Bus Beruntut Semesta (USB) (bahasa
Inggris:
Universal Serial Bus) adalah standar bus serial untuk
perangkat penghubung, biasanya kepada komputer namun juga digunakan
di peralatan lainnya seperti konsol permainan, ponsel dan PDA.
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 memroses 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.
1. Sejarah Versi
a. Pre-rilis
·
USB
0.7: dirilis November 1994.
·
USB
0.8: dirilis December 1994.
·
USB
0.9: dirilis April 1995.
·
USB
0.99: dirilis August 1995.
·
USB
1.0 Release Candidate: dirilis November 1995
b. USB
versi 1
USB versi 1 dirilis Januari
1996.
c. USB
versi 2
USB versi 2.0 dirilis April
2000.
Perbedaan paling mencolok dengan versi sebelumnya, yaitu versi 1.0 adalah
kecepatan transfer yang jauh meningkat. Kecepatan transfer data USB dibagi
menjadi tiga, antara lain:
·
Super
speed data dengan frekuensi clock 4,800.00Mb/s
·
High
speed data dengan frekuensi clock 480.00Mb/s dan tolerasi pensinyalan data pada
± 500ppm.
·
Full
speed data dengan frekuensi clock 12.000Mb/s dan tolerasi pensinyalan data pada
±0.25% atau 2,500ppm.
·
Low
speed data dengan frekuensi clock 1.50Mb/s dan tolerasi pensinyalan data pada
±1.5% atau 15,000ppm.
d. USB
Versi 3
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 10x 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 mendukung 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 didalamnya akan lebih banyak, ada tambahan 4
jalur kabel dibanding USB 2.0 (total ada 9 jalur kabel).
2. Protokol
USB
a. Persinyalan
USB
USB adalah host-centric
bus di mana host/terminal induk 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.
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)
b. Paket
Data Umum USB
Data di bus USB
disalurkan dengan cara mendahulukan Least
Significant Bit(LSB).
Paket-paket USB terdiri dari data-data berikut ini:
·
Sync
Semua paket harus
diawali dengan data sync. Sync adalah data 8 bit untuk low dan full speed atau
data 32 bit untuk high speed yang digunakan untuk mensinkronkan clock dari
penerima dengan pemancar. Dua bit terakhir mengindikasikan dimana data PID
dimulai.
·
PID
(Packet Identity/Identitas paket)
Adalah field untuk
menandakan tipe dari paket yang sedang dikirim. 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 endpoints)
·
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 dari paket yang
disinyalkan dengan satu angka akhir 0 (Single Ended Zero/SEO) untuk kira-kira 2
kali bit diikuti oleh sebuah J 1 kali.
Data yang dikirim
dalam bus USB adalah salah satu dari 4 bentuk, yaitu control, interrupt, bulk,
atau isochronous.
c.
Perancangan 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 pengubah
protocol dari serial seperti I2C bus ke USB.
USB controller biasanya
dijual dengan disertai berbagai fasilitas yang mempermudah 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.
Tujuan
diciptakan USB adalah untuk mempermudah pengguna komputer untuk mengkoneksikan
ke perangkat lain. Beberapa contoh perangkat yang telah dibuat dalam versi port
USB antara lain:
1. Printer
2. Scanner
3. Mouse
4. Joystick
5. Camera Digital
6. Webcam
7. Modem
0 komentar:
Posting Komentar