Стандарт USB подключения информационных устройств к ПК в автоматизированных системах управления качеством

Этот тип портов довольно популярен и встречается на компьютерах, игровых консолях, маршрутизаторах и принтерах. Большинство USB-накопителей также имеют этот тип разъемов USB Type B.Следует отметить, что USB Type A и USB Type C одинаковы электрически, разница заключается только в их механической структуре. Это было сделано намеренно, чтобы избежать соединения одного хоста с другим хостом-что-то, что привело бы к короткому замыканию.[1]Mini USB: Этот тип USB был представлен на рынке до появления micro USB type, и это стандартный тип для всех мобильных устройств. Мини-USB меньше по размеру, чем обычный USB, и все же его можно использовать в некоторых камерах, которые поставляются с нестандартными разъемами.Micro USB: версии Micro USB USBType A и USB Type B присутствуют в меньших версиях, которые обычно можно увидеть в мобильных телефонах. Некоторые старые устройства имеют мини-USB.USB Type C: это самый последний и имеет очень маленький разъем. Этот тип порта набирает популярность и был разработан в соответствии со стандартами новых технологий. USB Type C теперь входит в новейшие устройства – смартфоны, ноутбуки и вкладки.Lightning: это фирменный разъем Apple для своих продуктов, таких как iPhone и iPad. Продукты Apple, выпущенные после сентября 2012 года, совместимы с этим типом USB. Старые устройства Apple используют более крупный фирменный разъем.Большинство устройств, таких как ноутбуки, имеют два или более USB-порта, но убедитесь, что оба конца кабеля не должны быть подключены к одному и тому же устройству, иначе ваше устройство может быть повреждено.После этого вы можете передавать файлы или также использовать его для питания вашего устройства.USB-концентратор предназначен для подключения нескольких USB-устройств. USB-концентратор — это то, что подключается к одному USB-порту и состоит из нескольких портов, так что дополнительные устройства могут быть подключены одновременно. Отдельный кабель должен быть подключен к каждому устройству, а затем подключен к концентратору отдельно.[2]Флэш-накопители USB, которые являются устройствами хранения данных, могут быть подключены непосредственно к компьютеру или ноутбуку. Флэш-накопители легко переносятся и обычно предназначены для хранения и передачи файлов, изображений, видео и т. д. USB-порты также доступны в автомобилях, где эти флэш-накопители могут быть вставлены, так что вы можете слушать музыку.Колонки, принтеры, цифровые фотоаппараты, смартфоны, устройства хранения данных, сетевые подключения, веб-камеры, джойстики, модемы, сканеры и т. д. вот некоторые из примеров USB-устройств.USB был разработан для подключения к ПК большого количества (до 127) низко - и среднескоростных периферийных устройств. С максимальной скоростью передачи данных 12 Мбит/сек USB никогда не был задуман как альтернатива SCSI. Но это все равно намного быстрее, чем последовательные или параллельные порты.Особое внимание было уделено потребностям аудио-и видеоустройств, которые, как предполагалось, будут иметь все большее значение для следующего поколения приложений личной производительности. Конструкция USB предусматривает, что эти критически важные по времени изохронные данные будут доставляться без задержек, что отрицательно скажется на качестве изображений и речи.[2]USB был разработан, чтобы быть подключи и играй. Устройства можно добавлять и удалять даже во время работы системы, избегая необходимости перезагрузки системы для ее перенастройки. Технические проблемы, такие как завершение Шины и присвоение идентификаторов устройств, решаются аппаратной и программной архитектурой, поэтому эти распространенные источники ошибок конфигурации не будут проблемой. Забота о сохранении энергии была удовлетворена тем, что устройства были приостановлены и возобновлены.Типичные USB-устройства — это устройства, требующие низкой и средней полосы пропускания. В нижней части диапазона пропускной способности USB можно использовать для подключения клавиатуры и мыши к ПК. В верхней части сканеры, устройства резервного копирования или камеры для приложений видеоконференцсвязи могут использовать USB, устраняя необходимость в проприетарных интерфейсных платах с соответствующими проблемами установки и настройки.Архитектура шины, в которой данные для различных устройств передаются по одному и тому же кабелю, также имеет потенциал для упрощения требований к соединению. Например, мышь может быть подключена к клавиатуре, а затем один кабель свяжет их с ПК. Хотя мониторам все равно понадобится аналоговый кабель VGA, отдельная USB-связь позволит регулировать монитор с помощью программного обеспечения на ПК вместо экранного дисплея. [3]В случае мультимедийного монитора аудиоданные для встроенных динамиков и микрофона также могут передаваться по одному кабелю. USB-устройства соединяются вместе с помощью недорогого четырехпроводного кабеля с белой рубашкой и характерным импедансом 90 ом. USB-устройства могут быть либо автономными (с собственным независимым источником питания), либо с питанием от шины. Один из пары проводов в USB-кабеле используется для передачи питания 5 В: вывод 1 несет напряжение питания +5 в, Вывод 4 заземлен. Существует два класса устройств с питанием от шины. Устройства с низким энергопотреблением могут потреблять не более 100 мА тока, в то время как устройства с высоким энергопотреблением могут потреблять до 500 мА после настройки.Вторая пара проводов, D+ и D - на выводах два и три, представляет собой витую пару, используемую для передачи данных. Провода передачи данных используют дифференциальную сигнализацию: оба несут сигнал относительно Земли, и переход происходит, когда две линии передачи данных меняют полярность относительно друг друга. Это дает лучшую невосприимчивость к шуму, чем обычный одинарный логический сигнал.[2]Данные передаются в виде синхронного последовательного потока битов, закодированных с помощью NRZI (0 представлен сигнальным переходом, а 1-отсутствием перехода.) Битная начинка используется для обеспечения того, чтобы переходы происходили достаточно часто, чтобы приемники не теряли синхронизацию. Тактовые сигналы передаются вместе с данными, и каждому пакету данных предшествует поле синхронизации.USB работает на двух различных скоростях. Полная скорость дает полосу пропускания 12 Мбит / с. На этой скорости экранированный кабель должен использоваться для получения адекватной помехозащищенности и предотвращения электромагнитных помех (Эми). Экранированный кабель имеет диаметр около 5 мм., А сегменты кабеля могут иметь максимальную длину 5 м.Для приложений, требующих низкой пропускной способности, доступен более низкоскоростной режим работы. Это позволяет использовать немного более тонкий и дешевый неэкранированный кабель. Длина кабеля сокращается для неэкранированного кабеля максимум до 3 м. Чтобы предотвратить передачу высокоскоростного сигнала по неэкранированному кабелю (что вызвало бы Эми) и избежать риска того, что низкоскоростные устройства неправильно интерпретируют данные о полной скорости как команды, на которые они должны реагировать, связь с низкоскоростными устройствами отключается во время использования полноскоростной сигнализации.Для USB предусмотрены два типа штекеров и розеток, известных как Серия А и серия в. Штепсельные вилки и розетки Серии А предназначены для использования с устройствами, к которым постоянно присоединен внешний кабель, например клавиатурами, мышами и концентраторами. Разъемы Серии B используются, когда USB-кабель съемный, как в случае принтеров, сканеров и модемов. Эти два типа не взаимозаменяемы.Разъемы Серии B имеют размеры около 10,6 мм х 12,0 мм с утопленными контактами. Ответная вилка обеспечивает полностью экранированное соединение. Поскольку вилки и розетки маленькие, вполне вероятно, что USB-порты появятся как на ноутбуках, так и на настольных ПК, поскольку технология становится все более распространенной. Хотя физическая карта USB может выглядеть как дерево, логически шина выглядит как звезда С до 127 устройствами, подключенными к одному концентратору. Клиентское программное обеспечение напрямую взаимодействует со своим устройством. Каждое устройство имеет уникальный адрес, который присваивается ему системным программным обеспечением USB во время настройки, чтобы избежать конфликтов.[4]Связь между устройствами и клиентским программным обеспечением концептуализируется как использование каналов. Каждый канал является каналом связи между программным обеспечением на хосте и конечной точкой на устройстве. Каждая конечная точка представляет собой часть устройства, которая выполняет одну конкретную задачу для этого устройства, такую как получение команд или передача данных. Полноскоростное устройство может иметь до 16 конечных точек, хотя низкоскоростные устройства могут иметь только три.Все USB-устройства поддерживают конечную точку 0 при включении питания. Эта конечная точка является целью канала по умолчанию. После обнаружения вложения устройства программное обеспечение USBD использует конечную точку 0 для инициализации устройства, выполнения общей (т. е. не зависящей от конкретного устройства) конфигурации и получения информации о других конечных точках, предоставляемых устройством. Конечные точки характеризуются их номером конечной точки (заданным во время проектирования) и пропускной способностью шины, частотой доступа, задержкой и требованиями к поведению обработки ошибок.Как только конечные точки устройства идентифицированы и сконфигурированы, появляются каналы, позволяющие клиентскому программному обеспечению взаимодействовать с устройством. Канал имеет связанные с ним характеристики, такие как требование о доступе к шине и пропускной способности, Тип передачи, направление передачи и максимальный размер полезной нагрузки данных.[6]USB определяет четыре типа передачи: Передача управления, которая обычно используется для команд или операций состояния, передача прерываний, инициируемая устройством для запроса некоторого действия от хоста, изохронная передача, которая используется для передачи данных, доставка которых критична по времени (например, для видео и речи), и массовая передача, которая может использовать всю доступную полосу пропускания, но не критична по времени. Все передачи принимают форму пакетов, содержащих управляющую информацию, данные и поля проверки ошибок.Существуют также два типа труб: Трубы сообщения и трубы потока. Передача управления осуществляется с помощью каналов сообщений. В канале сообщений часть данных каждого пакета имеет некоторое значение для системного программного обеспечения USB.Потоковые трубы используются для прерывистых, изохронных и объемных передач. В потоковом канале часть данных пакета не имеет определенного значения для USB: данные просто передаются между клиентским программным обеспечением и устройством.Итак, универсальная последовательная шина обеспечивает Универсальный, гибкий метод подключения широкого спектра низко-и среднескоростных периферийных устройств к ПК при относительно низких затратах. Его конфигурация plugandplay означает, что установка и поддержка периферийных устройств намного проще по сравнению с устройствами, использующими последовательные, параллельные или проприетарные интерфейсы.ЗаключениеТенденция все более активного использования для хранения и обмена информацией USB-устройств в ближайшем будущем не только сохранится, но и получит новые импульсы. Это обусловлено постоянным совершенствованием и развитием данной технологии, расширенным производством все новых и новых систем и устройств, построенных на ее основе. При этом очевидно и то, что также активно будут развиваться и совершенствоваться методы и средства реализации с их помощью атак на критически важные автоматизированные системы управления и информационные ресурсы. Устройства, такие как принтеры, камеры, музыкальный проигрыватель, сканеры и т. д. может быть подключен к компьютеру;USB имеет широкий спектр применений, и одним из них является поддержка электрической энергии, которая используется для зарядки аккумуляторов и питания смартфонов.USB был разработан для горячей замены и повышения подключи и играй. С помощью горячей замены вы можете удалить и заменить его новым содержимым без какой-либо перезагрузки.Есть семь компаний, которые работали над USB вместе в 1994 году включают в себя-Microsoft, Compaq, Nortel, DEC, Intel, NEC и IBM.Несмотря на наличие предварительных релизов, первый USB 1.0 был выпущен в январе 1996 года с низкой скоростью 1,5 Мбит (0,1875 Мбит), и многие производители компьютеров начали добавлять поддержку USB в свои машины, но только в 1998 году, когда был выпущен iMac, USB стал популярным.Список используемой литературыА.Л. Генкин. Моделирование и оптимизация процесса горячей прокатки полос. – М.: Ленанд, 2012. – 170 с.В.В. Мельников. Безопасность информации в автоматизированных системах. – М.: Финансы и статистика, 2003. – 368 с.И.М. Макаров, В.М. Лохин, С.В. Манько, М.П. Романов. Искусственный интеллект и интеллектуальные системы управления. – М.: Наука, 2006. – 336 с.К.Н. Мезенцев. Автоматизированные информационные системы. – М.: Академия, 2010. – 176 с.Новиков Александр Николаевич. Использование Нейросетевых Технологий Для Мониторинга И Прогнозирования Качества Акустической Среды В Зоне Влияния Автодорог. – М.: , 2007. – 3 с.О.В. Головин, С.П. Простов. Системы и устройства коротковолновой радиосвязи. – М.: Горячая Линия - Телеком, 2006. – 600 с.Питер Брофи. Современная библиотека учебного заведения. – М.: Омега-Л, 2011. – 312 с.Ф.Е. Темников, В.А. Афонин, В.И. Дмитриев. Теоретические основы информационной техники. – М.: Энергия, 1971. – 424 с.