Протокол обмена данными по USB сложен и многие фирмы проводят необходимые разработки, к которым привлечено большое число специалистов. В то время, когда большинство фирм не раскрывают своих достижений в области работ по USB, английская компания FTDI (Future Technology Devices International) постоянно информирует общественность о своих достижениях, в том числе и в Интернете на сайте по адресу http://www.ftdichip.com .
Возможностью подключения к компьютеру USB-устройств сейчас никого не удивишь. По сравнению с традиционными портами ввода-вывода компьютера (последовательный - COM, параллельный - LPT) универсальная последовательная шина (Universal Serial Bus) обеспечивает более высокую скорость обмена данными. Максимальная пропускная способность USB версии 1.1 – 12 Мбит/с, более современной версии 2.0 – 480 Мбит/с. Для низкоскоростных устройств предусмотрена скорость 1,5 Мбит/с.
Соединять компьютер с периферийными устройствами с помощью USB очень просто. Разрешено состыковывать и расстыковывать соединители, не выключая компьютер, предусмотрено автоматическое распознавание устройства немедленно после его подключения с последующей установкой необходимых драйверов.
Область применения USB не ограничена мультимедийными приложениями. Этот скоростной, рассчитанный на обслуживание большого числа устройств интерфейс удобен для аппаратуры связи, сбора и хранения информации, которую традиционно подключают к портам COM и LPT компьютеров. К сожалению, у компьютерных пользователей всех стран мира имеется большое количество различных устройств, предназначенных для работы с компьютером через COM и LPT порты. Замена интерфейса в существующем устройстве довольно сложна. Один из способов решения проблемы - применение преобразователей различных интерфейсов в USB. На российском рынке уже появляются подобные устройства на основе микросхем английской компании FTDI (Future Technology Devices International). В настоящее время компания выпускает три многофункциональные микросхемы: FT8U100AX, FT8U232AM и FT8U245AM.
FT8U232AM - преобразователь USB в традиционный последовательный интерфейс - можно устанавливать в USB-модемах, переходниках COM-USB, сканерах штрих-кода, измерительной аппаратуре - фактически в любых устройствах, ранее использовавших сравнительно медленные интерфейсы RS-232, RS-422, RS-485. Она способна передавать данные в обе стороны со скоростью до 2000 кбит/с, причем пользователю не требуется никаких знаний об устройстве и работе USB. Поставляемые компанией FTDI программные драйверы создают впечатление, что обмен идет через обычный COM-портом.
Однако протокол обмена данными по USB сложен и реализовать его до недавнего времени было не под силу не только радиолюбителям, но и многим специалистам. Сегодня, установив в разрабатываемом приборе микросхему FT8U232AM или FT8U245AM, можно преобразовать USB в "виртуальный" последовательный или параллельный порт, обмен данными с которым ведут привычными хорошо известными методами.
Универсальная последовательная шина предназначена для подключения на высоких скоростях периферийных устройств к компьютеру. Количество устройств, одновременно соединенных через шину данных, может достигать 127.
USB работает по принципу временного разделения пакетов. Инициатором каждого сеанса связи может быть только компьютер. Длина кабеля при высокоскоростном режиме не должна превышать 5 метров, на низкой скорости — 3 метров. Это ограничение отсекает все попытки осуществить проводную связь между двумя компьютерами на большем расстоянии.
Для подключения устройств применяется четырехжильный кабель: два провода — питание +5 В и «земля»; два других — сигнальные. Вид сигнала NRZI (Non Return to Zero Invert to ones). Обычно кабель защищен экранирующей оплеткой и ферритовыми кольцами для фильтрации высокочастотных помех.
Фирма FTDI предлагает в своей линейке продуктов для USB многофункциональную
микросхему FT8U100AX, на базе которой можно разработать концентратор. Эта микросхема позволяет подключить к USB-шине до 7 устройств. Также в FT8U100AX интегрированы интерфейсные блоки клавиатуры и мыши (PS/2), RS-232, IrDA SIR, IrDA CIR.
Подробные схемы и рекомендации по этому вопросу можно найти в Application Notes, выложенных на сайте FTDI в формате PDF.
Программное обеспечение для FT8U100AX также можно свободно скачать с официального сайта FTDI http://www.ftdichip.com . На сайте постоянно появляются обновленные версии драйверов. Возможно, в скором времени появится аналогичный кристалл, но уже совместимый с USB 2.0.
Микросхема производится в единственном типе корпуса 100-PQFP и работает в коммерческом температурном диапазоне — от 0 до +70 °С.
Кроме FT8U100AX компания FTDI предлагает микросхемы FT8U232AM(BM) и FT8U245AM(BM). Первая микросхема реализует конвертер последовательного интерфейса RS-232 в USB, вторая — буфер FIFO, позволяющий создавать устройства на базе произвольного микроконтроллера с поддержкой USB.
В нашей стране также проводятся разработки по применению USB. Одним из таких разработчиков является Институт радиотехники в г. Екатеринбург, который публикует большое количество информации о своих работах в Интернете на сайте, расположенном по адресу http://www.institute-rt.ru/usb/ .
Информацию для радиолюбителей можно получить в Интернете на сайте по адресу http://www.kirov.ru/~ra4nalr/ .
