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Puerto USB

Diseñado para reemplazar a los dos puertos tradicionales, serial y paralelo, el puerto USB (Universal Serial Bus) se creó pensando en la eliminación de los problemas de cableado, espacio y confusión de conectores. El diseño permite a un solo puerto manejar hasta 127 dispositivos conectados en él, en adición se construyó el llamado soporte Plug-and-Play (P&P) con lo que cadaconexión podría ser configurada de manera automática, incluso conectando el dispositivo en caliente (cuando el equipo está prendido y reconocido de inmediato sin tener que reiniciar la computadora).
El diseño incluye una función opcional de alimentación del dispositivo desde la computadora, a través del cable de conexión. El diseño USB divide el hardware en dos clases , hubs y funciones.
Un hubUSB provee conectores en los cuales se pueden conectar funciones. Una función USB es un dispositivo que se puede conectar a la computadora y hace algo (escáner, impresora, webcam, teclado, mouse, etc.).
Más que un puerto punto a punto el USB es un bus que permite la conexión de múltiples periféricos a un solo conector, los cuales comparten el mismo canal de señales.
La señal es transmitida porel bus en forma de paquetes, los cuales son recibidos por cada función conectada al puerto.
Para que una función acepte el paquete que le corresponde, se utiliza un esquema de direccionamiento.
Comúnmente una computadora comercial cuenta con dos puertos USB, cada uno de ellos es capaz de manejar hasta 127 funciones, limitado solamente por el número de direcciones. Para conectar variosdispositivos a un solo puerto se utiliza un hub, el cual ofrece múltiples conectores para conectar una función en cada uno de ellos o incluso otro hub.
Esto crea un sistema jerárquico o de árbol, como se muestra en la figura:

Esta jerarquía de conexiones forma una topología de estrella, la cual permite monitorear la energía de los dispositivos conectados e incluso apagar alguno si existe una condiciónde sobrecorriente sin afectar a los demás dispositivos conectados.
USB soporta la tecnología Plug & Play con carga y descarga dinámica de controladores. Al momento en que se conecta cualquier dispositivo (función) al bus, el host (computadora) lo detectará, interrogará y cargará los controladores necesarios, en este caso no hay que preocuparse de IRQ’s, dirección de puertos o reiniciar elequipo. De la misma forma, cualquier dispositivo puede ser desconectado en cualquier instante, el host detectará su ausencia y no lo considerará más.
La detección automática del controlador adecuado es llevado a cabo usando una combinación de PID/VID (Identificador de Producto / Identificador de Vendedor).
El VID es proveído por el foro de implementaciones USB. Otra organización provee un extra VIDpara actividades no lucrativas.
Como parte del proceso P&P, el controlador USB busca los dispositivos conectados al puerto cada vez que la computadora es encendida, interrogando a cada dispositivo para identificar qué es y asignándole una dirección de puerto, la cual formará parte de la dirección de cada paquete enviado.
Otro de los beneficios del USB es la alimentación de energía a losdispositivos a través del cable de conexión, lo cual permite evitar, en algunos casos, la existencia de un cable que va del dispositivo a la corriente eléctrica; sin embargo, para esto hay que tomar en cuenta ciertas condiciones.
La versión 1.1 soporta dos velocidades, velocidad baja (low-speed) de 1.5 Mbits/s y velocidad completa (full-speed) de 12 Mbits/s. La versión 2.0 considera una terceravelocidad, velocidad alta (high-speed) de 480 Mbits/s la cual fue desarrollada para competir con el puerto FireWire. En una conexión las tres velocidades existentes son soportadas a la vez.
En la tabla se muestra una comparación entre las velocidades del puerto USB y las de los puertos serial y paralelo.

Puerto | Velocidad máxima |
USB | Low speed | 1.5 Mbits/s |
| Full speed | 12...