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Desarrollando para el puerto USB con la familia 18F2455/2550/4555/4550 y la PICDEM FS USB DEMONSTRATION BOARD de Microchip Autor: Ing. Carlos Fernando Jiménez Universidad Industrial de Santander carlosfjimenezp@yahoo.com.mx Enero de 2005 El Bus serie universal o USB de las siglas en ingles “Universal serial Bus” es un puerto para la conexión de dispositivos externos con la computadora personal PCque ofrece un gran numero de ventajas frente a los muy conocidos puertos serie paralelo y PCI, y se debe pensar seriamente en el cuando se tiene proyectado el desarrollo de un periférico para el PC. Cuando el puerto USB fue diseñado se partió de la experiencia recogida de buses como Serie, ISA ,PCI y Paralelo tratando de corregir sus principales falencias como lo son los conflictos entrediferentes dispositivos que deben compartir recursos limitados tales como los canales de DMA, interrupciones y puertos, el reducido numero de periféricos que se podía anexar a un computador y cuya cantidad dependía de cuantas ranuras PCI y puertos serie o paralelo tuviera la placa madre, un problema no menos grave y que afecta directamente los desarrolladores es la dificultad para escribir programas paracontrolar estos dispositivos que diferían de gran manera en la forma de utilizar los recursos del PC, para finalizar la necesidad de apagar el sistema completo para anexar un nuevo dispositivo es muchas veces critico cuando se trata de un servidor que da soporté a una red de una empresa o de una universidad y en el mejor de los casos para un usuario casero resulta bastante molesto. En sudesarrollo se buscó un bus de alta velocidad, con capacidad para anexar una gran cantidad de dispositivos al PC sin problemas de conflictos y salvaguardando los limitados recursos del sistema, con capacidad para conexión y desconexión de periféricos en caliente1 y que facilitara la escritura del software accesando los dispositivos de una forma estándar.

Arquitectura USB En la arquitectura USB resaltantres partes a las cuales me referiré por sus nombre en ingles guardando compatibilidad con la literatura técnica: El Host Controller el cual es el controlador USB maestro que se encuentra en el PC y el cual tiene la función de generar y controlar las transferencias, el Root Hub o concentrador raiz el cual esta inmediatamente debajo del Host Controler y tiene como función administrar la conexión ydesconexión de dispositivos USB y enrutar los paquetes de datos al dispositivo a que va dirigido y el USB Device o dispositivo USB entre los cuales se encuentran periféricos tales como cámaras escáner impresoras, memorias flash, etc, otro dispositivo muy importante aunque no imprescindible son los HUBs USB externos o concentradores que permiten ampliar un canal USB a varios. Una de las principalesventajas del puerto USB es su ancho de banda el cual se administra inteligente entregando un canal mas amplio y sin control de errores a dispositivos que requieren un flujo de información continuo y en los cuales un error no es critico como por ejemplo dispositivos de audio o video, y un canal mas estrecho y con control de errores a dispositivos en los cuales el ancho de banda no es critico perosi la integridad de los datos como lo son las impresoras y escáners.

Host Controller & Root Hub 1.x

Dispositivo USB LS

Dispositivo USB FS

Figura 1 Arquitectura Básica USB 1.x Actualmente los dispositivos USB con especificación 2.0 soportan tres velocidades LS o Low Speed a 1.5Mb/s2, FS o Full Speed a 12Mb/s y HS o Hight Speed a 460Mb/s, no obstante se debe tener en cuenta que laefectividad de la transferencia baja al agregar los Bytes de protocolo según la siguiente consideración: Según las especificaciones 1.x los datos son empacados en paquetes que tiene como máximo 1023 bytes para transferencias asíncronas, y 64 bytes para los otros tipos de comunicación, a todos estos
2

1

Sin suspender la alimentación del sistema

bits por segundo

paquetes se deben agregar...