Конспект содержит материалы, излагаемые в лекционном курсе, с необходимыми рисунками и схемами

Сопряжение через интерфейсы USB и FireWire (IEEE1394) [12, 14, 17, 18]

В настоящее время последовательный интерфейс USB (появился в 1996 году) является самым популярным способом сопряжения внешних устройств с ПЭВМ благодаря нескольким серьезным достоинствам:

• 
  высокая скорость обмена данными;
  
• 
  возможность «горячего» подключения (УС можно подключать и отключать без выключения компьютера);
  
• 
  наличие на разъеме выводов источника питания (5В / 0,5А).
  

К недостаткам можно отнести разве что малую длину кабеля, соединяющего УС и ПЭВМ (до 5 м).
Интерфейс FireWire (1995 год) похож на USB по характеристикам и по «идеологии». Считалось, что он вытеснит USB, но вышло наоборот, и сейчас FireWire используется, в основном, для подключения а ПЭВМ источников цифрового видеосигнала. Сравнительные характеристики интерфейсов приведены в табл. 8.

Табл. 8

Интерфейс	Скорость обмена, Мбит/с	Число подключаемых устройств	Длина кабеля, м	Выводы питания на разъеме
USB 1.1	1,5 (LS, Low Speed) 12 (FS, Full Speed)	127	5 3	5 В / 0,5 А
USB 2.0	1,5 (LS, Low Speed) 12 (FS, Full Speed) 480 (HS, High Speed)	127	5 3 3	5 В / 0,5 А
USB 3.0	1,5 (LS, Low Speed) 12 (FS, Full Speed) 480 (HS, High Speed) 4,8 Гбит/с (SS, Super Speed)	127	5 3 3 3	5 В / 0,9 А
FireWire (IEEE1394)	100 200 400	63	4,5 (витая пара)	8…40В / 1,5 А
FireWire (IEEE1394b)	800 1600 3200	63	100 (оптоволокно)	8…40В / 1,5 А

Данные передаются посылками по 8, 16, 32 или 64 бита. Устройства, подключаемые к интерфейсу USB, могут иметь две разновидности – хаб (hub) и функция (function). Функция предназначена для выполнения каких-либо операций, хаб дополнительно позволяет подключать другие устройства, образуя сеть из семи уровней (на последнем уровне хабы отсутствуют), что проиллюстрировано схемой на рис. 76. Для FireWire аналогичные устройства называются branch (ветвь) и leaf (лист).

Рис. 76. Сеть на основе USB

Для подключения используется четырехпроводный экранированный кабель типа «витая пара» (+5В, D+, D–, GND).

Интерфейсная часть УС представляет собой микроконтроллер с встроенным USB-хабом или функцией, например микроконтроллеры фирмы Atmel AT89C5131 (функция) или AT43320A (четырехпортовый хаб). Также используют микросхемы преобразователей интерфейсов RS-232C в USB или Centronics в USB, например микросхемы фирмы FTDI FT232AM и FT245AM.