L'usb

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Damien Gotfroi Michael Doucet M13

1ère master en sciences industrielles Finalité électronique 25/11/2010

USB

Année scolaire 2010-2011

Introduction
1.1 Présentation

La démocratisation d’appareils numériques grand public nécessitant des taux de transfert important (caméscope, scanner, appareils photos numériques, etc.), a obligé les constructeurs à développer des liaisons plusrapides, plus universelles tout en pouvant y raccorder un maximum de ces périphériques bien différents. Les ports série / parallèle, avec leurs caractéristiques dépassées, voient leur utilité décroître au profit de l’USB (Universal Serial Bus), le FireWire (domaine grand public) ou d’autres plus anciennes mais qui ne cessent d’être améliorée comme le SCSI (domaine professionnel). Le bus USB (UniversalSerial Bus) est basé sur une architecture de type série (un bit à la fois) synchrone half-duplex. On utilise plusieurs termes lorsqu'on parle de liaison série : • Synchrone : Les communications séries sont synchronisées par une horloge, une des lignes reliant des périphériques doit être une ligne d'horloge ou alors, pour certains protocoles, le signal d'horloge peut être intégré dans le signal dedonnée (par ex : Codage Manchester). • Asynchrone : Aucune ligne d'horloge n'est utilisée, les périphériques doivent fonctionner à la même vitesse afin de communiquer. La synchronisation se fait en fait à l'aide de l'utilisation d'un "start bit" par exemple. • Baud : Représentant la vitesse de la communication en bits par seconde. • Simplex : Peut seulement envoyer ou seulement recevoir (exemple: station d'émission radio). • Duplex : Peut envoyer et recevoir. • Full duplex : Peut envoyer et recevoir en même temps (par exemple RS232, téléphone, …) • Half duplex : Peut envoyer et recevoir mais pas en même temps (par exemple RS485, Talkiwalki et autres "push-to-talk"). • UART : Universal Asynchronous Receiver Transmitter. Utilisé pour transmettre et recevoir des données série asynchrone.(RS232 – RS485). • USART : Universal Synchronous/Asynchronous Receiver Transmitter. Idem que l'UART, mais une utilisation en transmission synchrone est possible. Quelques exemples de liaisons séries avec leurs caractéristiques : PORT Distance max Nb max de périphériques RS-232 RS-485 TWI USB SPI 15 – 30 m 1200 m 5m 5m 3m 2 32 (mais peut allez jusque 256) 40 127 8 Synchronisation AsynchroneAsynchrone Synchrone Asynchrone Synchrone

Damien Gotfroi Michael Doucet

USB

p1.1

La première version de l´Universal Serial Bus, l´USB 1.1 permet de connecter à un ordinateur jusqu´à 127 (adressage sur 7 bits) périphériques pour un débit maximal de 12 Mbits/s, (soit 1.5 Mo/s). Principalement destiné aux périphériques lents, l´interface a été développée par Compaq, HP, Intel, Lucent, Microsoft,NEC et Philips depuis 1994 pour aboutir sur le marché grand public en 1998. L´USB 2.0 (12/2000) s´enrichit d´une troisième vitesse de connexion entre le Host (le "maître") et les périphériques USB 2.0 (les "esclaves") : il est maintenant possible de relier des disques durs externes, imprimantes, scanners et autres lecteurs à des vitesses frôlant les 480 Mbits/s (soit 60 Mo/s). Le gain en vitesse aété notamment possible grâce à la réduction du voltage des signaux transmis dans les câbles, ceux-ci passant de 3.3V à 0.4V. Il y a un gros "boum" des chipsets qui intègrent tous la norme USB 2.0 (depuis milieu 2002-2003). L'USB a remplacé divers bus qui équipaient auparavant les ordinateurs : port série RS-232, port parallèle, port PS/2, port MIDI, etc., et même des bus internes comme le PCIpour la connexion de certains dispositifs (par exemple cartes son ou cartes de réception TV). La gamme des périphériques disponibles pour le bus USB est extrêmement vaste ; on peut cependant relever les applications suivantes : • périphériques d'interaction avec l'utilisateur : claviers, souris, Joystick. • périphériques de stockage : disques durs externes, appareils photos, lecteurs multimédia, et...
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