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USB-Schnittstelle

Einleitung

Die USB-Schnittstelle (Universal Serial Bus) wurde von der Firma Intel entwickelt und im Jahre 1996 in der Spezifikation USB 1.0 im PC-Markt eingeführt. Geräte mit der überarbeiteten Spezifikation USB 1.1 werden seit 1999 vertrieben. Eine deutliche Steigerung der Übertragungsrate erfolgte jedoch erst mit der Einführung der Spezifikation 2.0. Geräte mit dieser Spezifikation sind seit dem Jahre 2002 verfügbar.Technisch gesehen erleichtert USB den Anschluss externer PC Komponenten (Videokameras, Scanner, Tastaturen, Festplatten etc.). Hierbei ist es möglich und zweifellos von Vorteil, wenn mehrere Geräte an einem Bus angeschlossen werden können. Dieser Vorteil hat jedoch auch eine Schattenseite, denn einfache Interfaces, wie sie für die serielle Schnittstelle aufgebaut werden konnten, sind für USB nicht möglich.

Der USB ist ein serieller Bus. Daten werden ähnlich wie bei der RS232 bitweise nacheinander übertragen. Allerdings laufen sie auf denselben Leitungen in beiden Richtungen, während es bei RS232 getrennte Leitungen für beide Richtungen gibt. Der wesentliche Unterschied liegt aber darin, dass die serielle Schnittstelle bisher immer nur ein Gerät ansprechen konnte, der USB dagegen bis zu 127 Geräte. Erreicht wird dies, indem jedes angeschlossene Gerät eine eigene Adresse erhält und somit gezielt angesprochen werden kann. Die maximale Übertragungsdistanz vom PC zum Gerät via USB beträgt in der Regel 5 Meter. Eine Erhöhung der Distanz ist technisch prinzipiell möglich. Der USB kann wesentlich mehr Daten übertragen als die RS232-Schnittstelle. In der Spezifikation 1.0 werden die Daten über ein verdrilltes Zweidrahtkabel mit bis zu 12 MBit/s (1,5 MByte/s) übertragen. In der Spezifikation USB 2.0 konnte die Datenrate auf bis zu 480 MBit/s (60 MByte/s) erweitert werden. Erst diese Datenrate ermöglicht einen sinnvollen Anschluss von Festplatten oder Videogeräten.Neben den Signalleitungen existieren bei der USB-Schnittstelle zwei weitere Leitungen, die 5 Volt Betriebsspannung und Masse führen. Deshalb benötigen kleine USB-Geräte meist keine weitere Stromversorgung.

Der USB ist eng mit dem Begriff Plug and Play verbunden. Geräte können im laufenden Betrieb angeschlossen oder entfernt werden. Das System erkennt ein neues Gerät und lädt automatisch den entsprechenden Treiber.

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