в системному програмному забезпеченні, тому логічна архітектура USB виглядає як зірка, центром якої є прикладне програмному забезпеченні, а вершинами - набір кінцевих точок (рис.3.3). Прикладна програма може обмінюватися інформацією з кожною кінцевою точкою.

Прикладна програма

хаб

функція

функція

Рис.3.3. Логічна організація USB|

Шина USB| складається з наступних|слідуючих| елементів:

Хост-контроллер (Host Controller), далі хост – головний пристрій шини, що входить до складу системного блоку комп'ютера (зазвичай інтегрований в материнську плату, рідше - у вигляді карти розширення) і керує роботою всіх пристроїв на шині USB (деякі USB пристрої можуть працювати і без хоста, в режимі OTG, який буде розглянутий нижче). Специфікацією шини допустиме використання тільки одного хоста. Системний блок комп'ютера може містити один або декілька хостів, кожен з яких керує окремою шиною. Хост має наступні обов'язки:

- виявлення підключення і відключення пристроїв|устроїв| до шини;

- управління потоками даних;

- забезпечення живлення|харчування| і управління живленням|харчуванням| підключених периферійних пристроїв.

Системне програмнме забезпечення контролера керує взаємодією між пристроями|устроями| і їх програмним забезпеченням, що функціонують на комп'ютері і забезпечує узгодження:

- ізохронних передач даних;

- синхронних|синхрон| передач даних;

- керування живленням|харчуванням| периферійних пристроїв;

- нумерації і конфігурації пристроїв;|устроїв|

- конфігурації периферійних пристроїв і шини.

Пристрій (Device) може бути хаб, функція або їх комбінацію в межах одного пристрою.

Функція (Function) - це периферійний пристрій або його окрема частина, здатна передавати і отримувати дані по шині USB. Кожна функція надає по запиту хоста конфігураційну інформацію, що описує можливості периферійного пристрою і вимоги периферійного пристрою до ресурсів. Перед використанням функція конфігурується хостом: їй виділяється своя функція в каналі і вибираються параметри конфігурації.

Логічний пристрій (Logical Device) вдає із себе набір кінцевих точок в межах окремого блоку або всього пристрою.

Порт (Port) – точка підключення.

Хаб (Hub або концентратор) - пристрій, що забезпечує розгалуження шини USB. Хаб перетворить один вихідний порт (Upstream port) в декілька низхідних портів (Downstream ports). Архітектура шини допускає послідовне з'єднання хабів (не більше 5). Хаб розпізнає зміни конфігурації підключених до нього пристроїв і може керувати подачею живлення на порти.

Кореневий хаб (Root hub) – хаб, що входить до складу хоста.

Специфікацією USB| визначений набір властивостей, які обов'язково повинен підтримувати пристрій|устрій|, відповідний специфікації USB|:

- можливість адресації - пристрій повинен відгукуватися тільки на призначений йому локальний адрес;

- можливість конфігурації - при скиданні (підключенні) пристрій повинен надавати нульову адресу для можливості конфігурації його властивостей;

- передача даних – пристрій має набір кінцевих точок для обміну даними з хостом. Для кінцевих точок тих, що підтримують різні напрями передачі після конфігурації доступний тільки один з них;

- можливість керування живленням – при підключенні пристрій може споживати струм не більше 100 мА. При конфігурації пристрій заявляє свої потреби струму, у будь-якому випадку не більше 500 мА. Якщо ж хаб, до якого підключений даний пристрій, не може забезпечити пристрою заявлений струм, використання пристрою буде неможливе;

- підтримка режиму зупинки (USB Suspend Mode) – режиму, при якому пристрій може споживати від шини струм не більше 500 мкА (включаючи струм, що протікає через підтягаючі резистори на лініях USBDP(D+) і USBDM(D-) ≈ 200 мкА);

- можливість віддаленого пробудження (Remote Wakeup) - дозволяє припиненому пристрою посилати запити пробудження хосту, що знаходиться в стані зупинки. Можливість віддаленого пробудження описується в конфігурації пристрою і при конфігурації використання видаленої спонуки може бути заборонене хостом.