USB

Allgemeines

Univesal Serial Bus Intel Industriestandard Schnittstelle an Geräten für Peripherie-Geräte Vereinheitlichung diverser serieller Anschlüsse Verschiedenste Einsatzgebiete

Mechanischer Aufbau

Stecker-Buchse-Prinzip Nur eine Position des Steckers in Buchse möglich Verschiedene Typen je nach Anwendungsgebiet Standard zum Anschluss an PC:

Buchse(n) vom Typ A

Verkabelungsprinzip

US

B-H

ost-

Con

trolle

r

Stromversorgung

Standardstecker

Pin Name Beschreibung

1 VCC +5 V ±5 %

2 D- Data -

3 D+ Data +

4 GND Masse

Stromversorgung

Mini-Stecker

Pin Name Beschreibung

1 VCC +5 V ±5 %

2 D- Data -

3 D+ Data +

4 IDTyp A: Masse,

Typ B: keine Belegung

5 GND Masse

Signalübertragung

Series1

-1

0

1

Series1

-1

0

1

L1

L2

Series1

-2

-1

0

1

2

GES

Der USB-Host-Controller

Steuert Kommunikation zwischen Geräten Kommunikation durch Polling

Anfrage vom Controller

Senden der Daten vom Gerät

Besteht im Normalfall aus mehreren Controllern

Der USB-Host-ControllerAnmeldevorgang

Reset, beide Datenleitungen auf Massepotential Gerät bekommt Adresse 0

Zuweisung einer eindeutigen Adresse durch Host-Controller

Initial-Poll Hersteller- und Produkt-ID

Alternative Konfigurationen + Geräteklasse

Control-Transfer-Modus, beidseitige Kontrolle der Daten

Der USB-Host-ControllerAnmeldevorgang

Konfiguration kann mehrere Schnittstellen besitzen Schnittstelle kann mehrere Endpunkte besitzen Unterschiedlicher Strombedarf Unterschiedliche Datenraten über “Alternate Settings“

Endpunkt-Betriebsmodi

Endpunkte == Unteradressen USB SIE (Serial Interface Engine) Unabhängige Datenströme 1 Endpunkt (Adresse 0) für Erkennung Maximal 31 Endpunkte pro Gerät

15 In- und Out

1 für Erkennung

Bei Low-Speed Geräten: Max 3 Endpunkte

Endpunkt-Betriebsmodi

Bei Low-Speed Geräten: Max 3 Endpunkte

Standards

USB 1.0 nur auf dem Papier, nie im Handel

USB 1.1 Low-Speed ( 1,5 Mbit/s = 187,5 kByte/s ) Full-Speed ( 12 Mbit/s = 1,5 MByte/s )

USB 2.0 Hi-Speed ( 480 Mbit/s = 60 MByte/s)

USB 3.0 SuperSpeed ( 5 Gbit/s = 625 MByte/s )

Überblick  USB 1.1 Low

Speed USB 1.1 Full SpeedUSB 2.0 Full Speed FireWire

Übertragungsrate 1,5 MBit/sec 12 MBit/sec 480 MBit/sec 400 MBit/sec

Endgeräte 2 31 127 63

Kabelläng zwischen Geräten 1 m 1 m 5 m 4,50 m

Maximale Kabellänge     30 m 72 m

PC notwendig Ja Ja Ja Nein

Plug & Play bedingt Ja Ja Ja

0

500

1000

1500

2000

2500

3000

3500

4000

4500

5000

1.5 12

480

5000

USB-Bruttodatenübertragungsraten

Low Speed Full Speed Hi-Speed SuperSpeed

Mbit/S

Perspektiven

USB 3.1 Developers Days, Singapore

19-20 November 2014

10 Gbit/s USB Verbindungstyp C

Perspektiven

WUSB (Wireless Universel Serial Bus Drahtlose Übertragung von Daten

Angepeilt 480Mb/s auf 3 Meter

110Mb/s auf10 Meter

Eventuell native Implementation, nicht über Transmitter/Empfänger

Alternativen NAS

Jede andere Art von Speicher im Netzwerk/auf Servern

Allgemeines

Industriestandard 1990, Bluetooth Special Interest Group (SIG) Datenübertragung durch Funktechnik Ersetzen von Kabelverbindungen Name:

Dänischer König Harald Blauzahn

Vereinte verfeindete Teile Dänemarks

Allgemeines

Frequence Hopping / Spread Spectrum (Freuquenzsprungverfahren)

Verringert Störungen

79 Stufen, je 1 MHz Abstand

Bis zu 1600 Mal / Sekunde

Verkabelungsprinzip

Verbindungsaufbau

Passiver Modus

Inquisitionsphase : Entdecken von Zugangsknoten

Synchronisierung mit dem Zugangsknoten (paging)

Entdeckung der Dienste des Zugangsknotens

Aufbau eines Kanals mit dem Zugangspunkt

Paarung mittels PIN-Code (Sicherheitscode)

Benützung des Netzwerks

Übertragungsgeschwindigkeiten

1.0, 1.0B, 1.1 (Juli 1999, Februar 2001)  732,2 kbit/s, vergleichbar mit DSL-Anschluss (1st Gen.)

1.2 (November 2003) 1 Mbit/s

2.0 + EDR und 2.1 + EDR (November 2004) EDR == Enhanced Data Rate

3.0 + HS HS == High Speed (24 Mbit/s)

UWB und WiMedia MAC: 480 Mbit/s, jedoch aufgegeben

Energiesparmodi

HOLD-Modus SNIFF-Modus PARK-Modus Protokollerweiterungen

Bluetooth low energy (ab Version 4.0)

Smart (Ready)

Sicherheit

Freuquenzsprungverfahren

1. Non-Secure Mode

keine Sicherheitsmechanismen, nur Frequence Hopping

2. Service-Level Enforced Security

dienstspezifisch

3. Link-Level Enforced Security

beim Verbindungsaufbau auf  Link Layer 

Verschlüsselung optional

GeräteklassenKlassen Max. Leistung       Max. Leistung        Reichweite allgemein

Reichweite im Freien

Klasse 1 100 mW 20 dBm ca. 100 m ca. 100 m

Klasse 2 2,5 mW 4 dBm ca. 10 m ca. 50 m

Klasse 3 1 mW 0 dBm ca. 1 m ca. 10 m