اطلاعات تجربی

• یواس‌بی۳ پرسرعت با میزان ۵۰۰ GBit/S (۶۲۵ MB / S) مشخصات این یواس‌بی توسط شرکت Intel و شرکای آن در آگوست ۲۰۰۸ف طبق گزارشهای جدید برگرفته از اخبار CNET منتشر شد. • اولین تراشه‌های کنترل کننده یواس‌بی۳ در ماه می‌۲۰۰۹ نمونه گرفته شده و محصولات با استفاده از خصوصیات ۳٫۰یواس‌بی جهت رسیدن به نسخه ۲۰۰۹ یا ۲۰۱۰ مورد انتظار قرار گرفتند. سیگنالها ی یواس‌بی به یک کابل اطلاعاتی تاب خورده با مقاومت ظاهری ۹۰Ώ±۱۵٪ و برچسب‌های +D و –D منتقل می‌شوند. این دو برچسب در مجموع از سیگنال متفاوت پروتکل کابل یکسو در مقابله با اثرات نویز الکترو مغناطیسی در خطوط طویل تر استفاده می‌کند. سیگنال‌های انتقال یافته ۰٫۰- ۰٫۳ V.H برای ولتاژهای پایین و ۳٫۶ – ۲٫۸ در ولتاژ بالا حداکثر سرعت (FS) و حالت‌های کم سرعت (LS) و MV۱۰ – ۱۰ – برای سرعت پایین و MV ۴۴۰ – ۳۶۰ برای بالا در حالت سرعت بالا (HS) می‌باشند. در حالت FS سیمهای کابل خاتمه نمی‌یابند ولی حالت HS پایان ۴۵Ώ را در زمین یا Ώ۹۰ تفاوت در منطبق کردن داده‌های مقاومت ظاهری دارد. اتصال یواس‌بی همیشه میان یک هاست یا هاب در انتهای اتصال کننده A و دستگاه یا پرت خروجی هاب در انتهای دیگر می‌باشد. هاست شامل مقاومت ۱۵KΏ در هر خط اطلاعاتی می‌شود. زمانی که هیچ دستگاهی متصل نباشد، هر دو خط اطلاعاتی پایین را بیرون آورده که از این پس وضعیت تک پایان یافته صفر (SE۰ در سند سازی یواس‌بی) نامیده می‌شد و اتصال ری ست شده یا منفصل شده را تعیین می‌کند. یواس‌بی یکی از خطوط اطلاعاتی مقاومت بالای Ώ۱۰۵K را دریافت می‌کند. این یکی از مقاومت‌های دریافت شده را در میزبان دارای قدرت کرده و خطوط اطلاعاتی را در یک وضعیت بیکاری رها می‌کند که Jنامیده می‌شود. انتخاب خطوط اطلاعاتی ساپورت سرعت دستگاه دستگاه ههای حداکثر سرعت D+high و در عین حال دستگاه‌های کم سرعت d – high را مشخص می‌کند. داده‌های یواس‌بی از طریق تبدیل کردن خطوط اطلاعاتی میان وضعیت J وحالت مخالف آن K منتقل می‌شود. یواس‌بی با استفاده از قرارداد NRZI داده‌ها را کدبندی می‌کند. یک بیت صفر با تبدیل خطوط اطلاعاتی از J به K یا بالعکس منتقل می‌گردد در حالی که یک بیت با ترک خطوط اطلاعاتی منتقل می‌شود. برای اطمینان از ظرفیت حداقل انتقالات سیگنالی، یواس‌بی از استاف نمودن (پرکردن) بیت استفاده می‌کند، یک بیت صفر دیگر در جریان داده‌های بعد از پدیدار شدن شش یک بیتی متوالی قرار می‌گیرد. هفت یک بیتی متوالی همیشه یک خطا می‌باشد. چارچوب یواس‌بی با ترتیب هماهنگ ۸بیت۰۰۰۰۰۰۰۱ شروع می‌شود. پس از وضعیت بیکاری اولیه J، خطوط اطلاعاتی تبدیل به k j k j k j k k می‌شوند. آخرین یک بیتی (در وضعیت k تکرار می‌شود) پایان الگوی سینک و شروع چارچوب یواس‌بی را علامت گذاری می‌کند. پایان چارچوب‌های یواس‌بی. EOP که (انتهای بسته کوچک) نامیده می‌شوند از طریق فرستنده‌ای که با دو فرمان بیت در ایو SEO (که هر دو پایین تر از حداکثر هستند +D و –D) و یک فرمان تایم یک بیتی در وضعیت J مشخص می‌شود. سپس، فرستنده خواندن خطوط –D /+D را متوقف کرده و مقاومت‌های از پیش عنوان شده آن را در وضعیت (بیکاری) J نگه می‌دارد. یک دریافت کننده می‌تواند زمان اضافه‌ای در رمز گشایی حالت SEO بگیرد و اولین فرمان تایم را به عنوان تکرار آخرین بیت اطلاعاتی خواهد دید. چارچوب‌های یواس‌بی همیشه یک ۸ بیتی چند تایی هستند، این بیت می‌تواند کشف شده ویا نادیده گرفته شود. یک یواس‌بی از سیگنال SEO (۱۰ تا ۲۰ هزارم ثانیه) امتداد یافته استفاده می‌کند. دستگاه‌های یواس‌بی۲٫۰ از یک پروتکل خاص در طی ری ست شدن استفاده می‌کنند که چهچهه (CHIRPING) نامیده می‌شوند. این دستگاه‌ها وضعیت سرعت بالا با هاست / هاب را منتقل می‌کنند. یک دستگاه که قابلیت HS دارد در ابتدا به عنوان یک FS (D+ Pulled high) اتصال می‌یابد ولی به محض دریافت یک ری ست یواس‌بی خط –D را ترسیم می‌کند. اگر میزبان / هاب نیز مستعد HS باشد، این دستگاه چهچه می‌کند (وضعیت‌های k و j را به صورت متناوب به خطوط +d و – d بر می‌گرداند) در حالیکه به دستگاه امکان این را می‌دهد که بداند که هاب در سرعت بالا عمل خواهد کرد. فلورانس ساعتی ۴۸۰٫۰۰ Mbit/s ±۵۰۰ppm ۱۲٫۰۰۰ mbit/s±۲۵۰۰pm. ۱. ۵۰ mbit/s ±۱۵۰۰۰ ppm با این وجود دستگاه‌های سرعت بالا به طور معمول به عنوان یواس‌بی۲٫۰ اشاره می‌شوند و تا بیشتراز ۴۸۰MBITS/S اعلام می‌شود و همه دستگاه‌های یواس‌بی ۲٫۰ سرعت بالا اعلام نمی‌شود.یواس‌بی – IF دستگاه‌ها را تصدیق کرده و مجوزهایی برای استفاده از لوگوهای بازاریابی خاص برای سرعت پایه (پایین یا حداکثر) یا سرعت بالا بعد از پاس کردن یک ست هماهنگ فراهم می‌نماید. تمامی دستگاه‌ها مطابق با آخرین ویژگی‌ها تست می‌شوند، در نهایت دستگاه‌های سرعت پایین منطبق با جدیدترین نسخه‌ها نیز دستگاهای ۲٫۰ می‌باشند. توان بازدهای فعلی با دستگاه‌های واقعی در حدود دو سوم تئوری ماکزیمم نرخ انتقال داده‌ها از ۵۳٫۲۴۸ MB/S می‌باشند. دستگاههای یواس‌بی نمونه سرعت بالا در سرعتهای پایین عمل می‌کنند، اغلب در حدود ۳MB/s بعضی اوقات تا بالای ۱۰ تا ۲۰ MB/S عمل می‌کنند.

پاکتهای نشانه

پاکت‌های نشانه شامل یک بایت PID می‌باشد که از ۱۱ بیت آدرس و۵ بیت CRC تبعیت می‌کنند. نشانه تنها از طریق میزبان و نه از طریق دستگاه ارسال می‌شوند. نشانه‌های IN و OUT شامل یک تعداد دستگاه ۷ بیتی و تعدادعملکرد ۴ بیتی (برای دستگا ههای چند کاره) می‌شوند و به دستگاه برای انتقال پاکت‌های DATA x دستور داده یا پاکت هایDATAx. زیر را به ترتیب دریافت می‌کند. در نشانه‌های IN پاسخی از دستگاه انتظار می‌رود. این پاسخ می‌تواند یک NAK یا STALL یا DATAx باشد. در حالت آخر، میزبان یک دست دهیACK را اگر مناسب شد صادر می‌کند. نشانه out فوراً از طریق چارچوب پیگیری می‌شود. این دستگاه با NAK , ACF یا STALL پاسخ می‌دهد. SETUP بسیار شبیه به نشانه OUT عمل می‌کند ولی برای راه اندازی اولیه دستگاه به کار می‌رود. در هر یک هزارم ثانیه، میزبان نشانه SOF خاص را که شامل یک تعداد چارچوب افزایشی ۱۱ بیتی به جای آدرس می‌شود انتقال می‌دهد. این نشانه برای هم زمان کردن جریان داده‌های کانال منظم استفاده می‌شود. یواس‌بی ۲٫۰ پر سرعت شامل نشانه‌های ۷ نسخه‌ای اضافه‌ای در هر چارچوب می‌شوند که هر کدام یک میکروفرم ۱۲۵ μS را معرفی می‌کند. به یواس‌بی ۲٫۰ یک نشانه PING اضافه شده که چنانچه آماده دریافت یک جفت پاکت OUT / DATA باشد، دستگاه را مطالبه می‌کند. این دستگاه با NAK , ACK یا STAK در صورت لازم پاسخ می‌دهد. چنانچه دستگاه بشناسند که تنها با NAK پاسخ داده خواهد شد باعث جلوگیری از نیاز به ارسال DATA می‌شود. به یواس‌بی ۲٫۰ نیز نشانه بزرگتر SPIT را با یک تعداد هاب ۷ بیتی، ۱۲ بیت از فلگ‌های کنترلی و۵بیت CRC اضافه شده‌است. این یواس‌بی برای انجام تغییرات دو بخشی استفاده می‌شود. به جای بستن مسیر یواس‌بی سرعت بالا در ارسال اطلاعات به دستگاه یواس‌بی کند تر، نزدیک‌ترین هاب مستعد سرعت بالا نشانه SPLIT متعاقب را از طریق یک یا دو پاکت یواس‌بی در سرعت بالا دریافت می‌کند، انتقال اطلاعات را حداکثر سرعت یا پایین‌ترین سرعت انجام می‌دهد. جزئیات آن پیچیده می‌باشد به ویژگی‌های یواس‌بی بنگرید.

پاکت PRE

دستگاهای سرعت پایین با میزان خاصی از PID، PRE ساپورت می‌شوند. این شروع پاکت سرعت پایین را نشان می‌دهدکه از طریق هابهایی که معمولاً پاکتهای حداکثر سرعت را به دستگاههای سرعت پایین نمی‌فرستند استفاده می‌شود. ازآنجا که تمامی بایتهای PID شامل ۴ بیت صفر می‌شوند، مسیر را در حالت حداکثر سرعتی K ترک می‌کنند که درست همانند حالت کم سرعت J می‌باشد واز طریق یک توقف کوتاه درطی زمانیکه هابها خروجی‌های کم سرعتشان راقادر می‌سازند دنبال می‌شود. در حالیکه در حالت Jمانده سپس یک پاکت کم سرعت با شروع یک سینک ترتیبی و بایت PIDو پایان گرفتن دوره کوتاه SEOدنبال می‌شود. دستگاهای سرعت بالا به جز هابها می‌توانند به سادگی پاکت PRE و محتویات کم سرعت آن را تا زمانی که آخرین SEO به پاکت جدید می‌پردازد نادیده گیرند.

تحلیل گرهای پروتکل یواس‌بی

در نتیجه پیچیدگی‌های پروتکل یواس‌بی، تحلیل گرهای پروتکل یواس‌بی، ابزار گرانبهایی برای توسعه دهندگان یواس‌بی هستند. تحلیل گرهای یواس‌بی قادر به ضبط داده‌ها در یواس‌بی و اطلاعات از حالت‌های گذرگاه سطح پایین به پاکتهای داده‌های سطح بالا بوده و اطلاعات سطح کلاسی را نمایش می‌دهند.

Interfaceرابط Receplacle: نهنخ Plug : دو شاخه Cables: کابلها

Ns: غیر استانداد، به منظورهای خاص و نه در هدایت یواس‌بی – IF وجود دارند.به علاوه اسمبل‌های کابل نیز کابلی با Micro – A و نهنج Standard – A مطابق با خصوصیات یواس‌بی می‌باشند. دیگر ترکیبات اتصال دهنده‌ها سازگار نبوده هر چند، بعضی دستگاه‌ها و کابل‌های قدیمی تر با متصل کننده Mini – A از طریق یواس‌بی-IF تأیید می‌شود، اتصال دهنده Mini –A رد شده و هیچ تأییدیه جدی برای اسمبل‌ها به منظور استفاده از اتصال دهنده Mini – A مجاز نخواهد بود.

تعریف کارت صدا‏

کارت صدا یکی از عناصر سخت‌افزاری رایانه‌است که باعث پخش و ضبط صدا می‌گردد. قبل از گسترش ‏کارتهای صدا، صدا در رایانه توسط بلند گوهای داخلی ایجاد می‌شد. این بلند گوها توان خود را از برد اصلی ‏می گرفتند. استفاده از کارت صدا از اواخر سال ۱۹۸۰ شروع شد. کنند. کارت صوتی همانند کارت گرافیکی بر روی ‏برد اصلی نصب می‌شود و در پشت آن چند فیش برای میکروفن و بلند گو قرار دارد. وظیفه کارت صدا آماده ‏سازی سیگنالها جهت پخش و دریافت سیگنالهای ورودی از میکروفن و آماده کردن آنها برای ذخیره در ‏رایانه‌است. کارت صدا، کارت صوتی نیز نامیده می‌شود و در بسیاری موارد می‌تواند اصواتی با کیفیت ‏بسیار عالی تولید کند. ‏ صوت، یک سیگنال آنالوگ است که به صورت موج پیوسته انتشار می‌یابد. رایانه همواره در حال پردازش ‏سیگنالهای آنالوگ است، زیرا این سیگنالها دائماً در حال تغییرند. در واقع لازم است که سیگنالهای ‏آنالوگ به بیتهای رقمی (دیجیتال) تبدیل شوند. ‏ صوت، یک سیگنال آنالوگ است که به صورت موج پیوسته انتشار می‌یابد. رایانه همواره در حال پردازش ‏سیگنالهای آنالوگ است، زیرا این سیگنالها دائماً در حال تغییرند. در واقع لازم است که سیگنالهای ‏آنالوگ به بیتهای رقمی (دیجیتال) تبدیل شوند. ‏ سیگنالهای دیجیتالی تولید شده مجدداً باید به سیگنالهای آنالوگ تبدیل شوند تا بتوانند به وسیله بلند گو پخش ‏شوند. ‏

شبیه سازی صوتی

صداهای دیجیتال به فضای زیادی بر روی دیسک نیاز دارد. بنابراین به جای ذخیره صدا آن را ایجاد می‌کند. ‏این عملیات شبیه سازی صوتی نام دارد و به روشهای زیر صورت می‌گیرد:

این روش به صورت کاملاً مصنوعی صدا را ایجاد می‌کند و برای ساخت آن از ‏دو موج سینوسی استفاده می‌کند. ‏

این روش کم هزینه و واقعی تر است. در این حالت از تمامی وسایل ‏موسیقی نمونه گیری شده‌است و صدای دیجیتالی تولید شده در یک جدول موج ذخیره شده‌است. در صورتی ‏که یک برنامه به صدایی احتیاج داشته باشد این جدول موج چه در کارت صدا و چه در دیسک، صدای واقعی ‏را به برنامه می‌دهد. فایلهای صوتی با پسوند ‏Wav‏ در ویندوز صداهای واقعی هستند که از جدول موج ‏استفاده می‌کنند. بنابراین آهنگسازان حرفه‌ای ترجیح می‌دهند این گونه کارتهای صدا را استفاده نمایند. این صداها در ‏تراشه‌های رام کارت صوتی ذخیره می‌شوند و در نتیجه بسیاری از تولید کنندگان بزرگ بودن حافظه جدول ‏صوتی را دلیل مرغوب بودن کارت صدا می‌دادند.

‏ این روش برخلاف روش قبلی صدای تولید شده را ضبط نمی‌کند، ‏بلکه اطلاعات صدا مانند کوک، دوام، بلندی و سایر موارد را ضبط می‌کند. این اطلاعات در یک قالب ‏استاندارد در فایل ذخیره می‌شود و یا به یک وسیله موسیقی جهت اجرا ارسال می‌شود. بنابراین یک فایل ‏MIDI‏ مجموعه‌ای از دستور العملها در مورد چگونگی اجرای نت هاست. ‏ فایلهای ‏MIDI‏ جهت برقراری ویدئو کنفرانسها و پخش فیلم در اینترنت به کار می‌روند.

این روش نسبتاً جدید است و بسته به نوع ساز شبیه سازی شده‌است. با اینکه دارای ‏صدای خوبی است اما بار زیادی بر پردازنده اصلی وارد می‌سازد. ‏

انواع اتصال کارت صدا به رایانه

‏ ‏ ‏-‏Speaker(بلند گو) ‎‏

-‏CD-Playe و میکروفن ضبط صوت (یک منبع ورودی آنالوگ) ‎‏

‏-(یک منبع ورودی دیجیتال) ‏CD-ROM‏ ‏‎-‎‏

‏- یک منبع آنالوگ خروجی نظیر ضبط صوت

‏- یک منبع دیجیتال خروجی

عملیات کارت صدا ‏

‏- ضبط صدا با حالات متفاوت

‏- پخش موزیکهای از قبل ضبط شده مانند: ‏MP۳‎، ‏Wav‏ و یا ‏DVD‏

‏- ترکیب نمودن صداها

‏- پردازش صوتهای موجود‎

پردازنده کارت صوتی ‏

‏ در کارت صداهای جدید تراشه مخصوصی به نام ‏DSP‏ اضافه شده‌است. که مخفف ‏Digital Signal ‎Processor‏ است. این تراشه رایانه را از انجام پردازش سیگنالهای صدا، پارازیت گیری، فشرده سازی ‏داده‌ها و موارد دیگر معاف می‌دارد.

کارت صوتی دوطرفه هم‌زمان

در این نوع کارت صدا داده‌ها می‌توانند در دو مسیر هم‌زمان جریان داشته باشند. روی کارت صداهای ‏دوطرفه عبارت ‏Full duplex‏ نوشته می‌شود. بیشتر کارت صداهای جدید دارای این قابلیت هستند. با ‏این کارتها برای مکالمه تلفنی بهتر از طریق رایانه استفاده می‌شود. ‏

استریو فونیک یا مونو فونیک ‏

‏ کارتهای مونوفونیک صدا را از یک منبع پخش می‌کنند که به آن مونو یا یک کاناله می‌گویند. در صورتی که ‏کارتهای استریوفونیک به طور هم‌زمان و از دو منبع مختلف پخش می‌شود. بعضی از برنامه‌های کاربردی صدای استریو را پشتیبانی نمی‌کنند. کارتهای استریو گران قیمت تر از ‏مونو است. بیشتر کارتهای صوتی دارای یک ورودی استریو یا دو ورودی مونو هستند. در بیشتر کارتهای صوتی حداقل ۱۶ بیت لازم است، اما برخی دیگر از ۲۴بیت و بیشتر استفاده ‏می کنند. ‏

نکاتی راجع به خرید کارت صدا ‏

به دلیل این که مادربردهای جدید دارای کارت صدا به صورت سرخود هستند، بنابر این دیگر نیازی نیست ‏که کارت صدا را به صورت جداگانه خریداری نمود. جز در مواردی که برای کارهای حرفه‌ای از کارت ‏صدا استفاده می‌شود. دو نوع استاندارد اختصاصی برای کارتهای صدا وجود دارد. (استاندارد ‏AdLib‏ و ‏Sound Blaster‏) ‏اغلب کارتهای صوتی با ‏Sound‏ ‏Blaster‏ سازگاری دارند. با توجه به این که کارت صوتی نباید با این ‏استاندارد به راه انداز خاصی نیاز داشته باشد. به غیر از استانداردهای ذکر شده، استانداردهای دیگری هم وجود دارند. اکثر برنامه‌های کاربردی صوتی ‏برای محصولاتی نوشته می‌شوند که عمومیت دارند. برای همین بیشتر سازندگان، کارتهای صوتی خود را ‏تحت این دو استاندارد می‌سازند.

بیشتر بازیهای تحت داس ازکارتهای صوتی با استانداردهای ساوند بلاستر، ساوند بلاستر ۱۶ و ‏ساوند بلاستر پرو استفاده می‌کنند. در حال حاضر بیشتر سی دی رامها دارای فیش ورودی هدفون یا بلند گو هستند. بدین ترتیب می‌توان از ‏صداهای آنها استفاده کرد. اما در صورتی که صدای بهتری می‌خواهید می‌توانید ازکارت صدا استفاده نمایید.‏

یا عبارتست از دو صفحهٔ موازی فلزی که در میان آن لایه‌ای از هوا یا عایق قرار دارد. خازن‌ها انرژی الکتریکی را نگهداری می‌کنند و به همراه مقاومت‌ها، در مدارات تایمینگ استفاده می‌شوند. همچنین از خازن‌ها برای صاف کردن سطح تغییرات ولتاژ مستقیم استفاده می‌شود. از خازن‌ها در مدارات به‌عنوان فیلتر هم استفاده می‌شود. زیرا خازن‌ها به راحتی سیگنالهای غیر مستقیم AC را عبور می‌دهند ولی مانع عبور سیگنالهای مستقیم DC می‌شوند .

این خازنها دارای ظرفیت معینی هستند که در وضعیت معمولی تغییر پیدا نمی‌کنند. خازنهای ثابت را بر اساس نوع ماده دی الکتریک به کار رفته در آنها تقسیم بندی و نام گذاری می‌کنند و از آنها در مصارف مختلف استفاده می‌شود. از جمله این خازنها می‌توان انواع سرامیکی ، میکا ، ورقه‌ای ( کاغذی و پلاستیکی ) ،الکترولیتی ، روغنی ، گازی و نوع خاص فیلم (Film) را نام برد. اگر ماده دی الکتریک طی یک فعالیت شیمیایی تشکیل شده باشد آن را خازن الکترولیتی و در غیر این صورت آن را خازن خشک گویند. خازنهای روغنی و گازی در صنعت برق بیشتر در مدارهای الکتریکی برای راه اندازی و یا اصلاح ضریب قدرت به کار می‌روند. بقیه خازنهای ثابت دارای ویژگیهای خاصی هستند.

به طور کلی با تغییر سه عامل می‌توان ظرفیت خازن را تغیییر داد: "فاصله صفحات" ، "سطح صفحات" و "نوع دی الکتریک". اساس کار خازن متغیر بر مبنای تغییر سطح مشترک صفحات خازن یا تغییر ضخامت دی الکتریک است، ظرفیت یک خازن نسبت مستقیم با سطح مشترک دو صفحه خازن دارد. خازنهای متغیر عموما ازنوع عایق هوا یا پلاستیک هستند. نوعی که به وسیله دسته متحرک (محور) عمل تغییر ظرفیت انجام می‌شود "واریابل" نامند و در نوع دیگر این عمل به وسیله پیچ گوشتی صورت می‌گیرد که به آن "تریمر" گویند. محدوده ظرفیت خازنهای واریابل 10 تا 400 پیکو فاراد و در خازنهای تریمر از 5 تا 30 پیکو فاراد است. از این خازنها در گیرنده‌های رادیویی برای تنظیم فرکانس ایستگاه رادیویی استفاده می‌شود.