Interfaz USB genérica para comunicación con dispositivos electrónicos

Interfaz USB genérica para
comunicación con dispositivos
electrónicos

¿Que es el proyecto?
Una respuesta a la necesidad de comunicar
de forma sencilla y genérica dispositivos
electrónicos no necesariamente pensados
para interactuar con un PC.
La solución se basa en tres puntos:
Un componente de hardware.
Un medio de comunicación (USB).
Una arquitectura (software y firmware).Motivación
Utilizar una PC para comunicarse con dispositivos
electrónicos, logrando:
Aumentar la potencialidad de los dispositivos.
Aprovechar las capacidades de procesamiento, y
almacenamiento del PC.
Aumentar la Interacción con el mundo físico.
Simplificar el manejo de los dispositivos.

Uso de microcontroladores como parte de la
solución.

Por Que USB?
Desuso de puertos paralelos,seriales.
No hay que abrir la PC.
Versátil.
Disponibilidad.
Tecnología actual.

Descripción del Proyecto
Objetivo
Construcción de hardware y software necesarios para
facilitar la comunicación con dispositivos electrónicos por
medio del USB.
Ocultar la complejidad de la interfaz USB.
Arquitectura modularizada y extensible.
Firmware, API, protocolo de comunicación, Drivers.
Bibliotecasde alto nivel para distintos dispositivos

Soporte para Linux y Windows.
Reutilización de controladores ya existentes en el sistema
operativo.
Estudio de la tecnología USB (teórico y aplicado).

Tecnología USB

El paradigma USB
Un solo tipo de conector para todos los
periféricos.
Habilidad para conectar varios dispositivos
periféricos al mismo conector.
Un método para facilitar losconflictos por
recursos.
Conexión en caliente.
Detección y configuración automática de los
periféricos.

El paradigma USB (cont)
Bajo precio para la implementación del
sistema y los periféricos.
La electrónica es mas compleja del lado del host
que del periférico.

Aumento en la capacidad de performance.
Soporte para hardware y software legado.
Implementación de bajo consumoenergético

Puntos débiles de USB
Velocidad
USB 2.0 480 Mbps / Firewire2 3.2 Gbps
Distancia
5 metros usando un cable, 30 metros usando cables que unen 5
hubs con el dispositivo
Comunicación Peer-to-Peer
No posee comunicación entre dispositivos, solución parcial USB
OTG.
Ausencia de Broadcasting
El host envía un mensaje a cada dispositivo de forma individual
Complejidad del Protocolo
Algunasinterfaces viejas permiten conectar circuitos muy
simples con protocolos muy básicos.

Velocidades
USB soporta tres tipos de velocidades
1.5 Mbps (low speed)
12 Mbps (full speed)
480 Mbps (high speed)

Componentes del Host:
Host
Es una PC u otra computadora que contiene un
controlador host USB y un hub root.
Controlador host
Da formato a los datos para trasmitir en el bus.Traduce los datos recibidos a un formato que el SO
pueda entender.

Hub root
Tiene uno o varios conectores para conectar
dispositivos.

Las tareas del Host:
Detección de dispositivos
Enumeración: el host asigna una dirección y solicita
información adicional de cada dispositivo.

Es el arbitro del BUS.
Manejo del flujo de datos
Varios dispositivos pueden querer transferir datos al mismotiempo, el host debe planificar el tiempo para cada
dispositivo

Detección de Errores
Suministro de Energía
Intercambio de Datos con Periféricos

Las tareas del Dispositivo:
Detectar comunicaciones dirigidas hacia el
Un periférico no puede iniciar una comunicación
por si solo. En cambio este debe esperar y
responder a una comunicación del host
Cada dispositivo monitorea la dirección dedispositivo contenida en cada comunicación en el
bus.

Detección de errores

Transferencias:
Las comunicaciones pueden ser divididas en
dos categorías:
Comunicaciones utilizadas para enumerar
dispositivos
Comunicaciones utilizadas por aplicaciones que
llevan a cabo los propósitos de los dispositivos

Tipos de Transferencias
Control
funciones definidas por la especificación...