INSTITUTO TECNOLOGICO SUPERIOR DE ACAYUCAN ACAYUCAN
TECNOLOGIAS E INTERFACES DE COMPUTADORAS
VICTOR MANUEL EVARISTO SALINAS
ING EN INFORMATICA
CLAUDIA NIEVES GONZALEZ
5TO SEMESTRE
507
“C”
INTRODUCCION
Un puerto es una conexión conexión utilizado que le sirve al usuario para conectar conectar dispositivo como son las impresoras o dispositivos de almacenamiento secundario, permitiendo el intercambio de datos con otro dispositivo y así facilitando el trabajo. Normalmente estos puertos se encuentran en la parte trasera del computador, aunque en la actualidad muchos computadores incorporan puertos USB y audio en la parte parte delantera. Aquí conoceremos conoceremos el puerto serie serie , paralelo y el USB. Las comunicaciones en paralelo se realizan mediante la transferencia simultánea de todos los bits que constituyen el dato (byte o palabra). El cable paralelo es el conector físico entre el puerto paralelo y el dispositivo periférico. En un puerto paralelo habrá una serie de bits de control en vías aparte que irá en ambos sentidos por caminos distintos. El puerto paralelo más conocido en el mundo de los puertos es el puerto de impresora. Un puerto serie o puerto serial es una interfaz de comunicaciones de datos digitales, frecuentemente utilizado por computadoras por computadoras y periféricos, donde la información es transmitida bit a bit enviando un solo bit a la vez. El puerto USB, es un puerto que sirve para conectar periféricos a una computadora.
CARACTERISTICAS DE OPERACIONES DE PUERTOS ESTANDAR Los puertos de comunicación son herramientas que permiten manejar e intercambiar datos entre un computador (generalmente están integrados en las tarjetas madres) y sus diferentes periféricos, o entre dos computadores.
PUERTO PARALELO Un puerto paralelo es una interfaz entre una computadora y un periférico, cuya principal característica es que los bits de datos viajan juntos, enviando un paquete de byte a la vez. Es decir, se implementa un cable o una vía física para cada bit de datos formando un bus. Mediante el puerto paralelo podemos controlar también periféricos como focos, motores entre otros dispositivos, adecuados para automatización. El cable paralelo es el conector físico entre el puerto paralelo y el dispositivo periférico. En un puerto paralelo habrá una serie de bits de control en vías aparte que irá en ambos sentidos por caminos distintos. En contraposición al puerto paralelo está el puerto serie, que envía los datos bit a bit por el mismo hilo.
El puerto paralelo (protocolo Centronics) se utiliza generalmente para manejar impresoras. Sin embargo, dado que este puerto tiene un conjunto de entradas y salidas digitales, se puede emplear para hacer prácticas experimentales de lectura de datos y control de dispositivos. Esta obra pretende dar a conocer los aspectos más relevantes del puerto paralelo, de modo que se pueda utilizar como una interface de entrada/salida que funcione de modo subordinado a rutinas de software. Este trabajo surge de la necesidad de una guía para la práctica de la adquisición de datos y control de dispositivos como una alternativa al uso de Controladores Lógicos Programables (PLC) y
Tarjetas de Adquisición de Datos (DAC), de modo que se puedan hacer experiencias con sistemas en Tiempo-Real. El puerto paralelo más conocido en el mundo de los puertos es el puerto de impresora (que cumplen más o menos la norma IEEE 1284, también denominados tipo Centronics) que destaca por su sencillez y que transmite 98 bits. Se ha utilizado principalmente para conectar impresoras, pero también ha sido usado para programadores EPROM, escáners, interfaces de red Ethernet a 10 Mb, unidades ZIP, SuperDisk y para comunicación entre dos PC (MS-DOS trajo en las versiones 5.0 ROM a 6.22 un programa para soportar esas transferencias). Las comunicaciones en paralelo se realizan mediante la transferencia simultánea de todos los bits que constituyen el dato (byte o palabra). Presentan la ventaja de que la transmisión puede ser más rápida. Sin embargo, las Comunicaciones en paralelo no pueden ser implementadas para grandes distancias debido a que no es viable la conexión física de todas las líneas necesarias. Las comunicaciones en paralelo propiamente dichas no han sido normalizadas, lo que sí se reconoce es la norma Centronic:, para la conexión del PC a la impresora, mediante el envío simultáneo de 8 bits de datos (un byte), además de un conjunto de líneas de protocolo (handshake o intercambio). La operación más frecuente en la que interviene el puerto paralelo del PC es en el envío de datos a la impresora. Los antiguos circuitos integrados que se incluían en las tarjetas de interface del puerto paralelo no permitían la recepción de datos, sólo estaban diseñados para el envío de información al exterior. Las versiones recientes de estas tarjetas de interface de puertos paralelo sí permiten la recepción de datos y dan la posibilidad, por ejemplo, de intercambiar información entre PC a través del puerto paralelo, siempre que se utilice el software adecuado. La norma Centronics hace referencia a las características de la conexión entre un interface de puerto paralelo y una impresora. El puerto paralelo de las computadoras, de acuerdo a la norma Centronics, está compuesto por un bus de comunicación bidireccional de 8 bits de datos, además de un conjunto de líneas de protocolo. Las líneas de comunicación cuentan con un retenedor que mantiene el último valor que les fue escrito hasta que se escribe un nuevo dato, las características eléctricas son:
Tensión de nivel alto: 3,3 o 5 V. Tensión de nivel bajo: 0 V.
Intensidad de salida máxima: 2,6 m A. Intensidad de entrada máxima: 24 mA.
El puerto paralelo se identifica por su dirección de I/O base y se identifica ante sistemas DOS por el número LPT. Cuando arranca la máquina, la BIOS chequea direcciones específicas de I/O en busca de puertos paralelos y construye una tabla de las direcciones halladas en la posición de memoria . Esta tabla contiene hasta tres palabras de 16 bits. Cada palabra es la dirección de I/O base del puerto paralelo. La primera palabra corresponde a LPT1, la segunda a LPT2 y la tercera a LPT3. Hay que agregar que en DOS tenemos el dispositivo PRN que es un alias a uno de los dispositivos LPT (generalmente es LPT1, pero se puede cambiar con la orden MODE ) Las direcciones estándar para los puertos paralelos son 03BCh,0378h y 0278h (chequeadas en este orden) Los sistemas operativos basados en DOS y compatibles gestionan las interfaces de puerto paralelo con los nombres LPT1, LPT2 y así sucesivamente, Unix en cambio los nombra como /dev/lp0, /dev/lp1, y demás. Las direcciones base de los dos primeros puertos son:
LPT1 = 0x378. LPT2 = 0x278
Nombre del puerto
Interrupción #
Dirección de inicio
Dirección final de
E/S
E/S
LPT1
IRQ 7
0x378
0x37f
LPT2
IRQ 5
0x278
0x27f
LPT3
IRQ 7
0x3bc
0x3bf
Para puertos de más de [1] han recomendado a la dirección:
Nombre del
Interrupción #
Dirección de inicio
Dirección final de
puerto
E/S
E/S
LPT4
IRQ ?
0x27C
0x27F
LPT5
IRQ ?
0x26C
0x26F
LPT6
IRQ ?
0x268
0x26B
La estructura consta de tres registros: de control, de estado y de datos. El registro de control es un bidireccional de 4 bits, con un bit de configuración que no tiene conexión al exterior, su dirección en el LPT1 es 0x37A. El registro de estado, se trata de un registro de entrada de información de 5 bits, su dirección en el LPT1 es 0x379. El registro de datos, se compone de 8 bits, es bidireccional. Su dirección en el LPT1 es 0x378
Pines
Los pines del puerto paralelo con conector DB25 son:
PUERTO SERIE
Un puerto serie o puerto serial es una interfaz de comunicaciones de datos digitales, frecuentemente utilizado por computadoras y periféricos, donde la información es transmitida bit a bit enviando un solo bit a la vez, en contraste con el puerto paralelo que envía varios bits simultáneamente. La comparación entre la transmisión en serie y en paralelo se puede explicar usando una analogía con las carreteras. Una carretera tradicional de un sólo carril por sentido sería como la transmisión en serie y una autovíacon varios carriles por sentido sería la transmisión en paralelo, siendo los vehículos los bits que circulan por el cable. El puerto serial, también conocido por el estándar que lo norma, el RS-232, fue creado con el único propósito de contar con una interfaz entre los equipos terminales de datos (Data Terminal Equipment, DTE), y el equipo de comunicación de datos (Data CommunicationsEquipment, DCE) empleando intercambio serial de datos binarios. De esta forma el equipo terminal de datos es el extremo cliente de los datos y el equipo de comunicación de datos es el dispositivo que se encarga de la unión entre los terminales, tal como un módem o algún otro dispositivo de comunicación. El RS-232 fue originalmente adoptado en 1960 por la Asociación de Industrias de la Electrónica, conocida también por sus siglas en inglés EIA, Electronic Industries Association. El estándar evolucionó a través de los años y en 1969 la tercera revisión, el RS-232C, fue el estándar elegido por los fabricantes de computadoras personales compatibles con IBM. En 1987 se adoptó la cuarta revisión, el RS-232D, también conocida como EIA-232D. En esta nueva revisión se agregaron 3 líneas de prueba. El estándar RS-232 original especifica una velocidad máxima de 19,200 baudios y una longitud máxima de cable en 50 pies, aproximadamente 16 metros, lo cual resultaba conveniente para la época; sin embargo el paso del tiempo y la evolución de la tecnología obligaron el aumento de estos parámetros, emergiendo el RS422 y el RS485, que utilizan lineas balanceadas para eliminar algunos problemas que se presentan a mayores velocidades de transmisión.
La mayoría de los equipos que implementan puertos RS-232 utilizan un conector DB-25 aún cuando la documentación original del estándar no especifica un conector en especial, la mayoría de las computadoras comenzaron a utilizar el conector DB-9 dado que 9 son los conectores que se requieren para la comunicación asíncrona. Es necesario notar que el documento especifica la cantidad de postes o terminales y su asignación, 20 para las señales, 3 reservados y 2 sin uso. Normalmente el conector macho es en el lado de la terminal y el conector hembra es en el de comunicaciones, aún si este no es el caso común. La característica especial del RS-232, y que lo hiciera popular en el mundo de las computadoras es su diseño simple, en el cual los datos viajan como voltajes referidos a una tierra común, haciendo factible que pueda ser utilizado para vínculos síncronos como SDLC, HDLC, FrameRelay y X.25, además de la transmisión síncrona de datos. A continuación se enumeran las señales especificadas en el estándar RS232. Cada señal es identificada por sus letras, el equivalente V.24 (CCITT), número de poste en un conector DB-25 y DB-9 y el nombre de la señal. Las letras de los circuitos asociados a cada señal están caracterizados por la siguiente tabla:
A, circuito común. B, circuito de señal. C, circuito de control. D, circuito de cronometrización. Si las letras están precedidas por una S, se trata de un canal secundario.
PUERTO SERIE ASINCRÓNICO A través de este tipo de puerto la comunicación se establece usando un protocolo de transmisión asíncrono. En este caso, se envía en primer lugar una señal inicial anterior al primer bit de cada byte, carácter o palabra codificada. Una vez enviado el código correspondiente, se envía inmediatamente una señal de stop después de cada palabra codificada. La señal de inicio (start) sirve para preparar al mecanismo de recepción o receptor, la llegada y registro de un símbolo, mientras que la señal de stop sirve para predisponer al mecanismo de recepción para que tome un descanso y se prepare para la recepción del nuevo símbolo. La típica transmisión start-stop es la que se usa en la transmisión de códigos ASCII a través del puerto RS-232, como la que se establece en las operaciones con teletipos.
El puerto serie RS-232 (también conocido como COM) es del tipo asincrónico, utiliza cableado simple desde 3 hilos hasta 25 y conecta computadoras o microcontroladores a todo tipo de periféricos, desde terminales a impresoras y módems pasando por mouses. La interfaz entre el RS-232 y el microprocesador generalmente se realiza mediante el chip UART 8250 (computadoras de 8 y 16 bits, PC XT) o el 16550 (IBM Personal Computer/AT y posteriores). El RS-232 original tenía un conector tipo DB-25, sin embargo la mayoría de dichos pines no se utilizaban, por lo que IBM estandarizó con su gama IBM Personal System/2 el uso del conector DB-9 (ya introducido en el AT) que se usaba, de manera mayoritaria en computadoras. Sin embargo, a excepción del mouse, el resto de periféricos solían presentar elDB-25 La norma RS-422, similar al RS-232, es un estándar utilizado en el ámbito industrial.
PUERTO SERIE MODERNOS Uno de los defectos de los puertos serie iniciales era su lentitud en comparación con los puertos paralelos -hablamos de 19.2 kbits por segundosin embargo, con el paso del tiempo, están apareciendo multitud de puertos serie de alta velocidad que los hacen muy interesantes ya que presentan las ventajas del menor cableado y solucionan el problema de la merma de velocidad usando un mayor apantallamiento, y más barato, usando la técnica del par trenzado. Por ello, el puerto RS-232, e incluso multitud de puertos paralelos, se están sustituyendo reemplazándose por los nuevos puertos serie como el USB, el FireWire o el Serial ATA.
TIPOS DE COMUNICION EN SERIE
Simplex En este caso el emisor y el receptor están perfectamente definidos y la comunicación es unidireccional. Este tipo de comunicaciones se emplean, usualmente, en redes de radiodifusión, donde los receptores no necesitan enviar ningún tipo de dato al transmisor.
Duplex, half duplex o semi-duplex En este caso ambos extremos del sistema de comunicación cumplen funciones de transmisor y receptor y los datos se desplazan en ambos sentidos pero no de manera simultánea. Este tipo de comunicación se utiliza habitualmente en la interacción entre terminales y una computadora central. Full Duplex El sistema es similar al duplex, pero los datos se desplazan en ambos sentidos simultáneamente. Para que sea posible ambos emisores poseen diferentes frecuencias de transmisión o dos caminos de comunicación separados, mientras que la comunicación semi-duplex necesita normalmente uno solo. Para el intercambio de datos entre computadores este tipo de comunicaciones son más eficientes que las transmisiones semi-dúplex.letty
Los parámetros que caracterizan estas comunicaciones son: Velocidad; paridad; bits de datos y bits de parada. En la literatura sobre el tema es frecuente expresar estos datos en forma resumida. Por ejemplo: 1200 8 N 1 para indicar una transmisión de 1200 baudios con 8 bits de datos sin paridad y un bit de Stop. Los parámetros anteriores están relacionados con la forma en que se transmite la información serie. En esta comunicación cada carácter va incluido en un cuadro ("Frame"); generalmente el comienzo es un bit de inicio (siempre un 1); después le sigue el dato, que puede ser de 5 a 8 bits de longitud; después puede haber un bit de control de paridad, y por último un bit final (siempre es un 1) de longitud variable (el equivalente a 1, 1.5 o 2 bits). Velocidad de transmisión ("Connection speed") es la cantidad de datos transmitidos en unidad de tiempo. Se expresa en bits por segundo (bps). En las transmisiones serie a través de líneas telefónicas, en las que se emplean módems era frecuente utilizar como medida de velocidad el Baudio ("Baud rate"), en honor de Emile Baudot, al que ya hemos hecho referencia.Baudio se define como el número de veces que cambia la portadora en un segundo. La velocidad que puede emplearse depende en gran medida de la calidad del medio de transmisión (calidad de la línea), que si (como es frecuente) se trata de líneas telefónicas, depende a su vez de la distancia. Los primeros dispositivos serie operaban a velocidades muy bajas, del orden de 110 a 1200 baudios. Las comunicaciones telefónicas serie actuales están muy cerca del máximo teórico que pueden soportar los pares de cobre utilizados en la telefonía estándar. Además, para aumentar el rendimiento de la comunicación se utilizan técnicas de compresión de los datos a transmitir, y velocidades variables, que pueden ser negociadas entre los equipos que comunican en función del estado de la línea en cada momento. Longitud del carácter ("Char length"). Se han utilizado caracteres de 5, 6, 7 y 8 bits, aunque actualmente los datos son enviados como caracteres ASCII, por lo que pueden utilizarse 7 u 8 bits según se trate del juego de caracteres US ASCII o el extendido El conjunto de bits que componen un carácter se denominan bits de dato ("Data bits") Paridad ("Parity"). Para poder comprobar la calidad de la transmisión se suele utilizar un sistema de control de paridad que añade un bit a los bits de datos. Los sistemas utilizados son:
Paridad par ("Even") Paridad impar ("Odd") Paridad marca ("Marck") Paridad espacio ("Space") Sin paridad (no se añade ningún bit de paridad al datagrama) Los sistemas de paridad par e impar se ha explicado al tratar de la memoria ( H5.3); ambos métodos cuentan el número de unos contenidos en los bits de datos y añade un uno o un cero según el resultado. Por su parte la paridad Mark indica que se incluirá siempre una marca (bit de valor "1") como bit de paridad, mientras que la paridad Space añade siempre un espacio ("0"). Evidentemente estos dos últimos sistemas no aportan absolutamente ninguna información, por lo que son usados muy raramente. Bits de parada ("Stop bits"). Después que se envía un carácter se envía un bits de parada, que tienen el valor "1" (marca); la duración de este bit puede ser 1, 1.5 o 2 periodos. CARACTERÍSTICAS ELÉCTRICAS Como hemos señalado, las normas y terminología de las comunicaciones serie están muy influenciadas por sus orígenes telegráficos. Esto incluye algunas de las definiciones utilizadas por la norma RS-232. Una curiosidad de esta norma es que la transmisión de los caracteres ASCII se realiza empezando por el bit menos significativo. Puesto que estamos acostumbrados a representarlos de derecha a izquierda (empezando por el más significativo), podría decirse que los bits son transmitidos al revés. Los datos se transmiten en binario, pero no es frecuente referirse a ceros y unos como en la informática convencional, sino a espacios y marcas. En la figura 1 se muestran los niveles de tensión correspondientes a las salidas. Como puede verse, la lógica utilizada es poco convencional, utiliza una lógica bipolar con tensiones negativas para los "1" lógicos
En la figura 2 se muestran los niveles correspondientes a las entradas. Puede verse que su espacio de transición es más reducido que para las salidas. CONECTORES El estándar RS-232 define un conector DB de 25 pines del que solo se utilizan las señales están pensadas para la comunicación remota de teleimpresores, y actualmente no son realmente necesarias para comunicar ordenadores, por lo que se han estandarizado el uso de 8 (las ocho grandes) que pueden ser utilizadas en conectores de 25 pines o de 9. En la tabla 1 se muestran los nombres las señales y la asignación de pines utilizada en el estándar para un DTE (se han resaltado las señales correspondientes a las ocho grandes, el nivel de referencia y a la protección ).
Nota: Básicamente el DTE transmite por la patilla 2 y recibe por la 3. El significado de las flechas es el siguiente: señal originada en el DTE señal originada en el DCE. A efectos prácticos podemos considerar que el puerto serie del PC es un DTE.
Las conexiones externas de los puertos serie del PC se han estandarizado en 2 tipos de conectores de 9 y 25 pines (DB9 y DB25), con el macho del lado del ordenador. En la tabla-2 se muestra la asignación de pines para ambos conectores. Los nombres de las señales se refieren a los utilizados en la tabla-1 (N.A. = No aplicable; N.C. = No conectado).
PUERTO SERIAL BUS El Universal Serial Bus (bus universal en serie) o Conductor Universal en Serie, abreviado comúnmente USB, es un puerto que sirve para conectar periféricos a una computadora. Fue creado en 1996 por siete empresas: IBM, Intel, Northern Telecom, Compaq, Microsoft, Digital EquipmentCorporation y NEC. El estándar incluye la transmisión de energía eléctrica al dispositivo conectado. Algunos dispositivos requieren una potencia mínima, así que se pueden conectar varios sin necesitar fuentes de alimentación extra. La gran mayoría de los concentradores incluyen fuentes de alimentación que brindan energía a los dispositivos conectados a ellos, pero algunos dispositivos consumen tanta energía que necesitan su propia fuente de alimentación. Los concentradores con fuente de alimentación pueden proporcionarle corriente eléctrica a otros dispositivos sin quitarle corriente al resto de la conexión (dentro de ciertos límites). El diseño del USB tenía en mente eliminar la necesidad de adquirir tarjetas separadas para poner en los puertos bus ISA o PCI, y mejorar las capacidades plug-and-play permitiendo a esos dispositivos ser conectados o desconectados al sistema sin necesidad de reiniciar. Cuando se conecta un nuevo dispositivo, el servidor lo enumera y agrega el software necesario para que pueda funcionar. El USB puede conectar los periféricos como ratones, teclados, escáneres, cámaras digitales, teléfonos móviles, reproductores multimedia, impresoras, discos duros externos, tarjetas de sonido, sistemas de adquisición de datos y componentes de red. Para dispositivos multimedia como escáneres y cámaras digitales, el USB se ha convertido en el método estándar de conexión. Para impresoras, el USB ha crecido tanto en popularidad que ha desplazado a un segundo plano a los puertos paralelos porque el USB hace mucho más sencillo el poder agregar más de una impresora a una computadora personal. En el caso de los discos duros, es poco probable que el USB reemplace completamente a los buses (el ATA (IDE) y el SCSI), pues el USB tiene un rendimiento más lento que esos otros estándares. Sin embargo, el USB tiene una importante ventaja en su habilidad de poder instalar y desinstalar dispositivos sin tener que abrir el sistema, lo cual es útil para dispositivos de almacenamiento externo. Hoy en día, una gran parte de los fabricantes ofrece dispositivos USB portátiles que ofrecen un rendimiento casi indistinguible en
comparación con los ATA (IDE). Por el contrario, el nuevo estándar Serial ATA permite tasas de transferencia de hasta aproximadamente 150/300 MB por segundo, y existe también la posibilidad de extracción en caliente e incluso una especificación para discos externos llamada eSATA. El USB no ha remplazado completamente a los teclados y ratones PS/2, pero virtualmente todas las placas base de PC traen uno o más puertos USB. Su campo de aplicación se extiende en la actualidad a cualquier dispositivo electrónico o con componentes, desde los automóviles (las radios de automóvil modernas van convirtiéndose en reproductores multimedia con conector USB o iPod) a los reproductores de Blu-ray Disc o los modernos juguetes como Pleo. Se han implementado variaciones para su uso industrial e incluso militar. Pero en donde más se nota su influencia es en los smartphones (Europa ha creado una norma por la que todos los móviles deberán venir con un cargador microUSB), tabletas, PDAs y videoconsolas, donde ha reemplazado a conectores propietarios casi por completo. Desde 2008, aproximadamente 6 millardos de dispositivos se encuentran actualmente en el mercado global, y alrededor de 2 millardos se venden cada año. Algunos dispositivos requieren una potencia mínima, así que se pueden conectar varios sin necesitar fuentes de alimentación extra. Para ello existen concentradores (llamados USB hubs) que incluyen fuentes de alimentación para aportar energía a los dispositivos conectados a ellos, pero algunos dispositivos consumen tanta energía que necesitan su propia fuente de alimentación. Los concentradores con fuente de alimentación pueden proporcionarle corriente eléctrica a otros dispositivos sin quitarle corriente al resto de la conexión (dentro de ciertos límites). En el caso de los discos duros, sólo una selecta minoría implementan directamente la interfaz USB como conexión nativa, siendo los discos externos mayoritariamente IDE o Serial ATA con un adaptador en su interior. Incluso existen cajas externas y cunas que implementan conectores eSATA y USB, incluso USB 3.0. Estas y las mixtas USB /FireWirehan expulsado del mercado de discos externos a SCSI y las conexiones por puerto paralelo.
CARACTERISTICAS DE TRANSMISION
Pin Nombre Color del cable Descripción
1
VCC
Rojo
+5v
2
D−
Blanco
Data −
3
D+
Verde
Data +
4
GND
Negro
Masa
Baja velocidad (1.0): Tasa de transferencia de hasta 1,5 Mbps (192 KB/s). Utilizado en su mayor parte por dispositivos de interfaz humana (Human Interface Device, en inglés) como los teclados, los ratones (mouse), las cámaras web, etc. Velocidad completa (1.1): Tasa de transferencia de hasta 12 Mbps (1,5 MB/s) según este estándar, pero se dice en fuentes independientes que habría que realizar nuevamente las mediciones. Ésta fue la más rápida antes de la especificación USB 2.0, y muchos dispositivos fabricados en la actualidad trabajan a esta velocidad. Estos dispositivos dividen el ancho de banda de la conexión USB entre ellos, basados en un algoritmo de impedancias LIFO. Alta velocidad (2.0): Tasa de transferencia de hasta 480 Mbps (60 MB/s) pero por lo general de hasta 125Mbps (16MB/s). El cable USB 2.0 dispone de cuatro líneas, un par para datos, y otro par de alimentación. Super alta velocidad (3.0): Tiene una tasa de transferencia de hasta 4,8 Gbps (600 MB/s). La velocidad del bus es diez veces más rápida que la del USB 2.0, debido a que han incluido 5 conectores adicionales, desechando el conector de fibra óptica propuesto inicialmente, y será compatible con los estándares anteriores. En octubre de 2009 la compañía taiwanesa ASUS lanzó la primera placa base que incluía puertos USB 3.0, tras ella muchas otras le han seguido
y actualmente se ve cada vez más en placas base y portátiles nuevos, conviviendo junto con el USB 2.0.6 7 Las señales del USB se transmiten en un cable de par trenzado con impedancia característica de 90 Ω ± 15%, cuyos hilos se denominan D+ y D-.8 Éstos, colectivamente, utilizan señalización diferencial en half dúplex excepto el USB 3.0 que utiliza un segundo par de hilos para realizar una comunicación en full dúplex. La razón por la cual se realiza la comunicación en modo diferencial es simple, reduce el efecto del ruido electromagnético en enlaces largos. D+ y D- suelen operar en conjunto y no son conexiones simples. Los niveles de transmisión de la señal varían de 0 a 0,3 V para bajos (ceros) y de 2,8 a 3,6 V para altos (unos) en las versiones 1.0 y 1.1, y en ±400 mV en alta velocidad (2.0). En las primeras versiones, los alambres de los cables no están conectados a masa, pero en el modo de alta velocidad se tiene una terminación de 45 Ω a masa o un diferencial de 90 Ω
para acoplar la impedancia del cable. Este puerto sólo admite la conexión de dispositivos de bajo consumo, es decir, que tengan un consumo máximo de 100 mA por cada puerto; sin embargo, en caso de que estuviese conectado un dispositivo que permite 4 puertos por cada salida USB (extensiones de máximo 4 puertos), entonces la energía del USB se asignará en unidades de 100 mA hasta un máximo de 500 mA por puerto. Con la primera fabricación de un PC con USB 3.0 en 2009, ahora tenemos 1 A (un amperio) por puerto, lo cual da 5 W (cinco vatios) en lugar de 0,5 A (500 mA) como máximo.
TERMINALES DEL PUERTO USB 1.X, USB 2.0 Y USB 3.0 / PINOUT USB 1.X, USB 2.0 Y USB 3.0
El puerto USB 1.0 reemplazó totalmente al Gameport. El puerto USB está apunto de reemplazar al puerto LPT, y al puerto COM. El puerto USB 2.0 compite actualmente en el mercado contra el puerto FireWire. El puerto USB 3.0 compite en altas velocidades de transmisión contra el puerto eSATA.
Los puertos USB 1.0, 1.1 y USB 2.0 tienen 4 contactos, mientras que el puerto USB 3.0 cuenta con 9 (2 por los cuáles será capaz de enviar, 2 por los cuáles recibir de manera simultánea); en las siguientes figuras se muestran las líneas eléctricas y su descripción básica: 1.- Vbus (+ 5 Volts, alimentación) 2.- D- (- datos) 3.- D+ (+ datos) Figura 2. Líneas eléctricas del conector 4.- GND (tierra) USB 1.0 y USB 2.0, las líneas centrales Líneas eléctricas del puerto USB. conducen datos, las laterales la alimentación. 1.- Vbus (+ 5 volts, alimentación) 2.- D- (- datos) 3.- D+ (+ datos) 4.- GND (tierra) 5.- StdA_SSRX- (Recibe datos) 6.- StdA_SSRX+ (Recibe datos) Figura 3. Líneas eléctricas del conector 7.- GND_DRAIN (tierra-drenado) USB 3.0 8.- StdA_SSTX- (Envía datos) 9.- StdA_SSTX+ (Envía datos)
VERSIONES DEL PUERTO USB 1, USB 2, USB 3 Y SUS CARACTERÍSTICAS Han existido hasta este momento las versiones USB 1.0, USB 1.1 y USB 2.0, las cuáles son idénticas físicamente, teniendo la variante de la velocidad entre ellas, sin embargo la versión USB 3.0 ya lanzado al mercado para dispositivos de nueva generación, con el nombre clave de "SuperSpeed", se diferencia de las versiones anteriores, ya que permite un transmisión de información en un medio Duplex (enviar y recibir datos de manera simultánea), su uso se prevé básicamente para la transmisión directa, a muy alta velocidad, de video entre los dispositivos y la computadora, así como para discos duros.
El puerto USB 3.0 es totalmente compatible con las tecnologías USB 1.X y USB 2.0, esto es, reconocerá dispositivos con tales tecnologías (debido a que físicamente es un puerto USB común con 5 conectores agregados); sin embargo un puerto USB 1.X ó 2.0 no podrá reconocer el dispositivo de nueva generación, algo que no sucedió entre las primeras versiones que permitían el uso de la nueva tecnología pero con prestaciones reducidas, en la siguiente tabla se hace una comparativa para determinar como funciona determinado dispositivo en un puerto USB:
PUERTOS Dispositiv o USB 1.0 Dispositiv o USB 1.1
Dispositiv o USB 2.0
Dispositiv o USB 3.0
Puerto U SB 1.0
Puerto USB 1.1
Trabaja Se trabaja a normalmen la velocidad del te puertoUSB 1.0 Se trabaja Trabaja a normalmente la velocida d del puert oUSB 1.0 Se trabaja Se trabaja a a la velocidad del la velocida puertoUSB 1.1 d del puert oUSB 1.0 No se No se puede puede conectar el conectar el dispositivo dispositivo
Puerto USB 2.0
Puerto USB 3.0
Se trabaja a la velocidad delpu erto USB 1.0 Se trabaja a la velocidad delpu erto USB 1.1
Se trabaja a la velocidad delpu erto USB 1.0 Se trabaja a la velocidad delpu erto USB 1.1
Trabaja normalmente
Se trabaja a la velocidad delpu erto USB 2.0
No se puede conectar el dispositivo
Trabaja normalmente
CARACTERÍSTICAS DEL PUERTO USB: 1.
Todos los dispositivos USB tienen el mismo tipo de cable y el
mismo tipo de conector, independientemente de la función que cumple. 2.
Los
detalles
de consumo y administración electrónica del
dispositivo son completamente transparentes para el usuario. 3.
El computador identifica automáticamente un dispositivo agregado
mientras opera, y por supuesto lo configura. 4.
Los dispositivos pueden ser también desconectados mientras el
computador está en uso. 5.
Comparten un mismo bus tanto dispositivos que requieren de
unos pocos KBPS como los que requieren varios MBPS. 6.
Hasta 127 dispositivos diferentes pueden estar conectados
simultáneamente y operando con una misma computadora sobre el Bus Serial Universal. 7.
El bus permite periféricos multifunción, es decir aquellos que
pueden realizar varias tareas a la vez, como lo son algunas impresoras que adicionalmente son fotocopiadoras y máquinas de fax. 8.
Capacidad para manejo y recuperación de errores producido por
un dispositivo cualquiera. 9.
Soporte para la arquitectura conectar y operar (Plug&Play).
10.
Bajo costo.
USOS ESPECÍFICOS DEL PUERTO USB Se utilizan para conectar todo tipo de dispositivos, tales como memorias USB, cámaras fotográficas digitales, videocámaras digitales, dispositivos para captura de video, reproductores MP3, impresoras, reproductores MP4, discos duros externos, grabadores de CD-DVD externos, conexión directa entre computadoras (Laplink), reproductores iPOD de Apple®, etc., mientras que la versión USB 3 tendrá el objetivo de aumentar de manera radical las velocidades de transmisión entre los anteriores dispositivos con las computadoras.
CONCLUSION Los puerto son conexiones entre los diferente periféricos como lo son: El mouse, teclado, impresora, modem , scanner, dispositivos de almacenamiento secundario como memorias USB, discos duros entre otros con la finalidad de transmitir datos y de realizar la comunicación de la manera más rápida posible. El puerto serie es una interfaz física de comunicación en serie a través de la cual se transfiere información mandando o recibiendo un bit. A lo largo de la mayor parte de la historia de los ordenadores, la transferencia de datos a través de los puertos de serie ha sido generalizada. Un protocolo de transmisión asíncrono. En este caso, se envía en primer lugar una señal inicial anterior al primer bit de cada byte, carácter o palabra codificada. Una vez enviado el código correspondiente, se envía inmediatamente una señal de stop después de cada palabra codificada. Se ha usado y sigue usándose para conectar las computadoras a dispositivos como terminales o módems. Los ratones, teclados, y otros periféricos también se conectaban de esta forma. En el puerto paralelo la transmisión de bit es de forma simultánea un ejemplo caro seria una calle donde van y vienen coches y el puerto serie ¸seria una calle de solo sentido. Actualmente en la mayoría de los periféricos serie, la interfaz USB ha reemplazado al puerto serie por ser más rápida. Las características de puerto USB son la baja velocidad que es de la Tasa de transferencia de hasta 1,5 Mbps la velocidad completa que es la Tasa de transferencia de hasta 12 Mbps , Súper alta velocidad que tiene una tasa de transferencia de hasta 4,8 Gbps y la Alta velocidad que su tasa de transferencia de hasta 480 Mbps , Las señales del USB se transmiten en un cable de trenzado, cuando se conecta un dispositivo USB automáticamente la PC agrega el dispositivo mientras opera, y por supuesto lo configura para que podamos utilizarlo cuando querremos.
BIBLIOGRAFIA http://es.wikipedia.org/wiki/Puerto_paralelo http://www.zator.com/Hardware/H2_5_1.htm http://es.wikipedia.org/wiki/Puerto_serie http://es.wikipedia.org/wiki/Universal_Serial_Bus
