أساسيات تشغيل USB:
عناصر شبكة USB:
أنابيب بيانات USB:
أنواع أنابيب USB:
أساسيات إشارات USB:
أنواع معاملات البيانات داخل USB:
1- التحكم “Control”:
2- المقاطعة “Interrupt”:
3- مجمع “Bulk”:
4- متزامن “Isochronous”:
حزم بيانات USB:

الناقل التسلسلي العالمي سهل الاستخدام للغاية ويوفر وسيلة موثوقة وفعالة لنقل المعلومات، سواء كانت “USB 1” أو “USB 2” أو “USB 3” أو حتى “USB 4?، كما تتطلب المعلومات طريقة معيارية للنقل عبر واجهة الـ”USB” جنباً إلى جنب مع تنسيق قياسي لحزم بيانات الناقل التسلسلي العالمي، حيث حدد النظام بروتوكول نقل بيانات الـ”USB” وتنسيق حزمة المعلومات، مما يتيح تنسيق البيانات وحملها بطريقة محددة توفر اتصالاً موثوقاً به.

 

أساسيات تشغيل USB:

 

بالنسبة لمعظم الأنظمة التي تستخدم “USB”، سيكون المستقبل شكلاً من أشكال الكمبيوتر أي سطح المكتب والكمبيوتر المحمول والجهاز اللوحي، وعلى الرغم من أنّ هذا لا يلزم دائماً أن يكون هو الحال على الرغم من إجراء بعض التغييرات بين التحديثات المختلفة لمعيار “USB” أثناء تقدمه من “USB 1” إلى “USB 2? و”USB 3” و”USB 4?، فإنّ التشغيل الأساسي والبروتوكول وأنماط نقل الإشارات والبيانات وتنسيق حزم البيانات هي في الأساس نفسها.

 

عناصر شبكة USB:

 

المضيف “Host”: هو الكمبيوتر أو العنصر الذي يعمل كعنصر رئيسي أو وحدة تحكم لنظام “USB”، حيث يحتوي المضيف على محور موجود بداخله وهذا يسمى “Root Hub”.

 

المحور أو المركز “Hub”: هو جهاز يعمل على زيادة عدد المنافذ المتاحة بشكل فعال، حيث سيكون له اتصال واحد مع اتصال المنبع والعديد من المنافذ في اتجاه التيار، ومن الممكن توصيل محور بأخرى لتوسيع القدرة والاتصال بشكل أكبر.

 

المنفذ “Port”: هو المقبس الذي يتم من خلاله الوصول إلى شبكة “USB”، حيث يمكن أن يكون على مضيف أو محور.

 

الوظيفة “Function”: هي الأجهزة الطرفية أو العناصر التي يتصل بها ارتباط “USB”، كالماوس ولوحات المفاتيح وذاكرة الفلاش

 

الجهاز “Device”: يستخدم هذا المصطلح بشكل جماعي للوظائف والمحاور.

 

قد يتكون التخطيط المادي لشبكة “USB” من مضيف به منفذين وقد يكون لكل منهما محور متصل به أجهزة أو “وظائف” أخرى، حيث يختلف التخطيط المادي الفعلي لنظام “USB” وفقاً للوضع الفعلي، لكن العملية دائماً ما تكون هي نفسها بشكل أساسي، أمّا بالنسبة لتدفق البيانات تنتقل الإشارات على طول الناقل بحيث يمكن الوصول إليها من خلال جميع الوظائف، لكن وظيفة الوجهة فقط تقبلها.

 

مع البيانات الخاصة بجميع الأجهزة الموجودة على طول الناقل، من الضروري لعملية “USB” أن يتم قبول البيانات فقط من خلال الوظيفة المطلوبة، ولتحقيق ذلك عند توصيل جهاز بالناقل يتم تعيين رقم أو عنوان فريد من قبل المضيف للوقت الذي يتم توصيله فيه، وبالإضافة إلى العنوان يحتوي الجهاز على نقاط نهاية وهذه هي المصادر والوجهات الفعلية للاتصالات بين المضيف والجهاز، حيث يمكن أن تعمل نقاط النهاية في اتجاه واحد فقط أي الإدخال أو الإخراج، ولكن ليس كلاهما.

 

يمكن أن تحتوي الأجهزة على ما يصل إلى “16 نقطة”، ويجب حجز نقطة لكل من المدخلات والمخرجات باعتبارها “نقطة النهاية الصفرية” لهذا الاتجاه، وعلى الرغم من أنّ كل جهاز يمكن أن يحتوي على “16 مدخلاً” و” 16نقطة” نهاية للمخرجات، فمن النادر استخدامها جميعاً، حيث تُستخدم نقاط النهاية الصفرية في مجموعة متنوعة من الأنشطة بما في ذلك الاكتشاف التلقائي وتكوين الجهاز على الناقل ونقطتا النهاية الصفرية هما الوحيدتان اللتان يمكن الوصول إليهما، حتى يتم توصيل الجهاز بشكل صحيح في الناقل.

 

أنابيب بيانات USB:

 

أنبوب بيانات “USB”: هو اتصال من وحدة تحكم المضيف إلى كيان منطقي داخل الجهاز أي نقطة النهاية حيث يعتمد الاتصال داخل “USB” على مفهوم استخدام أنابيب البيانات، كما يمكن اعتبار هذه القنوات منطقية داخل تدفق البيانات على الناقل.

 

نظراً لأنّ الأنابيب تتوافق مع نقاط النهاية، يتم استخدام المصطلحات أحياناً بالتبادل، وبعد ذلك يستخدم المضيف مفهوم أنبوب البيانات لضمان توجيه البيانات من وإلى الجهاز بشكل صحيح أو معرفة