USB

USB
USB Universal Serial Bus es una interfase plug&play entre la PC y ciertos dispositivos tales como teclados, mouses, scanner, impresoras, módems, placas de sonido, camaras,etc) .
Una característica importante es que permite a los dispositivos trabajar a velocidades mayores, en promedio a unos 12 Mbps, esto es más o menos de 3 a 5 veces más rápido que un dispositivo de puerto paralelo y de 20 a 40 veces más rápido que un dispositivo de puerto serial.

Como Funciona
Trabaja como interfaz para transmisión de datos y distribución de energía, que ha sido introducida en el mercado de PC´s y periféricos para mejorar las lentas interfaces serie (RS-232) y paralelo. Esta interfaz de 4 hilos, 12 Mbps y "plug and play", distribuye 5V para alimentación, transmite datos y está siendo adoptada rápidamente por la industria informática.

Es un bus basado en el paso de un testigo, semejante a otros buses como los de las redes locales en anillo con paso de testigo y las redes FDDI . El controlador USB distribuye testigos por el bus . El dispositivo cuya dirección coincide con la que porta el testigo responde aceptando o enviando datos al controlador . Este también gestiona la distribución de energía a los periféricos que lo requieran .

Emplea una topología de estrellas apiladas que permite el funcionamiento simultáneo de 127 dispositivos a la vez . En la raíz o vértice de las capas, está el controlador anfitrión o host que controla todo el tráfico que circula por el bus . Esta topología permite a muchos dispositivos conectarse a un único bus lógico sin que los dispositivos que se encuentran más abajo en la pirámide sufran retardo . A diferencia de otras arquitecturas, USB no es un bus de almacenamiento y envío, de forma que no se produce retardo en el envío de un paquete de datos hacia capas inferiores .

El sistema de bus serie universal USB consta de tres componentes:
Controlador
Hubs o Concentradores
Periféricos
Controlador
Reside dentro del PC y es responsable de las comunicaciones entre los periféricos USB y la CPU del PC . Es también responsable de la admisión de los periféricos dentro del bus, tanto si se detecta una conexión como una desconexión . Para cada periférico añadido, el controlador determina su tipo y le asigna una dirección lógica para utilizarla siempre en las comunicaciones con el mismo . Si se producen errores durante la conexión, el controlador lo comunica a la CPU, que, a su vez, lo transmite al usuario . Una vez se ha producido la conexión correctamente, el controlador asigna al periférico los recursos del sistema que éste precise para su funcionamiento .
El controlador también es responsable del control de flujo de datos entre el periférico y la CPU . Concentradores o hubs
Son distribuidores inteligentes de datos y alimentación, y hacen posible la conexión a un único puerto USB de 127 dispositivos . De una forma selectiva reparten datos y alimentación hacia sus puertas descendentes y permiten la comunicación hacia su puerta de retorno o ascendente . Un hub de 4 puertos, por ejemplo, acepta datos del PC para un periférico por su puerta de retorno o ascendente y los distribuye a las 4 puertas descendentes si fuera necesario .

Los concentradores también permiten las comunicaciones desde el periférico hacia el PC, aceptando datos en las 4 puertas descendentes y enviándolos hacia el PC por la puerta de retorno .

Además del controlador, el PC también contiene el concentrador raíz . Este es el primer concentrador de toda la cadena que permite a los datos y a la energía pasar a uno o dos conectores USB del PC, y de allí a los 127 periféricos que, como máximo, puede soportar el sistema . Esto es posible añadiendo concentradores adicionales . Por ejemplo, si el PC tiene una única puerta USB y a ella le conectamos un hub o concentrador de 4 puertas, el PC se queda sin más puertas disponibles . Sin embargo, el hub de 4 puertas permite realizar 4 conexiones descendentes . Conectando otro hub de 4 puertas a una de las 4 puertas del primero, habremos creado un total de 7 puertas a partir de una puerta del PC . De esta forma, es decir, añadiendo concentradores, el PC puede soportar hasta 127 periféricos USB .

La mayoría de los concentradores se encontrarán incorporados en los periféricos . Por ejemplo, un monitor USB puede contener un concentrador de 7 puertas incluido dentro de su chasis . El monitor utilizará una de ellas para sus datos y control y le quedarán 6 para conectar allí otros periféricos .
Periféricos
USB soporta periféricos de baja y media velocidad . Empleando dos velocidades para la transmisión de datos de 1 . 5 y 12 Mbps se consigue una utilización más eficiente de sus recursos . Los periféricos de baja velocidad tales como teclados, ratones, joysticks, y otros periféricos para juegos, no requieren 12 Mbps . Empleando para ellos 1,5 Mbps, se puede dedicar más recursos del sistema a periféricos tales como monitores, impresoras, módems, scanner, equipos de audio . . . , que precisan de velocidades más altas para transmitir mayor volumen de datos o datos cuya dependencia temporal es más estricta .
En las figuras 3 y 4 se puede ver cómo los hubs proporcionan conectividad a toda una serie de dispositivos periféricos