Империя USB?!...

"USB - идеальное решение для тех пользователей, кто всегда мечтал об универсальном и беспроблемном способе подключения нового цифрового джойстика, сканнера, цифровых колонок, видеокамеры и телефона к своему компьютеру". Не все так идеально!

(c) Компьютерная газета

В спецификации PC99, совместном детище компаний Microsoft и Intel, нет места старым добрым COM--портам, которых вечно не хватает, зато есть нечто под названием USB (Universal Serial Bus) в качестве альтернативы.

А чем это отзовется земным пользователям, нужно описать подробнее.

Самое первое и очевидное - USB-шина сделала подключение периферийных устройств проще, чем замена лампочки.

Схема выполняемых действий в этом случае довольно проста. При подключении устройства USB-контроллер чувствует изменение нагрузки в цепи и запрашивает вновь подключившееся устройство о его типе, производителе, назначении и требуемой пропускной способности. Устройству при этом назначается уникальный идентификационный номер. Когда процесс определения завершен, соответствующий драйвер загружается в операционную систему. Вся настройка подключенных устройств выполняется контроллером и работающим с ним программным обеспечением. Никаких вопросов об IRQ, адресах портов и DMA больше не будет.

Благодаря другой особенности USB, известной как "горячее подключение" (hot-swapping), вам больше не нужно выключать компьютер и перезагружать его, чтобы присоединить или отключить периферийное USB-устройство. Динамическое конфигурирование и инициализация операционной системы включает в себя автоматическую загрузку и выгрузку из памяти драйверов при возникновении необходимости.

USB-подключение предлагает расширенные возможности управления устройством, поскольку обеспечивает двунаправленный поток данных: как от компьютера к периферии, так и наоборот. Вы можете использовать компьютер для настройки USB-совместимых стереоколонок, чтобы подогнать акустику под свой вкус, и при этом можете обойтись без звуковой карты. USB-шина настолько быстра, что позволяет прокачивать звук прямо на звуковой процессор USB-колонок. (SP-611U SPEAKER SET USB 140W Produced by Aashima Technology, Netherlands Trust is registered trade mark of Aashima Tech, 140 Watt PMPO (2x3 RMS), встроенный стереоусилитель, 3D-переключаемый звуковой процессор, защита от магнитного поля колонок, USB-подключение и USB-питание).

С другой стороны изохронные потоки звука в реальном времени требуют обеспечить временную задержку на уровне 1 мс. В Windows 98 для снижения временных задержек реализована концепция отложенных вызовов процедур, примененная ранее в Windows NT.

Скорость прокачки в 12 Мбит/сек позволяет подключать через USB все современное поколение периферийных устройств, включая аппаратуру для обработки видеоданных формата MPEG-2 (WEB CAM USB. Produced by Aashima Technology, Netherlands. Trust is registered trade mark of Aashima Tech. 1/4" CCD, разрешение 640х480, автоматический контроль уровня белого и силы света, захват 10 кадров в сек при разрешении 320х200, USB-подключение и USB-питание).

В этом случае можно обойтись без TV входов-выходов на видеокарте и не ограничивать свой выбор производителей видеокарт. В то же время качество захвата со входа обычной видеокарты не будет существенно отличаться. Что для видеоконференций или Интернет-фотографий более чем достаточно.

По скорости передачи данных USB-порт быстрее COM-порта минимум в 13 раз и максимум в 106 раз, в зависимости от количества подключенных устройств и типа передаваемых данных. К одной USB можно подключить 127 устройств, если использовать USB-hub с собственным источником питания (UH-15 5 PORT USB HUB. Produced by Aashima Technology, Netherlands. Trust is registered trade mark of Aashima Tech., скорость портов 12 Мбит/с (в 106 быстрее COM), 5 выходов с полной защитой, внешний источник питания от сети). Последнее весьма полезно, если вспомнить, что одна только видеокамера потребляет в среднем около 0,8 Ватт. Т.е. к концентратору с отдельным источником питания удастся присоединить много больше USB-устройств, т.к. ресурс нагруженности шины ограничен. Другая замечательная особенность USB позволяет компьютеру автоматически определять и предоставлять именно такое питание, какое необходимо конкретному устройству.

С ожиданием большого роста в области интеграции компьютеров и телефонии, шина USB может выступать в качестве интерфейса для подключения устройств Цифровой сети с интегрированными услугами (ISDN) и цифровых устройств Private Branch eXchange (PBX), позволяющих подключать большое количество телефонов к небольшому количеству линий связи.

Счастливые обладатели современных материнских плат получили все эти преимущества при покупке "в комплекте". USB-шина присутствует на материнских платах довольно давно, с 1997г, с разъемами бесчисленных конфигураций. Но сам порт и шлейф подключения зачастую прилагался только brand-name производителями. Также и программное обеспечение: действительно рабочий вариант получили лишь последние версии Windows98. (Все мы помним повисшую при демонстрации бета-версию Windows98 в момент подключения USB-сканнера.) Так что теперь мы имеем большой парк машин без USB-шин и без USB-портов.

В этом случае можно рекомендовать оригинальное аппаратное решение - USB controller Card - внешний (относительно материнской платы) корневой HUB для PCI слота с контроллером и портами (USB CONTROLLER CARD. Produced by Aashima Technology, Netherlands. Trust is registered trade mark of Aashima Tech., плата для 32-бит PCI-шины, на VIA-чипсете, 2 USB-порта). Это касается также тех, кому остро не хватает COM-портов. Особенно по мере того, как периферия набирается интеллекта. (Например, джойстику с обратной связью - Force Feedback - помимо обычного игрового порта требуется еще и COM для управления.)

Вполне серьезно проработана USB для таких "несерьезных" вещей, как компьютерные игры. Для разработчиков игр Microsoft выпустила API DirectInput&trade, обеспечивающий прямой доступ к периферийным устройствам USB: игровым устройствам, аналоговым и цифровым джойстикам. В число расширенных возможностей API входит поддержка педалей, штурвалов флайт-симуляторов, шлемов виртуальной реальности и других устройств. В DirectInput 5.0 устранены ограничения на количество кнопок устройств ввода информации, число осей перемещения устройства и само количество устройств ввода.

На настоящий момент белорусский рынок не может похвастаться большим разнообразием USB-периферии. Только голландская компания Aashima Technology и ее торговая марка TRUST представляют такой широкий спектр устройств для USB (30 видов): Predator Pro 3D USB, Force Feedback Race Master USB, SP-611U SPEAKER USB 140W, Hercules USB Hi-Fi Sound System, Apollo USB Hi-Fi Sound System, Aphrodite USB Hi-Fi Sound System, Ami Mouse USB, PhotoCam LCD Pro USB, PhotoCam LCD USB, WEB CAM USB MOBILE, WEB CAM USB, SpaceC@m USB, Compact Scan USB 19200, Office Scan USB 19200, SCANMAGIC 1200 SCANNER USB, Combi Scan USB 19200, INTERFACE CARD USB, UH-15 5 PORT HUB USB, 7 Port USB Hub, ISDN USB Modem, 56K USB Modem, SGS MODEM USB 56K CTR-21.

Использование USB свободно от авторского гонорара, т.е. создатели спецификации разрешают любому разрабатывать на ее основании продукцию без какой-либо платы за это. Существует так называемый "Обратный Договор", который является копией этого соглашения с возможностью для любого, кто внедряет шину USB, подписать этот договор и вернуть его в администрацию USB-IF для внесения записи о том, что соглашение прочитано и понято. Примечательно, что, несмотря на открытость стандарта, в нем прямо и недвусмысленно оговаривается особая роль разработчика ОС, т.е. Microsoft.

Благодаря участию Microsoft, IBM и Intel можно говорить о промышленном стандарте де-факто шины USB. Но одновременно это сложное и успешно разработанное техническое решение представляет собой очень сильный маркетинговый ход группы основных игроков компьютерной индустрии (Compaq, Digital Equipment Corp, IBM PC Co., Intel, Microsoft, NEC и Northern Telecom).

USB с ее "врожденной" многозадачностью может привести к вымиранию однозадачных ОС типа DOS. Массовый переход периферии на шину USB со всеми ее привлекательными особенностями способствует еще большему распространению платформ от Microsoft.

USB оказалась первой из запущенных в массовое производство шин нового поколения, которые будут иметь расширенные функции, улучшенные потребительские свойства и, вероятно, смогут выполнять роль микросетей. И если судьба некоторых устаревших шин, к примеру, параллельного и последовательного портов, практически решена и мало кого волнует, то будущее других остается под вопросом и может вызвать сильные потрясения на компьютерном рынке. В частности, сможет ли пережить смену эпох семейство SCSI, которое пока не в полной мере отвечает требованиям завтрашнего дня, или его заменит нечто вроде FireWire?

Инна Карпова