بسم الله الرحمن الرحيمfficeffice" /><O></O>
أسمحولي أعضاء منتدي القريه الألكترونيه أن أقد م لكم حلقتان من سلسلة واجهة USB ...
أسأل الله تعالى أن يوفقنا جميعاً لما فيه الخير ..
لا مانع لدينا من نشر حلقات السلسلة في المنتديات أو في هيئة كتب رقمية أو طباعتها ولكن نرجو الإحتفاظ بالحق الأدبي للكاتب وكذلك نرجو الإستئذان من إدارة المنتدى في ذلك .
====== بسم الله نبدأ الحلقه الأولي ======
ماذا نعني بالإختصار USB ؟؟؟
USB هي إختصار لعبارة
(UNIVERSAL SERIAL BUS)
أو ما يسمى بالناقل التسلسلي العمومي .. وهي واجهة تقوم بربط الأجهزة الإلكترونية المبرمجة بالكمبيوتر وبسلاسة تدعو المرء للإعجاب بهذه الواجهة التي تختلف عن واجهات أخرى كثيرة في طريقة التوصيل حيث هي الأسهل على الإطلاق في التوصيل والفصل وتمتاز كذلك بالتشغيل التلقائي المباشر ..
إذا أعزائي يجب أن ننتبه إلى أننا بصدد الحديث عن واجهة ذات أهمية من الدرجة الأولى ونحن كذلك بصدد التحدث بإسهاب عن واجهة أقل ما يقال عنها أنها واجهة المستقبل . إذ أنه ومن المتوقع أن يستمر إستخدام واجهة USB لأربعين سنة أخرى بإذن الله على الأقل مع التطوير في سرعات النقل لإستيعاب أقصى عرض حزمة يمكن للمستخدم البسيط والمحترف –على حد سواء- أن يستفيد منها . ونعني هنا ملفات الفيديو عالية الجودة خصوصاً تلك الملفات غير المضغوطة (UNCOMPRESSED) والتي يتم إستجلابها في الأساس من برامج تحرير وإنتاج الفيديو الرقمي مثل أدوبي بريمير أو برامج صنع البيئة الرقمية ثلاثية الأبعاد والنمذجة الفراغية مثل (3D STUDIO) .
تتميز واجهة USB بدعم ما يسمى بالوصل الساخن (HOT PLUG) حيث يمكن توصيل أي جهاز عبر واجهة USB دون الحاجة لفتح غطاء الكمبيوتر كما هو الحال في التعامل مع واجهات مثل IDE و PCI . (يمكن الرجوع لتقرير المواصفات ذو الإسم الرمزي PC/98 الذي تم طرحه من قبل شركتي مايكروسوفت وانتل) .
من الملاحظ للجميع أن تميز واجهة USB لم يأتي من فراغ .. ولكن .. هل تتميز هذه الواجهة فعلاً بسمات لا توجد في واجهات أخرى ؟
هيا معاً لنعدد سمات هذه الواجهة المتطورة ..
1/ إمكانية الوصل والفصل الساخنين (HOT PLUGGABLE/UNPLUGGABLE) مما يعني إمكانية التوصيل والفصل أثناء عمل الحاسب دون الحاجة لإطفاء الحاسب وإعادة التشغيل مرة أخرى مثل الذي يحدث في واجهة IDE وبالطبع لن يفوتنا تذكر تشغيل الأجهزة والتعرف عليها مباشرة من قبل نظام التشغيل فور توصيل الجهاز المعني عبر واجهة USB .
2/إمكانية نقل معطيات الصوت عبر USB بسرعة لا تقل عن 40Kbps وبالطبع فلا يمكن مقارنة هذه الميزة مع نقل معطيات الصوت من الCD-ROM) ) مثلاً ، ولكن يمكن مقارنة هذه النقطة بخط الهاتف الذي لا يتطلب نوعية مخصصة من الأسلاك أو أجهزة إلكترونية خاصة لنقل المعطيات الصوتية .. يا شباب أرجو أن ننتبه إلى أننا لا نتحدث هنا عن نسخ (COPY) الملفات الصوتية .
3/إمكانية التوسع (EXPANDABILITY) .. هل تصدق أنه يمكن وصل 127 جهاز بمتحكم USB وتعمل كلها في نفس الوقت ودون تعارض !
4/إمكانية توصيل أي نوع من الأجهزة على العكس تماماً من بعض الواجهات المخصصة لغرض معين مثل واجهة AGP .

يتبع

العمق الأول : نظرة على واجهة USB
قبل الخوض في هذا العملق دعونا نتأمل الصورة التالية جيداً قبل إستكمال قراءة الأسطر التالية :


من الواضح بعد الإطلاع على الصورة أن وصلة USB الواحدة تتكون من موصلين هما A و B وأربعة أسلاك.. دعونا من هذه الأسلاك الأربعة ولنجعل جلّ تركيزنا على هذين الخطين ..
تعتمد واجهة USB في عملها على إرسال البيانات في شكل تسلسلي وإستقبالها بنفس الطريقة التسلسلية .. إذا فهمنا هذه النقطة جيداً سيبدو لنا جلياً أننا بحاجة إلى خط تسلسلي لإرسال البيانات واخر تسلسلي لإستقبال البيانات .. وهذا هو مربط الفرس ! الان يمكننا القول أن الموصل A يتصل مع مضيف USB العلوي (UPSTREAM) وهو موجود في الإتجاه المعاكس لتدفق البيانات ، أما الموصل B فيرتبط بمضيف USB السفلي (DOWNSTREAM) وهو الموجود في نفس إتجاه تدفق البيانات .. أرجو أن يكون الأمر واضحاً..
ببساطة يمكن وصف توصيل الأجهزة في موزع USB HUB على أنه توصيل تسلسلي مبرمج ! كيف يمكن فهم ذلك ؟؟ يمكننا فهم ذلك بتخيل الحقائب الخاصة بالمسافرين في إحدى المطارات بعد وصول المسافرين إلى صالة الوصول والبدء في إجراءات إستلام الحقائب !! ينتظر المسافرين تدفق الحقائب والتي يحملها الشريط المنزلق وكل منهم ينظر إلى الحقيبة التي تمر من أمامه ولا يأخذها ولكن وبمجرد مرور الحقيبة الخاصة به نجده يلتقطها مباشرة ! بنفس الطريقة هنا يمكننا تشبيه الأجهزة الموصلة عبر USB بالركاب فالأجهزة متصلة تسلسلياً وتمر بها كل المعطيات ولكنها لا تتفاعل معها، ولكن وبمجرد مرور الرسالة المخصصة للجهاز تجدها تقوم بإلتقاطها كما يفعل المسافر مع حقيبته تماماً ! وهذا ما أطلقت عليه مصطلح (التوصيل التسلسلي المبرمج) .
ولكن كيف يمكننا عمل ذلك دون حدوث تضارب في الأجهزة ؟ هذا ما سنعرفه إن شاء الله في برمجة المتحكم الصغير MICROCONTROLLER الذي سنقوم بإذن الله بشرح توصيله مع واجهة USB حتى نتمكن من وصل دوائرنا الإلكترونية مع أي جهاز كمبيوتر والمتحكم الذي أقصده هنا هو CYPRESS CY7C6XX ولكن لم يحن أوان التحدث عن هذا المتحكم فما زلنا أعزائي في العمق الأول !
من الناحية الكهربائية يتكون كابل USB من أربع موصلات .. إثنتان منهما تستخدم في إرسال الإشارة الثنائية في كلا الإتجاهين (ما بين الكمبيوتر والمحور HUB) . أما بالنسبة للخطان الاخران فأحدهما خط تغذية بالطاقة الكهربائية بفرق جهد +5V والاخر مخصص للتأريض . يجب أن ننتبه إلى أن محور USB HUB يسمح بتغذية كل جهاز طرفي موصول معه بتيار يصل إلى 100 mA ويجب ان نلاحظ أنه إذا أردنا أخذ تيار يزيد على هذه القيمة فيجب علينا الإتجاه لمصدر تغذية خارجي . لاحظوا معي أعزائي أن بعض الأجهزة تلحق معها موصلات خارجية للطاقة الكهربائبة بالرغم من وجود وصلة USB والسبب هو ما وضحناه قبل قليل .
معدل نقل البيانات في واجهة USB (Bitrate)
بالنسبة لما يسمى ب USD 1.0 و USB 1.1فإن معدل نقل البيانات الأقصى يبلغ 12 Mbps ، ولسنا الان بصدد التحدث عن النسخة التالية منها ولكن لا بأس من ذكر أن هنالك تقرير دقيق جداً كنت قد إطلعت عليه في مجلتي المفضلة PC MAGAZINE يتحدث عن النسخة الثانية من USB وهي النسخة التي يطلق عليها USB 2.0 و لك أن تتعجب من معدل نقل البيانات في USB 2.0 والذي يصل إلى 480 Mbps . إن الذي يدعو للدهشة هو تلك النقلة البعيدة ما بين النسختين على الرغم من الفاصل الزمني القصير جداً . إن هذه النقلة الهائلة جعلت USB 2.0 يتفوق على USB 1.0 و USB 1.1 بأربعين مرة ! وهذا ما جعل الخبراء يعيدون النظر في تطوير واجهة FIREWIRE التي كانت هي الأولى بلا منازع . ولكن وبعد النجاح منقطع النظير الذي حققته USB 2.0 أصبح مما لا يدعو مجالاً للشك أن واجهة FIREWIRE في مأزق خطير !!.
لا زلنا أعزائي حتى الان في (العمق الأول) ! .. لم نسبر أغواره حتى هذه اللحظة لننتقل إلى عمق اخر . . ولكن لا بأس .. فللحديث بقية .. والحديث ذو شجون . خصوصاً إذا كنا نتحدث عن ما يسمى بواجهة USB !
جدير بالذكر أنه توجد سرعة أخرى لنقل البيانات وهي 1.5Mbps وهي السرعة المستخدمة للأجهزة البسيطة مثل لوحة المفاتيح (KEYBOARD) والفأرة (MOUSE) .
وهكذا تنتهي الحلقه الأولي..

..بسم الله نبداء الحلقة الثانية من سلسلة واجهة USB ..
وفيها نتحدث عن إصدارات واجهة USB والتعمق فيها بشكل معقول وذلك لأهمية هذه المعلومات ..
في العام 1996 وفي شهر يناير على وجه التحديد سرى في كل أنحاء العالم خبر طرح واجهة حاسوبية جديدة أطلق عليها إسم USB وكانت تلك الإصدارة هي الإصدارة الأولى وذهل الجميع بعد معرفتهم لخصائص ومميزات تلك الواجهة إذ لم يعرف من قبل ما يسمى بالوصل والتشغيل الساخن HOT PLUG AND PLAY بالصورة التي توفرها واجهة USB وبدأ إنتشار واجهة USB1.0 يزداد بصورة مضطردة . وتبعاً لزيادة إنتشار وإستخدام هذه الواجهة التي وجدت شعبية كبيرة في جميع الأوساط لم تجد شركات تصنيع العتاد بداً من زيادة سرعة هذه الواجهة ومن ثم طرح النسخة الثانية منها والتي سميت USB 1.1 وكان هذا على وجه التحديد في سبتمبر من عام 1998 حيث تمت إضافة خاصية جديدة وهي ما يسمى interrupt OUT وتعتبر تلك التقنية في ذلك الوقت تطوراً كبيراً في تكتلوجيا نقل البيانات .
لم ينتظر المستخدمون كثيراً بعد ترقبهم لزيادة سرعة USB حيث تحقق حلم الكثيرين بعد طرح النسخة الثالثة منها وكان ذلك في أبريل من عام 2000 . واحتوت هذه النسخة على تقنيات عديدة مثل وجود نوعية جديدة من الموصلات الخاصة بusb تعرف بإسم mini –B- connector وإرتفاع السرعة بشكل كبير يمكن زيادته في المستقبل القريب وتقنيات أخرى كثيرة.
صورة توضح موصل Mini-B- Connector

واجهة USB وأنظمة التشغيل .

ويندوز 95
لعل الكثيرين ليس لديهم أدنى علم بأن Windows 95 يمكنه دعم واجهة USB بعد القيام ببعض الإعدادات . ولكن ليس كل إصدارات WIN 95 يمكنها دعم واجهة USB لذا يمكننا القول بثقة أن إصدارة OEM Service release 2 هي الإصدارة الوحيدة من إصدارات Windows 95 التي يمكنها دعم واجهة USB .
ولعل الإطلاع على تأريخ طرح النسخة الأولى يوضح أنه لا وجود في ذلك الوقت لما يسمى بويندوز 98 وإذا عرف السبب بطل العجب !
بعد هذه المعلومة يمكن للكثيرين أن يتساءلوا عن جدوى إستخدام Windows 95 ؟ ويمكنني الرد على ذلك بأنك تستخدم Windows XP مثلاً لأنه يلبي إحتياجاتك . إذاً هنالك من يستخدم ويندوز 95 حتى الآن لأنه يلبي إحتياجاته ! لا عجب في ذلك إذ أن العديد من مطوري النظم ومحترفي برمجة أنظمة التشغيل يجدون ضالتهم في إصدارة 95 والتي تفتح لهم العديد من المنافذ الخفية التي توصلهم في نهاية الأمر إلى كنز من أسرار أنظمة التشغيل .

ويندوز 98
في يونيو من عام 1998 تم طرح الإصدارة الكاملة لويندوز 98 والتي أحدثت ضجة كبيرة في ذلك الوقت لما تمتع به نظام التشغيل الجديد –في ذلك الوقت- من إمكانات هائلة وإضافات عديدة جعلت الفرق بينه وبين إصدارة 95 واضحة بشكل يجعل من المستحيل لمستخدم ويندوز 98 العودة إلى إصدارة 95 مهما كلف الأمر !!
بعد طرح نسخة ويندوز 98 الأصلية والتي تعرف بنسخة Windows 98 Gold لوحظ الإنتشار الواسع للأجهزة الطرفية التي يمكن تشغيلها على واجهة USB وظهرت أنواع جديدة من الطرفيات يمكن تشغيلها بسهولة مع هذه الواجهة مما أعطى إنطباعاً أكبر بالراحة لدى مستخدمي الحاسوب في ذلك الوقت . ولكن لوحظ أن إصدارة ويندوز 98 الأولى تعاني من بعض الإشكالات في التعامل مع بعض مشغلات واجهة USB لذا تم إصلاح هذه المشكلة وطرح نسخة جديدة من ويندوز 98 أطلق عليها إسم Windows 98 SE وهي معروفة ومشهورة بشكل يغنيها عن التعريف .
ويندوز ME
لا توجد إختلافات تذكر بين دعم ويندوز ME لواجهة USB وبين الدعم المطروح من Windows 98 SE .
ويندوز NT4
يلاحظ في هذه الإصدارة عدم وجود الدعم المطلوب لUSB
ويندوز 2000 و XP و 2003 Server
تم طرح هذه النسخ والتي تختلف عن النسخ السابقة بشفرتها البرمجة ذات ال32 بت والتي تعني الكثير مما لا يمكن حصرة في آلاف الصفحات ! سنتحدث لاحقاً بإذن الله عن هذه التفاصيل بعد وصول سلسلة USB لمرحلة برمجة الواجهة لأغراض أنظمة التشغيل إذ سنركز بإذن الله على أنظمة التشغيل 32 bit مع المرور على أنظمة التشغيل ذات ال16 بت .
تتميز هذه النسخ من ويندوز بدعمها الكامل لواجهة USB مع الدعم للنسخ الحديثة منها مثل USB 2.0 .
لينكس وأبل ماك
يمكننا القول أن الإصدارات الحديثة من أنظمة لينكس وأنظمة ماك OS يمكنها دعم واجهة USB بصورة جيدة ولن نتحدث عن هذه الأنظمة بالتفصيل لأن التركيز سينصب على أنظمة مايكروسوفت ويندوز لكثرة مستخدميها .
واجهة USB 2.0
كما حدث في إصداراتها السابقة . لاقت هذه النسخة نجاحاً منقطع النظير إذ أنها وصلت إلى سرعة نقل بيانات كبيرة للغاية بلغت 480 ميغابت في الثانية الواحدة مما جعلها الواجهة المثلى لتوصيل كافة أنواع الأجهزة الطرفية ووصل الأمر إلى إمكانية تشغيل الأقراص الصلبة والتي كان من المستبعد في الماضي إمكانية إستخدامها بهذه البساطة والسرعة !
يتميز موزع USB HUB الخاص بهذه النسخة بإمكانية دعم ثلاث أنواع من السرعات وهي السرعة الضعيفة والسرعة المتوسطة والسرعة العالية وهي المختصة بهذه النسخة .
صورة لموزع USB متعدد السرعات

يمكن توصيل الأجهزة بواجهة USB 2.0 بنفس الكوابل المستخدمة في الإصدارات السابقة بل ويمكن تشغيل الأجهزة ذات السرعات البطيئة والمصممة أصلاً للإصدارة 1.0 و 1.0 على واجهة USB 2.0

يلاحظ البعض أن هنالك بعض الأجهزة المصممة لواجهات USB القديمة لا يمكن تشغيلها مع بعض واجهات USB الحديثة . تعرف تلك الأنواع التي لا تقبل الأجهزة القديمة بإسم USB-IF ويمكن ملاحظة عدم وجود رقم خاص بإصدارة USB .
بطاقة USB-IF

تقنية OTG
ظهرت قوة واجهة USB 2.0 في دعم هذه التقنية وهي إختصار لOn-The-Go إذ يمكن مثلاً توصيل الطابعة إلى كاميرا رقمية عبر واجهة USB دون الحاجة لإستخدام الكمبيوتر .
صورة توضح بعض الأجهزة الموصولة بكيبل أو تي جي وبدون إستخدام جهاز كمبيوتر !

USB اللاسلكية
مؤخراَ تم طرح أنواع حديثة من USB لها بروتوكولاتها اللاسلكية الخاصة ويمكن للأجهزة العاملة على هذا النوع من الواجهات نقل البيانات بسرعات تفوق ال480 ميغابت في الثانية . تعمل هذه الواجهة على الترددات الراديوية أو ما يعرف بال RF


وهاكذا تنتهي الحلقه الثانيه .

يمكن الحصول على المزيد من المعلومات عن USB2 بالغه الأنجليزيه من الموقع
www.usb.org


وللأمانه الموضوع منقول للكاتب محمد عبدالله-جامعة الجزيرة من أحد المنتديات صديقه.

(سبحانك اللهم وبحمدك .. أشهد ألا إله إلا أنت .. أستغفرك وأتوب إليك)

أخي الكريم مشكور على ما قدمت لكن فكرتك أوحت لي بفكرة وهي ارسال نبضات عن طريق usb وتمكنت من ذلك عن طريق برنامج autoit الفكرة أبسط مما يتخيل بشر فهل هناك متحكمة تترجم النبضات الى أوامر وصل البن ببعضه مثلا :اذا تلقت نبضتين تقوم بوصل البن الأول والثاني واذا تلقت ثلاث نبضات تصل الثالث والرابع وهكذا أرجو الرد ...........ومشكور على المعلومات

موضوع فى غاية الاهمية ارجو الاهتمام

بإختصار شديد:نعم ممكن من خلال دائرة: تشفير ويقابلها دائرة فك التشفير: كودنج وديكودنج