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USB (artigo técnico)
USB (artigo técnico)

 

   



 CONNECTOR INTEGRADO

 

                                                                          por João Victor Mondlane Macabi

Resumo: A facilidade de ligar vários aparelhos a uma única entrada do computador excluindo a necessidade de desmontar para configurar jumpers e/ou IRQS, a vantagem de conectar vários aparelhos a mesma entrada sem usar um cabo auxiliar para ligar o aparelho a tomada, alimentado o deste modo com os cabos do  interface  do conector integrado, a capacidade de um aparelho se conectar a essa mesma entrada e transmitir dados a alta velocidade (480Mbps), a facilidade de qualquer versão do Windows a partir do 98 detectar automaticamente a sua placa sem necessidade de instalar um software específico, é sem dúvida uma evolução tecnológica e extremamente importante aos computadores nos dias de hoje. Este artigo é de particular interesse de toda gente que utiliza computadores, visto que o connector integrado USB é tido como um padrão satisfatório quanto ao seu desempenho.

Palavras chave. Computador, instalar, tecnologia, interface , conectar.


1. Introdução

O aparecimento do USB que é a sigla de universal serial bus, permitiu ligar diversos aparelhos ao computador,e alguns exemplos destes aparelhos são , scanners , telemóveis,drives externos, Câmaras fotográficas digitais, leitores vídeo+mp3 , adaptadores de comunicação móvel, modems, mouses teteclados, isto é, permitiu ligar uma infinidade de aparelhos as entradas USB docomputador, uma vez que as placas USB apresentam mais de uma entrada,geralmente 2 para placas USB 1.1 e 4 para as placas USB 2.0 é possível conectar ao mesmo tempo diversos dispositivos as entradas de uma das suas placas. A maior importância deste artigo é mostrar de forma clara, as vantagens que a tecnologia do USB trouxe aos computadores nos dias de hoje, bem como, mostrar a facilidade com que é possível um connector USB integrado conectar diversos dispositivos ao computador, mostrar tambem a facilidade com que é possível transferir ou receber dados a alta velocidade (480Mbps) sem que para isso seja necessário reiniciar o computador ou configurar jumpers e/ou IRQS da placa mãe do computador.

 

 

 

 

 fig1. simbolo (USB)

2. A importância do USB

 

A bem pouco tempo atrás conectar um dispositivo ao computador , era uma tarefa considerada extremamente difícil, digna apenas de técnicos de hardwere ou de indivíduos com mais experiência. Quando um indivíduo pensava em ligar um aparelho ao computador , precisava de desmontar o PC para configurar jumpers e/ou IRQS da placa mãe , só de pensar em encarar uma série de fios muitos indivíduos desistiam da ideia de conectar um aparelho ao computador. Com o padrão Plug and Play (PnP) , que significa “conectar e usar”, criada com o objectivo de fazer com que o computador reconheça automaticamente e configure automaticamente qualquer dispositivo que seja instalado ,e evitando deste modo a configuração manual, essa tarefa tornou-se mais fácil e reduziu grande parte da difuculdade existente na instalação de aparelhos. A intenção deste padrão foi facilitar aos indivíduos com menos experiências capazes de instalar um novo periférico e usá-lo de seguida sem grandes dificuldades. Mas o padrão Plug and Play ainda é complicado para grande parte dos indivíduos , principalmente quando, por alguma razão, falha.Contudo, diante destas dificuldades, foi criada uma aliança organizada por várias empresas como a NEC, Intel e Microsoft no ano de 1995 com o objectivo de trabalhar no sentido de desenvolver uma tecnologia que facilitasse a conexão comum entre o computador e periféricos, esta alinça foi baptizada com o nome de USB Inplementers Forum. A seguir a união destas empresas, pouco tempo depois da sua aliança surgia o USB , um barramento que usa um tipo de conector comum a todos os dispositivos que se conectam . Deste modo, uma porta ou uma saida do computador USB deve ser utlizada para conectar uma infinidade de aparelhos que utilizam este padrão. Diante destas facilidades de se poder conectar vários aparelhos a mesma entrada do computador, a interface  USB entrou com muita força no mercado , por permitir que de um modo mais fácil se pudesse conectar vários periféricos ao computador. Assim a USB Implementeres Forum concluio que o quanto é benéfico o uso deste padrão , passando assim a usar em grande parte dos seus produtos com o intuito de tornar o USB cada vez mais popularizado.Logo com a ideia de poder conectar vários tipos de aparelhos em um único tipo de entrada foi também a razão que influenciou o USB a conquistar o seu merecido espaço.

O USB oferece muito mais, qualquer indivíduo pode conectar aparellhos USB no computador. Assim, indivíduos com menos experiências no que refere a arquitetura interna dos computadores, não necessitam de contactar um técnico experiênte para conectar um aparelho como acontecia antigamente, uma vez que conflitos de IRQs praticamente já não existem. De outro modo, o USB é como uma espécie de "plug and play", permite ao sistema operativo reconhecer e disponibilizar de seguida o aparelho conectado, mas para que não hajam erros é necessário que a placa-mãe do computador e o sistema operativo sejam compatíveis com o USB .

É importante saber que todas as versões do Windows lançadas a partir da versão 98 já contém suporte à tecnologia USB, deste modo os indivíduos que utlizam sistemas Linux também usam este padrão,assim como os utilizadores de computadores da Apple.

Repare que para além de ser "plug and play",a interface USB oferece ainda a possibilidadede conectar e desconectar qualquer aparelho USB com o computador ligado, sem que o computador sofra conflitos. Não é preciso reiniciar o computador para que o aparelho instalado possa ser usado, quando pretendermos ligar um aparelho so teremos que ligar a entrada e o aparelho fica imediatamente disponível , note que antes havia o risco de curtos circuitos se houvesse uma instalação com o equipamento ligado.Um facto interessante é a vantagem de ligar alguns periféricos USB a outros, por exemplo,uma impressora a um scanner, mas, isso só é possível se tais equipamentos vierem com conectores USB integrados, também é possível o uso de "Hubs USB", aparelhos que usam uma porta USB do computador e disponibilizam 4 ou 8 outras portas ”saídas USB ”. Teoricamente, pode-se ligar até 127 dispositivos USB em uma única porta, mas isso não é aconselhável, uma vez que a velocidade de transmissão de dados de todos os equipamentos envolvidos seria comprometida. A imagem abaixo mostra um "iPod", um dispositivo móvel que permite armazenar até 4Gb em ficheiros de música. Aparelhos desse tipo usam quase exclusivamente a conexão USB .

 


 


iPod: Aparelho que serve para armazenar dados.

fig2.  iPod



Hubs: A tradução de Hubs é concentradores ,em português . Eles foram introduzidos como melhorias para a topologia em anel , utilizada com grande aceitação em redes de computadores . Mas não são utilizados necessariamente em redes tipo anel ,podem ser utilizados em qualquer topologia.

USB : Universal Serial Bus.

Jumpers: Ligação móvel entre dois pontos

IRQS: Forma pela qual componentes de hardware requisitam tempo computacional da CPU.

Uma IRQ é a sinalização de um pedido de interrupção de hardwere.

Placa mãe: Também conhecida como"motherboard" ou "mainboard", a placa-mãe é, basicamente, a responsável pela interconexão de todas as peças que formam o computador.

Plug and Play: Conectar e usar

NEC: NEC corporation multinacional que atua nas áreas de Tecnologia da Informação e Comunicação.

Intel: Intel corporation é a contração de Integrated Electronics Corporation, empresa multinacional de origem americana fabricante de circuitos integrados

Microsft: É a mais conhecida empresa de software do mundo.



 


 

 

 

3.Características técnicas

 

3.1 USB 1.1

 Uma característica importante e interessante do USB1.1, é que sua interface permite que o dispositivo conectado seja alimentado pelo cabo de dados, ou seja, não é necessário ter um outro cabo para ligar o aparelho à tomada. Mas, isso só é possível com equipamentos que consomem pouca energia como o teclado e o mouse mostrados nas figuras abaixo.

O mouse e o teclado são exemplos de parelhos que consomem pouca energia:

 


fig3. teclado                                                                


                                                                                  fig4. mouse   

           

 


 

Mbps : Megabits por segundo.

 


 

 

A figura abaixo mostra o interface de um USB e os respectivos cabos de dados.

 

fig5.cabos de dados.                           fig6.interface de um USB

      

É importante saber que os cabos USB devem ter até 5 metros de comprimento, acima disso, o aparelho pode não funcionar correctamente. No caso de pretender instalar aparelhos em distâncias longas, é recomendável o uso de hubs USB a cada cinco metros, podemos observar um hub na fig abaixo.


 


 

Hub , deve ser usado a cada 5m

 


Fig7. Hub 

 


 

 

3.1.2 Velocidade

O barramento USB 1.1 opera de 1,5 Mbps à 12 Mbps. A velocidade mais baixa geralmente é usada por dispositivo como mouseteclado e joysticks. As velocidades mais altas, são utilizadas por aparelhos como scanners ecâmeras digitais, que precisam de alta velocidade para transmissão de dados, repare que o connector integrado USB é bem mais rápido que as tradicionais portas serie e paralelas, mas está abaixo de outros tipos de barramento, como o SCSI e o Fire Wire, que alcançam velocidades de cerca de 80 a 160 megabits por segundo e 400 megabits por segundo, respectivamente . A maioria dos computadores com mais de uma porta USB divide o barramento entre os diversos dispositivos conectados. Assim, uma impressora trabalhará mais lentamente quando, por exemplo, estivermos a transferir imagens de uma câmara digital para o computador. O USB com estas características, é conhecido como USB 1.1.

Já existe uma nova versão, chamada de USB 2.0 que opera a uma velocidade de (480 Mbps), que é mais rápida que o USB 1.1 e tem-se usado cada vez mais.

 


 

Mbps : Megabits por segundo.

 


 

 

 

3.2 USB 2.0

Esta tecnologia é conhecida por USB Hi-Speed.O USB 2.0 transmite dados a 480 Mbits/s(aproximadamente 60 MB/s), e é compatível com o USB 1.1. Ou seja, pode transferir dados 40 vezes mais rápido entre o computador e aparelhos. A porta ” saída” USB 2.0 continua 100% compatível com periféricos USB 1.1.Quando conectamos com um periférico, a porta“saida” tenta ligar-se a 480 Mbps. no caso de falha , diminui a velocidade de conexão para 12Mbps. Caso a conexão falhe, a velocidade é então diminuída para 1,5 Mbps. Assim, o utilizador não precisa de se preocupar com osperiféricos USB que já possui, a compatibilidade com o novo padrão não é alterada.Um detalhe importante é que hubs USB 1.1 não conseguem estabelecer ligações a 480Mbps com periféricos ligados aos mesmos. Por exemplo, se tivermos um mouse USB 1.1 que possua um hub USB 1.1 embutido, os periféricos USB 2.0 ligados a esse mouse só conseguirão comunicar , no máximo, a 12Mbps com o computador, e não a 480 Mbps deve-se, ter muita atenção a esse pormenor.

 

4. A seguir vemos algumas diferenças entre as placas USB 1.1 e USB 2.0

As placas USB 1.1 tem uma velocidade de transferência de dados menor que as das placas 2.0, possuem apenas duas entradas USB, são dectetadas automaticamente por qualquer versão do windows a partir do windows 98 sem que seja necessário instalar um software específico e funcionam em qualquer micro acima do Pentium 100MHZ com entrada PCI. Quanto as placas USB 2.0 , para alem de possuirem uma capacidade de trasnferência maior que as das placas 1.1, possuem normalmente até 4 entradas USB e não funcionam em computadores antigos e portanto apresentam certa incompatibilidade de instalação.

 


 

 

MB/s: Megabytes por segundo.

PC: Computador pessoal

PCI: Interconector de Componentes Periféricos.

 


 

 

Placas USB 1.1 com 2 entradas Placas USB 2.0 com 4 entradas

 Os produtos que utilizam o padrão 2.0 começaram a ser disponibilizados em 2001,por se tratar de um substituto da versão 1.1, praticamente não há mais produtos que utilizam a versão 1.1. Existe ainda alguns problemas ligados à compatibilidade com o sistema operacional. Por exemplo, no Windows XP, o USB 2.0 só funciona correctamente com a instalação do ServicePack 1. Nos sistemas operativos Linux, o suporte ao USB 2.0 só se tornou padrão em versões actuais do kernel. O USB 2.0 é muito dinâmico e a sua utilização é vantajosa.

Felizmente, a maioria dos produtos recém lançados são compatíveis com o padrão 2.0. O padrão USB tornou-se uma tecnologia indispensável em qualquer computador. Já é possível, por exemplo, ligar aparelhos de  PC por meio de uma conexão USB e executar na sala de sua casa músicas em MP3. Isso deixa claro que, na hora de comprar um equipamento, é bom verificar se o aparelho tem suporte a USB, caso precise conectá-lo ao seu computador, quando desejar comprar um computador novo, repare com atenção se o computador vem com duas ou mais portas USB, e dê preferência aos computadores que possuem connectores também na parte da frente. Assim, quando comprar um aparelho que deseja ligar ao computador , não hesite, escolha um com suporte a USB. Felizmente, amaioria dos computadores recem lançados são compatíveis com o universal serial bus isto é com o conector integrado USB.


 


 

MP3: Formato de música com perda de dados.

FireWire: Interface serial para computadores pessoais e aparelhos digitais de áudio e vídeo que oferece comunicações de alta velocidade e serviços de dados em tempo real.

SCSI: Sigla de Samall Computer System Interface.

Hi-Speed: Alta velocidade.

Placa:Dispositivo de hardwere.

 


 

 

 

5.conclusões

Pretendeu-se que este trabalho proporcionasse, de forma simples mas objectiva uma familiarização com os produtos que utilizam o padrão USB bem como entender melhor como o connector integrado funciona na parte interna do computador. Para satisfazer este objectivo, optou-se por uma descrição sequencial das carracterísticas típicas de um connector desta natureza. Espera se que o resultado obtido satisfaz os requisitos de objectividade e pequena dimensão que pretendia atingir.Espera se também que constituirá uma auxiliar útil, de referência frequente, para o leitor que pretenda se informar a respeito da tecnologia do USB.

 

Agradecimentos

Agradeço aos professores da disciplina de"Comunicação Técnica ", da Licenciatura em Engenharia Informática, aos colegas de turma que de um ou de outro modo influenciaram positivamente com a sua presença durante a apresentação oral deste trabalho , agradeço por isso o estímulo que deram à versão original deste texto. O trabalho correspondente foi realizado parcialmente no âmbito de várias aulas teóricas e práticas da desciplina de comunicação técnica, ao abrigo do ano lectivo de 2007/08 no departamento de engenharia informatica da FCT/UC.

 

Referências

1. http://www.wiebetech.com/pressreleases/FireWirePortFailures.htm

2. http://guia.mercadolivre.com.br/diferenca-placa-usb-11-20-3624-VGP

3. http://www.pcworld.com/article/14371/how_it_works_ieee_1394.html

4. http://www.usb.org/home

5. http://computer.howstuffworks.com/usb.htm

6. http://www.faculty.iubremen.de/birk/lectures/PC101-2003/13firewire/history.htm

   

 


 

 

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