Bus USB.

1.2.1.4 Bus USB.

Uno de los principales problemas que plantean los buses anteriormente citados es que sólo pueden utilizarse en el interior del ordenador, en la placa madre. Si

deseamos conectar dispositivos externos, tenemos que hacer uso de otro bus diseñado para trabajar fuera de la placa madre, este es el caso del bus USB (Universal Serial Bus). A diferencia de los buses PCI, ISA y AGP, el USB es serie, lo que implica que la transmisión de datos se realiza bit a bit y no byte a byte (palabra a palabra).

Por otra parte, el bus USB ha sido desarrollado por varios de los fabricantes más importantes de la industria del PC, como son: Compaq, Digital, IBM, Intel, Microsoft, Nec y Northerm Telecom. Con el fin común de simplificar la conexión entre dispositivos y puede considerarse un estándar de conexión de dispositivos externos.

Las características más importantes de este bus son:

• Soporta hasta 127 dispositivos conectados al tiempo.

• Los dispositivos se pueden instalar o quitar con el equipo conectado, “en caliente”, sin necesidad de reiniciar el sistema para que este lo reconozca (Hot Plug & Play).

• Velocidades de transferencia de 1,5 Mbits/s y 12 Mbits/s en las versiones 1.X y 480 Mbits/s en la versión 2.0

• Los dispositivos no necesitan IRQ´s (interrupciones), direcciones de entrada-salida ni ADM, con lo cual, la instalación y configuración es muy sencilla. La mayoría de los dispositivos conectados al PC necesitan el uso de alguna interrupción o IRQ, un ADM o algún puerto de entrada/salida que son recursos limitados del PC. Por tanto, el sistema operativo debe conocer en todo momento los recursos que necesita cada dispositivo y comprobar que dos o más dispositivos no utilicen el mismo recurso. En los dispositivos PnP (Plug & Play), la asignación la realiza la BIOS y el sistema operativo, pero en los sistemas que no son PnP la asignación la realiza el usuario del PC siendo en algunos casos una tarea difícil que puede ocasionar el mal funcionamiento del sistema.

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• Si el dispositivo no exige mucha potencia de alimentación, el bus USB puede suministrar la alimentación a través del propio bus (Bus

Powered). La corriente máxima que puede suministrar es de 0,5 A a 5 V (2,5W). La conexión de dispositivos se realiza en cascada, de igual modo a como ocurre con los dispositivos SCSI, teniendo en cuenta que el bus SCSI es de tipo paralelo y el bus USB es una conexión serie.

La longitud máxima del cable USB está limitada a 5m.

Algunos dispositivos o periféricos que utilizan este tipo de bus para su conexión con el ordenador incorporan dos conectores USB, uno de entrada y otro de salida para el siguiente dispositivo conectado al bus.

El controlador USB viene incluido en el Chipset de la placa madre. Dependiendo de la placa madre, ésta puede incorpora uno o dos buses USB que se controlan independientemente.

En realidad, los dispositivos USB pueden trabajar en varios modos de funcionamiento: de baja velocidad que utilizan un ancho de banda de 1,5 Mbits/s y 12 Mbits/s, utilizados por los dispositivos lentos como módems, impresoras, ratones o teclados, y otro de alta velocidad cuyo ancho de banda es 480 Mbits/s que permite la conexión con escáner, discos duros

o CDROM externos.

Ilustración 1-7. Conexiones del bus USB en la placa madre.

Como puede observarse en la ilustración, el bus USB utiliza un par de hilos para la transmisión de datos y otro para la recepción pudiéndose realizar comunicaciones Full Duplex(comunicación en ambos sentidos al tiempo). También se observa que pueden implementarse hasta dos buses USB como sucede en el supuesto de la ilustración.

• La principal desventaja del bus USB es debida a su arquitectura Cliente/Servidor que implica la utilización de un dispositivo raíz (root) donde se conectan los dispositivos (concentrador raíz). Normalmente, cada concentrador maneja dos dispositivos.

En la actualidad, las placas bases incorporan varios concentradores raíz de USB que implementan dos conexiones USB cada uno, por lo que disponen de 6 o más conectores USB de alta velocidad (USB 2.0).

Ya se está desarrollando la versión 3.0. Más información en http://www.usb.org/.