BAB3 - USB

(1)

Universal Serial Bus (USB)

I. Apa itu USB ?

Seseorang yang telah menggunakan komputer selama lebih dari 3 atau 5 tahun akan

mengetahui hal-hal apa saja yang hendak dipecahkan oleh USB. Di masa lalu, untuk

menghubungkan berbagai maca alat ke komputer diperlukan berbagai macam cara pula :



Parallel

Parallel port

port

, dapat digunakan untuk mengubungkan

printer

,,

scanner

atau

Zip

drive

. Yang menjadi masalah adalah

. Yang menjadi masalah adalah kebanyakan komputer hanya memiliki sebuah

kebanyakan komputer hanya memiliki sebuah

parallel

parallel port

port

sehingga pemakai harus menggunakan alat-alat tersebut secara

bergantian.

bergantian. Belum

Belum lagi

lagi masalah

masalah kecepatan,

kecepatan,

zip

zip drive

drive

yang membutuhkan transfer

data kecepatan tinggi menjadi

data kecepatan tinggi menjadi lambat karena harus me

lambat karena harus menggu

nggunakan

nakan

parallel port

..



Serial port

, umumnya digunakan untuk

modem

dan komunikasi langsung antar 2

komputer. Bila dibandingkan dengan

parallel

parallel port

port

maka

serial port

serial

port

jauh lebih

lambat.



Slot ISA atau PCI, digunakan oleh peralatan-peralatan lain yang memerlukan

transfer data secara cepat. Sayangnya, prosedur instalasi

card-card

yang datang

bersama alat-alat tersebut pada umumnya tidak mudah.

Tujuan utama dari USB adalah untuk mengakhiri segala ketidak nyamanan diatas.

USB memberikan sebuah

bus

yang terstandarisasi, mudah digunakan dan dapat

menghubungkan sampai 127 peralatan pada komputer. Setial alat yang duhubungkan

memungkinkan untuk mencapai kecepatan transfer data sampai 6 MBps. Kecepatan transfer

tersebut akan mencukupi untuk kebutuhan kebanyakan peralatan eksternal komputer. Dewasa

ini hampir semua peralatan dapat menggunakan USB :

printer

,,

scanner

,,

mouse

,,

joystick

,,

digital camera

,,

webcam

,,

modem

,,

speaker

,,

storage device

,,

network device

dan lain-lain.

Peralatan yang menggunakan USB dapat dihubungkan dengan komputer dengan

sangat mudah. Konektor USB dapat dengan mudah ditemukan baik di belakang ataupun di

depan

casing

komputer. Apabila peralatan tersebut baru untuk pertama kalinya dihubungkan

dengan komputer, maka sistem operasi akan mendeteksinya secara otomatis dan meminta

pemakai

pemakai untuk

untuk memasukkan

memasukkan

driver disk

untuk peralatan tersebut. Apabila

driver

telah

terinstalasi maka komputer akan langsung menggunakan alat tersebut. Apabila peralatan itu

untuk kemudian dilepas maka

(2)

Kebanyakan peralatan USB datang dengan langsung membawa suatu konektor USB

tipe A, bila tidak maka peralatan tersebut pasti memiliki soket yang dapat dihubungkan

dengan konektor tipe B.

Konektor

Konektor tipe

tipe A

A

Konektor

Konektor Tipe

Tipe B

B

Standar USB menentukan bahwa :



Konektor tipe A harus dihubungkan dengan komputer.



Konektor tipe B harus dihubungkan dengan peralatan l

Konektor tipe B harus dihubungkan dengan peralatan l uar.

uar.

Dengan adanya dua jenis konektor tersebut maka dapat dipastikan tidak akan terjadi

kesalahan dalam

kesalahan dalam menghubun

menghubungkan.

gkan.

II. USB

H

H ub

ub

Apabila terdapat banyak sekali peralatan USB yang hendak dihubungkan dengan

komputer, maka ada kemungkinan

port

USB pada komputer tidak cukup. Untuk mengtasi

masalah ini diperlukan USB

hub

. Standar USB menyatakan bahwa sebuah

port

USB pada

komputer dapat dihubungkan sampai dengan 127 peralatan dan USB

hub

adalah termasuk

dalam standar tersebut.

USB

(3)

Suatu

hub

hub standar memiliki 4

standar memiliki 4 port

port

. Setiap

hub

hub dapat

dapat dihubungkan dengan

dihubungkan dengan

hub

hub lainnya,

lainnya,

ini berarti dengan membuat “rantai

ini berarti dengan membuat “rantai--hub

hub” akan banyak sekali peralatan USB yang dapat

” akan banyak sekali peralatan USB yang dapat

dihubungkan pada komputer. Suatu peralatan USB dan

hub

hub USB dapat memiliki

USB dapat memiliki

power

supply

supply sendiri atau dapat pula menggunakan suplai dari komputer. Suatu

sendiri atau dapat pula menggunakan suplai dari komputer. Suatu

self-powered

HUB

diperlukan apabila akan terdapat banyak sekali peralatan USB yang tidak memiliki suplai

sendiri akan dihubungkan ke

hub

hub tersebut. Namun, peralatan-peralatan besar seperti

tersebut. Namun, peralatan-peralatan besar seperti

printer

dan

scanner

pastilah memiliki

power

power supply

supply sendiri, sehingga apabila terdapat banyak

sendiri, sehingga apabila terdapat banyak

peralatan

peralatan seperti

seperti itu

itu yang aka

yang akan

n dihubungkan ma

dihubungkan maka

ka yang diperl

yang diperlukan

ukan adalah

adalah suatu

suatu

unpowered

USB

hub

hub..

III. Standar dan Spesifikasi USB

USB memiliki banyak sekali kemampuan (fitur) dan ketentuan yang diantaranya

adalah sebagai berikut :



Komputer selalu dan hanya akan selalu bertindak sebagai

host

(master).



Sampai 127 peralatan dapat

Sampai 127 peralatan dapat dihubungk

dihubungkan dengan

an dengan

master port

baik secara langsung

atau melalui

hub

hub..



Kabel USB dapat sampai 5 meter, tetapi dengan “merantai”

hub

hub maka panjang

maka panjang

kabel bisa sampai 30 meter.



Suatu

Suatu port

port

(USB 1.1) dapat memiliki kecepatan transfer maksimum 12 MBps.



Setiap peralatan USB dapat meminta

bandwidth

bandwidth sampai 6 MBps (USB 1.1)

sampai 6 MBps (USB 1.1)



Setiap

port

USB pada komputer dapat memberikan suplai tegangan 5V dengan

maksimum 500 mA.



Low-power

Low-power device

device, seperti

, seperti

mouse

mouse dapat menggunakan suplai yang diberikan oleh

dapat menggunakan suplai yang diberikan oleh

port

..



High-power device

High-power device, seperti

, seperti printer

printer

harus memiliki

harus memiliki power supply

power supply sendiri.

sendiri.



Peralatan USB adalah

hot-swappable

hot-swappable, ini berarti mereka dapat dihubungkan dan

, ini berarti mereka dapat dihubungkan dan

diputuskan ke

diputuskan ke port

port

kapan saja.



Saat komputer memasuki mode

suspend

atau

power-saving

maka suatu peralatan

USB sebaiknya dapat ikut masuk ke mode tersebut demi menghemat tenaga.

(4)

Suatu kabel USB memiliki konfigurasi sebagai berikut :



Dua buah kabel untuk suplai (me

Dua buah kabel untuk suplai (merah untuk +5V dan hitam untuk

rah untuk +5V dan hitam untuk

ground

).



Dua buah kabel data diferensial yang saling dipilin (putih

Dua buah kabel data diferensial yang saling dipilin (putih untuk D- dan hijau untuk

untuk D- dan hijau untuk

D+).



Pelindung

(shield)

Saat

host

dinyalakan atau pada saat ada peralatan baru yang dihubungkan, maka

host

akan

melakukan pemeriksaan

(query)

(query) terhadap peralatan-peralatan tersebut. Proses ini disebut

terhadap peralatan-peralatan tersebut. Proses ini disebut

enumeration

enumeration..

Host

juga akan menanyakan pada peralatan, tipe atau cara transfer data yang

bagaimana yang

bagaimana yang diinginkan oleh alat tersebut :

diinginkan oleh alat tersebut :



Control

, mode ini digunakan oleh

host

untuk melakukan

query

query dan kontrol

dan kontrol

terhadap peralatan.



Interrupt

, peralatan seperti

mouse

mouse dan

dan

keyboard

yang akan mengirim data dalam

jumlah sangat sedikit biasanya mengg

jumlah sangat sedikit biasanya menggunakan mode ini.

unakan mode ini.



Bulk

, peralatan seperti

, peralatan seperti printer

printer

yang menerima data dalam bentuk paket-paket yang

besar

besar akan

akan menggu

menggunakan

nakan mode

mode ini.

ini. Terdapat

Terdapat proses

proses

handshaking

untuk

memastikan data yang dikirim benar.



Isochronous

Isochronous, peralatan

, peralatan

streaming

seperti

speaker

yang akan dan harus menerima

data secara terus menerus hampir

real-time

real-time akan menggunakan mode ini. Tidak

akan menggunakan mode ini. Tidak

ada pengecekan kesalahan pada mode ini, apapun datanya dianggap benar.

Secara khusus,

bandwidth dari

bandwidth

dari

bus

bus dicadangkan seanyak 10% untuk keperluan paket-

dicadangkan seanyak 10% untuk keperluan

paket- paket

paket kontrol.

kontrol. Setiap

Setiap peralatan

peralatan dapat

dapat meminta

meminta

bandwidth

bandwidth sampai maksimum 90% dari total

sampai maksimum 90% dari total

kemampuan

bus

bus. USB membagi-bagi

. USB membagi-bagi

bandwidth

bandwidth kedalam

kedalam

frame-frame

frame-frame. Setiap

. Setiap

frame

frame berisi

berisi

1500

byte

byte dan sebuah

dan sebuah

frame

frame baru selalu ada setial mili detik (USB 1.1). Mode

baru selalu ada setial mili detik (USB 1.1). Mode

interrupt

dan

isochronous

isochronous selalu mendapatkan kesempatan pertama pada setiap

selalu mendapatkan kesempatan pertama pada setiap

frame

frame sehingga dapat

sehingga dapat

dipastikan mereka akan selalu mendapatkan

bandwidth

bandwidth yang mereka minta. Mode

yang mereka minta. Mode

bulk

hanya

dapat mengunakan

bandwidth

bandwidth yang tersisa.

yang tersisa.

Standar USB versi 1.1 mendukung dua jenis kecepatan transfer, mode

full

full speed

speed

dengan 12 MBps dan mode

low speed

dengan 1.5 MBps. Dengan adanya mode lambat ini

yang lebih kebal

Electromagnetic Interference

Electromagnetic

Interference

(EMI) maka ongkos pembuatan alat dapat

ditekan. Sedangkan USB 2.0 dapat mencapai kecepatan transfer sampai 480 MBps (mode

high speed

(5)

USB dikontrol oleh

host

, dengan demikian hanya diperbolehkan ada satu

host

untuk setiap

bus

(USB 2.0 memungkinkan suatu protocol negosiasi sehingga dua

host

dapat saling memilih untuk menjadi

host

).

). Suatu

Suatu USB

USB

host

bertanggung jawab penuh

untuk mengontrol dan melangsungkan transaksi. USB menggunakan topologi

star

sehingga semua peralatan yang dihubungkan harus memiliki suatu pusat (

host

atau

hub

). Dengan topologi ini diperoleh suatu keuntungan, yaitu pemakain arus oleh setiap

peralata

peralata dapat dikontrol

dapat dikontrol dan

dan bahkan bisa

bahkan bisa diputuskan apabila

diputuskan apabila terjadi

terjadi kondisi kelebihan

kondisi kelebihan

arus.

USB 1.1 memiliki dua standar protocol

(Host Controller Interface

Specification)

, yaitu :



Universal Host Controller Interface

(UHCI) yang dikembangkan oleh Intel

dan Microsoft dengan tujuan membebankan kompleksitas pada

software

sehingga desain

hardware

dapat disederhanakan.



Open Host Controller Interface

(OHCI) yang dikembangkan oleh

(OHCI) yang dikembangkan oleh Compaq,

Compaq,

Microsoft dan National Semiconductor dengan tujuan membebankan

kompleksitas pada

hardware

sehingga desain

software

menjadi sederhana.

USB 2.0 memiliki protocol khusus untuk mendukungnya yang disebut dengan

Enhanced Host

Enhanced Host Controller Interface

Controller Interface

(EHCI) yang dikembangkan oleh Intel, Compaq,

NET,

NET, Lucent

Lucent dan

dan Microsoft.

Microsoft. EHCI

EHCI dikembangkan

dikembangkan dengan

dengan prinsip

prinsip standarisasi

standarisasi

sehingga suatu peralatan USB 1.1 akan dapat tetap dapat berjalan pada

host

USB 2.0.

Untuk dapat

me-Untuk dapat me-

load driver

yang tepar maka suatu peralatan USB memiliki

suatu kode yang disebut

Vendor ID

(VID) dan

Product

Product ID

ID

(PID). VID/PID hanya

dapat dikeluarka oleh USB Implementor's Forum dengan mendaftar dan melakukan

pembayaran.

pembayaran. Untuk

Untuk keperluan

keperluan non

non komersial

komersial (misalnya

(misalnya pendidikan),

pendidikan), USB

USB

Implementor's Forum mengijinkan pemakai untuk menggunakan VID/PID milik

pabrik

pabrik manufakturing IC

manufakturing IC untuk digunakan

untuk digunakan pada

pada IC USB

IC USB ASIC yang

ASIC yang didesain

didesain sendiri.

sendiri.

Suatu manufaktur juga mungkin menjual PID untuk dipasangkan dengan VID milik

mereka. Suatu pabrik pembuat IC USB kontroler untuk keperluan umum bahkan

mengijinkan VID/PID IC tersebut untuk digunakan.

(6)

III.1 Spesifikasi Elektrik Sinyal Data

USB menggunakan transmisi data diferensial yang dikodekan dengan metoda NRZI

(Non Return to Zero Invert)

u

untuk

ntuk mengirim data

mengirim data dengan

dengan field

field

sinkronisasi untuk melakukan

sinkronisasi antara

clock

dari

host

dan

device

device..

Transmitter

USB 1.1 menggunakan cara-cara

berikut untuk mengirimkan b

berikut untuk mengirimkan bit data :

it data :



Sinyal diferensial ‘1’ ditransmisikan dengan cara membawa pin D+ ke tegangan

lebih dari 2.8V sambil

di-lebih dari 2.8V sambil di-

pull-down

pull-down ke ground dengan resistor 15k, dan membawa

ke ground dengan resistor 15k, dan membawa

pin D- ke tegangan dibawah 0.

pin D- ke tegangan dibawah 0.3V sambil di-

3V sambil di-

pull-up ke 3.6V dengan resistor 1.5k.

pull-up

ke 3.6V dengan resistor 1.5k.



Sinyal diferensial ‘0’ ditransmisikan dengan cara membawa D+ ke tegangan

kurang dari 0.3V dan D- ke tegangan lebih dari 2.8V, dengan konfigurasi resistor

pull-down

pull-down dan

dan pull-up

pull-up yang sama.

yang sama.

Receiver

USB 1.1 mendefinisikan :



Sinyal diferensial ‘1’ apabila D+ setidaknya 200mV lebih tinggi dari D

-.



Sinyal diferensial ‘0’ apabila D+ setidaknya 200mV lebih rendah dari D

-.

Pada USB 2.0, polaritas

sinyal-Pada USB 2.0, polaritas sinyal-sinyal tersebut dibalik. Untuk memudahkan maka kode “J”

sinyal tersebut dibalik. Untuk memudahkan maka kode “J”

dan “K” digunakan untuk melambangkan status dari transmisi serial tersebut. Pada USB 1.1,

“J”

“J” state

state

adalah diferensial ‘0’ sedangkan pada USB 2.0, “J”

adalah diferensial ‘0’ sedangkan pada USB 2.0, “J” state

state adalah diferensial

adalah diferensial

‘1’.

Namun,

Namun, sebenarnya

sebenarnya

transceiver

USB tidak selalu menggunakan mode diferensial.

Beberapa status dari

bus

bus dapat ditunjukkan dari status tunggal D+, D- atau keduanya secara

dapat ditunjukkan dari status tunggal D+, D- atau keduanya secara

terpisah. Sebagai contoh,

Single Ended Zero

(SE0) yang dibuat dengan cara membawa D+

dan D- keduanya ke tegangan lebih kecil dari 0.3V. SE0 apabila diberlakukan selaman lebih

dari 10 mS digunakan untuk

me-dari 10 mS digunakan untuk me-

reset device

reset device. Ini berarti sinyal diferensial dan

. Ini berarti sinyal diferensial dan

single

single ended

ended

sama-sama penting, sehingga suatu USB

device controller

tidak bisa hanya melakukan

sampling pada salah satunya.

Suatu

low speed

atau

atau full

full speed

speed bus

bus memiliki impedansi 90 ohm dengan toleransi +/-

memiliki impedansi 90 ohm dengan toleransi

+/-15%. Mode

15%. Mode

High speed

menggunakan

constant current source

constant current source 17.78 mA untuk mengurangi

17.78 mA untuk mengurangi

noise

noise..

III.2 Identifikasi Kecepatan

Agar dapat melakukan identifikasi apakah suatu peralatan adalah

low spedd

atau

atau full

full

speed

maka digunakan suart resistor

pull-up

pull-up. Sebenarnya resistor ini tidak hanya berguna

. Sebenarnya resistor ini tidak hanya berguna

sebagai identifikasi kecepatan, namun juga sebagai indikator bagi

host

apakah ada atau tidak

ada peralatan yang dihubungkan.

(7)

F

F ul

ul l

l S

Spe

pee

ed Device

d Device

menghubugkan resistor

pull-up

pada D+

L

L ow Spe

ow Speed Device

ed Device

menghubugkan resistor

pull-up

pada D-

pada

D- High

High Speed

Speed device

device selalu memulai koneksi sebagai

selalu memulai koneksi sebagai

full

full speed

speed device

device (1.5k to 3.3V).

(1.5k to 3.3V).

Setelah dia akan melakukan

high speed chirp

high speed chirp (transisi JKJKJK secara cepat) pada sat

(transisi JKJKJK secara cepat) pada sat

device reset

untuk meminta koneksi

high speed

pada

host

atau

hub

hub jika mereka dapat

jika mereka dapat

mendukungnya. Setelah beroperasi pada

high speed

maka resistor

pull-up akan

pull-up

akan

dinonaktifkan.

(8)

Suatu

Suatu USB

USB 2.0

2.0 compliant device

compliant device

tidak harus mendukung

high speed

, sama

halnya bahwa USB 1.1

compliant device

tidak harus mendukung

full

full speed

speed

dan juga

low speed

sekaligus. Namun, suatu

high speed device

tidak boleh mendukung

low

speed

. Suatu USB

host

atau

hub

yang USB 2.0

compliant

harus mendukung semua

mode kecepatan.

III.3 Spesifikasi

Clock

High-speed data

di-

clock

pada 480.0 MBps dengan toleransi +/- 500 ppm.

Full-speed

data

di

di--

clock

pada 12.0 MBps dengan toleransi +/- 2.500 ppm (0,25 %).

Low-speed data

di-

di-clock

clock

pada 1.5 MBps dengan toleransi +/- 15.000 ppm (1,5 %). Dengan demikian suatu

peralatan

low speed

dapat hanya menggunakan

ceramic resonator

untuk menghasilkan

clock

--nya. Namun, suatu peralatan

nya. Namun, suatu peralatan

high speed

harus

harus menggunakan

menggunakan

crystal

yang presisi.

III.4 Spesifikasi V

BUSBUS

Tegangan yang dapat diberikan oleh

host

USB, V

BUSBUS

, berkisar antara 4.4V sampai

5.25B. Suatu peralatan USB akan menyatakan pemakaian arusnya dalam satuan per 2 mA

pada

pada saat

saat

host

melakukan

enumeration

. Sebuah peralatan tidak bisa menaikkan konsumsi

arusnya lebih dari yang telah dispesifikasikan pada saat konfigurasi. Terdapat 3 jenis

peralatan USB :



Low-power bus po

Low-power bus powered device

wered device



High-power

High-power bus powered device

bus powered device



Self-powered device

Suatu

low-power bus powered device

mengambil arus sepenuhnya dari V

BUSBUS

dan tidak

boleh mengambil arus lebih

boleh mengambil arus lebih dari satu

dari satu

unit load

yang besarnya 100 mA. Suatu

high-power bus

powered device

mengambil arus sepenuhnya dari V

BUSBUS

dan tidak boleh mengambil arus lebih

dari satu

unit load

pada saat konfiurasi, setelah itu, sesuai spesifikasi yang dideskripsikan

pada

pada saat

saat

enumeration

, ia dapat mengkonsumsi sampai maksimum 5

unit load

(500 mA).

Suatu

self-powered

self-powered device

device

dapat mengambil arus dari V

BUSBUS

sampai maksimal sebesar 1

unit

load

dan menggunakan suplai eksternal untuk sisa kebutuhannya. Apabila karena suatu

kondisi maka suplai eksternal mengalami gangguan peralatan jenis ini harus diatur agar tidak

menggunakan lebih dari 100 mA. Apabila

host

mematikan V

BUSBUS

karena suatu hal, maka suatu

self-powered device

harus sudah menonaktifkan resistor

pull-up

atau

pull-down

ke D+ atau D-

ke D+ atau

D-(yang digunakan untuk identifikasi kecepatan) tidak lebih dari 10 detik.

(9)

Untuk membatasi arus sesaat

(inrush current)

pada saat suatu peralatan ditancapkan

(plugged)

, maka kapasitor

decuupling

yang boleh digunakan adalah maksimum 10 uF. Untuk

mencegah timbulnya

flyback

yang muncul pada ujung kabel pada saat suatu peralatan

dilepaskan

(unplugged)

, maka harus digunakan kapasitor

decoupling

dengan ukuran minimal

1 uF.

III.5

Suspe

Sus

pend M

nd M ode

ode

Pada saat komputer memasuki mode

suspend

maka suatu peralatan USB hanya boleh

menggunakan arus maksimal sebesar 500 uA untuk setiap

unit load

yang telah diminta pada

saat konfigurasi. Arus ini termasuk arus yang mengalir pada resistor

pull-up

dan

pull-down

yang digunakan oleh peralatan tersebut.

Suatu peralatan USB harus masuk ke mode

suspend

apabila tidak ada aktifitas apapun

pada

bus

selama lebih dari 3 mS. Setelah itu, peralatan mempunyai waktu maksimal 7 mS

untuk masuk ke mode

suspend

. Ini berarti 10 mS setelah aktifitas pada

bus

berakhir total,

semua peralatan USB harus sudah masuk ke mode

suspend

. Peralatan USB dalam mode

suspend

harus tetap mengaktifkan resistor

pull-up

seleksi kecepatannya untuk tetap terkoneksi

dengan

host

atau

hub

..

USB mengirimkan paket khusus yang bernama

start

start of

of frame

frame

atau

keep alive

secara

periodik untuk mencegah agar aktifitas

bus

tidak terhenti sama sekali pada saat tidak ada data.

Spesifikasi paket khusus ini adalah :



High speed bus

akan mengirim

micro-frame

setiap 125.0 uS +/- 62.5 nS



Full speed bus

akan mengirim

frame

setiap 1.0 mS +/- 500 nS



Low

Low speed

speed bus

bus

akan mengirim sebuah

keep-alive

, yang adalah

, yang adalah suatu kode

suatu kode

End

End of

of

Packet

(EOP) setiap 1.0 mS hanya dan hanya jika tidak ada

low speed

data yang perlu

dikirim.

Suatu peralatan USB akan kembali aktif apabila ia mendeteksi adanya sembarang sinyal pada

bus

. Peralatan yang memiliki kemampuan

remote wakeup

diperbolehkan untuk memberikan

sinyal pada

host

untuk meminta

host

kembali aktif.

IV. Protokol USB

Tidak seperti RS232 dimana data yang dikirim tidak memiliki peraturan tertentu, USB

tersusun atas beberapa layer protokol. Protokol layer bawah pada umumnya dikontrol

langsung oleh IC USB

cotroller

sedangkan

software

hanya perlu mengatur layer yang lebih

tinggi.

(10)

Setiap transaksi USB terdiri atas :



Token packet

, merupakan

header

yang mendefinisikan paket apa selanjutnya yang

mengikutinya.



Optional data packet

, yang berisi data sebenarnya

(payload)

(payload)..



Status packet

, yang digunakanan untuk meng-

acknowledge

acknowledge transaksi dan sebagai

transaksi dan sebagai

media untuk melakukan

error correction

error correction..

Sistem USB adalah terpusat pada

host

, ini berarti suatu peralatan USB tidak dapat mengirim

data pada

host

tanpa diminta.

Host

akan mengirim

token packet

yang berisi kode apakah

host

akan mengirim atau meminta data ke atau dari

device

device..

IV.1 Struktur Paket USB

Data pada USB dikirimkan LSB-nya terlebih dahulu. Paket USB pada umumnya

tersusun atas beberapa

tersusun atas beberapa field

field

:



Sync

, setiap paket harus diawali dengan

field

ini.

Field

ini terdiri atas 8 bit pada

low

low dan

dan full speed

full speed

dan 32 bit pada

high speed

.

. Paket ini

Paket ini berguna un

berguna untuk melakukan

tuk melakukan

sinkronisasi

clock

antara

host

dan

device

device..



PID

PID, PID adalah

, PID adalah

Packet

Packet ID

ID. Paket ini berguna sebagai identifikasi dari tipe paket

. Paket ini berguna sebagai identifikasi dari tipe paket

yang sedang dikirim.

Group

PID Value

Packet Identifier

Token

0001

OUT Token

1001

IN Token

0101

SOF Token

1101

SETUP Token

Data

0011

DATA0

1011

DATA1

0111

DATA2

1111

MDATA

Handshake

0010

ACK Handshake

1010

NAK Handshake

1110

STALL Handshake

0110

(11)

Special

1100

PREamble

1100

ERR

1000

Split

0100

Ping

Terdapat 4 bit untuk setiap ID, tetapi untuk memastikan agar diterima secara tepat

maka 4 bit tersebut

di-maka 4 bit tersebut di-invert

invert

dan diulang sehingga total menjadi 8 bit sebagai

berikut :

PID

00

PID

11

PID

22

PID

33

nPID

00

nPID

11

nPID

22

nPID

33



ADDR

, paket ini berukuran 7 bit dan berisi alamat ke

device

device manakah paket ini

manakah paket ini

ditujukan. Alamat 0 adalah tidak valid.



ENDP

, paket ini berukuran 4 bit sehingga memungkinkan untuk mengakses

sampai 16

endpoint

. Namun,

low speed device

low speed device hanya boleh memiliki maksimum 4

hanya boleh memiliki maksimum 4

endpoint

..



CRC

, suatu

cyclic redundancy checks

cyclic redundancy checks diterapkan pada setiap data yang dikirim.

diterapkan pada setiap data yang dikirim.

Setiap

token packet

memiliki 5 bit CRC sedangkan paket data memiliki CRC 16

bit.



EOP

, menunjukan akhir paket

(end of packet). Ditransmisikan dalam wujud

(end of packet)

. Ditransmisikan dalam wujud

Single

Ended Zero

Ended Zero (SE0) selama kira-kira waktu 2 bit dan diikuti dengan sebuah J selama

(SE0) selama kira-kira waktu 2 bit dan diikuti dengan sebuah J selama

waktu 1 bit.

IV.2 Tipe-Tipe paket USB

Terdapat 4 jenis paket yang berbeda pada USB :



Tok

Tok e

en Packet

n Packet

, menunjukan tipe transaksi :

o

II n

n

, menunjukkan bahwa

host

ingin meminta data

o

Ou

Out

t

, menunjukkan bahwa

host

ingin mengirim data

o

Setup

, digunakan untuk memulai

control transfer

..

Paket ini memiliki format sebagai berikut :

Sync

(12)



Dat

Data Packe

a Packet

t

, terdapat dua tipe data untuk USB 1.1, yaitu :

o

Data0

o

Data1

USB 2.0 memiliki jenis data tambahan :

o

Data2

o

MData

Paket ini memiliki format sebagai berikut :

Sync

PID

Data

CRC16

EOP

Ukuran data maksimum untuk

low-speed device

adalah 8

byte

, untuk

full-speed

device

adalah 1023

byte

dan untuk

high-speed device

adalah 1024

byte

..



H

H andshake

andshake Packet

Packet

, paket ini hanya berisi PID dan memiliki 3 tipe :

o

ACK

, suatu

acknowledgment

yang menunjukkan bahwa paket telah

dikirim dengan sukses.

o

NAK

, suatu tanda bahwa

device

untuk sementara waktu tidak dapat

menerima atau mengirim data. Dalam transaksi tipe

interrupt

juga

digunakan untuk memberi informasi pada

host

bahwa tidak ada data yang

harus dikirim.

o

STALL

STALL, suatu kondisi yang menyatakan bahwa

, suatu kondisi yang menyatakan bahwa

device

dalam kondisi

stall

sehingga dibutuhkan tindakan dari

host

..

Secara lengkap, paket ini memiliki format sebagai berikut :

Sync

PID

EOP

Start of Frame(SOF) Packet

, tersusun atas

frame

berukuran 11 bit yang

digunakan untuk mencegah agar

bus

tidak pernah benar-benar

idle

. Paket ini

memiliki format sebagai berikut :

Sync

PID

Frame

Frame Number

Number CRC5

CRC5 EOP

EOP

IV.3

Endpoint

dan

Pipe

?

Suatu

endpoint

dapat dideskripsikan sebagai

sources

sources or

or sinks

sinks of

of data

data

. Suatu

endpoint

dapat dikonfigurasi sebagai

output buffer

(menerima data dari

host

) atau sebagai

input buffer

(untuk mengirim data ke

host

). Suatu peralatan USB dapat memiliki satu atau beberapa

endpoint

, namun, harus selalu mendukung

endpoint zero

(EP0) yang akan selalu digunakan

untuk menerima kontrol baik pada saat

(13)

Pada saat peralatan USB mengirim dan menerima data ke dan dari

endpoint

, maka

client software

akan mentransfer data tersebut melalui sesuatu yang disebut dengan

pipe

pipe..

Suatu

pipe

pipe adalah sebuah

adalah sebuah

logical connection

logical connection antara

antara

host

dan

endpoint

. Suatu

pipe

pipe juga

juga

dikonfigurasikan oleh beberapa parameter :



Besarnya

bandwidth yang dialokasikan untuknya.

bandwidth

yang dialokasikan untuknya.



Arah aliran data (

Arah aliran data (out

out

atau

in

in).

).



Ukuran paket atau

buffer

maksimum.



Tipe transfer (

Tipe transfer (control

control

,,

bulk

,,

interrupt

atau

isochronous

isochronous).

).

Suatu peralatan USB selalu dan harus memiliki sebuah

default pipe

default pipe yaitu

yaitu

bi-directional pipe

yang dihubungkan dengan

endpoint zero out

(EP0 OUT) dan

endpoint zero in

(EP0 IN).

Terdapat dua jenis

Terdapat dua jenis pipe

pipe :

:



S

Str

tr e

eam Pi

am Pi pe

pe

, tidak memiliki format data yang khusus. Melakukan transfer data

secara sekuensial sesuai arah yang telah dikonfigurasikan sebelumnya. Digunakan

untuk transfer data

bulk

,,

interrupt

dan

isochronous..

isochronous



M

M es

ess

sage Pipe

age Pipe

, memiliki format data khusus. Merupakan

pipe

pipe khusus yang

khusus yang

digunakan untuk transfer data

control

..

IV.3.1

Control T

Control T ransfe

ransfer

r

Digunaka untuk operasi perintah dan status. Diperlukan untuk melakukan kontrol pada