Memahami Fungsi Dan Cara Kerja USB

WartaIPTEK.com - Anda tentu tidak asing tentang istilah USB yang sebenarnya singkatan dari Universal Serial Bus yakni sebuah standar bus serial untuk perangkat penghubung, biasanya kepada komputer namun juga digunakan di peralatan lainnya seperti konsol permainan, ponsel dan PDA. Bagaimanakah fungsi dan cara kerja USB?

Sistem USB mempunyai desain yang asimetris, yang terdiri dari pengontrol host dan beberapa peralatan terhubung yang berbentuk pohon dengan menggunakan peralatan hub yang khusus.

Desain USB ditujukan untuk menghilangkan perlunya penambahan expansion card ke ISA komputer atau bus PCI, dan memperbaiki kemampuan plug-and-play (pasang-dan-mainkan) dengan memperbolehkan peralatan-peralatan ditukar atau ditambah ke sistem tanpa perlu mereboot komputer. Ketika USB dipasang, ia langsung dikenal sistem komputer dan memproses device driver yang diperlukan untuk menjalankannya.


USB dapat menghubungkan peralatan tambahan komputer seperti mouse, keyboard, pemindai gambar, kamera digital, printer, hard disk, dan komponen networking. USB kini telah menjadi standar bagi peralatan multimedia seperti pemindai gambar dan kamera digital.

Sejarah Versi USB

Untuk USB standar telah berevolusi kebeberapa versi seperti kala preliris USB 0.7 dirilis November 1994, USB 0.8 dirilis Desember 1994, USB 0.9 dirilis April 1995, USB 0.99: dirilis Agustus 1995 dan USB 1.0 Release Candidate: dirilis November 1995.

Dan di USB versi inilah menjadi fenomenal perangkat berkoneksi dengan standar USB yang versi 1 dirilis Januari 1996. Sementara USB versi 20 dirilis April 2000. Perbedaan paling mencolok dengan versi sebelumnya, yaitu pada versi 2.0 adalah kecepatan transfer yang jauh meningkat. Kecepatan transfer data USB dibagi menjadi tiga, antara lain:
  • Super speed data dengan frekuensi dock 4,800.00Mb/s
  • High speed data dengan frekuensi clock 480.00Mb/s dan tolerasi pensinyalan data pada ± 500 ppm.
  • Full speed data dengan frekuensi clock 12.000Mb/s dan tolerasi pensinyalan data pada ±0.2596 atau 2,500 ppm.
  • Low speed data dengan frekuensi clock 1.50Mb/s dan tolerasi pensinyalan data pada ±1.5% atau 15,000ppm.

USB Versi 3.0 Kecepatan Tinggi
USB versi 3.0 dirilis November 2008. Beberapa perubahan telah diimplementasikan di USB 3.0 seiring dengan peningkatan penggunaan perangkat eksternal dan kebutuhan kecepatan lebih tinggi. Kecepatan transfer data USB 3.0 sekitar 3.2 Gbps (400 MB/s), dan secara teori dapat mencapat 4.8 Gbps.

Kecepatan ini 6 sampai l0 x lebih cepat dari maksimal kecepatan USB 2.0. USB 3.0 mengenalkan teknologi transfer data dua arah (full duplex), sehingga dapat membaca dan menulis data secara bersamaan (simultan).
USB 2.0 dan sebelumnya belum men-dukung teknologi bi-directional ini. Tegangan listrik diturunkan dari 4.4V menjadi 4V, kemudian arus juga ditingkatkan (menjadi 150mA), sehingga selain lebih hemat energi, sebuah port USB 3.0 dapat digunakan 4-6 perangkat. Power managemen lebih baik dibanding USB 2.0, sehingga mendukung idle, sleep dan suspend. Ujung USB 3.0 akan sama dengan USB 2.0 (standard), tetapi kabel didalam-nya akan lebih banyak, ada tambahan 4 jalur kabel dibanding USB 2.0 (total ada 9 jalur kabel).

Protokol & Persinyalan USB
USB adalah host-centric bus di mana host/terminal memulai semua transaksi. Paket pertama/penanda (token) awal dihasilkan oleh host untuk menjelaskan apakah paket yang mengikutinya akan dibaca atau ditulis dan apa tujuan dari perangkat dan titik akhir.

Paket berikutnya adalah data paket yang diikuti oleh handshaking packet yang melaporkan apakah data atau penanda sudah diterima dengan baik atau pun titik akhir gagal menerima data dengan baik.

Di setiap proses transaksi pada USB terdiri atas :
• Paket token/sinyal penanda (Header yang menjelaskan data yang mengikutinya)
• Pilihan paket data (termasuk tingkat muatan) dan
• Status paket (untuk acknowledge/pemberitahuan hasil transaksi dan untuk koreksi kesalahan)

Ada 4 bit PID data, supaya yakin diterima dengan benar, 4 bit di kompJemen-tasikan dan diulang, menjadikan 8 bit data PID. Hasil dari pengaturan tersebut adalah sebagai berikut.
PI DO nPIDO
PID1 nPIDl
PID2 nPID2
PID3 nPID3

ADDR (address)
Bagian alamat dari peralatan dimana paket digunakan. Dengan lebar 7 bit, 127 peralatan dapat disambungkan. Alamat 0 tidak sah, peralatan yang belum terdaftar harus merespon paket yang dikirim ke alamat 0.

ENDP (End point)
Titik akhir dari field yang terdiri dari 4 bit, menjadikan 16 kemungkinan titik akhir. Low speed devices, hanya dapat mempunyai 2 tambahan end point pada puncak dari pipe default, (maksimal 4 end points).

CRC
Cyclic Redundancy Check dijalankan pada data di dalam paket yang dikirim. Semua penanda (token) paket mempunyai sebuah 5 bit CRC ketika paket data mempunyai sebuah 16 bit CRC.

EOP (End of packet)
Akhir-akhir dari paket yang disinyalkan dengan satu angka akhir 0 (Single Ended ero/SEO) untuk kira-kira 2 kali bit diikuti oleh sebuah J1 kali.

Data yang dikirim dalam bus USB adalah salah satu dari 4 bentuk, yaitu control, interrupt, bulk, atau isochronous.

Perangan Peralatan Yang Menggunakan USB
Untuk membuat suatu peralatan yang dapat berkomunikasi dengan protokol USB tidak perlu harus mengetahui secara rinci protokol USB. Bahkan kadang tidak perlu pengetahuan tentang USB protokol sama sekali.

Pengetahuan tentang USB protokol hanya diperlukan untuk mengetahui spesifikasi yang dibutuhkan untuk alat kita.

Pada kenyataannya untuk mengimplemetasikan USB protokol di FPGA ataupun perangkat bantu lain sangat tidak efisien dan banyak waktu terbuang untuk merancangnya.

Menggunakan kontroler USB sangat lebih dianjurkan dalam membuat alat yang dapat berkomunikasi melalui protokol ini. Kontroler USB mempunyai banyak macam bentuk, dari microcontroller berbasis 8051 yang mempunyai input output USB secara langsung sampai pengubab protocol dari serial seperti I2C bus ke ftSte*

USB controller biasanya dijual dengan disertai berbagai fasilitas yang memper-mudah pengembangan alat, diantaranya manual yang lengkap, driver untuk windows XP, contoh code aplikasi untuk mengakses USB, contoh code untuk USB controller, dan skema rangkaian elektronikanya.

Dalam sisi pengembangan software aplikasi dalam personal computer, komunikasi antar hardware di dalam perangkat keras USB tidak terlalu diperhatikan karena Windows ataupun sistem operasi lain yang akan mengurusnya.

Pengembang perangkat lunak hanya memberikan data yang akan dikirim ke alat USB di buffer penyimpan dan membaca data dari alat USB dari buffer pembaca. Untuk driver pun kadang-kadang Windows sudah menyediakannya, kecuali untuk peralatan yang mempunyai spesifikasi khusus kita harus membuatnya sendiri.

0 Response to "Memahami Fungsi Dan Cara Kerja USB"

Post a Comment

Berilah komentar yang sopan dan konstruktif. Diharap jangan melakukan spam dan menaruh link aktif! Terima kasih.