Les spécifications de l’USB (Universal Serial Bus) définissent une technologie de raccordement pour périphériques externes. Les premières spécifications ont été soumises, dès 1995, par une coalition de constructeurs et d’éditeurs souhaitant proposer une alternative aux systèmes qui existaient alors : les traditionnels ports série et parallèle, d’une part, peu performants et limités en terme d’extension, et le SCSI, d’autre part, rapide et évolutif, mais aussi relativement coûteux et complexe à paramétrer. Le but était de définir un système pour périphériques ” lents “, c’est-à-dire ne nécessitant pas de débits trop importants (claviers, souris, joysticks, imprimantes, modems, scanners, téléphones, etc. ).
Relier jusqu’à 127 périphériques en mode Plug and Play
Les principales caractéristiques de l’USB en font un système de bus offrant un débit maximal de 1,5 Mo/s en bande passante partagée, permettant de relier jusqu’à 127 périphériques en mode Plug and Play, à branchement à chaud (hot plug). Malgré ses qualités, les débuts furent quelque peu laborieux. Plusieurs années se sont écoulées entre l’implémentation par Intel du contrôleur sur ses cartes mères et l’arrivée sur le marché d’une offre de périphériques suffisamment importante et diversifiée. Différents facteurs ont, depuis, accéléré la tendance : la reconnaissance de ce standard par un nombre plus grand de systèmes d’exploitation (Windows 98 et 2000, Mac OS, Linux) et dans une certaine mesure, le succès de l’iMac d’Apple, qui a suscité un certain engouement de la part des constructeurs de périphériques.
Au niveau matériel, cette technologie met en ?”uvre trois types d’éléments essentiels. Le contrôleur, tout d’abord, qui est situé sur la carte mère et qui constitue la base de toute la topologie de l’USB. Il sert de point d’échange entre le processeur et les périphériques et entre les périphériques eux-mêmes. Le ou les concentrateurs, ensuite, permettent à plusieurs périphériques USB de partager les ressources fournies par le contrôleur. Le concentrateur est soit intégré au PC (il est alors situé à l’arrière de la machine et est appelé concentrateur racine), soit disponible sous forme d’équipement externe afin de relier les différents périphériques de la cha”ne. Le troisième élément est constitué par les périphériques eux-mêmes (les fonctions). Ce type d’architecture, qui permet, en théorie, de relier jusqu’à 127 périphériques, ne pourra cependant pas être véritablement comparé au SCSI, qui autorise un cha”nage linéaire des périphériques. L’USB nécessite souvent l’emploi de concentrateurs, car tous les périphériques sont équipés d’une entrée, mais pas nécessairement d’une sortie. Le nombre de périphériques qu’il est possible de relier est également limité par la bande passante disponible. Parmi les principaux avantages de cette technologie, on notera également sa souplesse de mise en ?”uvre et sa facilité d’utilisation. Elle ne requiert ni ajout de carte, ni configuration particulière, dans la mesure où l’adressage est effectué dynamiquement. Le contrôleur, situé sur la carte mère, et le pilote se chargent de cette opération. Cette faculté est l’un des autres points qui différencie l’USB du SCSI. Ce dernier nécessite, en effet, à l’exception du système SCSI-SCAM auto-déclaratif, l’attribution d’un numéro sur la cha”ne.
Le branchement, enfin, peut s’effectuer à chaud, c’est-à-dire que l’on peut brancher ou débrancher un périphérique lorsque l’ordinateur fonctionne, de même que lorsque d’autres périphériques sont utilisés. Le contrôleur détecte et reconfigure automatiquement le système, dès qu’un nouvel élément est mis en service ou débranché.
Le transfert de données s’effectue de manière isochrone
Une autre caractéristique particulière de l’USB concerne le débit du transfert des données. Ce transfert s’effectue de manière isochrone. Autrement dit, le contrôleur peut prendre en charge plusieurs modes de transfert de données, synchrone ou asynchrone, conditionnés par le type de périphérique. Bien que la vitesse maximale de transfert soit systématiquement évoquée, il est en réalité en mesure de gérer simultanément deux vitesses. Le mode High Speed (1,5 Mo/s) pour les communications entre le contrôleur et les périphériques, qui demandent le maximum de bande passante (scanners, imprimantes, etc. ), et le mode Low Speed (1,5 Mbit/s) pour les périphériques moins gourmands, tels que les souris, claviers, joysticks, etc.
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