Электрические характеристики, передача сигналов USB.

Для передачи битов данных USB использует NRZI кодирование (для сравнения FireWire использует NRZ), смысл использования таких кодировок состоит в упрощении синхронизации передающих и приемных цепей устройств друг с другом. Подобные кодировки обеспечивают повышенное количество переходов между уровнями логического нуля и единицы по сравнению с непосредственной передачей битовой последовательности.

При кодировании NRZ единица кодируется как переход между между уровнями О и 1, а ноль как отсутсвие перехода. Это похоже на передачу вместо сигнала его производной. По сравнению с этим, кодирование NRZI добавляет ноль после каждых встретившихся последовательно единиц. Для USB это особенно важно так как сигналы предаются по одному двухпроводному каналу, а канал для передачи строба отсутствует!
Для генерации контрольной суммы для данных и token используются 2 различных полинома, с использованием полиномов для кодирования можно ознакомиться в спциальной литературе: [4], [5].
Мы не станем описывать детали реализации электрического протокола передачи USB, а лишь остановимся на некоторых основных особенностях. За более подробной информацией следует обращаться к стандарту USB, а так же интернет ресурсу www.opencores.org, где имеются исходные тексты реализации протокола передачи сигналов для устройств программируемой логики (ПЛИС) на языке VHDL. Имеются так же специализированные микросхемы, реализующие протоколы USB хоста и устройства, которые скрывают детали реализации внутри кристалла.
Передача данных происходит в полудуплексном режиме с использованием трех состояний, как правило ТТЛ логики, Приемные цепи измеряют дифференциальное напряжение на сигнальной паре проводов относительно локальной земли. Максимальная допустимая емкость линий относительно земли составляет порядка 10 пикофарад, время нарастания фронта импульса около 5 наносекунд. Напряжения сигнала достигают величин порядка 3.8 вольт. Передающие цепи не должны выходить из строя в случае если другая передающая цепь так же приложит такое напряжение к сигнальной паре проводов.
Максимальная длина соединительных проводов составляет около 5 метров

Как сказано выше FireWire использует NRZ кодирование при котором число переходов между нулем и единицей меньше чем в NRZI, однако это компенсируется при помощи сигнала стробирования, передаваемого по отдельной паре проводов. Сигнал стробирования является дополнительным к сигналу данных в том смысле что CLOCK сигнал постоянной частоты может быть получен из этих двух сигналов при помощи побитового исключающего или.

Также по теме: