Назначение usb шины: Что такое USB или универсальная последовательная шина

Содержание

Что такое USB или универсальная последовательная шина

Термин USB это сокращение от англ. Universal Serial Bus (универсальная последовательная шина) и является стандартным типом соединения для различных устройств, при чем не обязательно только в компьютере. Современная техника, находящаяся дома или же допустим в автомобиле, так же обладает данными разъёмами.

Что такое USB и для чего этот разъём нужен

Как правило, USB относят и к разъёмам на устройствах и кабелям, соединяющие разные по назначению устройства.

Этот универсальный стандарт последовательной шины стал для человечества чрезвычайно успешным и используется по всюду. Разъёмы USB, а также USB кабели, используются для соединения как принтеров, сканеров, музыкальных инструментов, компьютерных клавиатуры и мыши, флеш карты, внешних оптических приводы и жёстких дисков, не говоря о возможности подключения при помощи этой последовательной шины практически как любом компьютере, так и на игровых приставках, домашнем аудио и видео оборудование, и даже в автомобилях.

Многие портативные персональные устройства как смартфон, электронные книги и планшетные компьютеры, используют возможности USB для подзарядки своих батарей. Зарядка при помощи USB стала на столько распространённой, что при поломке USB адаптера используемого при зарядке устройства, нет необходимости бежать в магазин для покупки нового, ведь его замену можно найти прямо дома или же подключившись к своему компьютеру, что позволит напрочь отрицать необходимость в таком адаптере.

Версии USB и скорости обмена данными

USB 3.1: часто называемым Super speed +, совместимые устройства способны к передачи данных на скорости 10 Гбит (10240 Мбит), что соответствует Thunderbolt – формат, который когда то считалось, что может стать возможной заменой USB.

USB 3.0: (Super Speed USB), устройства, совместимые с USB 3.0 могут достигать скорости обмена данных до 5Гбит (5120 Мбит).

USB 2.0: называется High Speed USB (высоко скоростной), USB 2.0 совместимое аппаратное обеспечение может достигать скорость обмена данными до 480 Мбит.

USB 1.1: называется Full Speed USB, максимальную скорость которую могут развивать совместимые устройства равно 12 Мбит.

Большинство же USB устройств и USB кабели поддерживают USB 2.0, но USB 3.0 всё больше набирает обороты при производстве. Современные материнские платы распространяются с обеими версиями универсальной последовательной шины.

Разъёмы USB и совместимость

Существует довольно большое разнообразие разъёмов USB, но хоть типы их разняться, называются они будут одинаково. Следует понимать, что разъем на кабеле или флеш-накопителе правильно называть вилкой, а вот гнездо на устройстве или же на кабеле удлинителе будет сосудом или более его распространённое название — розетка.

USB-C: имеет официальное название USB Type-C, эти вилки и розетки имеют прямоугольную форму, с четырьмя закруглёнными углами.

USB Type A: называется USB Standart-A, данные вилки и розетки имеют прямоугольную форму, будучи самым распространённым типом USB, является обратно совместимыми друг с другом.

USB Type B

— вилки и розетки имеют квадратную форму, с небольшой выемкой в верху. USB 1.1 Type B и USB 2.0 Type B вилки физически совместим с USB 3.0 Type B розетки, а вот обратной совместимости между USB 3.0 Type B вилки и USB 2.0 Type B или USB 1.1 Type B нет.

USB Micro-A: USB разъемы 3,0 Micro-A выглядят как две разные прямоугольные вилки, конденсированных вместе, одна чуть больше, чем другая. USB разъемы 3,0 Micro-A совместимы только с USB 3.0 Micro-AB розетками.

USB 2.0 Micro-A вилки очень малы и имеют прямоугольную форму, напоминающую во многом усохшие USB Type A разъем. Штекер USB Micro-A физически совместим с 3.0 розетками, так и USB 2.0, и USB.

USB Micro-B: USB 3.0 разъемы Micro-B выглядят почти идентично USB 3.0 Micro-розетки, они так же выглядят как две отдельные, но связанные вилки. USB 3.0 разъемы Micro-B совместимы с USB 3.0 Micro-B розетками, а также с USB 3.0 Micro-AB. USB 2.0 Micro-B вилки очень малы и прямоугольной формы, причём два угла на одной из длинных сторон скошены. USB Micro-B разъемы физически совместим с USB 2.0 Micro-B и Micro-AB розетками, а также с USB 3.0 Micro-B и Micro-AB.

USB Mini-A: USB 2.0 Mini-разъём имеет прямоугольную форму, но одна имеет закругление. Вилки USB Mini-A совместимы только с USB Mini-AB розетками. USB 3.0 Mini-A разъем, не существует.

USB Mini-B: 2.0 Mini-B разъем USB имеет прямоугольную форму с небольшими щербинками по обе стороны, что можно сравнить с нарезкой хлеба, если смотреть на него в лоб. USB Mini-B разъем физически совместим с USB 2.0 Mini-B и мини-AB розетками. USB 3.0 Mini-B разъем не существует.

Что такое USB ? Это возможность для подключения различных периферийных устройств. Это не только сэкономит место на плате, но и экономит инженерные усилия, следовательно, снижает производственные затраты. Что не только удобно для пользователя, но дёшево.

47. Шины ввода/вывода. Шина USB

Шина USB предназначена для обеспечения обмена данными между компьютером (центральным процессором устройства) и подсоединенными к нему периферийными устройствами (ПУ) в условиях динамического (горячего) изменения конфигурации системы.

При проектировании новой шины особое внимание обращалось на следующие показатели:

• простоту изменения конфигурации системы;

• стоимость законченного решения при пропускной способности до 12 Мбит/с;

• возможность передачи потоков аудио- и сжатых видеоданных в реальном времени;

• обеспечение одновременной передачи разных типов данных;

• адаптацию к существующей инфраструктуре ПК и возможность быстрого включения интерфейса шины в представленное на рынке прикладное ПО;

• стимулирование разработки новых классов устройств, расширяющих возможности ПК.

Возможности USB следуют из ее технических характеристик:

• высокая скорость обмена (full-speed signaling bit rate) -12 Mb/s;

• максимальная длина кабеля для высокой скорости обмена — 5 m;

• низкая скорость обмена (low-speed signaling bit rate) — 1.5 Mb/s;

• максимальная длина кабеля для низкой скорости обмена -Зт;

• максимальное количество подключенных устройств (включая размножители) — 127;

• возможно подключение устройств с различными скоростями обмена;

• отсутствие необходимости в установке пользователем дополнительных элементов, таких как терминаторы для SCSI;

• напряжение питания для периферийных устройств — 5 V;

• максимальный ток потребления на одно устройство — 500 mA (это не означает, что через USB можно запитать устройства с общим током потребления 127 х 500 mA=63.5 А).

Поэтому целесообразно подключать к USB практически любые периферийные устройства, кроме цифровых видеокамер и жестких высокоскоростных дисков. Особенно удобен этот интерфейс для подключения часто подключаемых отключаемых приборов, таких как цифровые фотокамеры. Конструкция разъемов для USB рассчитана на многократное сочленение — расчленение. Возможность использования только двух скоростей обмена данными ограничивает применяемость шины, но существенно уменьшает количество линий интерфейса и упрощает аппаратную реализацию. Питание непосредственно от USB возможно только для устройств с малым потреблением, таких как клавиатуры, мыши, джостики и т. д.

Сама шина — это многоуровневая иерархическая система. На физическом уровне топология шины представляет собой корневидную структуру (рис. 7.2) — многоуровневую звезду (в терминологии стандарта), при которой соединения могут формировать цепочки и звезды. Закольцовка соединений в системе не допускается (этому, в частности, препятствует разная конструкция разъемов входного и выходного портов шины USB).

В самой верхней части «корня» шины USB находится корневой концентратор, обеспечивающий связь периферии с компьютером (хостом). В текущей реализации стандарта допускается наличие только одного корневого концентратора, хотя и делается очень важная оговорка о возможности модернизации в будущем с целью поддержки нескольких корневых узлов в одной системе, что позволит, по мнению автора, создавать своего рода микросети в пределах,  например,  одного  помещения.  Уже практически  готовы основные, системообразующие, решения и компоненты: концентраторы, мультиплексированная шина, программные и аппаратные средства ее поддержки.

         Центром каждой звезды является узел (концентратор) шины USB, который обеспечивает набор двухточечных соединений с другими узлами и/или функциями, лежащими вниз по потоку (т. е. на большем удалении от компьютера). Узел состоит из двух функциональных элементов — повторителя, служащего для управления коммутацией потоков информации между входным и выходными портами узла, и контроллера, предназначенного для управления статусом (состоянием) узла и его портов (рис. 7.2).

Функции шины USB — это возможности, которые формируют полезные свойства сети USB, например выход в линию ISDN, получение данных от джойстика или вывод сигнала на звуковые колонки. Понятие функции не эквивалентно определению устройства, поскольку последнее может реализовать сразу несколько функций. В этом случае оно называется составным и рассматривается системой как узел с несколькими постоянно подключенными однофункциональными устройствами. Подобное устройство должно содержать встроенный концентратор шины USB.

Все устройства и узлы шины USB могут иметь собственные источники питания или запитываться от вышестоящего узла USB. (Запитываемый от шины узел обеспечивает работу до четырех ПУ, а с собственным питанием — до семи и более.) Все эти устройства в соответствии со стандартом шины подразделяются на классы, которые образуют свою иерархию. Классами-родоначальниками являются узлы и функции. Введение классов устройств должно, по мнению создателей шины, способствовать стандартизации аналогичных по назначению периферийных устройств разных производителей. По мере необходимости разработчики смогут, кроме стандартных классов, определять новые классы ПУ.

Интерфейс между USB и компьютером называется хост-контроллером (host controller, НС), который реализуется комбинацией аппаратных средств и драйвера хост-контроллера (host controller driver, HCD). Хост-контроллер отвечает за выполнение следующих операций:

• обнаружение подключения/отключения устройств;

• потоки управляющей информации между хостом и ПУ;

• управление потоками данных по шине, в частности выполнение протокола шины;

• сбор информации о статусе и активности ПУ-системы, а также формирование отчетов о состоянии системы USB;

• выделение ПУ определенных лимитов энергоресурсов системы (особенно актуально

для мобильных систем).

Хост-контроллер USB активно взаимодействует с различными службами операционной системы. Например, при наличии в ОС службы управления энергоресурсами АРМ (advanced power management) ПО USB перехватывает и выполняет запросы этой службы на приостановку функционирования и восстановление рабочего состояния конкретных устройств.

Прикладной интерфейс USB содержит драйверы стандартных классов устройств для данной ОС. Здесь используются обращения к специфическим службам ОС, в частности РпР для Windows 95. Разработчики нестандартного оборудования должны включать свои драйверы в этот уровень ПО шины USB.

Еще один важный компонент верхнего уровня ПО шины — система конфигурирования шины и идентификации ПУ, поставляемая разработчиком ОС или независимыми производителями ПО. Эта система управляет всеми узлами сети, в том числе корневым концентратором, и является частью службы управления энергопотреблением компьютерной системы.

Ключевым элементом ПО USB является драйвер USBD, поставляемый, как сказано в стандарте шины, разработчиком ОС. На него ложится вся диспетчеризация активности на шине. Драйвер транслирует запросы ввода/вывода клиентского ПО в вызовы HCD. Например, USBD на основании данных запроса на подключение нового ПУ (число конечных точек в устройстве, допустимые типы и объемы передач данных и т. д.) дает отказ или удовлетворяет запрос, исходя из свободных ресурсов шины.

USBD опирается на драйвер хост-контроллера, скрывающий особенности аппаратных решений USB от вышележащего ПО. Драйвер хост-контроллера отслеживает выполнение текущих запросов на доступ к шине и обеспечивает бездефицитное выделение имеющихся ресурсов шины. Драйвер хост-контроллера также поставляется разработчиком ОС и содержит в настоящее время два аппаратных интерфейса: UHCI (universal host controller interface) и OHCI (open host controller interface).

Как и в любой сложной многоуровневой системе, использующей общий коммуникационный канал, передача потоков информации между хостом и ПУ по шине USB требует взаимодействия многих программных и аппаратных компонентов, каждый из которых имеет свою сферу ответственности. Это придает особое значение протоколу обмена между элементами системы.

В шине USB используется мультиплексирование передаваемых данных с временным уплотнением (time division multiplexing, TDM). Основу логической модели передачи данных составляют пакеты. Размер пакета переменный, он зависит от многих факторов. Хост-контроллер объединяет пакеты в кадры, длительность которых 0,001 с. Порядок следования пакетов в кадре определяется драйвером хост-контроллера, однако для каждого получателя информации (логического канала передачи данных) гарантируется сохранение последовательности поступления данных.

Системное ПО шины и специальные протоколы обмена скрывают от клиентского ПО (прикладных программ) сложность централизованного управления маркерным доступом к совместно используемым ресурсам шины USB, сводя его к системе двухточечных связей. Этим USB отличается от таких шин, как PCI, EISA, PCMCIA, где клиентское ПО напрямую работает с адресатом.

Зачем нужен USB-контроллер

Универсальные шины USB являются популярным интерфейсом персонального компьютера. Они позволяют производить последовательное подключение различных устройств до 127 единиц. Универсальные USB-шины поддерживают функцию подключения/отключения приборов без выключения питания персонального компьютера. При этом подключаемые устройства могут запитываться непосредственно через интерфейс USB, что освобождает от необходимости использовать дополнительные блоки питания. В этой статье пойдет речь о таком устройстве, как USB-контроллер. Мы рассмотрим его назначение, технические характеристики и типы.

Для чего нужен USB-контроллер?

Это устройство обеспечивает коммуникацию всех подключенных к шине периферийных приборов. USB-контроллер — это интеллектуальное устройство, которое способно осуществлять взаимодействие в обход центрального процессора с оперативной памятью персонального компьютера в режиме сквозного доступа к памяти. По типу интеграции такие устройства могут быть задействованы в составе системной логики либо в виде отдельных микросхем (чипов) как на самой материнской плате компьютера, так и на выносных платах (карта расширения). По методу подключения PCI  USB-контроллер может быть выполнен для шин PCI и для PCI Express.

Технические характеристики и типы устройств

Для спецификации USB1.1 разработаны два типа таких приборов. Так для USB1.0 компанией Intel разработаны USB-контроллеры типа UHCI и OHCI. Отличие этих устройств заключается только в методе доступа к регистрам. В первом случае регистры конструктивно расположены в пространстве системных портов, отвечающих за ввод-вывод информации, а во втором — находятся в разделе памяти персонального компьютера. USB-контроллер типа OHCI считается более интеллектуальным по сравнению с типом UHCI. Это преимущество заключается в его способности освобождать главный процессор от необходимости выполнять рутинные операции, связанные с передачей данных по шинам USB. Оба контроллера применяют 32-битную адресацию.

Для USB2.0 разработан контроллер универсальной последовательной шины USB типа EHCI. Он способен поддерживать работу на высоких скоростях (480 Мбит/с). В этом контроллере благодаря разделенной транзакции реализована поддержка низкоскоростного интерфейса USB1.1 для поддержки более медленных устройств.

Для USB3.0 разработан скоростной USB-ХОСТ-контроллер типа XHCI, который способен поддерживать обмен информацией на всех трех скоростях.

Заключение

Подведя итог, скажем, что если ваш компьютер не имеет USB-портов, то благодаря незначительной модернизации на него можно установить USB-контроллер. Такие устройства выполняются в виде платы расширения PCI-типа либо PC-карт для ноутбуков. Выносные контроллеры выпускаются с поддержкой USB1.0, 2.0 и 3.0. Если вы надумали установить себе такое устройство, лучше выбирать более скоростное, так как их стоимость практически одинаковая. По такому принципу можно заменить уже существующий контроллер на более скоростной. Однако при такой модернизации не следует забывать о том, что для полноценной работы устройства понадобится переустановка драйверов для данного контроллера.

Светодиодные индикаторы шины Назначение с пультом дистанционного управления WiFi/USB/IR

описание продукта
 
Функции
1. Простота в эксплуатации. Сообщение можно обновить с помощью флэш-накопителя U. Водители могут выбрать сохраненные маршруты с помощью некоторых кнопок.
2. Поддержка нескольких языков, таких как английский, русский, арабский и другие языки.
3. Принять Taiwan фистар 12 мил светодиодный чип с высокой яркостью, малой жаркой и длительным сроком службы.
4. Яркость регулируется автоматически, она экономит больше энергии и увеличивает срок службы.
5. Постоянный ток с надежным качеством.
6. Программное и аппаратное обеспечение разрабатываются с самого по себе, поэтому мы можем сделать цену конкурентоспособной.

Спецификация  платы назначения светодиодов шины
 

НЕТ Пункт Технические характеристики
1 Тип светодиода ПРОВАЛ 504
2 Цвет светодиода Красный/желтый
3 Длина волны 592 — 595
4 Шаг 8 мм по горизонтали, 10 мм по вертикали
5 Разрешение строк 16*144
6 Высота символа 167 мм
7 Размеры области отображения 1152 мм (в)*167 мм (Ш) прибл.
8 Видимость 60 метров
9 Угол обзора 120oH/60oV
10 Поддерживаемые языки Английский/испанский/португальский (полный шрифт),
 Региональном языке
11 Яркость Встроенный датчик света, автоматическая регулировка. Также 4 класса, 25%, 50%, 75%, 100%
12 Интерфейс данных Беспроводной, RS232/485
13 Встроенный контроллер 999 маршрутов/1000 станций на маршрут.
14 Устойчивость к УФ-излучению да
15 Диапазон рабочего напряжения 12 В ПОСТ. ТОКА~36 В.
16 Защита от проникновения пыли и влаги При необходимости IP65, добавит органическое стекло
17 Рабочая температура окружающей среды От -40°C до +80°C.
18 Микросхема светодиодов Тайваньский фистар 14 мил
19 Материал корпуса Алюминий
20 Срок службы > 100 000 часов

Изображения продуктов



Сертификаты NICK

Рабочий цех НИКА

Проект

Информация о компании

Шэньчжэнь Ник Оптоэлектронные технологии Co., Ltd (торговая марка NICK) был создан в 2009 году, является высокотехнологичным предприятием, специализирующимся на НИОКР, производстве и продаже средних и высоких светодиодных дисплеев и диктора автобусов.

В 2010 году компания инвестировала 20 миллионов в внедрение полностью автоматического светодиодного производственного оборудования из Тайваня, что сделало качество продукции компании новым уровнем. Компания заплатила высокую зарплату, чтобы нанять партию талантов по проектированию схемы контроллера с более чем 20-летним старом, что сделало дизайн схемы продукта Ника лучше, чем сверстники, продукт имеет «уникальность» и отказывается принять «публичную версию», который получил единодушную оценку от отечественных и зарубежных клиентов!

Сейчас Ник предоставил электронные маршрутные знаки и диктор для десятков стран, таких как Испания, Венгрия, Румыния, Россия, Малайзия, Соединенное Королевство, Соединенные Штаты, Канада и т.д. и установили долгосрочные стратегические партнерства с испанскими и британскими клиентами. Экспортируется во все страны мира.

Долгое время Ник постоянно предоставлял клиентам по всему миру первоклассные электронные маршрутные вывески и диктор со светодиодами. «уникальность» продуктов Nick завоевала пользу клиентов из всех слоев жизни!

Ник хочет: Пусть мир использует самые стабильные, безопасные и удобные шинные светодиодные электронные маршрутные знаки и дикторы!

Цель Ника: Стать «первым брендом» шинных светодиодных электронных маршрутных знаков и дикторского бизнеса!

Наши услуги
 
1. Бесплатная 3-летняя гарантия
2. Ваши запросы будут получены через 24 часа

ЧАСТО ЗАДАВАЕМЫЕ ВОПРОСЫ
 
В1: Сколько времени обычно занимает время выполнения заказа?
 О1: время выполнения заказа обычно через 10–15 дней после размещения заказа.
 
В2: Какие условия оплаты вы принимаете?
A2: Оплата по T/T, West Union и PayPal доступны .
 
В3: Можете ли вы сделать OEM-дисплей?
О3: Да, причина, которую мы можем сделать. Вам просто нужно сказать нам свою идею, тогда мы сделаем все остальное.
 
В4: Можно ли запрограммировать содержимое, отображаемое на светодиодном дисплее?
О4: Да, мы предложим вам программное обеспечение и руководства. А потом вы можете запрограммировать его самостоятельно.
 
В5: Вы являетесь заводом или торговой компанией?
О5: Мы завод.

Для получения более подробной информации о плате назначения светодиодных индикаторов шины, пожалуйста, свяжитесь с нами.
 

Лекция: USB- порт

Лекция 14. USB- порт

 

1. Последовательные шины

2. Шина USB

3. Модель и протокол передачи данных

1.Последовательные шины

 

Последовательные шины позволяют объединять множество устройств, исполь­зуя всего 1-2 пары проводов. При этом достигается пропускная способность от 100 Кбит/с для шины ACCESS Bus, до 400 Мбит/с для FireWire, 480 Мбит/с для USB 2.0 и 1 Гбит/с для FCAL.

Функциональные возможности этих шин гораздо шире, чем у традиционных интерфейсов локальных сетей — USB и FireWire спо­собны передавать изохронный график аудио- и видеоданных. Последовательные шины по своей организации сильно отличаются от параллельных. В последова­тельных шинах нет отдельных линий для данных, адреса и управления — все протокольные функции приходится выполнять, пользуясь одной (в USB и ACCESS.Bus) или двумя (в FireWire) парами сигнальных проводов или парой оптических волокон (Fibre Channel).

Это накладывает отпечаток на построение шинного протокола, который в последовательных шинах строится на пересыл­ках пакетов определенным образом организованных цепочек бит. Заметим, что в терминологии USB пакеты и кадры имеют несколько иную трактовку, не­жели в сетях передачи данных.

В параллельных шинах имеются возможности явной синхронизации интерфейсной части ведущих и ведомых устройств; ис­полнение каждого шага протокола обмена может быть подтверждено, и при не­обходимости некоторые фазы обмена могут продлеваться по «просьбе» не успевающего устройства. В последовательных шинах такой возможности нет — па­кет пересылается целиком, а синхронизация возможна только по принимаемому потоку бит. Эти и другие особенности сближают последовательные шины с ло­кальными сетями передачи данных.

Наибольшую популярность имеют шины USB и FireWire, хотя последняя пока что в РС- совместимых компьютерах используется не повсеместно. Технологии последовательных шин FireWire и USB, имея общие черты, существенно разли­чаются. Обе шины обеспечивают простое; подключение большого числа ПУ (127 для USB и 63 для FireWire), допуская коммутации и включение/выключе­ние устройств при работающей системе. По структуре топология обеих шин дос­таточно близка, но FireWire допускает большую свободу и пространственную протя­женность. Хабы USB входят в состав многих устройств и для пользователя их присутствие зачастую незаметно. Обе шины имеют линии питания устройств, но допустимая мощность для FireWire значительно выше. Обе шины поддержи­вают технологию РnР (автоматическое конфигурирование при включении/вы­ключении) и снимают проблему дефицита адресов, каналов DMA и прерываний. Различаются пропускная способность шин и управление ими.

Шина USB ориентирована на периферийные устройства, подключаемые к PC. Изохронные передачи USB позволяют передавать цифровые аудиосигналы, а USB 2.0 способна нести и видеоданные. Все передачи управляются централи­зованно, и PC является необходимым управляющим узлом, находящимся в кор­не древовидной структуры шины. Адаптер USB пользователи современных ПК получают почти бесплатно, поскольку он входит в состав всех современных чипсетов системных плат. Правда, адаптеры USB 2.0 первое время будут выпускать­ся в виде карт PCI. Непосредственное соединение нескольких PC шиной USB не предусматривается, хотя выпускаются «активные кабели» для связи пары ком­пьютеров и устройства-концентраторы.

Шина FireWire ориентирована на устройства бытовой электроники, которые с ее помощью могут быть объединены в единую домашнюю сеть. К этой сети может быть подключен компьютер, и даже не один. Принципиальным преиму­ществом шины является отсутствие необходимости в специальном контрол­лере шины (компьютере). Любое передающее устройство может получить поло­су изохронного трафика и начинать передачу по сигналу автономного или дис­танционного управления — приемники «услышат» эту информацию. При нали­чии контроллера соответствующее ПО может управлять работой устройств, реа­лизуя, например, цифровую студию нелинейного видеомонтажа или снабжая тре­буемыми мультимедийными данными всех заинтересованных потребителей ин­формации.

 

2. Шина USB

USB (Universal Serial Bus — универсальная последовательная шина) является промышленным стандартом расширения архитектуры PC, ориентированным на интеграцию с телефонией и устройствами бытовой электроники. Шина USB со­всем молодая—версия 1.0 была опубликована в начале 1996 года, и скептики иронично расшифровывали ее название как «неиспользуемая последовательная шина» (Unused Serial Bus).

Однако сейчас устройств с интерфейсом USB уже предостаточно. Большинство их поддерживает версию 1.1, которая вышла осе­нью 1998 года — в ней были устранены обнаруженные проблемы первой редак­ции. Весной 2000 года опубликована спецификация USB 2.0, в которой преду­смотрено 40-кратное повышение пропускной способности шины. Первоначаль­но (в версиях 1.0 и 1.1) шина обеспечивала две скорости передачи информации:

полную скорость FS (full speed) — 12 Мбит/с

низкую скорость LS (Low Speed) — 1,5-Мбит/с.

В версии 2.0 определена еще и высокая скорость US (High Speed) — 480 Мбит/с, которая позволяет существенно расширить круг устройств, подклю­чаемых к шине. В одной и той же системе могут присутствовать и одновременно работать устройства со всеми тремя скоростями. Шина позволяет соединять ус­тройства, удаленные от компьютера на расстояние до 25 м (с использованием промежуточных хабов).

С середины 1996 года выпускаются PC со встроенным контроллером USB, реализуемым чипсетом системной платы. Подробную и оперативную информа­цию по USB (на английском языке) можно найти по адресу #»1.files/image001.gif»>

Рис. 1. Коннекторы USB: a вилка типа «А»; б— вилка типа «В»

а

б в

Рис.2. Гнезда USB: а— типа «А»; б типа «В»;

в символическое обозначение

Таблица 1. Назначение выводов разъема USB

Контакт

Цепь

1

Vbus

2

D-

3

D+ .

4

GND

В шине используется дифференциальный способ передачи сигналов D+ и D- по двум проводам. Скорость, используемая устройством, подключенным к конк­ретному порту, определяется хабом по уровням сигналов на линиях D+ и D-, смещаемых нагрузочными резисторами приемопередатчиков: устройства с низ­кой скоростью «подтягивают» к высокому уровню линию D-, с полной — D+.

Подключение устройства HS определяется на этапе обмена конфигурационной информацией — физически на первое время устройство HS должно подключаться как FS. Передача по двум проводам в USB не ограничивается дифференциаль­ными сигналами. Кроме дифференциального приемника каждое устройство имеет линейные приемники сигналов D+ и D-, а передатчики этих линий управляются индивидуально. Это позволяет различать более двух состояний линии, исполь­зуемых для организации аппаратного интерфейса.

Введение высокой скорости (480 Мбит/с — всего в 2 раза медленнее, чем пред­лагает технология Gigabit Ethernet) требует тщательного согласования приемо­передатчиков и линии связи. На этой скорости может работать только кабель с экранированной витой парой для сигнальных линий. Для высокой скорости ап­паратура USB должна иметь дополнительные специальные приемопередатчики. В отличие от формирователей потенциала для режимов FS и LS передатчики HS являются источниками тока, ориентированными на наличие резисторов-тер­минаторов на обеих сигнальных линиях.

Скорость передачи данных (LS, FS или HS) выбирается разработчиком пери­ферийного устройства в соответствии с потребностями этого устройства. Реали­зация низких скоростей для устройства обходится несколько дешевле (приемо­передатчики проще, а кабель для LS может быть и неэкранированной невитой парой). Если в «старой» USB устройства можно было подключать не задумыва­ясь в любой свободный порт любого хаба, то в USB 2.0 появились возможности выбора между оптимальными, неоптимальными и неработоспособными конфи­гурациями, если используются устройства и хабы разных версий.

Хабы USB 1.1 обязаны поддерживать скорости FS и LS, скорость подключен­ного к такому хабу устройства определяется автоматически по разности потен­циалов сигнальных линий. Хабы USB 1.1 при передаче пакетов являются просто повторителями, обеспечивающими прозрачную связь периферийного устройства с контроллером.

Передачи на низкой скорости довольно расточительно расходу­ют потенциальную пропускную способность шины: за то время, на которое они занимают шину, высокоскоростное устройство может передать данных в 8 раз больше. Но ради упрощения и удешевления всей системы на эти жертвы пошли, а за распределением полосы между разными устройствами следит планировщик транзакций хост-контроллера.

В спецификации 2.0 скорость 480, Мбит/с должна уживаться с прежними, но при таком соотношении скоростей обмены на FS и LS «съедят» возможную по­лосу пропускания шины без всякого «удовольствия» (для пользователя).

Чтобы этого не происходило, хабы USB 2.0 приобретают черты коммутаторов пакетов. Если к порту такого хаба подключено высокоскоростное устройство (или анало­гичный хаб), то хаб работает в режиме повторителя и транзакция с устройством на HS занимает весь канал до хост-контроллера на все время своего выполне­ния. Если же к порту хаба USB 2.0 подключается устройство или хаб 1.1, то по части канала от контроллера пакет проходит на скорости HS, запоминается в буфере хаба, а к старому устройству или хабу идет уже на его «родной» скорос­ти FS или LS. При этом функции контроллера и хаба 2.0 (включая и корневой) усложняются, поскольку транзакции на FS и LS расщепляются и между их час­тями вклиниваются высокоскоростное передачи. От старых (1.1) устройств и хабов все эти тонкости скрываются, что и обеспечивает обратную совместимость.

Вполне понятно, что устройство USB 2.0 сможет реализовать высокую скорость, только если по пути от него к хост-контроллеру (тоже 2.0) будут встречаться только хаб» 2.0. Если это правило нарушить и между ним и контроллером 2.0 окажется старый хаб, то связь может быть установлена только в режиме FS. Если такая скорость, устройство и клиентское ПО устроит (к примеру, для принтера и сканера это выльется только в большее время ожидания пользователя), то под­ключенное устройство работать будет, но появится сообщение о неоптимальной конфигурации соединений. По возможности ее следует исправить, благо пере­ключения кабелей USB можно выполнять «на ходу». Устройства и ПО, критич­ные к полосе пропускания шины, в неправильной конфигурации работать отка­жутся и категорично потребуют переключений. Если же хост-контроллер ста­рый, то все прелести USB 2.0 окажутся недоступными пользователю. В этом слу­чае придется менять хост-контроллер (менять системную плату или приобре­тать PCI-карту контроллера). Контроллер и хабы USB 2.0 позволяют повысить суммарную пропускную способность шины и для старых устройств. Если уст­ройства FS подключать к разным портам хабов USB 2.0 (включая и корневой), то для них суммарная пропускная способность шины USB возрастет по сравне­нию с 12 Мбит/с во столько раз, сколько используется портов высокоскорост­ных хабов.

На рис. 3 приведен вариант соединения устройств и хабов, где высоко­скоростным устройством USB 2.0 является только телекамера, передающая видеопоток без компрессии. Подключение принтера и сканера USB 1.1 к отдель­ным портам хаба 2.0, да еще и развязка их с аудиоустройствами позволяет им использовать полосу шины по 12 Мбит/с каждому.

Таким образом, из общей полосы 480 Мбит/с на «старые» устройства (USB 1.0) выделяется 3 х 12 — 36 Мбит/с. Вообще-то можно говорить и о полосе в 48 Мбит/с, по­скольку клавиатура и мышь подключены к отдельному порту хост-контролле­ра USB 2.0, но эти устройства «освоят» только малую толику из выделенных им 12 Мбит/с. Конечно, можно подключать клавиатуру и мышь и к порту внеш­него хаба, но с точки зрения повышения надежности системные устройства вво­да лучше связывать наиболее коротким (по количеству кабелей, разъемов и промежуточных устройств) путем. Неудачной конфигурацией было бы подклю­чение принтера (сканера) к хабу USB 1.1 — во время работы с аудиоустройствами (если они высокого качества) скорость печати (сканирования) будет падать. Неработоспособной конфигурацией явилось бы подключение телека­меры к порту хаба USB 1.1.

Рис. 3. Пример конфигурации соединений

При планировании соединений следует учитывать способ питания устройств: устройства, питающиеся от шины, как правило, подключают к хабам, питающимся от сети. К хабам, питающимся от шины, подключают лишь маломощные устрой­ства — так, к клавиатуре USB, содержащей внутри себя хаб, подключают мышь USB и другие устройства-указатели (трекбол, планшет).

2. Модель и протокол передачи данных

 

Каждое устройство на шине USB (их может быть до 127) при подключении ав­томатически получает свой уникальный адрес. Логически устройство представ­ляет собой набор независимых конечных точек (endpoint), с которыми хост-кон­троллер (и клиентское ПО) обменивается информацией. Каждая конечная точка имеет свой номер и описывается следующими параметрами:

·   требуемая частота доступа к шине и допустимые задержки обслуживания;

·   требуемая полоса пропускания канала;

·   требования к обработке ошибок;

·   максимальные размеры передаваемых и принимаемых пакетов;

·   тип передачи;

·   направление передачи (для передач массивов и изохронного обмена).

Каждое устройство обязательно имеет конечную точку с номером 0, исполь­зуемую для инициализации, общего управления и опроса его состояния. Эта точка всегда оказывается сконфигурированной при включении питания и подключе­нии устройства к шине. Она поддерживает передачи типа «управление».

Кроме нулевой точки устройства-функции могут иметь дополнительные точ­ки, реализующие полезный обмен данными. Низкоскоростные устройства мо­гут иметь до двух дополнительных точек, полноскоростные — до 15 точек вво­да и 15 точек вывода (протокольное ограничение). Дополнительные точки (а именно они и предоставляют полезные для пользователя функции) не могут быть использованы до их конфигурирования (установления согласованного с ними канала).

Каналом (pipe) в USB называется модель передачи данных между хост-кон­троллером и конечной точкой устройства. Имеются два типа каналов:

— потоки;

— сообщения.

Поток (stream) доставляет данные от одного конца канала к дру­гому, он всегда однонаправленный. Один и тот же номер конечной точки может использоваться для двух поточных каналов — ввода и вывода. Поток может реа­лизовывать следующие типы обмена:

-передача массивов;

— изохронный;

преры­вания.

Сообщения (message) имеют формат, определенный спецификацией USB. Хост посылает запрос к конечной точке, после которого передается (принимает­ся) пакет сообщения, за которым следует пакет с информацией состояния ко­нечной точки. Последующее сообщение нормально не может быть послано до обработки предыдущего, но при отработке ошибок возможен сброс не обслужен­ных сообщений. Двусторонний обмен, сообщениями адресуется к одной и той же конечной точке.

С каналами связаны характеристики, соответствующие конечной точке (по­лоса пропускания, тип сервиса, размер буфера и т. п.). Каналы организуются при конфигурировании устройств USB. Для каждого включенного устройства суще­ствует канал сообщений (Control Pipe 0), по которому передается информация конфигурирования, управления и состояния.

Протокол. Все обмены (транзакции) с устройствами USB состоят из двух-трех пакетов. Каж­дая транзакция планируется и начинается по инициативе контроллера, который посылает пакет-маркер (token packet). Он описывает тип и направление переда­чи, адрес устройства USB и номер конечной точки. В каждой транзакции возмо­жен обмен только между адресуемым устройством (его конечной точкой) и хос­том.

Адресуемое маркером устройство распознает свой адрес и готовится к обме­ну. Источник данных (определенный маркером) передает пакет данных (или уве­домление об отсутствии данных, предназначенных для передачи). После успешно­го приема пакета приемник данных посылает пакет квитирования (handshake packet). Последовательность пакетов в транзакциях иллюстрирует рис. 4.

Рис. 4. Последовательности пакетов

Хост-контроллер организует обмены с устройствами согласно своему плану распределения ресурсов. Контроллер циклически (с периодом 1,0 ± 0,0005 мс) формирует кадры (frames), в которые укладываются все запланированные тран­закции (рис. 4). Каждый кадр начинается с посылки маркера SOP (Start Of Frame), который является синхронизирующим сигналом для всех устройств, включая хабы.

В конце каждого кадра выделяется интервал времени EOF (End Of Frame), на время которого хабы запрещают передачу по направлению к контрол­леру. В режиме HS пакеты SOF передаются в начале каждого микрокадра (период 125 ± 0,0625 мкс). Хост планирует загрузку кадров так, чтобы в них всегда нахо­дилось место для транзакций управления и прерывания. Свободное время кад­ров может заполняться передачами массивов (bulk transfers). В каждом (микро­кадре) может быть выполнено несколько транзакций, их допустимое число зави­сит от длины поля данных каждой из них.

Рис.5 Поток кадров USB

Для обнаружения ошибок передачи каждый пакет имеет контрольные поля CRC-кодов, позволяющие обнаруживать все одиночные и двойные битовые ошиб­ки. Аппаратные средства обнаруживают ошибки передачи, а контроллер автоматически производит трехкратную попытку передачи. Если повторы безуспешны, сообщение об ошибке передается клиентскому ПО.

Все подробности организации транзакций изолируются от клиентского ПО контроллером USB и его системным программным обеспечением.

 

 

 

Лекция 14. USB- порт

Рис. 1. Коннекторы USB: a вилка типа «А»; б— вилка типа «В»

а

б в

Рис.2. Гнезда USB: а— типа «А»; б типа «В»;

в символическое обозначение

Таблица 1. Назначение выводов разъема USB

Контакт

Цепь

1

Vbus

2

D-

3

D+ .

4

GND

Рис. 3. Пример конфигурации соединений

Рис. 4. Последовательности пакетов

Рис.5 Поток кадров USB


Теги: USB- порт   Лекция  Информационные технологии

Системное конфигурирование на шине USB.

Системное конфигурирование на шине USB.

В USB в отличие от других шинных архитектур концентраторы передают пакеты от корня без полного их получения, что обеспечивается возможность «горячего» подключения устройств без отключения системы. Можно подключить новое устройство или концентратор, или наоборот, отключить ставшее ненужным оборудование без необходимости перезагрузки системы. При обнаружении на шине нового устройства концентратор оповещает об этом корневой концентратор. Затем система опрашивает вновь подключенное устройство о возможностях и потребностях и конфигурирует его. Вдобавок при этом загружаются необходимые драйверы, так что новым устройством можно пользоваться немедленно. Таким образом USB поддерживает подключение и отключение устройств в процессе работы. Конфигурация устройств шины является постоянным процессом, отслеживающим динамические изменения физической топологии.

Все устройства USB подключаются через порты хабов. Хабы определяют подключение и отключение устройств к своим портам и сообщают состояние портов в ответ на запрос от контроллера. Хост разрешает работу порта и адресуется к устройству через канал управления, используя нулевой адрес – USB Default Address. Все устройства адресуются этим адресом при начальном подключении или после сброса.

 

                                                                                      Рис. 1.

 

Хост определяет, является новое подключенное устройство хабом или периферийным устройством, и назначает ему уникальный адрес USB. Хост устанавливает с этим устройством канал управления (control pipe), используя назначенный адрес и нулевой номер точки назначения.

Если новое устройство является хабом, хост определяет подключенные к нему устройства, назначает им адреса и устанавливает каналы. Если новое устройство USB является периферийным устройством, уведомление о подключении передается диспетчером USB заинтересованному программному обеспечению.

Когда устройство отключается, хаб автоматически запрещает соответствующий порт и сообщает об отключении контроллеру, который удаляет сведения о данном устройстве из всех структур данных. Если отключается хаб, то процесс удаления выполняется для всех подключенных к нему устройств. Если отключается периферийное устройство, уведомление посылается заинтересованному ПО.

Процесс конфигурации устройств, подключенных к шине USB (см. рис. 1) осуществляется следующим образом (динамически по мере их подключения или включения их питания) без какого-либо вмешательства пользователя или клиентского ПО. Процедура процесса конфигурации описана ниже.

1. Хаб, к которому подключилось устройство, информирует хост-контроллер о смене состояния своего порта ответом на опрос состояния. С этого момента устройство переходит в состояние «Attached» (подключено), а порт, к которому оно подключилось, в состояние «Disabled».

2. Хост-контроллер с помощью специальных транзакций уточняет состояние порта.

3. Узнав порт, к которому подключилось новое устройство, хост-контроллер дает команду сброса и разрешения порта.

4. Хаб формирует сигнал RESET для данного порта (10 мс) и переводит его в состояние «Enabled». Подключенному устройству позволяется потреблять от шины ток питания в пределах 100 мА. Устройство переходит в состояние Powered (включено), все его регистры переводятся в исходное состояние, и оно отзывается на обращение по нулевому адресу.

5. До тех пор пока устройство не получит уникальный адрес, оно доступно по дежурному каналу, по которому хост-контроллер может определить максимально допустимый размер поля данных пакета.

6. Хост сообщает устройству его уникальный адрес, и оно переводится в состояние Addressed (адресовано).

7. Хост считывает все конфигурации устройства, включая и заявленный ток потребления от шины. Процесс считывания может потребовать передачи нескольких кадров.

8. Исходя из считанной информации, хост конфигурирует все имеющиеся конечные точки данного устройства, которое переводится в состояние Configured (сконфигурировано). Теперь хаб позволяет устройству потреблять от шины полный ток, заявленный в конфигурации, и оно становится готовым к использованию.  

Шина pci express

Новую универсальную шину РСТ Express или РСТ-Е разработчики корпорации Intel предложили в 2002 г.. когда стало ясно, что нужно срочно внедрять новую шину для видеоинтерфейса. К этому времени обострились проблемы с физической совместимостью видеокарт с различными версиями шины AGP и появилась необходимость резко поднять производительность видеоподси стемы для работы с видеоконтекстом и ЗО-графикой. Для продвижения шины PCI Express была создана рабочая группа PCI Special Interest Group (http://www.pcisig.com). Стабильная версия 1.0 новой разработки появилась уже в 2003 г.

Рис. 5.6. Разъем шины PCI Express видеоадаптера

Рис. 5.7, Модель работы шины PCI Express

В дальнейшем, в 2007 г. вышла спецификация 2.0, а в 2009 г. готовится уже третья редакция. В табл. 5.2 приведены характеристики трех версий шины PCI Express.

Для шины PCI Express (ранее, 3GJO for 3rd Generation 1/0) были использованы идеи, которые широко применяются в сетевых соединениях локальных сетей. Для работы PCI Express был внедрен высокопроизводительный физический протокол, основанный на последовательной передаче данных, и соединения типа точка-точка с коммутатором. Для работы PCI Express используются пакетные передачи данных в сети с топологией типа «звезда», а для взаимодействия между устройствами PCI Express — коммутаторы. Для взаимодействия с операционной системой применяются протоколы шины РС1, но в отличие от нее, для передачи не задействуется общая шина. На рис. 5.7 показана модель функционирования шины PCI Express.

На физическом уровне (слое) основной канал PCI Express образован из двух дифференциальных пар сигналов с начальной частотой 2,5 ГГц на один контакт. Для увеличения пропускной способности PCI Express канала могут быть дополнительные сигнальные пары, например, — 1, П2, П4, П8, — 12, — 16 и П32 сигнальных пар в одном канале. Любой вариант может быть использован для работы видеоадаптера, но на практике используются только П8 и

— 16. Для подключения различных дополнительных котроллеров, скажем интерфейса SATA или IDE, чаще используется вариант Ш. На материнских платах сегодня, как правило, устанавливаются разъемы PCI Express П1 и

— 16, хотя встречаются варианты и с П4, и П8.

Таблица 5.2. Допустимые нормы PCLK и ширины шины для трех поколений PCI Express

Спецификация

Частота PCLK, МГц

Разрядность шины, бит

250

8

2,5 GT/s PCI Express

125

16

62.5

32

500

8

5,0 GT/s PCI Express

250

16

125

32

250

32

8,0 GT/s PCI Express 3.0

500

16

1000

8

Шина USB

Спецификация периферийной шины USB (Universal Serial Bus) была разработана фирмами — лидерами компьютерной и телекоммуникационной промышленности- Compaq, DEC, IBM, Intel, Microsoft, NEC и Northern Telecom- для подключения периферийных устройств вне корпуса PC. Шина USB поддерживает технологию Plug&Play.

Рис. 5.8. Архитектура шины USB

К компьютерам, оборудованным шиной USB, можно подсоединять периферийные устройства (клавиатуру, мышь, джойстик, принтер и др.), не выключая питание. Как только устройство будет подключено, автоматически осуществляется его конфигурирование. Все периферийные устройства должны быть оборудованы разъемами USB и подключаться к PC через отдельный выносной блок, именуемый USB-хабом или концентратором, с помощью которого к PC можно подключить до 127 периферийных устройств.

Архитектура шины USB представлена на рис. 5.8. Разводка контактов в разъеме типа А приведена в табл. 5.3. Размеры разъемов USB: тип А — 4И12 мм, USB Тип В- 7И8 мм, USB mini- 2И7 мм, которые могут комбинировать произвольным образом на кабеле.

Первая спецификация USB 0.7 была выпущена в 1994, а официальная спецификация 1.0- в 1995 г. На материнских платах интерфейс USB в обязательном порядке стал устанавливаться со времени появления процессоров Pentium, но особым успехом не пользовался. Массовое использование интерфейса USB началось после выхода спецификации 1.1 в 1998 г. (были исправлены проблемы и ошибки), причем данный вариант USB до сих пор широко встречается в самых разнообразных устройствах. Спецификация 2.0 появилась в 2000 г. В настоящее время широко используются две спецификации USB: 1.1 и 2.0, но в ближайшее время начнет внедряться версия 3.0.

Спецификация USB 2.0 отличается от 1.1 появлением нескольких режимов работы:

— Low-speed- 10-1500 Кбит/с, предназначенного для различных устройств типа клавиатуры и мыши;

— Full-speed — 0,5-12 Мбит/с, в основном, для аудиоустройств;

— Hi-speed — 25-480 Мбит/с, широко используемого для видеоустройства и работы с винчестерами и флэш-картами.

Разъемы для спецификаций USB 1.1 и 2.0 одинаковы (рис. 5.9), а для варианта 3.0 используются разъемы с дополнительными контактами, правда, останется механическая и программная совместимость с предыдущими версиями.

Рис. 5.9. Разъемы USB на кабеле: а — тип А; б — тип В; в — mini

Таблица 5.3. Назначение контактов разъема USB

Вывод

Сигнал

Цвет провода

Назначение

1

VCC

Красный

+ 5 В

2

D —

Белый

Данные

3

D +

Зеленый

Данные

4

Земля

Черный

Земля

⇐Шина agp | Аппаратные средства PC | Шины scsi и sas⇒

Устройство универсальной последовательной шины — обзор

Универсальная последовательная шина

Лидеры индустрии ПК (включая Compaq, IBM, Intel и Microsoft) разработали универсальную последовательную шину (USB) в качестве замены стандартных последовательных и параллельных портов на ПК. . USB — это высокоскоростная многоточечная последовательная шина со скоростью передачи данных до 12 Мбит/с (или до 1,5 Мбит/с для более медленных устройств). Это настоящая шина, которая может поддерживать до 127 устройств с одним хост-контроллером (ПК).

USB использует строго контролируемую систему проводки, которая предотвращает ошибочные соединения.Кроме того, он может обеспечивать питание постоянного тока для периферийных устройств (5 В при токе до 5 А) и поддерживает горячую замену. То есть вы можете безопасно подключать или отключать USB-устройства от шины, не выключая и не перезагружая ПК. Устройства USB также работают по принципу plug-and-play, поэтому их программное обеспечение драйвера самонастраивается на ПК под управлением Windows 98 или Windows 2000 (или Windows 95, если это версия 4.00950B или более поздняя). Windows NT не поддерживает USB.

USB предназначен для подключения стандартных, медленных (мышь, клавиатура) и среднескоростных (сканер, принтер) периферийных устройств к ПК с минимальными усилиями пользователя.С этой целью большинство новых ПК теперь содержат порты USB, а в некоторых из них устранены старые последовательные и параллельные порты. Со временем основные производители ПК откажутся от большинства или всех внутренних слотов расширения (PCI) и будут полагаться на USB и FireWire (см. следующий раздел) для подключения всех периферийных устройств к ПК. Это называется стратегией «закрытой коробки» на будущее (пользователям никогда не придется открывать свой ПК для подключения нового устройства). Промышленные ПК должны еще долгие годы сохранять свои слоты расширения и «устаревшие» порты.

Помня об этой тенденции, многие производители систем сбора данных выпускают продукты, которые подключаются к портам USB. Конечно, из-за ограниченной скорости шины USB большинство этих продуктов работают с низкой частотой дискретизации, всего около 100 тыс. выборок в секунду (дополнительную информацию о продуктах для сбора данных USB см. в главе 11).

Для USB используется специальный четырехжильный кабель длиной до 5 метров, распиновка разъема которого показана в Таблице 8-7. Два провода, +DATA и –DATA, представляют собой витую пару, по которой передается дифференциальный сигнал данных.Два других провода, VCC и GND, обеспечивают дополнительное питание +5 В для периферийных устройств. USB предназначен для одного хост-устройства, поэтому его обычно нельзя использовать для подключения одного ПК к другому (в отличие от параллельного порта IEEE-1284). Однако некоторые производители выпускают для этой цели специальные USB-кабели вместе со специальным программным обеспечением (например, для передачи данных между ПК и портативным компьютером).

ТАБЛИЦА 8-7. Разъем USB Назначение контактов

PIN-код #
СИГНАЛ
1 VCC
2 -DATA
3 + ДАННЫЕ
4 GND

Типичный ПК имеет два порта USB.Если вы хотите подключить к ПК больше устройств, вам понадобится концентратор, специальное USB-устройство, содержащее несколько дополнительных USB-портов. На рис. 8-21 показана типичная схема USB-подключения с использованием 5-портовых концентраторов.

Рис. 8-21. Типичное USB-подключение к ПК.

Поскольку USB использует только одну разностную пару данных, он является асинхронным. Кроме того, только одно устройство может передавать в любой момент времени (как на шине RS-485). Данные кодируются по схеме NRZI (без возврата к нулю, инвертированная). В NRZI значение бита 0 заставляет линейный драйвер переключать состояния, а значение 1 заставляет его оставаться прежним.Например, поток из 0 бит будет генерировать тактовый сигнал, поскольку для каждого битового интервала будет переход. USB добавляет в NRZI битовое заполнение, чтобы гарантировать, что приемник не выйдет из синхронизации с передатчиком, если будет отправлено слишком много единиц. Всякий раз, когда есть непрерывный поток из шести битов 1, передатчик добавляет (или вставляет) бит 0, чтобы создать новый переход. Приемник использует 0-битные переходы для синхронизации своих часов с потоком данных.

USB использует сложный протокол связи, основанный на трех типах пакетов: токен, данные и квитирование.Хост (ПК) начинает транзакцию, отправляя токен-пакет, адресованный желаемому устройству. Каждое устройство на шине имеет уникальный адрес. Поле адреса в пакете токена имеет длину 7 бит, что позволяет использовать 128 уникальных адресов (и ограничение на 127 устройств на шине). Затем происходит обмен данными через пакет данных, содержащий до 1023 битов данных вместе с CRC для проверки ошибок. Наконец, пакет рукопожатия передается для завершения транзакции.

Как и большинство технологий, связанных с ПК, стандарт USB продолжает развиваться.Первым широко используемым стандартом USB была версия 1.1. Несколько лет спустя был разработан USB 2.0 с увеличением скорости в 40 раз — до 480 Мбит/с. USB 2.0 обратно совместим с оригинальными USB-устройствами и кабелями со скоростью 12 Мбит/с. Устройства USB будут согласовывать с хостом работу на максимальной скорости, разрешенной на этой шине. USB 2.0 напрямую поддерживается более новыми операционными системами, такими как Windows 2000 и Windows Me.

Этот более быстрый стандарт USB, даже с накладными расходами протокола передачи, может поддерживать высокоскоростной сбор данных.Тем не менее, это медленнее, чем интерфейсная карта PCI, использующая механизм прямого доступа к памяти для захвата данных. Однако для большинства приложений общего назначения скорости USB 2.0 будет достаточно.

Как назначить конкретное USB-устройство определенному USB-контроллеру в гостевой KVM?

Окружающая среда

  • Red Hat Enterprise Linux 6
  • виртуальных машин KVM, управляемых libvirt
  • USB-устройства для передачи виртуальным гостям

Выпуск

  • Как назначить конкретное USB-устройство определенному USB-контроллеру в гостевой KVM?
  • Как создать контроллер USB2 в гостевой системе KVM и передать ему USB-устройства?
  • У меня есть устройство USB1, для работы драйвера которого требуется контроллер USB1.У меня также есть устройство USB2, для работы которого требуется контроллер USB2. Как передать оба устройства гостю KVM и «подключить» их к соответствующим USB-контроллерам?
  • У меня есть несколько USB-устройств одного типа, подключенных к моему хосту виртуализации KVM, мне нужно передать каждое устройство другому гостю, как я могу адресовать устройства, чтобы гарантировать, что каждое отдельное устройство передается его конкретному гостю?

Разрешение

Отредактируйте определение гостя с помощью команды: virsh edit guestname

Определите контроллер USB1 (UHCI) по умолчанию и дополнительный контроллер USB2 (EHCI):

  <тип контроллера='usb' индекс='0' модель='piix3-uhci'>
    
    <тип контроллера='usb' индекс='1' модель='ehci'>
    
  

( примечание: не добавляйте адреса PCI для контроллеров, libvirt обрабатывает это автоматически )

Определите хост-устройство USB1 для передачи в гостевую систему (замените AAAA идентификаторами вашего устройства USB1):

  
      <источник>
        <поставщик/>
        <продукт/>
      
      <тип адреса='usb' шина='0' порт='2'/>
    
  

Определите хост-устройство USB2 для передачи гостевому компьютеру (замените BBBB идентификаторами вашего устройства USB2):

  
      <источник>
        <поставщик/>
        <продукт/>
      
      <тип адреса='usb' шина='1' порт='1'/>
    
  

Обратите внимание, что индекс контроллера USB становится шиной назначения устройства.Контроллер USB1 находится в индексе 0, поэтому устройство USB1 находится на шине 0. Точно так же контроллер USB2 находится в индексе 1, поэтому устройство USB2 находится на шине 1.

Порт 0 на любом контроллере USB всегда является корневым концентратором USB, поэтому начните добавлять устройства в порт 1 и позже.

Если у вашего гостя настроен эмулированный USB-планшет, который qemu-kvm использует для бесшовной интеграции мыши, то у вас должен быть определен контроллер UHCI, и вы должны добавлять устройства к этому контроллеру, начиная с порта 2.Эмулируемый USB-планшет жестко запрограммирован на использование контроллера UHCI USB1 и всегда отображается на порту 1 этого контроллера.

Для прохождения через несколько устройств одного и того же поставщика и идентификатора продукта требуется дополнительная линия для индивидуального обращения к каждому устройству.

Учитывая следующую адресацию USB-устройства на хосте:

  хост # lsusb
Шина 002 Устройство 001: ID 1d6b:0002 Корневой концентратор Linux Foundation 2.0
Шина 002 Устройство 002: ID 8087:0024 Корпорация Intel Integrated Rate Matching Hub
Шина 002 Устройство 004: ID 0781:5530 SanDisk Corp.Cruzer ## это устройство для прохождения
  

Добавьте строку адреса к источнику в hostdev , например:

  
      <источник>
        <поставщик/>
        <продукт/>
        <адресная шина='2' устройство='4'/>
      
      <тип адреса='usb' шина='1' порт='2'/>
    
  

Дополнительные USB-устройства с одним и тем же идентификатором можно передать разным гостям, указав их хост-шину USB и адреса устройств в конфигурационных файлах каждого гостя.

Bus 002 в lsusb становится bus='2' в исходном адресе, а Device 004 в lsusb становится device='4' в исходном адресе. Дополнительные записи Device в хосте lsusb указывают номер устройства для каждого гостя.

Например, учитывая следующую адресацию USB-устройства на хосте:

  хост # lsusb
Шина 002 Устройство 004: ID 0781:5530 SanDisk Corp.Крузер
Шина 002 Устройство 005: ID 0781:5530 SanDisk Corp. Cruzer
Шина 002 Устройство 006: ID 0781:5530 SanDisk Corp. Cruzer
Шина 002 Устройство 007: ID 0781:5530 SanDisk Corp. Cruzer
  

У каждого гостя будет своя строка адреса в пределах hostdev . У первого гостя будет устройство='4' , у второго гостя будет устройство='5' и так далее.

Необходимо отключить гостевую систему (т. е. остановить процесс qemu-kvm , на котором работает гостевая система), чтобы внести изменения в USB-контроллеры, поскольку контроллеры не поддерживают горячую замену.

Этапы диагностики

  • Типы контроллеров USB:

    • OHCI = USB 1
    • UHCI = USB 1
    • EHCI = USB 2
    • XHCI = USB 3
  • Пробовал ответить в списке рассылки по адресу: Re: [libvirt-users] Хост-контроллеры USB

  • Однако гость не запускается с сообщением об ошибке:

  # вирш старт usbtest
ошибка: Не удалось запустить домен usbtest
ошибка: завершен процесс внутренней ошибки при подключении к монитору: qemu-kvm: -device usb-host,hostbus=1,hostaddr=8,id=hostdev0,bus=usb.0,port=1: Ошибка: usb-порт 1 (шина usb.0) не найден (используется?)

qemu-kvm: -device usb-host,hostbus=1,hostaddr=8,id=hostdev0,bus=usb.0,port=1: устройство «usb-host» не может быть инициализировано
  
  • Это было опробовано в RHEL6. Также пробовал в Fedora 18 (последний текущий выпуск), чтобы узнать, включена ли эта функция в версию libvirt, выпущенную после RHEL6. Та же ошибка произошла в F18, поэтому проблема не в версии.

  • Прочтите документацию по XML-формату домена libvirt по адресу:

    .
  • Пробовал различные контроллеры USB ( PIIX3-UHCI piix4-UHCI EHCI ICH9-ehci1 ICH9-uhci1 ICH9-uhci2 ICH9-uhci3 VT82C686B-UHCI PCI-OHCI ` nec-xhci) и адреса назначения.

  • Есть контроллеры EHCI (libvirt model='ehci' ) и UHCI (livirt model='piix3-uhci' ), работающие в гостевой системе:

  # lspci | grep USB
00:09.0 Контроллер USB: контроллер Intel Corporation 82801DB/DBM (ICh5/ICh5-M) USB2 EHCI (версия 10)
00:0a.0 USB-контроллер: Intel Corporation 82371SB PIIX3 USB [Natoma/Triton II] (версия 01)
  
  • Передано через USB-устройство в гостевую систему на контроллере EHCI (USB2):
  гость # lsusb
Шина 001 Устройство 001: ID 1d6b:0001 Linux Foundation 1.1 корневой концентратор
Шина 001 Устройство 002: ID 0627:0001 Adomax Technology Co., Ltd.
Шина 002 Устройство 001: ID 1d6b:0002 Корневой концентратор Linux Foundation 2.0
Шина 002 Устройство 002: ID 0781:5530 SanDisk Corp. Cruzer
  
  • Передано через USB-устройство в гостевую систему на контроллере UHCI (USB1):
  гость # lsusb
Шина 001 Устройство 001: ID 1d6b:0001 Корневой концентратор Linux Foundation 1.1
Шина 001 Устройство 002: ID 0627:0001 Adomax Technology Co., Ltd.
Шина 001 Устройство 003: ID 0781:5530 SanDisk Corp. Cruzer
Шина 002 Устройство 001: ID 1d6b:0002 Linux Foundation 2.0 корневой концентратор
  
  • Устройство « Adomax Technology Co., Ltd » идентифицировано как qemu-kvm , эмулированное планшетным USB-устройством. .0) не найден (используется?)

  • Попытка запустить гостевую систему только с контроллером EHCI и USB-планшетом, ошибка:

    .
  # вирш старт usbtest
ошибка: Не удалось запустить домен usbtest
ошибка: процесс внутренней ошибки завершился при подключении к монитору: символьное устройство перенаправлено на /dev/pts/1
qemu-kvm: -device usb-tablet,id=input0: Предупреждение: несоответствие скорости при попытке подключить usb-устройство QEMU USB Tablet к шине usb.0

qemu-kvm: -device usb-tablet, id = input0: устройство «usb-tablet» не может быть инициализировано
  

Это решение является частью программы ускоренной публикации Red Hat, предоставляющей огромную библиотеку решений, созданных инженерами Red Hat для поддержки наших клиентов. Чтобы дать вам необходимые знания, как только они станут доступны, эти статьи могут быть представлены в необработанном и неотредактированном виде.

Как USB-устройствам назначаются идентификаторы контейнеров — драйверы Windows

  • Статья
  • 4 минуты на чтение
  • 3 участника

Полезна ли эта страница?

да Нет

Любая дополнительная обратная связь?

Отзыв будет отправлен в Microsoft: при нажатии кнопки отправки ваш отзыв будет использован для улучшения продуктов и услуг Microsoft.Политика конфиденциальности.

Представлять на рассмотрение

В этой статье

Для устройства, подключенного к компьютеру через универсальную последовательную шину (USB), на следующей блок-схеме показана эвристика, используемая для назначения идентификатора контейнера узлу USB-устройства ( devnode ).

Эта эвристика использует информацию из нескольких источников, чтобы определить, верно ли одно из следующих утверждений об узле USB dev:

  • Представляет ли devnode новое устройство на шине USB? Если это правда, узел разработки получит новый идентификатор контейнера.

  • Является ли devnode дочерним devnode существующего устройства? Если это правда, devnode унаследует идентификатор контейнера родительского devnode.

Идентификатор контейнера для USB-устройства создается несколькими способами. Это решение основано на информации, содержащейся в устройстве. Эта информация извлекается из настроек ACPI, драйвера шины USB и концентратора USB.

Эта эвристика следует следующим шагам для каждого devnode, который диспетчер Plug and Play (PnP) перечисляет на шине USB.

  1. При запросе драйвером шины USB устройство USB может сообщить идентификатор контейнера через дескриптор ContainerID операционной системы (ОС) Microsoft.

    Начиная с Windows 7, операционная система поддерживает дескриптор Microsoft OS ContainerID . С помощью этого дескриптора независимый поставщик оборудования (IHV) может точно указать идентификатор контейнера для устройства. Поэтому идентификатор контейнера устройства уникален и не меняется на каждом компьютере, на котором установлено устройство.Кроме того, если он сообщает дескриптор Microsoft OS ContainerID , устройство указывает операционной системе, что все перечисленные узлы разработки являются частью одного физического устройства.

    Дескриптор Microsoft OS ContainerID предназначен для использования в устройствах, которые поддерживают одновременное подключение устройства через несколько системных шин. Например, принтер может поддерживать одновременные сетевые подключения USB и IP с помощью расширений Plug and Play (PnP-X). При использовании одного дескриптора Microsoft OS ContainerID один и тот же идентификатор контейнера сообщается на обоих транспортах.Поэтому диспетчер PnP определяет, что узлы devnode, перечисляемые каждой шиной, являются частью одного и того же физического устройства.

    Дополнительные сведения об дескрипторе Microsoft OS ContainerID см. в разделе Дескрипторы ОС Microsoft.

  2. Если USB-устройство не сообщает дескриптор Microsoft OS ContainerID , драйвер USB-концентратора запрашивает ACPI, чтобы определить, подключено ли устройство к внешнему порту.

    Операционная система пытается найти объект адреса ACPI ( _ADR ), который соответствует адресу USB-порта, к которому подключено устройство.Если найден соответствующий адресный объект, операционная система выполняет следующие шаги:

    • Объект возможностей USB-порта ( _UPC ) запрашивается и проверяется значение PortIsConnectable . Если PortIsConnectable имеет ненулевое значение 0xFF, порт можно использовать для подключения внешних устройств. Поэтому любое устройство, подключенное к этому порту, должно быть внешним по отношению к компьютеру.

    • Если компьютер реализует ACPI 3.0 и байт PortIsConnectable не равен нулю, операционная система дополнительно запрашивает объект описания физического расположения ( _PLD ).Операционная система проверяет, установлен ли бит UserVisible (бит 64) в объекте _PLD . Это делается в качестве дополнительной проверки, чтобы убедиться, что порт доступен для подключения и видим снаружи для пользователя.

    Если информация, полученная от ACPI, указывает на то, что устройство является внешним, диспетчер PnP создает идентификатор контейнера для устройства. Значение ContainedID — это либо хэш серийного номера USB устройства, либо случайно сгенерированное значение.Узлу разработки назначается этот идентификатор контейнера.

    Примечание   Если операционная система определяет, что устройство является внутренним по отношению к компьютеру, узел разработки унаследует идентификатор контейнера родительского узла разработки, который (в данном случае) является идентификатором контейнера самого компьютера.

  3. Если ACPI не возвращает объект _ADR , соответствующий адресу USB-порта, к которому подключено устройство, диспетчер PnP создает идентификатор контейнера на основе съемного статуса узла разработки.

    Драйвер концентратора USB запрашивает дескриптор USB RemoveAndPowerMask из концентратора и проверяет, установлен ли бит DeviceRemovable для порта, к которому подключено устройство. Если установлен бит DeviceRemovable , устройства, подключенные к порту, удаляются с концентратора. Если бит DeviceRemovable не установлен, устройства, подключенные к порту, не удаляются из концентратора.

    Драйвер шины USB сообщает о статусе съемного/несъемного порта диспетчеру PnP, который создает ContainerId для узла разработки, выполнив следующие действия:

    • Если концентратор указывает, что устройства, подключенные к данному порту, являются съемными с концентратора, диспетчер PnP определяет, что устройства, подключенные к этому порту, являются внешними по отношению к компьютеру.Идентификатор контейнера, который он генерирует для узла разработки, представляет собой либо хеш серийного номера USB устройства, либо случайно сгенерированное значение.

    • Если концентратор указывает, что устройства, подключенные к данному порту, не являются съемными с концентратора, диспетчер PnP определяет, что устройства, подключенные к этому порту, являются подфункциями многофункционального устройства. В этом случае devnode наследует идентификатор контейнера родительского devnode.

Для получения дополнительной информации о ACPI 3.0, см. расширенную спецификацию интерфейса конфигурации и питания, редакция 3.0b.

Управление портами USB | Linux.org

При обилии устройств с универсальной последовательной шиной (USB) трудно найти систему, в которой не используется USB-устройство какого-либо типа. Системы имеют множество USB-портов, и при подключении слишком большого количества устройств могут возникнуть некоторые сложности. Чтобы помочь с такими трудностями, лучше всего понять возможности USB-портов в системе. Другая проблема заключается в том, что в некоторых системах при загрузке с USB-устройства вы можете не знать, какое устройство является основным.Используя следующий метод, вы можете определить, какой порт является основным, дополнительным и так далее.

LSUSB

Основная команда «lsusb» предоставит информацию о существующих корневых концентраторах и устройствах, подключенных к концентраторам. Из информации, полученной от «lsusb», мы можем узнать информацию о системе, а также об устройствах USB.

Откройте Терминал с помощью сочетания клавиш (CTRL+ALT+T) или из системного меню. Чтобы получить начальную информацию о корневых концентраторах USB в текущей системе, мы будем использовать команду: «lsusb -s : ».Шину указывать не будем, но конкретное устройство укажем командой ‘lsusb -s :1’ в Терминале:


РИСУНОК 1

Запишите перечисленные корневые концентраторы USB. Корневые концентраторы обозначаются как «Linux Foundation 1.x», «Linux Foundation 2.x» или «Linux Foundation 3.x». Число показывает стандарт USB для концентратора, например USB 1.0, USB 2.0 или USB 3.0. Каждый стандарт имеет разные возможности. Корневые концентраторы, а не устройства, показывают стандарт USB, по которому они работают, но мы можем определить стандарт для каждого устройства.Скорости каждой шины определяются стандартом USB следующим образом:

  • Linux Foundation 1.x — 12 Мбит/с
  • Linux Foundation 2.x — 480 Мбит/с
  • Linux Foundation 3.x — 5000 Мбит/с

Для каждого устройства запишите номер его шины и устройства. Мы перечислили только корневые концентраторы, которые всегда являются устройством 1 на каждой шине. Вы можете видеть, что шина 1 является стандартом USB 2.0. Я могу узнать больше информации об этом конкретном автобусе. Как и в шаге 1, мы получим список всех устройств на шине 1.Вместо указания номера устройства мы укажем только номер шины с помощью команды: ‘lsusb -s 1:’. Мои результаты показаны на рисунке 2.


РИСУНОК 2

Результатом являются все устройства на шине 1. Из рисунков 1 и 2 видно, что шина 1 поддерживает стандарт USB 2.0.
Вот интересная вещь, которую большинство людей не понимают в USB. Каждый порт подключается к соответствующему назначению шины, когда устройство вставляется после запроса устройства. Если устройство является USB 1.0, то оно почти всегда будет подключаться к шине 1.0 (об этом я расскажу позже). В моем случае устройство USB 2.0 или выше всегда будет подключаться к шине 1, независимо от того, в какой порт я вставляю устройство.
Чтобы увидеть все устройства, подключенные к моей системе, я могу просто запустить команду «lsusb» без параметров, как показано ниже. на рисунке 3. (Это было выполнено после повторного подключения всех моих USB-устройств.)


РИСУНОК 3

Вы можете получить лучшее представление, перечислив выходные данные в виде дерева. Просмотр в виде дерева можно выполнить с помощью команды «lsusb -t», как показано на рисунке 4.


РИСУНОК 4

Между рисунками 3 и 4 видно, что ключ клавиатуры и мыши Logitech назначен на шину 2. Он назначен на шину 2, поскольку для него не требуется скорость USB 2.0 или выше. Устройства Mass Storage размещаются на шине 1, чтобы обеспечить более высокую скорость передачи.
Сейчас я добавлю кое-что странное. Глядя на рисунок 3, вы можете видеть, что мой блейд-сервер Sandisk Cruzer подключен к шине 1 и устройству 8. Устройство отключается и снова вставляется в тот же порт, и команда выполняется снова, как показано на рисунке 5.


РИСУНОК 5

Поскольку устройство было извлечено и снова подключено, номер устройства увеличивается. Даже если то же устройство снова вставлено в тот же порт, номер устройства не может быть немедленно повторно использован. Каждое устройство, добавленное в шину, будет иметь номер устройства, увеличенный на единицу, и будет продолжаться до номера устройства 127. Как только номер устройства достигнет 127, оно начнется снова с наименьшего номера, доступного для шины.

Информация об определенном устройстве

Чтобы найти дополнительную информацию об устройстве на шине 3, устройстве 2, вы можете выполнить команду:

Код:

  lsusb -D /dev/bus/usb/003/002  

Я выполнил эту команду на второй системе и получил результат, как показано на рисунке 6.Глядя на вывод, вы можете видеть, что устройство является мышью. В данном случае беспроводная мышь.


РИСУНОК 6

Каждое устройство также показывает максимальную потребляемую мощность устройства, указанного в разделе «MaxPower». Стандарт USB для устройства указан в разделе «bcdUSB». Если устройство с более высоким стандартом USB помещается в концентратор с более низким стандартом USB, значение «bcdUSB» может отображаться неправильно. Если некоторые устройства на определенной шине не работают должным образом, вы можете проверить энергопотребление, чтобы убедиться, что устройства не перегружают общую выходную мощность.
Поскольку могут возникнуть проблемы с питанием, если слишком много устройств подключено к одной шине, вам может потребоваться добавить дополнительный концентратор USB. Можно приобрести USB-концентратор с питанием, который получает питание от настенного порта, а не от USB-порта, к которому он подключен в системе. Порт USB с питанием может решить почти всю мощность, выдаваемую в цепочке USB.

Идентификатор поставщика и продукта

Для вывода команды «lsusb» вы видите раздел после «ID». Первый набор цифр — это идентификатор производителя, изготовившего продукт.Второй набор определяет фактическое устройство. Эти номера можно проверить в Интернете, введя их в поисковик. Некоторые идентификаторы могут быть не найдены, так как кажется, что базы данных не обновляются немедленно. Каждый поставщик подает заявку на получение идентификатора и платит около 5000–6000 долларов за номер поставщика.
Некоторые люди покупают USB-устройства без названия, и вам может понадобиться драйвер. Единственный способ отследить необходимый драйвер — найти поставщика и название продукта, чтобы найти работающий драйвер.

Порядок портов

Предположим, у вас есть система с несколькими портами USB, и вам нужно знать, как упорядочены устройства.В моей системе я могу выбрать загрузку через USB с загрузочного устройства. У меня нет списка всех USB-устройств, чтобы выбрать, какое из них использовать в качестве загрузочного устройства. Моя система загрузится с первого устройства. Мне нужно было определить порядок портов, чтобы понять, как выбираются устройства. Если у меня есть устройство в первом порту, которое не является загрузочным, оно не будет пытаться загрузиться со второго устройства. Если я вставлю загрузочное USB-устройство в порт, система может загрузиться с другого USB-устройства.
Мои порты показаны на рис. 7.


РИСУНОК 7

Чтобы определить, какой порт какой, мне пришлось поместить запоминающее устройство или что-то еще, что должно быть на шине 1 в каждом порту. Каждое устройство должно было быть достаточно уникальным, чтобы я мог определить, какое устройство есть какое. Пришлось заполнять сразу все семь портов. После того, как я полностью заполнил их, мне пришлось перезагрузить машину и убедиться, что мой жесткий диск загрузился. После запуска Ubuntu я использовал команду «lsusb», чтобы посмотреть, что показал порядок. Каждое устройство было подключено к шине 1, и их порядок показан на рис. 8.


РИСУНОК 8

Теперь первые три порта находятся в задней части системы и расположены в ряд. Следующие два порта находятся на передней панели системы. Последние два порта снова находятся сзади.
Если в порту A нет устройства, но в порт B вставлено устройство, то устройство в порту B будет использоваться для загрузки системы, если я выберу загрузку с USB-устройства в BIOS.
Если у вас есть система, в которой не указано каждое USB-устройство, то с помощью этого метода вы можете определить порядок загрузки портов для вашей системы.
Чтобы быть абсолютно уверенным, вы можете загрузить систему как минимум дважды, чтобы убедиться, что порядок каждый раз одинаков.
Я надеюсь, что эта статья даст вам некоторое представление о том, как используются и упорядочиваются USB-порты. Пожалуйста, оставьте любые комментарии, которые у вас могут быть о USB-портах.

Устранение неполадок с USB-устройствами в Parallels Desktop для Mac

Устранение неполадок USB-устройств в Parallels Desktop для Mac

679 пользователей считают эту статью полезной

Симптомы

У вас проблема с USB-устройством:

  • Он не монтируется на виртуальной машине Windows
  • Виртуальная машина не может обнаружить устройство
  • Функциональность устройства не работает на виртуальной машине
  • Проблемы с другими USB-устройствами

Разрешение

В качестве первого шага прочитайте основную информацию о том, как Parallels Desktop работает с USB-устройствами , которые вы подключаете к своему Mac.

Если у вас все еще есть эта проблема, выполните следующие действия:

  1. Завершите работу виртуальной машины, закройте Parallels Desktop и отключите USB-устройство от Mac.

  2. Подключите USB-устройство к вашему Mac.

    Убедитесь, что устройство обнаружено на стороне Mac:

    Важно: ваша виртуальная машина не сможет работать с вашим USB-устройством, если ваш Mac не сможет его обнаружить

  3. Запустите Parallels Desktop, перейдите в меню Parallels Desktop > Настройки > Устройства

    • Проверьте, указано ли устройство, которое вы хотите подключить к виртуальной машине, в списке постоянных назначений.Используйте кнопку ««, чтобы удалить устройство из списка.

    • Убедитесь, что Спросите меня, что делать Радиокнопка выбрана

    Примечание: Вы можете сбросить выбор для всех существующих устройств

  4. Запустите виртуальную машину. Когда у вас запущена и запущена Windows, перейдите в Устройства > Внешние устройства и выберите устройство, которое вы хотите подключить к виртуальной машине.

  5. Теперь новое устройство будет установлено в Windows.

  6. Чтобы проверить, успешно ли установлено устройство, перейдите в Диспетчер устройств .

    Если по какой-то причине устройство не удалось установить должным образом, попробуйте удалить его из диспетчера устройств, а затем выполнить поиск изменений оборудования.

    Чтобы узнать больше об устранении неполадок для конкретного USB-устройства, обратитесь к производителю соответствующего устройства.

Использование USB-устройств и AIX.

В этом документе мы рассматриваем следующие темы:
 

Это примечание к документу относится к AIX® 6.1, 7.1 и 7.2.

Требуемые навыки :

  1. Базовое понимание процедур установки и резервного копирования AIX®.
  2. Базовые знания о сопоставлении VIO vscsi.
  3. Базовые знания о назначении устройств HMC.

Как управлять и настраивать USB-устройство

Во-первых, нам нужно проверить и убедиться, что установлены драйверы USB-устройства:

* вывод из AIX® 7200-02-01-1731

    # lslpp -L устройства.usbif.08025002.rte
Описание типа состояния на уровне набора файлов (программа удаления)
-------------------------------------------------- --------------------------
devices.usbif.08025002.rte 7.2.2.0 A F ПО для запоминающих устройств USB

# lslpp -L devices.common.IBM.usb.rte
Описание типа состояния на уровне набора файлов (программа удаления)
-------------------------------------------------- --------------------------
devices.common.IBM.usb.rte 7.2.2.0 A F Системное программное обеспечение USB  


После подтверждения вы можете продолжить и назначить свое USB-устройство нужному LPAR.Этот процесс можно выполнить двумя способами:

1) Назначьте физическое устройство LPAR из HMC

.

2) Сопоставьте его с сервером VIO, при условии, что USB уже назначен VIO.

Вариант 1: физически назначить через HMC:

1. Войдите в свою HMC. Из выбранного LPAR:
Configuration > Manage Profiles >

Затем перейдите на вкладку I/O, выберите шину USB и назначьте ее LPAR:

Если LPAR активен, вам нужно добавить через динамическое разбиение:
. Выберите LPAR > Динамическое разбиение > Физические адаптеры > Добавить > выберите шину USB и нажмите OK.

После завершения настройте USB-устройство:
 

    # лсдев | grep usb
#
# cfgmgr
#
# лсдев | grep usb
usb0 Доступное системное программное обеспечение USB
usbhc0 Доступен 01-08 Хост-контроллер USB (33103500)
usbhc1 Доступен 01-09 Хост-контроллер USB (33103500)
usbhc2 Доступен 01-0a Хост-контроллер USB Enhanced (3310e000)
usbms0 Доступно 2.1 USB Mass Storage  
Вариант 2: Сопоставьте USB-устройство с помощью VIO (USB-устройство можно сопоставить только с 1 LPAR за раз).


** Примечание. Устройства «mstor» нельзя использовать для загрузки. Встроенное ПО AIX® видит только физические USB-устройства и не может распознавать виртуальные USB-устройства (mstor).

** Вы можете загрузиться с устройства mstor, установив для него список загрузки, для чего требуется существующая и работающая ОС:

    # список загрузки -m обычный /dev/mstor0  

SMS/Прошивка по-прежнему не может его увидеть. В какой-то момент мы можем получить патч FW для просмотра виртуализированных USB-устройств, но по этому поводу нет ETA.

Затем найдите LPAR (vhost), который необходимо сопоставить, с помощью команды «lsmap -all». В этом примере используется vhsot5.

Найдите USB-накопитель, который вы хотите подключить:
 

    $ lsdev | grep usb usb0 Доступное системное программное обеспечение USB usbhc0 Доступный хост-контроллер USB (33103500) usbhc1 Доступный хост-контроллер USB (33103500) usbhc2 Доступный хост-контроллер USB Enhanced (3310e000) usbms0 Доступный USB-накопитель  


Сопоставьте устройство с целевым vhost:

    $ mkvdev -vdev usbms0 -vadapter vhost5  

На вашем сервере VIO вы видите в сопоставлении vhost и в качестве виртуального USB-диска:
 

    $ lsmap -vadapter vhost5
СВСА Физлок
Идентификатор клиентского раздела ------------------------------ -------------------------------- ------------
vhost5
U8202.E4C.10F474R-V1-C8 0x00000006
ВТД nim1hdisk0
Доступный статус
LUN 0x8200000000000000
Резервное устройство nim1root
Физлок
Зеркальное н/д

ВТД nim1hdisk1
Доступный статус
LUN 0x83000000000000000
Резервное устройство nim1data
Физлок
Зеркальное н/д

ВТД vtopt5
Доступный статус
LUN 0x81000000000000000
Резервное устройство
Физлок
Зеркальное н/д

ВТД vtusbdd0
Доступный статус
LUN 0x84000000000000000
Резервное устройство usbms0
Физлок У78АА.001.ВЗШЫВУ-П1-Т7-Л1
Зеркальное н/д

$ лсдев | grep usb
usb0 Доступное системное программное обеспечение USB
usbhc0 Доступный хост-контроллер USB (33103500)
usbhc1 Доступный хост-контроллер USB (33103500)
usbhc2 Доступный хост-контроллер USB Enhanced (3310e000)
usbms0 Доступный USB-накопитель
vtusbdd0 Доступное виртуальное целевое устройство — USB-диск  


В вашем LPAR AIX® устройство USB отображается как mstor0:

    # лсдев | grep мстор
#
# cfgmgr
#
# лсдев | grep мстор
mstor0 Доступный виртуальный съемный диск SCSI  

Для справки по файлу mstor https://www.ibm.com/support/knowledgecenter/en/ssw_aix_72/com.ibm.aix.files/mstor.htm

Как поместить образы ISO на USB-накопитель?

В AIX® или любой системе Unix/Linux можно «добавить» образ ISO на флэш-накопитель USB и использовать его для установки AIX®.

Синтаксис команды:

    # dd if=<Путь к ISO-файлу> of= bs=4k  

Пример:

    # dd if=/export/installs/AIX_v7.1_Base_Install_DVD_1_of_2_TL_7100-04-04_042017.iso of=/dev/usbms0 bs=4k  


Приурочено, это заняло примерно 9 минут для файла размером 4 ГБ. Ваша скорость может варьироваться в зависимости от типа USB-накопителя и производительности вашей системы.

Если вы работаете в Windows® и вам необходимо записать ISO-образ на USB-устройство, вы можете использовать сторонний инструмент, например Rufus. (Имейте в виду, что предложенный инструмент не принадлежит и не поддерживается IBM®. То же самое относится к любым инструментам и приложениям Windows®, используемым для записи ISO.)

Rufus – это инструмент с открытым исходным кодом, который можно получить по адресу https://rufus.akeo.ie/

.

*** Обратите внимание, что некоторые из более новых версий не имеют указанных ниже параметров, вы можете загрузить более старую версию, чтобы получить параметр ISO.

Чтобы записать с его помощью образ AIX® ISO, используйте следующие параметры: 

  • Выберите USB-устройство после его подключения. (1)
  • Установите флажок «Создать загрузочный диск, который использует» и выберите «Образ DD», затем щелкните значок маленького диска и выберите образ ISO (2)


Как создавать резервные копии системы на USB-накопителе?

Команда mksysb может создать такую ​​структуру на USB-накопителе без каких-либо специальных флагов.

    # mksysb -i /dev/usbms0
Создание информационного файла (/image.data) для rootvg.
Создание списка файлов для резервного копирования. ..
Заполнение файловой системы UDF... ..
bosboot: загрузочный образ состоит из 38912 блоков по 512 байт.
Резервное копирование файлов 65605........................ 3
1655 из 65605 файлов (48%)
37153 из 65605 файлов (56%)
39778 из 65605 файлов (60%)
44194 из 65605 файлов (67%)
53397 из 65605 файлов (81%)
64113 из 65605 файлов (97%)
65605 из 65605 файлов (100%)
0512-038 mksysb: Резервное копирование успешно завершено. 

Как с по создать резервную копию или восстановить группу томов, созданную пользователем, на USB-накопитель с помощью savevg?


** Обратите внимание, что виртуальные USB-устройства («mstor») не отображаются в прошивке.

С помощью команды savevg можно создать резервную копию любой группы томов на USB-накопителе, использующем тот же процесс, который был показан ранее в параметре mksysb.
 

    # savevg -i -f /dev/usbmsX   


пример:

    # savevg -i -f /dev/usbms0 nimvg
Создание информационного файла для группы томов nimvg.Создание списка файлов для резервного копирования.
Резервное копирование файлов 7874..........................
9 из 7874 файлов (0%)
1217 из 7874 файлов (15%
5143 из 7874 файлов (65%)
7333 из 7874 файлов (93%)
7874 из 7874 файлов (100%)
0512-038 savevg: Резервное копирование успешно завершено.  

Для восстановления мы можем использовать команду restvg для восстановления группы томов: 

    # restvg -f /dev/usbms0  


Или выполните восстановление на настраиваемые диски с помощью: 

    # restvg -f /dev/usbms0 hdisk1 hdisk2  
Как восстановить или установить с USB-устройства:

Загрузка в SMS:

Ссылка: http://www-01.ibm.com/support/docview.wss?uid=isg3T1011805

1. Выберите 5 для параметров загрузки:

    Версия AL740_161 SMS 1.7 (c) Copyright IBM Corp. 2000, 2008 г. Все права защищены.
-------------------------------------------------- -----------------------------
Главное меню
1. Выберите язык
2. Настройка удаленной IPL (начальная загрузка программы)
3. Измените настройки SCSI
4. Выберите консоль
5. Выберите параметры загрузки <<<<<<<
-------------------------------------------------- -----------------------------
Клавиши навигации: X = eXit System Management Services
-------------------------------------------------- -----------------------------
Введите номер пункта меню и нажмите Enter или выберите Клавиша навигации: 5  

2.Выберите 1 для установки/загрузки устройства:
 

    Версия AL740_161 SMS 1.7 (c) Copyright IBM Corp. 2000, 2008 г. Все права защищены.
-------------------------------------------------- -----------------------------
Мультизагрузка
1. Выберите «Установить/загрузить устройство». <<<<<<
2. Настройте порядок загрузочных устройств
3. Мультизагрузочный запуск <ВЫКЛ.>
4. Поддержка зонирования SAN
-------------------------------------------------- -----------------------------
Клавиши навигации: M = возврат в главное меню Клавиша ESC = возврат к предыдущему экрану X = выход из служб управления системой
-------------------------------------------------- -----------------------------
Введите номер пункта меню и нажмите Enter или выберите Клавиша навигации: 1  

3.Выберите 5 для жесткого диска:
 

    Версия прошивки PowerPC AL740_161 SMS 1.7 (c) Copyright IBM Corp. 2000, 2008 Все права защищены.
-------------------------------------------------- -----------------------------
Выберите тип устройства
1. Дискета
2. Лента
3. CD/DVD
4. IDE
5. Жесткий диск <<<<<<<<
6. Сеть
7. Список всех устройств
-------------------------------------------------- -----------------------------
Клавиши навигации: M = возврат в главное меню Клавиша ESC = возврат к предыдущему экрану X = выход из служб управления системой
-------------------------------------------------- -----------------------------
Введите номер пункта меню и нажмите Enter или выберите Клавиша навигации: 5  

4.Выберите тип USB:
 

    Версия прошивки PowerPC AL740_161 SMS 1.7 (c) Copyright IBM Corp. 2000, 2008 Все права защищены.
-------------------------------------------------- -----------------------------
Выберите тип носителя
1. СКСИ
2. ССА
3. САН
4. САС
5. САТА
6. USB <<<<<<<
7. IDE
8. ИСА
9. Список всех устройств
-------------------------------------------------- -----------------------------
Клавиши навигации: M = возврат в главное меню Клавиша ESC = возврат к предыдущему экрану X = выход из служб управления системой
-------------------------------------------------- -----------------------------
Введите номер пункта меню и нажмите Enter или выберите Клавиша навигации: 6  

5.Теперь мы видим USB-диск в списке загрузочных устройств:
 

.
    Версия прошивки PowerPC AL740_161 SMS 1.7 (c) Copyright IBM Corp. 2000, 2008 Все права защищены.
-------------------------------------------------- -----------------------------
Выбрать устройство Устройство Текущий номер устройства Позиция Имя
1. - USB-диск (loc=U78AA.001.WZSHYWU-P1-T7-L1-L0-L0)
-------------------------------------------------- -----------------------------
Клавиши навигации: M = возврат в главное меню Клавиша ESC = возврат к предыдущему экрану X = выход из служб управления системой
-------------------------------------------------- -----------------------------
Введите номер пункта меню и нажмите Enter или выберите Клавиша навигации:  

6.Далее процесс аналогичен загрузке с любого DVD/NIM AIX ® .

    Добро пожаловать в программу установки и обслуживания базовой операционной системы
Введите номер по вашему выбору и нажмите Enter.
Выбор обозначен >>>.

1 Начать установку сейчас с настройками по умолчанию
>>> 2 Изменить/показать параметры установки и установить
3 Запустите режим обслуживания для восстановления системы
4 Сделайте дополнительные диски доступными
5 Выберите адаптер хранения
88 Помощь ? 99 Предыдущее меню
>>> Выбор [1]:  

Всегда рекомендуется выбирать вариант 2, чтобы убедиться, что целевой диск установки и любые другие параметры установки заданы правильно.

Как отформатировать USB-накопитель в UDF и использовать его для хранения данных?

Мы можем использовать команду "udfcreate", чтобы отформатировать драйвер USB или CD/DVD в UDF, затем смонтировать и записать на него данные.

1. Сначала отформатируйте устройство с помощью команды «udfcreate»:

    # udfcreate -d /dev/usbms0  

2. Смонтируйте устройство как файловую систему udfs:

    # mount -V udfs -o rw /dev/usbms0 /mnt
# df -тг /мнт
Блоки файловой системы в ГБ Используемые свободные % Используемые Установленные на
/dev/usbms0 28.64 0,01 28,63 1% /млн  

На этом этапе вы можете читать/записывать данные на устройство, отключать его, перемещать в другой раздел или систему или
монтировать в Windows® и загружать на него пакет исправлений для обновления компьютера AIX®, находящегося в закрытая среда.

Справочные материалы:

Найден Стоянов

Как настроить сквозную передачу USB с помощью XenServer

XenServer 7.5 поддерживает передачу данных через отдельные физические USB-устройства на виртуальную машину, а не через весь USB-контроллер.Это позволяет пользователям использовать физическое USB-устройство в качестве локального USB-устройства внутри виртуальной машины.
В этой статье мы приводим шаги по настройке сквозного подключения USB с помощью XenServer. Прежде чем продолжить, обратите внимание на следующие требования и ограничения:
  • Сквозной USB поддерживается только на следующих гостевых HVM:
    • Окна
      •   Windows 7 SP1
      •   Windows 8.1
      •   Windows 10
      •   Windows Server 2008 SP2
      •   Windows Server 2008 R2 SP1
      •   Windows Server 2012
      •   Windows Server 2012 R2
      •   Windows Server 2016
    •    Линукс
  • XenServer 7.5 и выше
  • XenServer Enterprise Edition (или доступ к XenServer через разрешение XenDesktop/XenApp)
  • Убедитесь, что USB-устройство для передачи является надежным и может стабильно работать в обычной среде Linux (например, CentOS 7). Подключение ненадежных USB-устройств к вашему компьютеру может поставить ваш компьютер под угрозу. USB-устройства с изменяемым поведением следует назначать только надежным гостевым виртуальным машинам.
  • BIOS не должен загружаться с USB-устройств.
  • Сквозной порт USB должен использовать qemu-upstream в качестве серверной части.
  • Сквозной порт USB поддерживает передачу до 6 USB-накопителей на одну виртуальную машину.
  • Операции моментального снимка/приостановки/миграции пула/миграции хранилища не поддерживаются, когда USB-устройство передается на виртуальную машину.
  • Проход через USB-устройство заблокирован в виртуальной машине, если в пуле включена высокая доступность, а виртуальная машина имеет приоритет перезапуска «Перезапуск». Кнопка подключения USB отключена, и отображается следующее сообщение: «Виртуальный USB-накопитель не может быть подключен, поскольку виртуальная машина защищена высокой доступностью» .При настройке высокой доступности для пула, если виртуальная машина не является гибкой, параметр «Перезапустить» отключается со следующей подсказкой: 'Виртуальная машина имеет один или несколько виртуальных USB. Перезапуск не может быть гарантирован' .

Как настроить транзитную передачу через USB с помощью XenServer

Клиенты могут настроить сквозную передачу через USB с помощью XenCenter или xe CLI. Для настройки выполните следующие действия.
  • Для настройки сквозной передачи USB с помощью XenCenter.
  1. Подключите USB-устройства к хосту XenServer с лицензией Enterprise Edition (или доступом к XenServer через разрешение XenDesktop/XenApp).Затем в XenCenter появится вкладка USB со списком USB-устройств.
  1. Включить сквозную передачу для определенного USB-устройства.
  • Чтобы включить с помощью XenCenter, перейдите на вкладку USB > выберите конкретное USB-устройство > нажмите Включить сквозную передачу > выберите Да, включить сквозную передачу во всплывающем окне:
  1. Выключите целевую гостевую ВМ, через которую вы хотите передать USB-устройство, поскольку горячее подключение не поддерживается.
  2. Подключите USB-устройство к виртуальной машине.
  • Чтобы подключиться с помощью XenCenter, щелкните правой кнопкой мыши виртуальную машину, перейдите к Свойства > перейдите к USB > щелкните Присоединить > выберите конкретное USB-устройство, которое вы хотите подключить > щелкните Присоединить :
И нажмите OK для завершения.
Обратите внимание, что к одной виртуальной машине можно подключить несколько USB-устройств. Максимальное количество поддерживаемых USB-устройств составляет 6 .
  1. Запустите виртуальную машину, чтобы передать USB-устройство в виртуальную машину.

Обратите внимание, что вам может потребоваться установить драйвер устройства внутри виртуальной машины, чтобы устройство работало правильно. С правильным драйвером вы сможете увидеть, что устройство работает правильно из системного диспетчера устройств.

  • Для включения с помощью
    xe CLI
  1. Подключите USB-устройства к хосту XenServer с лицензией Enterprise Edition (или доступом к XenServer через разрешение XenDesktop/XenApp).
  2. Запустите следующую команду, чтобы включить сквозную передачу для определенного USB-устройства

xe pusb-param-set uuid= passthrough-enabled=

В качестве примера проверьте следующее: сначала получите pusb uuid из команды pusb-list , а затем включите сквозную передачу с помощью команды pusb-param-set .

[[email protected] ~]# xe pusb-list
uuid (RO)            : 9c14c8b3-f30b-b5b8-2b01-201f703d2497
            path (RO): 2-1.6
Vendor-ID (RO): 1F75
Vendor-Desc (RO): Innostor Technology Corporation
ID продукта (RO): 0903
Product-Desc (Ro):
Serial (RO): 000000000000000244
Версия (RO) : 2.10
Описание (RO): Innostor Technology Corporation_000000000000000244

UUID (RO): 10FBEC89-4472-C215-5D55-17969B473EE6
Путь (RO): 2-1.1
Vendor-ID (RO): 0781
Vendor-Desc (RO ): СанДиск Корп.
ID продукта (RO): 5591
Product-Desc (Ro):
Serial (Ro):
Serial (RO): 4C530001151223117134
Версия (RO): 2.10
Описание (RO): Sandisk Corp._4C530001151223117134

[root @ xenserver ~] # # xe pusb-param-set uuid=10fbec89-4472-c215-5d55-17969b473ee6 passthrough-enabled=true

  1. Выключите целевую гостевую ВМ, через которую вы хотите передать USB-устройство, поскольку горячее подключение не поддерживается.
  2. Подключите USB-устройство к виртуальной машине, выполните следующую команду:

xe vusb-create usb-group-uuid= vm-uuid=

В качестве примера проверьте следующее: сначала получите uuid usb-group с помощью команды usb-group-list , а затем подключите устройство к целевой виртуальной машине с помощью команды vusb-create .

[root @ xenserver ~] # xe usb-group-list pusb-uuids = 10fbec89-4472-C215-5D55-17969B473EE6
UUID (RO): 1F731F6A-6025-8858-904D-C98548F8BB23
Название-этикетка (RW) : Группа из 0781 5591 USB
имя-описание (RW):
...
[[email protected] ~]# xe vusb-create usb-group-uuid= 1f731f6a-6025-8858-904d-c98548f8bb23 vm-uuid =4feeb9b2-2176-b69d-b8a8-cf7289780a3f
aac4a96f-3fd9-0150-7138-fbd5a80e068a

  1. Запустите целевую гостевую виртуальную машину.

xe vm-start uuid= .

Отсоединить USB-устройство от ВМ

Вы можете отсоединить USB-устройство от ВМ, когда ВМ работает:

  • Чтобы отсоединить с помощью XenCenter, щелкните правой кнопкой мыши виртуальную машину, перейдите к Свойства > перейдите к USB > выберите USB-устройство, которое хотите отсоединить > щелкните Отсоединить и нажмите Да во всплывающем окне:

Нажмите OK для завершения.

  • Чтобы отсоединиться с помощью xe CLI, выполните следующие команды:

xe vusb-unplug uuid= (Отключает USB от ВМ)
xe vusb-destroy uuid= (удаляет список VUSB из виртуальной машины)

В качестве примера проверьте следующее:

[[email protected] ~]# xe vusb-unplug uuid=79d2953d-839d-e26f-501c-885b728a4f70

[[email protected] ~]# xe vusb-destroy uuid=79d2953d-839d-e26f-501c-885b728a4f70

.

Leave a comment