USB - Estrutura Elétrica

Introdução

Este artigo complementa o estudo sobre o USB, quando foram abordadas as estruturas de software associadas aos processos de instalação e operação de dispositivos via USB. Desta vez, serão detalhadas as estruturas elétricas envolvidas.

O Universal Serial Bus (USB) é uma nova filosofia de barramento serial para o fluxo de dados entre um computador e dispositivos periféricos. O USB foi projetado para preencher certas lacunas deixadas, até então, pelos outros barramentos seriais. Ele oferece:

• Melhor integração entre a computação e os sistemas de comunicações, focalizando-se na CTI (Computer Telephony Integration);

• Maior comodidade para o usuário, que não necessita de configurar o dispositivo, pois o próprio sistema se encarrega desta tarefa; o USB incorpora a filosofia plug-and-play;

• Expansão no número de portas; ele pode endereçar até 127 dispositivos.

O sistema USB é composto pelo Controlador Host USB, por dispositivos USB e por interconexões. A Figura 1 mostra a topologia de um sistema USB. O host é responsável por: detectar a inserção e a remoção de um dispositivo, por gerenciar o fluxo de dados e de controle, monitorando o estado das transferências, e por controlar a interface elétrica entre ele e os dispositivos.

Figura 1: Topologia de um sistema USB

Um dispositivo USB pode ser de dois tipos: função ou hub. A função é capaz de transmitir ou receber dados ou informações de controle pelo barramento. Ela serve para aumentar a capacidade do sistema. Exemplos de funções são: mouse, teclado, impressora e adaptador telefônico como um ISDN. Cada função contém informações descrevendo suas capacidades e os recursos dos quais necessita.

O hub é o elemento chave na topologia USB, pois é ele que permite a expansão do número de conexões do sistema. Cada hub converte um ponto de conexão em outros múltiplos pontos. A arquitetura USB permite o uso de múltiplos hubs.

O USB permite dois modos de comunicação: um de alta velocidade, operando a 12 Mb/s, e outro de baixa velocidade, a 1,5 Mb/s. O modo de baixa velocidade visa a atender a um pequeno número de dispositivos com largura de banda estreita, como mouses. Cada função é responsável por indicar em que modo irá operar.