Arial Georgia Tahoma Times New Roman Verdana

Хождение по… USB

Зима… холода, птицы уже на юге, а привычные нам устройства мигрируют в сторону шины USB.

Если вы не знаете что такое USB… ну, если коротко, это такой прямоугольный разьем на задней панели вашего компьютера. :) Ну, а если серьезно, то коротко о том, что такое USB.

Желание производителей аппаратного обеспечения упростить соединение компьютера с переферийными устройствами позволило внедрить стандарт на универсальную последовательную шину USB (Universal Serial Bus). Его разработали семь компаний: Compaq, Digital Equipment, IBM, Intel, Microsoft, NEC и Northern Telecom. USB представляет из себя две скрученные пары: по одной паре происходит передача данных в каждом направлении (дифференциальное включение), а другая представляет линию питания (+5 В). Благодаря встроенным линиям питания, обеспечивающим ток до 500 мА, USB часто позволяет применять устройства без собственного блока питания.

К одному компьютеру можно подсоединить до 127 устройств через цепочку концентраторов (они используют топологию звезда). Хотя на практике это число на порядок ниже — ограничительными факторами выступают сила тока и, главным образом, пропускная способность шины. Передача данных по шине может осуществляться как в асинхронном, так и в синхронном режиме. В USB обмен информации с быстрыми устройствами идет на скорости 12 Мбит/с, а с медленными 1,5 Мбит/с. Все подключенные к USB устройства конфигурируются автоматически (PnP) и допускают "горячее" Hot Swap включение/выключение.

В отличие от индустрии сетевых устройств, где еще далеко до принятия стандарта, а устройства, поддерживающие его, уже вовсю продаются на рынке, с шиной USB ситуация противоположная.

Уже несколко лет подряд мы покупаем компьютеры с шиной USB, но вот устройства, которые можно подключить к этой шине, можно было перечислить по пальцам, причем хватило бы одной руки :), однако в течение последнего года ситуация резко изменилась.

В чем же дело? Первый фактор — наличие операционной системы Windows 98, которая, наконец, позволяет реализовать нормальную поддержку USB устройств. Вторым фактором можно назвать выпуск новых компьютеров, таких как концепт PC от крупных производителей, так как возможности для расширения у них — минимальные, и подключения устройств возможно исключительно через шину USB. На фотографии вы видите не LCD экран, а компьютер от фирмы Gateway :) Третий фактор — шаги Intel и Microsoft, направленные на избавление от Com/LPT портов, традиционно являющимися интерфейсами для подключения периферии.

Что же сейчас реально можно подключить к шине USB? Если есть интерес, то можно заглянуть на эту страничку AllUSB: здесь есть практически все производимые устройства, кроме, разве что, экзотики.

Приведу здесь только один пример, но мне он нравится больше всех :) ISA-to-USB

да вот так , и только так, дело ISA живет и побеждает :)

Ну ладно , оставим лирику и перейдем к суровой действительности. Благодаря компании DATA STORAGE GROUP мы получили на тестирование устройства для USB шины Тайваньской компании SKYMASTER.

USB CARD model DAP-0670

В моем cтареньком рабочем компьютере, собранном на основе материнской платы ASUS T2P4 (HX), контроллер USB, вроде как, присутствовал, но реальность оказалась более суровой. Видимо плата была одной из первых версий и разьем для планки USB просто отсутствовал. Пришлось установить в свободный PCI слот карточку, которая обеспечивала меня двумя стандартными USB-A гнездами. Эта карточка представляет собой контроллер PCI-to-USB, собранный на чипе OPTI и соответствует спецификациям PCI 2.1, USB rev1.1. Поддержка встроенного USB была выключена в BIOS Setup. Мне было любопытно, как отреагирует имеющийся в наличии USB контроллер (хотя и отключенный) на вторжение на его территорию варяга. Но конфликта не произошло, старый USB контроллер просто исчез. Да, еще один момент: когда я стал устанавливать карточку, то обнаружил отсутствие драйверов… так, подумалось мне, сейчас придется лезть в инет и вытаскивать драйверы, но Windows 98 без проблем определила карточку и установил драйвера из своего стандартного комплекта поставки.

Итак, теперь, имея основу, можно продолжать дальше. Следующим устройством после основного контроллера, совмещающего в себе контроллер и корневой концентратор, идут непосредственно дополнительные концентраторы, так как двух USB разьемов вам вполне может не хватить.

Концентраторы для USB выпускаются достаточно давно и являются стандартным устройством, выполнены они, как правило, в виде внешнего блока, напоминающего Ethernet хаб, и имеющие внешний источник питания. Так что, я вкратце коснусь только Концентраторов, которые выполнены как внутренние устройства для установки в PC.

Internal USB Hub model DHU-0402

Этот концентратор выполнен как карточка расширения и предназначен для установки в свободное гнездо на задней панели компьютера. Концентратор питается от блока питания компьютера и подключается с помощью кабеля в любой имеющийся у вас порт USB. Установка также происходит автоматически и не требует драйверов производителя.

Плюсы:

• Не требует внешнего источника питания и, следовательно, не занимает еще одну розетку, в том случае, если компьютер работает от UPS — это также обеспечит бесперебойную работу всех USB устроиств, подключенных к этому Концентратору в случае проблем с питанием.
• Цена ниже, чем у стандартного внешнего концентратора

Минусы:

• Неудобный доступ к портам

3.5" USB Hub model DHU-0403

Этот концентратор представляет собой корпус, устанавливаемый в свободное 3.5" гнездо на передней панели компьютера, подключение осуществляется c помощью кабеля, устанавливаемого через специальную заглушку на задней панели компьютера. Питание осуществляется от блока питания компьютера. Установка происходит автоматически, и не требует драйверов от производителя. На мой взгляд, это — очень симпатичная модель, имеющая больше достоинств, чем недостатков.

Плюсы:

• Не требует внешнего источника питания и, следовательно, не занимает еще одну розетку, в том случае, если компьютер работает от UPS, это также обеспечит бесперебойную работу всех USB устроиств, подключенных к этому концентратору в случае проблем с питанием.
• Удобный доступ к портам.
• Удобный визуальный контроль за подключенными устройствами.
• цена ниже чем у стандартного внешнего концентратора

Минусы:

• При большом количестве устройств, подключенных к концентратору, количество кабелей рядом с передней панелью компьютера может затруднить доступ к дисководу.

После установки концентратора в машину передняя панель стала выглядеть весьма цивильно :). Моему приятелю очень понравилась это модель концентратора, так как ему приходится очень часто использовать в своей работе программы, которые защищены HASP ключами, и иногда ему необходимо одновременно несколько ключей, а лазить к задней панели очень неудобно. Если, к примеру, подключить USB мышь к разьему на задней панели, то вся передняя панель может использоваться под набор из HASP ключей.

Оба концентратора полностью Hot Swap, т.е можно отключать и подключать их во время работы и изменять топологию соединения. Для полноты тестирования USB устройств я установил в компьютер, помимо USB контроллера, еще и HUB, пусть будет :).

USB Smart Link model DUT-2301

В конференции на iXBT, мне пару раз попадался вопрос о том, можно ли соединить два компьютера через USB порт и как это сделать. Соединение двух компьютеров по USB возможно, но для этого нельзя использовать простой кабель USB A-A. Для этого используется специальный кабель A-A, имеющий в середине кабеля оптронную развязку и специальную микросхему контроллер.

Установка и конфигурация осуществляется автоматически. При подсоединении кабеля, Windows 98 попросит вас вставить диск с драйверами, после установки драйверов устройство сразу готово к работе и вам необходимо установить программку, которая собственно и обеспечивает передачу файлов — нечто вроде Commander Link.

Интересная особенность драйверов: устройство Smart LInk устанавливалось на три компьютера с операционными системами Windows 98, Windows 98SE, Windows Millennium Beta1. Под Windows 98 установка драйверов прошла успешно, но при попытке проверить устройство на Hot Swap, при подключении устройства система сообщала, что найдено новое устройство и сейчас под него будут установлены новые драйверы, и так происходило каждый раз при подключении кабеля SmartLink. Под Windows 98SE такого не происходило. Система только в первый раз запросила драйверы и установила их, и при последующих подключениях устройство просто появлялось в системе без какой либо активности со стороны Windows 98SE. По крайней мере можно предположить, что буковки SE в названии Windows 98SE означают более продвинутую (или наконец-то нормальную :)) поддержку USB устройств. Установка драйверов Smart Link под Millennium Beta 1 вызвала определенные трудности, так как система, при попытке установить драйверы, заявила, что они не сертифицированы под эту систему, но это меня не испугало :) вследствие чего, процесс установки завис в самом конце, когда оставалось нажать кнопку Finish. :)) Однако, после перезагрузки системы, устройство спокойно появилось в системе и при проверке на Hot/Swap система вела себя стабильно и аналогично поведению в Windows98SE.

Если честно, то я думал, что Windows 98SE, имеющая в составе системных средств Communication — Direct Cable connection, должна поддерживать подобное устройство на уровне системы, но, увы, этого не случилось. Соответственно единственное, что оставалось, это — идущая в комплекте программа USB Link. Однако, если честно, то от программного обеспечения к этому кабелю я ожидал немного большего. На скриншоте внизу представленно рабочее окно этой програмки.

Как уже говорилось выше, программа представляет собой примитивный Link Commander, который позволяет передавать файлы от одного компьютера к другому. В программе есть два основных окна Local PC и Remote PC, в которых отображаются имеющиеся в компьютере диски. При запуске программы она автоматически производит поиск устройства USB Smart Link и пытается найти удаленный компьютер и запущенную на удаленном компьютере такую же программу. При нахождении его происходит полная синхронизаци файловых систем на всех дисках. Для индикации нахождения удаленного компьютера в правом нижнем углу программы есть индикаторы. К сожалению измерить скорость передачи файлов не удалось, так как при передаче файлов не выдается никакой служебной информации, а просто пишется, что такой-то файл копируется: ни размер, ни примерное время передачи не указываются. Но копирование 40 Mb файла примерно происходит за 42 секунды, что в принципе сравнимо с 10 Мбит cетью и значительно быстрее COM-COM или LPT-LPT кабеля, не говоря уже о том, что часто происходит несовместимость СOM или LPT портов в соединяемых машинах. При копировании на Remote компьютере блокируется окно программы как и в Link Commander. Программа работает в соответствии с режимом Hot Swap и при отключении/подключении удаленного компьютера срабатывает автоматически. При отключении любой машины в процессе копирования, программа прекращает копирование и нет возможности продолжить прерванный процесс.

Один небольшой негативный момент: при удалении файлов на удаленной машине скорость, с которой удалялись файлы, была очень низкой. Такое впечатление, что после удаления очередного файла, происходила полная синхронизация файловых систем обеих машин.

В принципе, я думаю, что следует ожидать в скором времени более продвинутых версий этой коммуникационной программы. Ну, а если Microsoft сможет обеспечить поддержку подобных устройств на уровне системы, будет вообще прекрасно. Хотя, к примеру, Plug-In к менеджеру FAR вполне может способствовать популяризации данного устройства.

Плюсы:

• Полная соместимость с любым компьютером, имеющим USB порт и операционную сиcтему Windows 98.
• Простота подключения и настройки.
• Высокая скорость передачи.

Минусы:

• Работает только под Windows 98

USB to ATA/ATAPI adapter model DAU-111/DAU-110

Пожалуй одно из самых интересных устройств для USB шины — конвертер, позволяющий подключить любое IDE устройство к компьютеру через USB шину. Само собой сохраняются все прелести USB Hot Swap и P-n-P. На фото утройство DAU-111, DAU-110 отличается от него только расположением платы: оно у него не горизонтальное, а вертикальное.

Питание устройства может осуществляться от шины USB или от внешнего источника +5v. Это устройство можно отнести к классу ОчУмелыеРучки :), так как оно предназначено для самостоятельной доработки и переделки корпусов для внешних устройств или конструирования чего-то своего собственного. Собственно у меня это устройство вызвало некую дрожь в коленках и прилив адреналина, особенно, когда я увидел в инете вот такую фотографию.

Это же мечта мобильности! Представьте: крохотная коробочка, в которой разместился конвертер и 2.5" жесткий диск, питание берется от USB. Пришел — подключил/отключил и никакой возни с питанием. Но, увы, все не так гладко, как казалось вначале. В принципе 500mA, выдаваемых USB, вполне хватит для того, чтобы обеспечить работу любого 2.5" диска, но при раскрутке мотора , диски кушают электроэнергию как хрюшки, и увы, не могут раскрутиться :(. Хотя я в одном форуме разговаривал с американцем, который сказал, что некоторые жесткие диски от фирмы TOSHIBA нормально работают в таких условиях. Увы, пока не удалось проверить это на практике.

Установка драйверов в первый раз вызвала некоторые проблемы. После подключения конвертера без подключенного IDE устройства, инсталяция зависла в конце процесса. Пришлось перестартовать компьютер с уже подключенным IDE HDD, наскоро собрав небольшой стенд, так как выяснилось, что, если подключить конвертер без какой-либо нагрузки, то он будет обьявлен неработающим со всеми вытекающими отсюда последствиями.

После этого инсталяция прошла без каких-либо эксцессов и в устройствах появился USB storage adapter. В качестве тестового HDD был использован Quantum Fireball 540 Мб.

Проверка на отключение/подключение прошла успешно, в "My Computer" то появлялся, то возникал Removable drive :). HDD мог стоять как Master, так и Slave. У ранних версий драйверов были проблемы при определении HDD, когда он был установлен как Slave. Получившийся в результате подключения Removable Drive можно было спокойно расшарить. Поскольку диск был виден как стандартное устройство, то можно было измерить его показатели с помощью стандартной программы Winbench99. Ниже приведены данные по диску, подключенному через USB-IDE адаптер и напрямую.

USB-IDE Winbench99

• Transfer Rate = 950 kb/sec
• CPU Utilization = 10%

IDE Winbench99

• Transfer Rate
  • start=3550 kb/sec
  • end =2650 kb/sec
• CPU Utilization = 42%

Если честно, то Transfer Rate в 950 kb/sec, по моему, несколько маловат, так как в инете мне встречались цифры в 1100–1200 kb/sec, но возможно, что здесь дело в драйверах и результаты могут изменяться от системы к системе.

Как говорилось выше, этот адаптер для тех, кто умеет работать руками и имеет к тому желание :). У фирмы Skymaster есть и более простые и любопытные решения для подключения внешних устройств через USB, но о них мы расскажем в следующей части статьи.