Додаємо в комп'ютер USB

1. Додаємо в комп'ютер USB
2. Нич-чого не розумію
3. І куди це пхати?
4. Встановлюємо PCI-USB-контролер
5. Встановлюємо USB-хвіст
6. Збільшуємо число USB-портів
7. Позначення різних стандартів USB

2004 р

Додаємо в комп'ютер USB

Юрій Гудзь, "Комиздат"

Коли USB-портів в комп'ютері всього два, а претендентів на них набагато більше, тоді виникає необхідність якось ділити два інтерфейсу між трьома або чотирма пристроями. Ось і приходить тоді регулярно займатися офісної акробатикою, для того щоб переткнуть один пристрій з USB-інтерфейсом на інше, - задоволення, самі розумієте, малоприємне

Це тільки одна з тих "страшних" історій, що можуть статися з будь-яким з власників комп'ютерів 2000-го року випуску (або ще більш ранніх). Особливо це стосується всіх комп'ютерів, які зібрані на базі АТ материнських плат. Тому як для АТХ форм-фактора материнські плати в більшості випадків вже містили USB хост-контролери, а в комп'ютери убудовувалися USB-порти.

Але час не стоїть на місці - і зараз USB-порти є невід'ємним інтерфейсом для сучасного комп'ютера. Більш того - саме USB-порти привносять нові віяння в конструкцію корпусів комп'ютерів. Ці порти почали розташовувати на передній панелі комп'ютерів. Раніше такої честі удостоювалися хіба що аудіовходи / виходи.

Але якщо вже USB є універсальним інтерфейсом, то через нього до комп'ютера можна підключити і принтер, і сканер, і цифрову камеру. Припустимо, принтер і сканер зайняли роз'єми USB на задній панелі комп'ютера і припадають пилом там до наступного прибирання. Але коли USB-портів в комп'ютері всього два, а претендентів на них набагато більше, тоді виникає необхідність якось ділити два інтерфейсу між трьома або чотирма пристроями. Ось і приходить тоді регулярно займатися офісної акробатикою, для того щоб переткнуть один пристрій з USB-інтерфейсом на інше, - задоволення, самі розумієте, малоприємне.

Але це ще нічого. А ось коли у власності знаходиться преудобнейшая річ - цифрова камера, то підключати її до USB-порту доводиться кожен раз, коли необхідно "злити" фотографії або зробити інші маніпуляції зі знімками. Ось тоді USB на передній панелі - це вже не просто зручність. Це необхідність.

Нич-чого не розумію

Звичайно ж, якщо комп'ютер досить новий, то будь-який пристрій з USB-інтерфейсом можна під'єднати без виключення живлення - Windows, починаючи з версії 98, нормально розпізнає підключення нового пристрою USB "на льоту", коректно визначає його і дозволяє відразу ж працювати з цим пристроєм .

Єдиний нюанс може полягати в розходженні версій самих USB-пристроїв. Справа в тому, що розвиток USB не зупинилася на розробці універсального комп'ютерного інтерфейсу. Відразу ж з'явилися нові ідеї, які знайшли своє втілення в наступній версії стандарту USB 2.0. Специфікація на цю версію універсального інтерфейсу була затверджена незабаром після попередньої версії 1.1 - тому на даний момент велика кількість виробників комп'ютерів і комп'ютерної периферії підтримують цей стандарт. Windows сама визначає версію USB-пристрою, підключеного до порту, і працює з ним відповідним чином. Windows 98 і ME підтримують специфікацію USB 1.1, Windows 2000 і XP - USB 2.0.

І куди це пхати?

Ну а що ж все-таки робити, якщо USB-портів не видно ні на передній, ні на задній панелі комп'ютера? Це теж не причина, щоб відмовлятися від пристроїв, що мають USB-інтерфейси. USB саме тому і є універсальним інтерфейсом, що дозволяє відійти від прив'язки комп'ютерної периферії до конкретних типів інтерфейсів. Багато років було відомо, що для роботи принтера необхідний паралельний порт (LPT), для підключення модему - послідовний порт (СОМ), і такий же порт потрібен для роботи миші.

Але ось спочатку миша переселили на PS / 2-роз'єм, звільнимо тим самим місце для інших периферійних пристроїв. Потім з'явився USB, а в майбутньому, звичайно ж, комп'ютер буде мати один або два інтерфейси для підключення всіх типів пристроїв. Прикладом тому можуть служити останні iMac - моделі комп'ютерів від Apple, у яких майже всі порти є USB. Крім того, дуже зручно розташування USB-портів на клавіатурі.

Немає сумніву, що вже найближчим часом на українському ринку з'являться аналогічні розробки для IBM-сумісних комп'ютерів.

Але повернемося до відсутнім USB-портів. По-перше, існують PCI-контролери, які встановлюються в PCI-слоти на материнській платі і дозволяють відразу ж (після недовгої налаштування) використовувати USB-порти.

По-друге, до материнських плат, оснащеним хост-контролерами і відповідними контактами, можна підключити USB-шлейф. Це пристрій являє собою набір контактів для з'єднання з контактами на материнській платі і двома USB-портами. USB-шлейф набагато дешевше, так як основна електроніка вже присутній на материнській платі, і вартість його становить близько 15 грн.

Світом ходять чутки, що зустрічаються і ISA-USB-контролери. Але, з огляду на те що ISA-слоти, напевно, зникли з материнських плат раніше, ніж з'явилася перша специфікація USB, це звучить якось малоймовірно.

Встановлюємо PCI-USB-контролер

"Чи не бери Важко в руки i дурного в голову" - вчить нас мудра українське прислів'я. У цьому сенсі використання PCI-USB-контролера - це найбільш простий і швидкий спосіб запастися парочкою-другий USB-портів. Windows ME, 2000 і XP в своєму багажі мають більшість необхідних драйверів для підтримки найбільш поширених контролерів USB, тому установка даного пристрою в будь-який з Windows проста до непристойності. Любителям Windows 98, можливо, доведеться все-таки напружитися і встановити драйвера додатково. Але в більшості випадків це не потрібно.

Що являє собою PCI-USB-контролер? Це PCI-плата розширення до 4-5 USB-портів, в яку вбудований хост-контролер USB. Вартість PCI-USB-контролера становить близько 15 у. е.

Плату досить встановити в будь-який вільний PCI-слот (при вимкненому комп'ютері) - і завантажити Windows. Подальший хід подій може варіюватися в залежності від операційної системи, але загальна схема наступна. Майстер нового устаткування повинен визначити присутність нового пристрою. А точніше, двох: якщо PCI-USB-контролер підтримує специфікацію USB 2.0, тоді він для сумісності, можливо, матиме також контролер USB для зворотного підтримки специфікації USB 1.1 - в такому випадку хост-контролерів буде визначено два. Далі Windows може встановити драйвери для хост-контролерів автоматично або попросить вказати їх місце розташування. У комплекті з PCI-USB-контролером обов'язково повинен поставлятися компакт-диск з драйверами, який можна "підсунути" Windows для коректної установки пристрою в системі.

Перевірити, чи встановлений PCI-USB-контролер в системі, дуже просто. Потрібно зайти в Диспетчер пристроїв - там в розділі Універсальна послідовна шина (Universal Serial Bus controllers) має з'явитися, як мінімум, два об'єкти: Хост-контролер (Host Controller) і Кореневий розгалужувач (Root Hub).

Варто відзначити, що хост-контролерів може бути (і, швидше за все, так воно і буде) кілька. Типовий приклад - популярний чіпсет Intel i810, в схему якого включені універсальний хост-контролер і кореневої розгалужувач, але не USB-порт - оскільки виробники материнських плат на той момент ще не постачали свої вироби USB.

Без PCI-USB-контролера в системі буде встановлено два пристрої: Intel 82801AA USB універсальний хост-контролер і USB кореневої розгалужувач. Після установки USB2.0-сумісного PCI-USB-контролера в систему додалися NEC PCI to USB Enhanced host controller, два NEC PCI to USB Open host controller USB 2.0 Root Hub Device і два додаткових кореневих розгалуджувача.

Так що, якщо в диспетчері пристроїв встановлені хоча б два пристрої: хост-контролер і кореневої розгалужувач - можна приступати до використання USB.

Встановлюємо USB-хвіст

Як уже згадувалося, USB-шлейф - це кілька портів USB, що мають для з'єднання з материнською платою 10 контактів.

Але для того щоб скористатися цим пристроєм, потрібно спочатку переконатися, що материнська плата оснащена USB-контролером і необхідними контактами.

Першим зовнішньою ознакою наявності USB-контролера служить визначення Windows хост-контролера USB. У диспетчері пристроїв в розділі Контролери універсальної послідовної шини USB повинні знаходитися два пристрої: "універсальний хост-контролер" і "кореневої USB-концентратор". Якщо обидва ці пристрої встановлені і функціонують нормально - значить, можна підключати USB-хвіст.

Звичайно ж, Windows не зможе правильно визначити хост-контролер USB і не відображати нічого в диспетчері пристроїв. Тоді можна скористатися спеціальною утилітою з офіційного сайту USB http://www.usb.org/faq/ans3/usbready.exe для визначення підтримки USB. Програма має англомовний інтерфейс, так що, якщо скористатися нею не вдасться, слід звернутися до керівництва по материнській платі.

При підключенні контактів USB-шлейфа до материнської плати без керівництва користувача не обійтися. Саме там повинні бути розписані типи контактів і їх розташування в групі. На ранньому етапі становлення стандартів USB розробники чіпсетів проектували і мали універсальну послідовну шину на свій розсуд. В результаті на ранніх реалізаціях роз'єм для USB-хвоста міг мати як 8, так і 10 контактів. Розташовуючись в два ряди, вони могли мати різну черговість - в результаті чого бажано підключати кожен контакт окремо, щоб уникнути короткого замикання. Слід обов'язково пам'ятати, що USB має по одному контакту харчування і заземлення - і, переплутавши їх, можна пошкодити пристрій, що підключається (в кращому випадку) або навіть пошкодити материнську плату - в гіршому. Тому не варто забувати про техніку безпеки - всі маніпуляції слід проводити при відключеному живленні комп'ютера і отсоединенном кабелі живлення. Якщо не заземлені ні ви, ні материнська плата, то торкатися її категорично не рекомендується.

Разом з USB-хвостом має також поставлятися опис призначення контактів, відповідно до якого і слід проводити підключення контактів.

Наприклад, для материнської плати PC PARTNER на базі чіпсета Intel i810 розводка по пінам така:

1 VCC
2 GND
3 USBP1-
4 USBP0 +
5 USBP1 +
6 USBP0-
7 GND
8 МСС

З послідовним розташуванням контактів:

тисячу двісті тридцять чотири
5678

У той же час придбаний USB-хвіст мав зворотне розташування контактів:

1 2 3 4
8 7 6 5

Таким чином, при підключенні USB-хвоста контакти необхідно було підключати в зворотному порядку.

Але для кожної материнської плати порядок розташування контактів може відрізнятися, так що перед установкою пристрою обов'язково слід вивчити керівництво до своєї материнської плати.

Після підключення USB-шлейфа Windows ніяк не реагує на виконані дії, так як, по суті, ніякого нового пристрою не додано - додана лише його інтерфейсна частина. Як уже згадувалося, сам USB хост-контролер повинен вже бути присутнім на платі.

Тепер, після підключення USB-шлейфа, з'явилася можливість безпосередньо підключати USB-пристрої до комп'ютера. Але не зайвим буде нагадати, що підключення USB-шлейфа слід виконувати тільки тим, хто має необхідну кваліфікацію, - щоб уникнути псування периферійних пристроїв і самого комп'ютера. Якщо ж ви не впевнені в своїх можливостях, то PCI-USB-контролер - найкраще рішення, тому що при його підключенні шанси пошкодити комп'ютер мінімальні. А вартість PCI-USB-контролера не йде ні в яке порівняння з вартістю материнської плати, нехай навіть не зовсім нової, або будь-якого периферійного пристрою з USB-портом, яке буде піддаватися ризику.

Збільшуємо число USB-портів

Але, отримавши в своє розпорядження два або чотири USB-порту, рано радіти. Через кілька тижнів (а то і днів) можна виявити, що двох портів, м'яко кажучи, недостатньо. На сьогоднішній день кількість периферійних пристроїв, які можна підключати через USB-порт, вражає. Це принтери, зовнішні жорсткі диски, flash-диски, сканери, монітори, магнітооптичні диски, веб-камери, джойстики, миші, клавіатури ... що не вдалося підключитися через USB, згадати важко. Така кількість пристроїв вимагає і більшої кількості портів. На даний момент розробники материнських плат і виробники корпусів для ПК розташовують в своїх виробах все більша і більша кількість USB-портів. Зараз вже стало нормою розташування на материнській платі шести USB-портів, з яких чотири можуть перебувати на тій стороні плати, яка буде розташовуватися до лицьової частини корпусу комп'ютера. Але більш старі моделі часто мають всього два USB-порту - та й то на задній панелі корпусу комп'ютера.

Але мудрі розробники USB ще в середині 90-х заклали в першу специфікацію умова, що універсальна послідовна шина повинна підтримувати до 127-ми пристроїв. Таким чином, використовуючи концентратори (hub) можна на одному хост-контролері використовувати 127 окремих пристроїв. Відповідно до стандарту USB, один концентратор може обслуговувати до чотирьох периферійних пристроїв.

Зараз можна придбати концентратори на два і на чотири USB-порту. Але ніщо не заважає розробникам вбудовувати концентратори в самі їх пристрої, що і зробили інженери з Apple. USB-порти прямо на клавіатурі - відмінне рішення. Аби вони не запатентували його, як це люблять робити в Apple, - тоді і у користувачів інших архітектур з'явиться шанс користуватися USB доступно і зручно.

Позначення різних стандартів USB

Після введення специфікації USB 2.0 постало питання ідентифікації USB-обладнання споживачами, які не посвячені в тонкощі інтерфейсу. Було прийнято рішення не використовувати старий логотип USB 1.1. Замість нього введено два нових: для стандартного USB і для високошвидкісного (див. Малюнок). Обидва логотипу позначають, що обладнання пройшло випробування на відповідність вимогам роботи в USB-системі. Значок "Certified USB" говорить про те, що сертифіковане пристрій відповідає вимогам USB 2.0 і підтримує обмін даними на низькій (1,5 Мбіт / с) і стандартної (12 Мбіт / с) швидкості. Значок "Certified Hi Speed ​​USB" означає, що таке обладнання буде працювати на високій швидкості 480 (Мбіт / с).