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USB. Gliederung Allgemeines  U nivesal S erial B us  Intel  Industriestandard  Schnittstelle an Geräten für Peripherie-Geräte  Vereinheitlichung.

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Präsentation zum Thema: "USB. Gliederung Allgemeines  U nivesal S erial B us  Intel  Industriestandard  Schnittstelle an Geräten für Peripherie-Geräte  Vereinheitlichung."—  Präsentation transkript:

1 USB

2 Gliederung

3 Allgemeines  U nivesal S erial B us  Intel  Industriestandard  Schnittstelle an Geräten für Peripherie-Geräte  Vereinheitlichung diverser serieller Anschlüsse  Verschiedenste Einsatzgebiete

4 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

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6 Verkabelungsprinzip USB-Host- Controller

7 Stromversorgung Standardstecker PinNameBeschreibung 1VCC+5 V ±5 % 2D-Data - 3D+Data + 4GNDMasse

8 Stromversorgung Mini-Stecker PinNameBeschreibung 1VCC +5 V ±5 % 2D-Data - 3D+Data + 4ID Typ A: Masse, Typ B: keine Belegung 5GNDMasse

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10 Signalübertragung

11 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

12 Der USB-Host-Controller Anmeldevorgang  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

13 Der USB-Host-Controller Anmeldevorgang  Konfiguration kann mehrere Schnittstellen besitzen  Schnittstelle kann mehrere Endpunkte besitzen  Unterschiedlicher Strombedarf  Unterschiedliche Datenraten über “Alternate Settings“

14 Endpunkt-Betriebsmodi  Endpunkte == Unteradressen  USB SIE ( S erial I nterface E ngine)  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

15 Endpunkt-Betriebsmodi  Bei Low-Speed Geräten:  Max 3 Endpunkte

16 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 )

17 Überblick USB 1.1 Low Speed USB 1.1 Full SpeedUSB 2.0 Full SpeedFireWire Übertragungsrate1,5 MBit/sec12 MBit/sec480 MBit/sec400 MBit/sec Endgeräte Kabelläng zwischen Geräten 1 m 5 m4,50 m Maximale Kabellänge 30 m72 m PC notwendigJa Nein Plug & PlaybedingtJa

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19 Perspektiven  USB 3.1  Developers Days, Singapore  November 2014  10 Gbit/s  USB Verbindungstyp C

20 Perspektiven  WUSB ( W ireless U niversel S erial B us  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

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22 Allgemeines  Industriestandard  1990, Bluetooth Special Interest Group (SIG)  Datenübertragung durch Funktechnik  Ersetzen von Kabelverbindungen  Name:  Dänischer König Harald Blauzahn  Vereinte verfeindete Teile Dänemarks

23 Allgemeines  Frequence Hopping / Spread Spectrum (Freuquenzsprungverfahren)  Verringert Störungen  79 Stufen, je 1 MHz Abstand  Bis zu 1600 Mal / Sekunde

24 Verkabelungsprinzip

25 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

26 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  EDR und EDR (November 2004)  EDR == E nhanced D ata R ate  HS  HS == H igh S peed (24 Mbit/s)  UWB und WiMedia MAC: 480 Mbit/s, jedoch aufgegeben

27 Energiesparmodi  HOLD-Modus  SNIFF-Modus  PARK-Modus  Protokollerweiterungen  Bluetooth low energy (ab Version 4.0)  Smart (Ready)

28 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

29 Geräteklassen KlassenMax. Leistung Reichweite allgemein Reichweite im Freien Klasse 1100 mW20 dBmca. 100 m Klasse 22,5 mW4 dBmca. 10 mca. 50 m Klasse 31 mW0 dBmca. 1 mca. 10 m

30 Quellen Bildquellen (Seite 16, 2.4 Überblick, Abbildung 3)

31 Firewire IEEE 1394  Von der IEEEP 1394 Working Group entwickelt  Serieller Bus, IEEE 1394b unterstützt Ringtopologie  Große Verbreitung in Ton- und Videotechnik

32 Firewire IEEE 1394  Stromversorgung: max. 30 V max. 1,5 A  Kabellängen: bis 4,5 m  Gerätezahl: bis zu 63 pro Bus

33 Firewire 400 (IEEE )  bis zu 400 Mbit/s Vollduplex Datenübertragung  Kabellängen bis 4,5 Meter (Unterstützung bis zu 72 Meter)  7-8 Watt, 25 Volt  6-Pin Alpha-Stecker

34 Verbesserungen (IEEE )  Unterstützung für asynchrones streamen  schnelleres Bus-Rekonfigurieren  energiesparender Suspend-Modus  Bus kann Arbitration beschleunigen  kompakter 4-Pin Stecker,  ohne Stromkontakte

35 Firewire 800 (IEEE )  Bis zu 800 Mbit/s Vollduplex  Abwärtskompatibel zu IEEE 1394b Standard  Neuer 9-Pin Beta-Stecker

36 Firewire S1600 und S3200  Mit 1,6 bzw. 3,2 Gbit/s Übertragungsraten  Nutzt Beta-Modus von Firewire 800 vollständig aus

37 Zukunft  Projekt IEEE 1394d soll optisches Kabel hinzufügen  6,4 Gbit/s werden erwartet  Neuer Stecker

38 Thunderbolt  Von Intel und Apple entwickelt  Kombiniert PCIe und Displayport  „Blitz“schnelle Datenübertragung

39 Thunderbolt 1  10 Gbit/s pro Kanal, 20 Gbit/s gesamt  Stromversorgung: max. 18 V max. 550 mA  Kabellänge: Kupfer 3 m, Optisch 100 m  Gerätezahl: bis zu 6

40 Thunderbolt 2  Codename Falcon Ridge  20 Gbit/s aggregierte Kanäle  Unterstützt  PCIe 2.0  Displayport 1.2

41 Thunderbolt 3  Codename Alpine Ridge  40 Gbit/s und 50% weniger Stromverbrauch  Unterstützt PCIe 3.0, HDMI 2.0 und Displayport 1.2 oder 1.3  Versorgt Endgeräte mit bis zu 100 W

42 IrDA  Verschiedene Protokolle zur Drahtlosübertragung  Sendet Daten via Infrarot  Oft für Fernbedinungen verwendet

43 IrDA  Übertragungsgeschwindigkeit je nach  Protokoll mit Giga-IR bis zu 1 Gbit/s

44 IrDA


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