August 17th, Birth with Freedom

USB – Universal Serial Bus merupakan teknik baru menghubungkan Komputer dengan peralatannya. Makin banyak peralatan komputer yang memakai USB, tapi informasi tehnis USB belum banyak dibicarakan. Agar peralatan USB bisa “Hot-plugable” dan “Plug & Play” , komputer setiap saat akan melakukan “proses pengenalan” (enumerated) pada semua peralatan USB yang terpasang dalam saluran. Selama proses pengenalan tersebut, komputer akan menanyakan indentitas kepada alat yang baru saja dihubungkan ke komputer sehingga belum dikenali komputer. Saat ini peralatan USB yang terpasang wajib melaporan indentitas dirinya serta informasi-informasi spesifik tentang dirinya.

Jika proses pengenalan ini berhasil, maka komputer akan mengambil program untuk mengendalikan alat tersebut (driver), dan berikutnya peralatan USB tersebut sudah langsung siap dipakai. Kalau hal ini terjadi pada Windows, selesai proses pengenalan suatu peralatan USB baru, maka pada Control Panel – System – Device Manager akan langsung terlihat ada peralatan USB baru yang siap dipakai.

Jelas bahwa semua peralatan perlu ditangani dengan cara yang berlainan, sehingga setiap peralatan mempunyai program untuk pengendali (driver) yang berbeda. Untuk memudahkan proses pengenalan dan pembuatan program driver secara umum, perlu dilakukan klasifikasi peralatan. Klasifikasi ini sering disebut sebagai USB Classes. USB Class yang paling terkenal dan paling didukung oleh Windows adalah HID (Human Intergace Device), termasuk dalam class ini adalah mouse, keyboard, graphic tablet, joy stick dan lain sebagainya. USB Class yang lain misalnya adalah sound card, modem, printer dan lain sebagainya.

Sinyal USB

Kabel USB terdiri dari 4 utas kabel ditambah konduktor pembungkus kabel, seperti pelindung yang biasanya dijumpai dalam kabel audio. Kabel nomor 1 dipakai untuk menyalurkan sumber daya dengan tegangan 5 Volt, jika diperlukan peralatan USB boleh mengambil daya dari saluran ini tidak lebih dari 100 mA. Komputer yang dilengkapi dengan kemampuan USB, wajib menyediakan daya sebesar 500 mA untuk keperluan ini. Peralatan USB yang memerlukan daya lebih dari ketentuan tersebut di atas, harus menyediakan sendiri sumber daya untuk keperluan kerja peralatan tersebut. Kabel nomor 2 dan nomor 3 dipakai untuk pengiriman sinyal. Kabel nomor 2 bernama D- dan kabel nomor 3 bernama D+, tegangan pada dua saluran ini berubah antara 0 Volt dan 3,3 Volt. Kabel nomor 4 adalah ground sebagai saluran balik sumber tegangan 5 Volt.

Sinyal digital yang dikirim melalui dua saluran ini dikatakan sebagai ‘difference signal’, artinya sinyal digital ‘0’ atau ‘1’ tidak dinyatakan dengan besarnya tegangan pada saluran tersebut terhadap ground, seperti halnya sinyal digital yang dipakai dalam IC TTL (transistor Transitor Logic) atau dalam saluran RS232.

Sinyal digital dinyatakan dengan perbedaan tegangan antara dua kabel tersebut. Jika tegangan pada saluran D+ lebih tinggi dari tegangan pada saluran D-, maka informasi yang dikirimkan adalah sinyal digital ‘1’, sebaliknya sinyal digital ‘0’ dinyatakan dengan tegangan pada D+ < tegangan pada D-.

Untuk membedakan kecepatan transmisi data, pada saluran peralatan USB dipasangkan tahanan ke +3.3 Volt dengan cara yang berlainan, seperti terlihat dalam Gambar 3. Pada peralatan USB kecepatan rendah, pada saluran D- dipasangan tahanan ke +3.3 Volt, atau dalam keadaan tidak ada pengiriman informasi, saluran ini dalam keadaan ‘0’. Untuk peralatan USB kecepatan penuh, tahanan tersebut dihubungkan pada saluran D+, sehingga dalam keadaan tidak ada pengiriman data saluran ini dalam keadaan ‘1’.

Perkabelan USB kecepatan rendah

Perkabelan USB kecepatan penuh

Komunikasi data USB

Komunikasi USB dikatakan sebagai sistem master tunggal, artinya semua aktivitas komunikasi data diawali oleh komputer. Dalam yang dikirim melalui saluran USB, merupakan data sebanyak 8 byte sampai 256 byte yang dikemas menjadi paket-paket data untuk satu kali pengiriman. Komputer yang aktip minta data dari peralatan dan peralatan wajib memberi data ke komputer. Pengiriman data terjadi dalam kerangka waktu tiap 1 mili-detik sekali, dalam kerangka waktu tersebut komputer bisa berhubungan dengan beberapa peralatanan secara bergantian.

Perlatanan yang berkecepatan rendah, mengirim data dengan kecepatan 1.5 Mega bit per detik, atau setiap bit dikirim dalam waktu 666.7 nano-detik. Sedangkan peralatan dengan kecepatan penuh mengirim data dengan kecepatan 12 Mega bit per detik, atau waktu pengiriman data 1 bit adalah 88.3 nano-detik. Kecepatan tersebut ditentukan oleh komputer, sedangkan semua peralatan harus menyesuaikan kecepatan tersebut. Pengiriman data ini dilakukan secara asinkron, dengan demikian peralatan USB yang terpasang masing-masing harus membangkitkan sendiri clock untuk penerimaan data.