USB (Universal Serial Bus) : Pengertian, Fungsi, dan Karakteristik USB

admin 09/06/2022 elektronika, Pendidikan 6 Views

Selamat pagi sobat, pada kesempatan kali ini kita akan mengulas tentang pengertian USB. Mungkin kalian sudah sering melihat USB, namun belum mengerti apa itu pengertian USB. Kita langsung saja ke inti pembahasan, silahkah disimak berikut ini.

Pengertian USB

USB (Universal Serial Bus) merupakan port yang sangat diandalkan, saat ini dengan bentuknya yang kecil dan kecepatan datanya yang tinggi, kita dapat menghubungkan hingga 127 produk usb dalam 1 komputer, USB versi 1.1 mendukung 2 kecepatan, yaitu mode kecepatan penuh 12Mbits/s dan kecepatan rendah 1.5 Mbits/s. USB 2.0 mempunyai kecepatan 480Mbits/s yang dikenal sebagai mode kecepatan tinggi.

Konektor USB

Ada dua macam konektor USB, yaitu konektor A untuk hubungan ke host dan konektor B untuk hubungan ke piranti USB. Secara fisik dapat dibedakan dengan mudah untuk menghindari kesalahan pemasangan.

Gambar Konektor USB

Untuk menghubungkan lebih luas seperti menghubungkan ke piranti berukuran kecil layaknya seperti handphone, PDA, dan sebagainya. Dibuah untuk konektor mini-A dan mini-AB. Semua jenis konektor USB dihubungkan dengan empat kabel.

Tabel Pengkabelan USB

Fungsi USB

Suatu piranti USB dapat dikatakan sebagai sebuah alat transceiver (pengirim sekaligus penerima), baik host maupun USB itu sendiri. Sebuah istilah baru diperkenalkan, yakni USB function yang maksudnya adalah peralatan USB yang memiliki kemampuan khusus, seperti printer, scanner, modem, dan lain-lainnya.

Endpoint

Endpoint dapat diartikan sebagai sumber data atau pun titik tujuan data, yang merupakan ujung saluran komunikasi pada USB. Endpoint juga dilihat sebagai interface antara hardware suatu function dan firmware yang berjalan di fungsi tersebut.

Pipes

Karena piranti USB mengirim data melalui beberapa endpoint yang terpasang seri, maka software di sisi klien akan mentransfer data melalui pipe. Pipe adalah hubungan secara logika antara host dan endpoint. Jenis transfer apa yang digunakan apakah control, bulk, atau intrupsi, serta arah dari data yang mengalir padanya berikut ukuran maksimum paket atau ukuran buffer.

Pada USB didefinisikan menjadi dua macam pipe, yaitu:

1. Stream pipe yang tidak memiliki format, yakni pemakai dapat mengirim sembarang jenis data dan menerima data melalui ujung USB. Data mengalir secara berurutan dan arahnya sudah ditentukan in atau out. Stream ini dapat digunakan pada jenis transfer bulk, isokronus, dan intrupsi. Dan ini dapat dikontrol melalui host ataupun klien.

2. Message type yang formatnya sudah tertentu, dan hanya dapat dikontrol oleh host. Data ditransfer dengan arah yang sudah ditentukan oleh pengiriman request, dan dapat mentransfer data dengan dua arah, yang hanya mendukung jenis transfer kontrol.

Karakteristik Elektris USB

Rentang tegangan kerja sinyal USB adalah 0,3 volt hingga 3,6 volt pada beban 1,5 kΩ. Logika tinggi didapat jika tegangan sudah melebihi 2,8 volt terhadap ground pada beban 1,5 kΩ. Pada piranti USB yang berkecepatan rendah dan penuh, diferensial 1 dikirim dengan menarik D+ hingga lebih besar dari 2,8 volt dengan sebuah resistor 1,5 kΩ terhubung ke ground dan sekaligus menarik D- hingga di bawah 0,3 volt dengan sebuah resistor 1,5 kΩ terhubung ke 3,6 volt.

Hal yang sama diferensial 0 adalah D- lebih besar dari 2,8 volt dan D+ lebih rendah dari 0,3 volt dengan resistor pull-up dan pull-down yang sama. Di bagian penerima diferensial 1 didefinisikan sebagai D+ lebih besar 200 mV dari D-, dan diferensial 0 berarti D+ lebih kecil dari 200 mV dibanding D-. Pada USB berkecepatan tinggi 480 Mbit/s digunakan sumber arus tetap 17,78 mA untuk mengurangi noise.

Data dikirim secara serial, maka piranti USB harus mampu menangani gelombang kontinyu. Gelombang ini dihubungkan langsung ke pin data USB dari sebuah sumber tegangan dengan impedansi output 39Ω. Sumber tegangan rangkaian terbuka untuk keperluan ini ada pada kemungkinan terburuk dari adanya overshoot dan undershoot.

Pada koneksi USB dengan kecepatan 12 MHz digunakan kabel twisted-pair yang terlindung dengan impedansi 90Ω kurang lebih 15% dan delay maksimumnya 26ns. Sedang impedansi pada drivernya harus antara 28Ω hingga 44Ω. Jika diukur, arus yang masuk dan keluar piranti USB V1.1 tidak boleh melebihi 10,71 V_OHmA. Tegangan logika yang dimasukkan ke D+ dan D- tidak boleh melebihi 0.3 V_OHuntuk logika rendah dan juga harus turun sebesar 0,7 V_OHuntuk logika tinggi.

Koneksi resistor dan kabel USB full-speed

Karena pada piranti USB yang berkomunikasi pada kecepatan rendah 1,5 MHz, maka kombinasi kabel dan piranti USB harus mengandung kapasitas tunggal dengan nilai 200pF hingga 400 pF di pin D+ dan D-. Perambatan delay pada kabel kecepatan rendah harus kurang dari 18 ns. Data sinyal yang naik turun diukur daro 10% hingga 90% dari sinyal, dengan toleransi 10%. Waktu untuk ini dari 4 ns hingga 20 ns, tergantung kecepatan USB yang digunakan. Piranti USB kecepatan tinggi dan rendah dibedakan oleh posisi resistor pull-up di ujung kabel downstream sebagai berikut:

1. Piranti full-speed diterminalkan dengan resistor pull-up terhubung di D+

2. Piranti low-speed diterminalkan dengan resistor pull-up terhubung di D-

3. Terminator pull-down di port down-strean adalah resistor 1,5 kΩ +- 5% terhubung ke ground

Gambar Koneksi resistor dan kabel USB full-speed

Gambar Koneksi resistor dan kabel USB low-speed

Impedansi input di D+ dan D- tanpa terminasi harus >300 kΩ. Sedang input kapasitansi dari port yang diukur pada pin konektor boleh berbeda pada port upstream dan downstream. Namun kapasitansi maksimum downstream adalah 150 pF pada D+ dan D-. Ini terdiri atas 75 pF (maksimum) kapasitansi terhadap ground di tranceiver dan di konektor, plus tambahan 75 pF kapasitansi di masing-masing konduktor di jalur pengirim dan penerima. Untuk upstream, kapasitansi maksimumnya adalah 100 pF di D+ dan D-. Jadi, tambahan kapasitornya hanya sebesar 25 pF.

Protokol USB

Setiap transaksi data dalam USB terdiri atas:

1. Token Packet, header yang mendefinisikan apa yang harus mengikutinya.

2. Data Packet (opsional), berisi isi data yang ditransfer.

3. Status Packet, digunakan untuk cek transaksi data dan sekaligus berarti koreksi kesalahan jika ada.

Karena USB adalah bus yang terpusat di host, maka tiap transaksi akan dimulai oleh host. Paket yang pertama yang dimunculkan oleh host adalah token; berisi informasi apa yang harus mengikutinya dan apakah transaksi yang akan dilakukan bersifat baca atau tulis (read/write), dan juga bagaimanakah bentuk endpoint dan berupa alamat untuknya. Paket berikutnya adalah data packet yang berisi data yang ditransaksikan sekaligus diikuti oleh paket jabat tangan yang melaporkan jika token atau data sudah diterima, atau malah endpoint tidak dapat menerima data.

Bagaimana sobat, sudah pahamkan penjelasan tentang Pengertian USB, Fungsi, dan Karakteristik USB. Kalau sudah paham,jangan lupa ikuti postingan kami selanjutnya dan share artikel kami. Terima kasih.

Sumber : Budiharto, Widodo dan Firmasyah, Sigit. 2005. Elektronika Digital dan Mikroposesor. Yogyakarta : Penerbit Andi.