USB: physikalische Ebene
Welche Topologie haben die elektrischen Verbindungen eines USB-Systems?
Wie nennt man die Verteilereinheiten in einem USB-System?
Welche Funktion haben die Kontakte an einem USB-Stecker?
Zeigen Sie an einer eindeutig bezeichneten Schaltskizze eines Stromkreises, in
welcher Richtung die Stromversorgungsleitungen wirken.
Angenommen, das Datenleitungspaar ist nicht verdrillt. Zeigen Sie in einer Skizze,
wie das Leitungspaar durch ein nahes Magnetfeld durchsetzt wird. Wodurch entsteht
eine Störspannung in dem Leitungspaar?
Beschreiben Sie in einem Satz physikalisch möglichst exakt, warum bei Verdrillung
der Leitungen die Störspannung wegfällt.
Die Endstecker eines USB-Kabels sind ungleich. Warum?
Gegeben ist folgende Interface-Schaltung
eines Host/Hubs. In welchem Zustand
befinden sich die Treiber-Schaltungen,
wenn der Host/Hub von den beiden USBLeitungen hochohmig entkoppelt werden
soll? Welche Spannung stellt sich dann an
den Eingängen der Empfängerschaltung
ein? Welche Spannung gegen
Bezugspotential stellt sich am Ausgang
des Differenzverstärkers der
Empfängerschaltung ein?
Host
oder
Hub
+3,3 V
+3,3 V
D+
D-
Gegeben ist folgende Interface-Schaltung eines Host/Hubs. In welchem Zustand
befinden sich die Treiber-Schaltungen, wenn der Host/Hub von den beiden USBLeitungen hochohmig entkoppelt werden soll. Welche Spannung stellt sich dann an
den Eingängen der Empfängerschaltung ein? Welche Spannung gegen
Bezugspotential stellt sich am Ausgang des Differenzverstärkers der
Empfängerschaltung ein? Wozu nutzt man die Schaltung?
+3,3 V
Host
oder
Hub
+3,3 V
+3,3 V
1,5K
D+
D+
D-
D-
15K
15K
Gerät
oder
Hub
Gegeben ist folgender Bitstrom: 01111110000. Geben Sie das NRZI-Signal an D+
und das an D- an.
Gegeben ist folgender Bitstrom: 01111111000. Geben Sie das NRZI-Signal an D+
an.
Warum kann man den originalen Bitstrom im Empfänger eindeutig rekonstruieren?
USB: logische Ebenen
Das Protokoll des USB beruht auf der Einteilung der Peripheriegeräte gemäß dem
Typ ihres Datenverkehrs. Nennen Sie je einen typischen Vertreter der drei Gruppen
und die Merkmale ihres Datenverkehrs.
Gibt es beim USB eine Arbitrierungsphase zur Ermittlung eines von mehreren BusNutzern? Wenn nicht: nach welchem Prinzip kommt denn dann ein Datenverkehr in
einem Datenquelle-Datensenke-Paar zustande, wenn eine Datenquelle, in der
spontan Daten entstehen, eine Übertragung zu einer Datensenke wünscht? In
welchem USB-Teilnehmer würde in diesem Fall die Datensenke liegen?
Warum teilt man die Benutzung des USB in gleich lange Bedienperioden? Wie lange
dauert eine solche Periode bei der Full-Speed-Variante? Nennen Sie den englischen
Begriff für die Bedienperiode.
Geben Sie die grundsätzliche Einteilung der Bedienperioden mit einer Skizze an, so
dass die Reihenfolge der Übertragungstypen deutlich wird, wie sie im USB-Protokoll
festgelegt ist.
Jede Bedienperiode beginnt mit der Übertragung eines besonderen Pakets.
Welchem?
Geben Sie die Funktionen der Felder an, die nacheinander in diesem Paket
gesendet werden.
Angenommen, es gibt auf dem USB eines PCs keinerlei Datenverkehr. Was
geschieht auf dem Bus und wer bestimmt das Geschehen, wenn was geschieht?
Welcher Bus-Teilnehmer prägt eigentlich die Commands auf?
Im konventionellen Konzept der Bedienung von Peripheriegeräten haben die
Interrupt-Requests eine wichtige Bedeutung. Werden auf dem USB auch InterruptRequests übertragen?
Wenn nicht, wie meldet man denn dann überhaupt solche Ereignisse wie: Datenwort
liegt im Eingabepuffer zur Eingabe bereit?
Beim USB ist garantiert, dass real-time-Daten, also z.B. Video-Daten, verlustlos und
zeitrichtig in den PC übertragen werden. Erklären Sie, wieso das möglich ist.
Geben Sie in einer schematischen Skizze an, welche Übertragungsvorgänge auf
dem USB ablaufen, wenn ein isochrones Datenpaket und zwei Einzeldatenwörter
von verschiedenen Geräten eingelesen werden sollen.
Mit welchen Datenstrukturen realisiert man die Auftragsketten für die einzelnen
Datenverkehrstypen? Erläutern Sie das mit einer beispielhaften Skizze.
Zwischen dem USB-(Software-)Treiber und der USB-Controller-Hardware gibt es
eine Schnittstelle. Beschreiben Sie die Schnittstelle mit einem Satz.
USB 2.0
Geben Sie die Taktraten des Full-Speed- Bus (USB 1.1) und des USB 2.0 an.
Man berücksichtigt aus Kompatibilitätsgründen im USB 2.0 die Frame-Struktur des
USB 1.1. Durch welche Maßnahme ergänzt man die Fähigkeit zur schnelleren
Übertragung mit dem höheren Takt?