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USB - Hubs

No barramento USB pode ser conectado até 127 dispositivos. Para que isso seja possível se utiliza hubs. O hub fornece a interface elétrica entre o periférico e o host, tendo como função adicionar portas ao barramento USB e gerenciá-las. A conexão USB da CPU é chamada de hub-raiz e cada saída fornece até 500mA. Mas você pode adicionar hubs externos, que podem ter alimentação elétrica externa ou não.

Se for utilizado um hub de quatro saídas sem alimentação externa, implica que cada saída vai poder fornecer 100mA, pois os 500mA da raiz será dividido por cinco: 100mA para o hub e os 400mA restantes divididos para as 4 saídas. Já no caso de hub com alimentação elétrica externa, cada saída do hub irá fornecer 500mA, pois não irá depender da alimentação do hub-raiz.

 

Os hubs sem alimentação externa possuem no máximo 4 saídas, pois a especificação USB garante um mínimo de 100mA para cada porta.

 

A porta principal do hub que o conecta ao host ou outro hub de nível mais alto é chamada de upstream e as postas de saída do hub são chamadas de downstream.
 

 

Além de adicionar portas ao barramento o hub tem como principais funções:

  • Detectar e informar para o host a conexão e desconexão de um periférico.
  • Gerenciar a potência fornecida para o periférico conectado em sua porta.
  • Informar ao host a velocidade de conexão do periférico e outras informações.
  • Detecção e correção de falhas no barramento.
  • Habilita ou desabilita um periférico conectado em sua porta.

 

 

O hub contém dois elementos principais, Hub-Controlador e Hub-Repetidor.

 

 

Como mostra a figura acima, o hub-repetidor tem a única função de repetir as informações entre as portas downstream e upstream. No caso do periférico conectado a porta downstream ter velocidade diferente do barramento conectado a porta upstream, o repetidor irá fazer uma conversão na velocidade de comunicação entre as portas downstream e upstream.

O hub-controlador gerencia a comunicação entre o host e o hub.

Observe que o hub-controlador é conectado ao hub-repetidor e a um interruptor de energia. Na verdade é ele quem gerencia esses dois módulos e pode assim habilitar ou desabilitar a comunicação entre o host e um periférico, e também gerenciar o fornecimento de energia, podendo interrompê-lo se for necessário. O hub-controlador também se encarrega de passar para o host informação sobre o estado de suas portas, identificação dos periféricos conectados e outros...

 

A figura abaixo mostra um diagrama simples de ligação entre host, hubs e periféricos.

 

 
Existem no mercado alguns periféricos que possuem hubs incorporados.
 

 

Na figura acima temos um teclado de conexão USB com hub de 2 portas incorporado.

Isso gera uma boa praticidade, pois podemos conectar o teclado a CPU, o mouse mais algum periférico ao teclado.

 

 A especificação USB não recomenda conectar mais do que 5 hubs em cascata!

 

 


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