Osembity – málo známa časť cesty k USB

Osembity – OBSAH

1. Paralelné verzus sériové
2. Zreťazenie viedlo k úspore
3. V prípade USB zvíťazila jednoduchosť

Paralelné verzus sériové

Vec sa má totiž tak, že každý jeden bit paralelného pripojenia stojí prinajmenšom jeden vodič, niekedy aj dva (ak sú zapojené balansovane alebo majú každý vlastné tienenie). Výsledkom sú masívne, ťažké, drahé a zle ohybné káble, s ktorými sa ťažko manipuluje. Paralelné pripojenie sa od začiatku mikropočítačových technológií nasadzovalo tam, kde bola potrebná rýchlosť prenášania dát (tlačiarne, skenery, floppy mechaniky…), zatiaľ čo sériové bolo vyhradené pre nenáročné zariadenia a pre lacné počítače.

Ten, kto sa vyzná v histórii počítačových technológií, určite namietne - ale tak to predsa nie je! Jednoduché joysticky na hranie sa cez rozhranie Kempston zapájali paralelne, naopak osembity Atari aj Commodore používali na pripojenie floppy mechaník aj ďalších zariadení sériový port. Áno, a boli na to dobré dôvody – sériový prenos dát vyžaduje určitú inteligenciu – serializáciu dát, uloženie do buffra, časovú synchronizáciu a podobne. To znamená, že pripájané zariadenie musí mať nejaký kontrolér, ktorý komunikáciu riadi – a o to zložitejšie, keď ide o časovo kritickú komunikáciu. Preto sa tvorcovia starobylých joystickov rozhodli pre najjednoduchšie možné riešenie – joystick je doslova iba pár drôtov so spínačmi. Tak je joystick lacný, po zničení sa dá kúpiť ďalší lacný - a všetko ostatné zaisťuje riadiaca jednotka v počítači.

V tomto prípade bolo paralelné zapojenie naozaj výhodnejšie a výrobne jednoduchšie. Zaujímavejší je ale prípad s osembitovými sériovými portami. Commodore aj Atari sa ich rozhodli použiť na pripojenie náročnejších zariadení, aj keď ide o pomalé riešenie – a veru disketové mechaniky Commodore patrili medzi najdrahšie, a pritom najpomalšie, ktoré sa dali pre osembity kúpiť. Mali ale jednu veľmi podstatnú výhodu - dovoľovali reťaziť pripojené zariadenia.

Zreťazenie viedlo k úspore

Najjednoduchšie a najobľúbenejšie sériové porty, ako je stále používaný RS-232, slúžia na prepojenie dvoch zariadení, a nič viac. Rozhranie Commodore Serial Bus IEEE-448 (1984) dovoľovalo zreťaziť až 31 zariadení za sebou – a to celé sa pripojilo do jediného portu v počítači. Aj tu išlo hlavne o úspory - vyrábať domáci počítač s tridsiatimi portami by bolo nákladné a zbytočné, ale konštrukcia rozhrania dovoľovala zreťazenie do jediného portu, a teda využitie tejto schopnosti pre používateľov, ktorí na to mali, a tak to používať chceli. Celý prepojovací kábel mal navyše iba šesť pinov a uzemnenie, takže stačilo sedem vodičov na zapojenie celého kábla.

Veľmi podobne bolo navrhnuté aj riešenie Atari SIO, ktoré malo 13 pinov a dovoľovalo teoreticky zreťaziť až 256 zariadení, pričom praktický limit bol osem súčasne zapojených zariadení. Aj tu išlo o snahu ušetriť výrobné náklady ako na radičoch, tak aj na kábloch.

Opäť sme tu mali rýchlosť limitovanú na 120 kilobitov za sekundu, ale celý systém bol funkčný a tak efektívny, že sa k nemu vracali aj návrhári USB. USB, podobne ako staré rozhrania Commodore a Atari, totiž malo za cieľ vytvoriť flexibilné, nenáročné, a hlavne lacné rozhranie na pripojenie rôznych periférií.

Zaujímavé je ale to, že USB nemá tú najvýznamnejšiu vlastnosť starých rozhraní - reťaziteľnosť, teda možnosť zapájať nové zariadenie na koniec reťazca. Pôvodné sériové periférie mali vstupný a výstupný port, ktoré sa prepájali identickými káblami – a keď ste chceli pridať ďalšie zariadenie, stačil nový kábel a zapojenie nového zariadenia z portu „in“ do portu „out“ posledného zariadenia v existujúcom reťazci.

V prípade USB zvíťazila jednoduchosť

USB káble boli v drvivej väčšine svojej existencie asymetrické, pretože tento systém zapojenia nedovoľujú. Používajú podstatne jednoduchší systém „host-klient“ a väčšie množstvo zariadení sa zapája pomocou rozbočovačov – hubov. Systém zreťazenia si zachovalo iné sériové rozhranie – FireWire – a možno to bola chyba, ktorá ho stála existenciu.

Prečo? Pretože riešenie, ktoré si vybrali tvorcovia USB, je totiž implementačne jednoduchšie. Áno, ako rozhranie pre osembity, tak aj ranné verzie USB boli motivované hlavne nízkou cenou – a aj keď sa nám táto konštrukčná filozofia dnes trochu vracia ako bumerang, bolo to pre svoju dobu lepšie rozhodnutie, ktoré dopomohlo rýchlemu rozšíreniu USB.