FAQ


 
Oft gestellte Fragen - hier die Antworten
FAQ steht für "frequently asked questions"

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USB - Universal Serial Bus
 

Wo erhalte ich den aktuellen USB-Treiber zu Mini- und VModulen?

Hier: http://www.ftdichip.com/FTDriver.htm

Wie installiere ich ein USB-Gerät?

USB ist so ausgelegt, dass das Betriebssystem automatisch alle Treiber installiert, sobald ein USB-Gerät angeschlossen wird. In sehr seltenen Fällen gibt es Geräte, die zusätzliche Treiber benötigen, die vor dem ersten Einstecken des USB-Gerätes installiert werden müssen.

Welchen USB-Standard unterstützen Ihre Adapter?

Alle unsere hergestellten VModule, Mini-Module und USB-Konverter-Adapter unterstützen den USB1.1 oder USB 2.0 Standard. USB 3.0 ist lt. WWW.USB.ORG abwärtskompatibel, sodass Sie unsere Module und Konverter demnach auch an USB 3.0 anschliessen und betreiben können.
Hierzu wurden div. VModule an USB 3.0 angeschlossen und ohne Probleme in Betriebgenommen. Eine Softwareanpassung ist nicht erforderlich.

Kann ich mehrere USB-Module an einen PC betreiben?

Ja. Im Prinzip kann man soviele serielle (virtuelle) Schnittstellen installieren wie es das Betriebssystem erlaubt. Je nach Treiber und Software kann man bis zu 128 COM-Einheiten unter Windows 98/ME betreiben. Unter Windows 2000 und XP liegt die Grenze bei 255. Das Limit unter Linux (ab Kernel 2.4.0) ist im Kernel vorgegeben. Es muß dort ggf. "von Hand" manuell abgeändert werden.

Besitzt jedes USB-Modul eine PID, VID und eine eindeutige Seriennummer?

Ja. Jedes USB-Mini-Modul (auch unsere eigenen Konverter-Module) verfügen über eine Vendor-ID, Produkt-ID und eine interne Seriennummer, so dass per Enum für jedes Modul ein neuer/weiterer COM-Port im Gerätemanager unter Windows (außer Windows 3.x und NT 4.0) angelegt wird. Als UART/Controller verwenden wir FT232AM von FTDI.

Ist es mit USB-Konvertern möglich, einen 100%igen COM-Anschluss zu simulieren?

Ja und nein. Alle USB-zu-RSxxx Konverter simulieren (bzw. emulieren) immer nur eine virtuelle COM-Schnittstelle über einen System-Treiber. D.h. das es teilweise zu Einschränkungen des Datenvolumens, oder zeitversetztes Verhalten an den Handshakeleitungen kommen kann. Bildlich gesprochen kann beispielsweise der Datenbuffer in mehrere Zeitscheiben zerstückelt werden, da Windows mit sogeneannten Tasks arbeitet. Einen Task-Prozess interessiert es nicht, ob der gesamte Inhalt eines Buffers übertragen wurde - oder nicht - und sendet den restlichen Datenstrom erst beim nächsten Prozess zum Endgerät. Alle Funktionen werden dabei über Windows-API-Befehle abgesetzt und durchlaufen mehrere Treiber im Hintergrund, sodass eine 100%ige und hardwarenahe 1-zu-1 Übertragung, so wie sie bei einer echten (physikalischen) RS232-Port-Karte stattfindet, nicht möglich ist.

Benötige ich für USB 2.0 einen schnellen Hub?

Ja. USB 2.0 Geräte mit High-Speed (480Mbit/s) benötigen auch einen schnellen USB 2.0 Hub. Wenn Sie USB 2.0 Geräte an einen USB 1.1 Hub anschliessen, können Sie folglich auch nur mit 12 Mbit/s übertragen. USB 2.0 Hubs ermöglichen jedoch den Mischbetrieb von langsamen (USB 1.1) und schnellen (USB 2.0) Geräten.

Wieviele Geräte werden vom USB-Treiber unterstützt?

Der für Windows mitgelieferte FTDI USB-Treiber (für virtuelle COM-Schnittstellen) unterstützt max. 16 Geräte gleichzeitig. Falls Sie beispielsweise COM1 und COM2 in Ihrem Rechner installiert haben, können insgesamt 16 USB-VModule oder Mini-Module von COM3...COM19 angelegt werden. Die Erkennung erfolgt automatisch (enum). Dabei spielt es keine Rolle, ob die USB-Geräte an einem externen USB-Hub oder direkt mit dem Rechner-USB-Port verbunden sind. Achten Sie darauf, dass genügend Strom (500mA) je Port zur Verfügung steht, denn manche USB-Hubs liefern nur 100mA, die folglich für ein High-Power Gerät ungeeignet sind.

Kann ich an meinem USB-Hub auch weitere Hubs anschließen?

Ja. Durch die Kaskadierung von Hubs können weitere USB-Hubs miteinander kombiniert werden, um die Anzahl der Ports zu erhöhen. Identifikation und Grundkonfiguration der Hubs werden vom Hostadapter im Rechner durchgeführt. Eventuell benötigen Sie hierzu die original Windows-CD.

Wieviel Strom kann über die USB-Schnittstelle entommen werden?

USB-self-powered-Geräte können direkt über das USB-Kabel mitversorgt werden. Üblicherweise kann je USB-Port ein max. Strom von 500mA entnommen werden. Das gilt jedoch nicht für alle Rechner: Notebooks oder andere, mobile Kleinrechner mit USB-Schnittstelle sind zum Teil nur für 100mA Laststrom geeignet. USB-Geräte sind daher nach High-Power- und Low-Power-Klassen eingeteilt. Wird ein High-Power-Gerät an einem 100mA Port betrieben, sollte ein entsprechender Warnhinweis vom Rechner ausgegeben werden.

Was ist Hot-Plugging?

Die USB-Spezifikation sieht bei Hot-Plugging vor, dass das Hinzufügen und Entfernen von USB Peripherie-Geräten im laufenden Betrieb möglich ist, ohne Windows neu starten zu müssen. Eine quasi permanent abtastende Treibererkennung im Hintergrund sorgt für das Einbinden bzw. Abmelden der USB-Einheit. Mit dem anschliessenden Zugriff auf das Device sollte aber immer noch etwas aus Sicherheitsgründen abgewartet werden, bis die Anmeldung komplett und korrekt durchgeführt wurde. Man erkennt diesen Vorgang oftmals an dem Maus-Cursor, der sich während der Geräteeinbindung in eine Sanduhr verwandelt. Erfolgt der Zugriff auf das USB-Gerät verfrüht, kann es zu einer blue-screen Meldung kommen, oder Windows zum Absturz führen. In seltenen Fällen müssen dann Anwendung und USB-Treiber neu installiert werden.

Kann man ein USB-Endgerät (Messgerät) mit zwei USB-TTY-Konverter über 500 Meter weit seriell tunneln?

Ja und nein. So fern das USB-Messgerät als Host mit einem Windows OS ausgerüstet ist, kann die Kommunikation über weitere Konverter mit anderen Schnittstellen getunnelt werden. In diesem speziellen Fall hätte man dann quasi eine transparente RS232/COM-Verbindung, die über TTY mit 20mA Schleifenstrom getunnelt wird. Es gibt jedoch kein Handshake-Signal, da die seriellen Daten bei TTY i.d.R. nur mit Xon/Xoff Protokoll übertragen werden. Ein USB-TTY Konverter stellt selbst immer nur ein USB-Endgerät dar - kann also damit nicht an ein anderes USB-Endgerät angeschlossen werden, da die Funktion erst über einen Host-Rechner mit USB-Treiber möglich wird. Oder anders formuliert: Wenn das Messgerät nur einen USB-Anschluss als Endgerät bereit stellt (Client), müssen Sie einen mini-PC als Host mit Windows OS zwischenschalten, welcher beide USB-Geräte verwaltet. Generell können Client-Geräte nicht mit Client-Geräten direkt kommunizieren, da dies in der USB-Spezifikation so nicht vorgesehen ist. Die weit verbreitete (aber fälschliche) Aussage, dass USB nun die "neue" serielle Schnittstelle sei, ist irreführend. 

Kann man den COM-Port bei virtuellen Schnittstellen einem bestimmten Port fest zuweisen?

Ja und nein. Alle unsere USB-Module können (jedoch nur mit FTDI-Controller) nach der automatischen Treiber-Installation (per enum) über den Windows-Gerätemanager (im Feld: Anschlusseinstellungen) einem anderen (freien) COM-Port fest zugeordnet werden, sodass diese Schnittstelle auch nach einem Neustart wieder an gleicher "Stelle" zur Verfügung steht. Andere low-cost USB-Adapter (ohne FTDI-Controller) können je nach Fabrikat und Treiberprogrammierung stark abweichen, sodass bei diesen Produkten leider keine COM-Einstellung fest zugeordnet werden kann. Möchte man bei diesen Konvertern dennoch eine "feste" COM-Schnittstelle zuweisen, muss die Zuweisung nach jedem Rechnerstart im Windows-Gerätemanager von Hand erneut vorgenommen werden.

Mein PC hat keine serielle COM-Schnittstelle mehr. Kann ich meine Siemens-Geräte auch über einen USB-Konverter bedienen?

Im Prinzip ja, jedoch nur wenn es sich um eine echte 32-bit Windows-Anwendung Ihrer Kommunikationssoftware handelt. DOS-Anwendungen erhalten keinen direkten Zugriff auf den COM-Port, da alle USB-COM-Ports über virtuelle Windows-Treiber eingebunden werden. Entsprechende Konverter funktionieren in der Regel mit Programmen die unter Windows 9x/ME/2000/XP/7/8... ablaufen, so auch DIGSI V3 und DIGSI 4. Da der USB-Port generell nicht von DOS unterstützt wird, können V1/2-Schutzgeräte nicht unter DOS mit DIGSI V2.8x und auch nicht im DOS-Fenster von DIGSI V3 / DIGSI 4 bedient werden. Die "guten" Schutzmechanissmen von Windows verhindern diesen Zugriff mit Erfolg.

Ich habe ein Update mit dem FTDI-Treiber durchgeführt und habe nun ein seltsames Verhalten am PC bemerkt. Was ist falsch?

Wahrscheinlich haben Sie den neuen Treiber einfach über den alten, bereits installierten Treiber, nur drüberinstalliert. Bevor man einen neuen USB-Treiber installiert, muss laut Hersteller der vorherige Treiber mit dem beigefügten "FTDIUNIN.EXE" komplett aus der Registry entfernt werden. Danach müssen alle USB-Komponenten, die den FTDI-Treiber benötigen, wieder neu an das System angemeldet werden. Bei der ersten Grundinstallation werden zwei FTDI-Treiber installiert: Der eine Treiber stellt den virtuellen COM-Port zur Verfügung, der im Gerätemanager bei den Anschlüssen als Neuzugang zu finden ist. Der andere sorgt dafür, dass die USB-Seite der FT232AM als USB-Gerät im Unterordner " Universeller serielle Bus Controller" erscheint. Ihre Hardware-Voraussetzungen (z.Beispiel: USB = Enable im BIOS) müssen natürlich auch erfüllt sein, damit USB-Geräte richtig erkannt werden und einwandfrei funktionieren. Ein einfaches Entfernen bzw. Deaktivieren aus dem Gerätemanager oder das manuelle Löschen der alten Treiber-Dateien reicht nicht aus, um den Treiber vollständig zu entfernen. Weitere Informationen und Updates können Sie beim Hersteller direkt herunterladen: http://www.ftdichip.com

Was muss ich beachten, wenn ich ein USB-Gerät anschließen möchte?

Bevor Sie ein USB-Gerät an den Rechner anschließen, sollte sichergestellt sein, dass Sie ein USB-taugliches Windows-Betriebssystem installiert haben, dass im Rechner-BIOS die USB-Option auf "Enable" bzw. "YES" steht, und (sehr wichtig) das alle notwendigen USB-Mainboard-Treiber ordnungsgemäß vorinstalliert sind. Wird im Windows-Gerätemanager dann ein "Universeller serieller Bus Controller" ohne Ausrufezeichen angezeigt, sollte die Erweiterung von USB-Geräten prinzipiell möglich sein. Wird anschließend ein neues Gerät an den USB-Port angeschlossen, warten Sie bitte ab, bis dessen Treiber auch wirklich vollständig installiert wurde, bevor Sie ein weiteres Gerät anschließen. Wenn Sie zum ersten Mal ein neues Gerät anschließen, erkennt i.d.R. der Rechner bzw. das Betriebssystem das neue Device und installiert den entsprechenden Treiber dazu. Hierzu ist es jedoch notwendig, den Treiber-Pfad auf der CD bei der Assistenten-Suche manuell vorzugeben.

Bitte installieren Sie USB-Geräte nur einzeln und nacheinander. Würde man zwei neue Geräte gleichzeitig anschließen (z.bsp. über einen externen Hub...), kann diese Vorgehensweise eventuell Probleme oder einen blue-screen verursachen, da USB für diese Art der Installation nicht vorgesehen ist. Eine gleichzeitige Installation von zwei oder mehr Treibern ist unzulässig. Sollten USB-Geräte an einem Hub nicht ordnungsgemäß funktionieren, ist der Betrieb an dem USB-eigenen Port des Rechners mit 500mA-Output empfehlenswert. Je nach verwendetem Erweiterungs-Hub können Kommunikationsprobleme mit USB-Geräten nicht völlig ausgeschlossen werden. Insbesonders ist das Vermischen von USB1.1 und USB2.0 Geräten sowie unterschiedlichen USB-Kabeln und Hubs nicht empfehlenswert und muss für jeden Einzelfall auf Funktion hin überprüft werden.

Die Treiber-Installation unter Windows 2000/XP bemängelt das ein Fehler in der digitalen Signatur vorliegt. Was ist falsch?

Nichts ist falsch. Manche Windows-Systeme verlangen das Vorliegen einer digitalen Signatur (Zertifikat-Datei), wenn Treiber installiert werden sollen. Diese Mitteilung wird häufig als eine Fehlermeldung mißverstanden. Tatsächlich ist es aber nur eine warnende Mitteilung, dass kein aktuelles Zertifikat zum Treiber vorliegt. Diese Treiber haben den "Test" desshalb nicht bestanden, weil sie von den Herstellern nicht bei Microsoft® zur kostenpflichtigen Prüfung vorgelegt wurden.

Es soll über den LPT-Parallelanschluss eines PCs auf einen USB-Drucker druckt werden.
Gibt es hierfür einen Konverter? Ist das überhaupt möglich?

Nein. Das ist physikalisch mit USB leider so nicht möglich, da USB u.a. über spezifische SYS-Treiber arbeitet und somit immer fester Bestandteil des jeweiligen Betriebssystems ist. Da ein Drucker diese Eigenschaft nicht besitzt, kann folglich USB nicht für den rückwärts-betriebenen Datentransfer eingebunden werden. Dies gilt auch für alle anderen USB-Konverter, die andere Schnittstellen "unterstützen" und entgegen ihrer vorbestimmten Richtung betrieben werden sollen. Die USB-Kommission hat es schlichtweg versäumt, diese Möglichkeit in Betracht zu ziehen!

Wird nach einem Systemwechsel die COM-Port-Nummer von virtuellen Schnittstellen beibehalten?

Nein. Da sich die Port-Zuweisung innerhalb des Betriebssystems befindet (quasi temporär), sind diese Einstellungen bei einem Systemwechsel generell neu vorzunehmen, da ein Konverter bzw. UART keine (Betriebssystem)-Einstellungen speichern kann.

Kann ich einen USB-Konverter auch umgekehrt betreiben (von RS232 nach USB), um beispielsweise einen USB-Drucker an einer RS232-Schnittstelle zu betreiben?

Leider nein. RS232 zu USB funktioniert leider nicht als "stand-allone-Lösung", da jede USB-Einrichtung immer ein USB-fähiges Betriebssystem benötigt, indem es einen virtuellen COM-Treiber installiert, um beispiesweise über Windows-API-Befehle zu kommunizieren. USB ist somit immer an Hardware UND Software gebunden, und kann daher nicht umgekehrt (bzw. ohne Treiber/Software) quasi als "Black-Box"-Konverter ohne Host bzw. von Endeinrichtung zu Endeinrichtung betrieben werden.

Kann ich eine Endeinrichtung (bsp. Telefon oder Waage) mit einer USB-Schnittstelle so verwenden, dass man einen USB-Konverter zur Normenwandlung einsetzen kann?

Nein. Jeder USB-Bus setzt zunächst einen Host (Rechner) mit USB-fähigem Betriebssystem voraus, an dem entsprechende Devices (Teilnehmer bzw. Endeinrichtungen) quasi als Slave angeschlossen und betrieben wird. Der Rechner steuert die komplette USB-Kommunikation in der Form, dass angeschlossene Devices automatisch erkannt werden und bei richtiger Treiberinstallation mit dem Betriebssystem des Systems intern verbunden werden. Diese neue Kommunikationsart ist somit grundsätzlich nicht mit reinen Hardwarelösungen wie RS232-Schnittstellen vergleichbar, was in der Praxis ein großes Manko darstellt. Bei der Inbetriebnahme werden die Devices i.d.R. aus der Spannungsversorgung des PCs über das USB-Kabel gleich mitversorgt, da es eine Vielzahl von Endeinrichtungen ohne eigene Spannungsversorgung gibt. Würde man also eine USB-Endeinrichtung mit einer RS232-Schnittstelle einfach nur so verbinden, wäre diese strom- und funktionslos. Zudem würde auch keine Kommunikation stattfinden können, da die USB-Endeinrichtung einen Host voraussetzt, dessen USB-fähiges Betriebssystem die Steuerung der Schnittstelle übernimmt und entsprechende Events verwaltet. Diese Voraussetzung ist bei USB-Einrichungen ohne Host leider nicht gegeben. Weiterhin kann ein Down-Stream nicht als Up-Stream verwendet werden, da die physikalischen Eigenschaften diese richtungsgebundene Kommunikationsart so nicht vorsieht. Weitere Informationen entnehmen Sie bitte der umfangreichen USB-Spezifikation.

Welche Windows-Betriebssysteme unterstützen USB?

  • Windows 95 B OSR, mit Service Release 2.1
  • Windows 95 C OSR, mit Service Release 2.5
  • Windows 98
  • Windows 98SE
  • Windows ME
  • Windows 2000, 2003, 2008
  • Windows XP
  • Windows Vista
  • Windows 7
  • Windows 8


Wissen Sie ob der RS232- bzw. TTY-Umsetzer mit der SIEMENS® SIMATIC®-S5 Software läuft?

Nein. Meines Wissens nach, unterstützt die alte AWL-Software zur S5 keine virtuelle COM-Schnittstelle, da die Kommunikation zu den Konvertern ausschließlich über USB-Treiber erfolgt, die im Gerätemanager eine COM-Schnittstelle emulieren. Oftmals sind alte AWL-Programme nur unter DOS (nicht in einer DOS-Box unter Windows) lauffähig und greifen zudem direkt auf die UART-Register von 82x50-kompatiblen COM-Ports zu (echter Hardware-Zugriff auf unterster I/O-Ebene). Somit ist der Betrieb an einer S5 ein generelles Problem, dass sich mit USB-Konvertern kaum lösen lässt, da die Software eine reale COM-Schnittstelle mit I/O-Adressierungen erwartet.

Gibt es einen USB-Treiber fuer DOS?
Kann ich damit die COM-Ports oder auch andere Geräte betreiben?

Leider nein. DOS ist von Haus aus nicht USB-fähig, da USB in erster Linie eine Eigenschaft von Windows ´98/ME/2k/XP/7/8.... ist. Seit der Kernel- Version 2.2.x/2.4.x wurde USB nach und nach auch in Linux integriert. Auch der USB-Zugriff unter Starten von seriellen Anwendungen in einer DOS-Box ist nicht möglich, da die USB-Geräte mit Windows SYS-Treibern eingebunden werden, auf die eine DOS-Anwendung nicht zugreift. Normalerweise kann man davon ausgehen, dass USB nur von Windows 98SE/ME/2k/XP/7/8... unterstützt wird. In sehr wenigen Ausnahmefällen, bieten Hersteller aber auch spezielle DOS-Treiber oder Windows-NT Treiber zu ihren Geräten explizit an, die dann aber auch nur mit dieser, einen Hardware funktioniert. Einen generellen USB-Treiber für DOS gibt es nicht.

Ist es möglich, die virtuelle COM-Schnittstelle fest einzustellen,  so dass die gleiche Schnittstellenkonfiguration auch bei Anschluss des Adapters an einer anderen USB-Schnittstelle am Gerät beibehalten wird?

Nein. Bei den USB-Konvertern kann man die COM-Parameter im Windows-Gerätemanager nachträglich um/einstellen, sodass diese Einstellungen auch beim nächsten boooten fortbestehen (solange diese nicht verändert werden). Werden keine neuen Zuweisungen durchgeführt, werden die virtuellen Schnittstellen nacheinander-folgend automatisch mit Standard-Parametern vom USB-Treiber im System angelegt. Hierbei orientiert sich der Treiber an dem höchsten, vorhandenen COM-Port, um per enum weitere COM-Schnittstellen einzubinden. Möglicherweise können aber durch Umstecken am USB-Hub oder anderen USB-Ports am Rechner diese Einstellungen "verloren" gehen, da der Treiber i.d.R. dieses Device dann neu anlegt und somit mit der Grundkonfiguration belegt, die nicht Ihren speziellen Einstellungen bzw. Zuweisungen entspricht. Dieser Suchmechanismus ist Bestandteil von USB und fest im Betriebssystem verankert.

Direkt nach dem Anschließen eines Moduls an den USB-Port ist die Verbindung noch nicht vollkommen aktiviert. Während der Hardware-Erkennung werden Windows-Funktionen teilweise eingefroren. Ist das USB-Modul oder die Installation fehlerhaft?

Nein, hier liegt kein Fehler vor. Die Hardware-Erkennung kann teilweise bis zu 30 Sekunden dauern bis USB-Einheiten identifiziert sind und den entsprechenden Treibern zugewiesen wurden. Diese Verzögerung wirkt sich auch beim booten des Rechners aus, wenn entsprechende Module am USB-Port installiert sind.

Ich kann keine USB-Schnittstelle auf meinem Rechner ansprechen. Was ist falsch?

Bitte lesen Sie hierzu folgende Microsoft® - Artikel:
http://support.microsoft.com/default.aspx?scid=kb;EN-US;258773
http://support.microsoft.com/default.aspx?scid=kb;EN-US;192193
http://support.microsoft.com/default.aspx?scid=kb;EN-US;263218

Bei den isolierten USB-COM Industrie-Modulen wird darauf hingewiesen, dass alle COM-Signale unterstützt werden. Heißt das, dass Windows quasi einen echten COM Port sieht, an dem auch Programmiergeräte o.a. zeitkritische Anwendungen funktionieren?

Nein. Wenn sich Ihre Anwendung nicht über einen "normalen" USB-RS232 Konverter (wie beispielsweise für Notebooks) anbinden lässt, wird unsere Lösung wahrscheinlich auch nicht zum Erfolg führen. Der einzige Unterschied zu üblichen USB-Konvertern bzw. Kabeladapter ist die ±12-Volt-Pegeltreue unserer Module (nebst galv. FELV-Isolierung), da wir hierzu echte Schnittstellentreiber und DC/DC-Pegelwandler einsetzen. Die softwaretechnische Windows-Einbindung der Konvertermodule erfolgt dabei aber (wie bei allen üblichen USB-Konvertern) über USB-SYS-Treiber, die eine virtuelle COM-Schnittstelle nur emulieren. Anwendungen, die eine physikalische COM-Schnittstelle mit UART 16450 o.ä. Bausteinen vorraussetzen und "hart" auf diese I/O-Register und Adressen programmiert sind, können mit emulierten COM-Schnittstellen i.d.R. nicht kommunizieren.

Welche Übertragungsgeschwindigkeiten sind bei den Konvertern verwendbar?

Alle gängigen Baudraten ab 300 Baud. In der jeweiligen Produktbeschreibung finden Sie hierzu nähere Angaben. Manche Konterter unterstützen auch erst Baudraten ab 1200 Baud.

Warum arbeiten die Handshake-Leitungen bei USB-Konvertern zeitlich versetzt?

Soweit ich dieses unangenehme Phänomen beurteilen kann, entstehen unterschiedliche Zugriffzeiten unter USB aus dem Umstand heraus, dass Roh-Daten über USB-Treiber quasi umgelenkt werden und zusätzliche Frame-Zeiten eingehalten werden müssen. Da API-Befehle und Systemtreiber ebenfalls dem Windows-Task-Manager unterliegen, kommen die Daten nur "scheibchenweise" voran, die erst, wenn sie komplett übertragen wurden, am Hardware-Port des FTDI-UART zur Verfügung stehen = sprich mit Verzögerungen. So "sieht" die Windows-API nunmehr keine echte COM- Schnittstelle, sondern nur eine emulierende Übergabeschnittstelle vor sich, deren weiterer (zeitlicher) Ablauf systembedingt arbeitet. Da nunmal alle USB-Konverter über Treiber arbeiten, verhalten sich diese allesamt ähnlich. Werden anstatt USB1.1 USB2/3.0-Treiber bzw. Geräte verwendet, ist der hier zu erwartende Geschwindigkeitsvorteil leider nur marginal. Aus diesem Grund arbeiten beispielsweise serielle Programmiergeräte, welche zwangsweise eine zeitliche Synchronität beim Programmiervorgang voraussetzen, oftmals nur sehr unbefriedigend oder gar nicht.

Ist der USB UART-Chip FT232 oder FT245 störanfällig?

Das kommt ganz darauf an, was Sie damit machen wollen. Das IC wird bereits in vielen industriellen Anwendungen eingesetzt, die zum Teil stark störbelastet sind. Wir können daher nicht bestätigen, dass die ICs im Gegensatz zu anderen Contollern besonders störanfällig sind. In Einzelfällen können natürlich immer ungünstige, EMV-relevante Kombinationen auftreten und in denen Störungen vorkommen, wie bei allen elektronischen Schaltungen. Zum Einkreisen des Problems sollten Sie zunächst durch Abschirmung bzw. Messen der Spannungen prüfen, ob es eine eingestrahlte oder eine leitungsgebundene Störung ist, und ob die Störung tatsächlich am Interface oder evtl. im PC auftritt. Falls das Interface direkt gestört wird, wäre dann im zweiten Schritt im Detail zu analysieren, wie die Störung zum IC gelangt und welche Effekte dadurch ausgelöst werden. Hier kann bereits ein einfacher Klappferrit auf dem USB-Kabel schon Abhilfe schaffen und Störungen unterbinden. Sollte es sich um leitungsgebundene Störung handeln, gilt zu prüfen, ob das Netzteil Ihres Systems den EMV-Mindestanforderungen genügt und das die Versorgungsspannung des FTDI-ICs auch wirklich einwandfrei ist. Notwendige Messgeräte: EMV-Sonden, Spektrum-Analyzer, Oszilloskop, Messempfänger und Einkoppelnetzwerk/Zange.

Ich habe Probleme beim gleichzeitigen Betrieb von mehr als 7 USB-COM-Geräten. Haben Sie einen Tipp?

Beachten Sie dazu bitte, wie weit die Prozessorauslastung Ihres PCs fortgeschritten ist. Es wurde festgestellt, dass Windows bei verschiedenen COM-Port-Programmen einen Prozess mit Namen "NTVDM" startet, der extrem rechenintensiv ist. Wenn mehrere dieser Programme parallel laufen, werden auch mehrere Instanzen dieses Prozesses gestartet, so dass der PC recht schnell bei 100% Prozessorauslastung angelangt ist und Probleme wie Datenverlust oder gar Systemabstürze (blue screen) auftreten können. Es gibt offensichtlich auch andere Anwendungsprogramme, die ohne diesen Dienst arbeiten und die Kommunikation zwischen Betriebssystem und COM-Schnittstelle sparsamer koordiniert. Ist dies der Fall, wird der Rechner trotz mehrerer, parallel laufender Anwenungen nur mäßig beansprucht.

Ich habe ein Gerät, dass über RS485 mit einer exotischen Baudrate von 625 kBaud sendet. Kann ich diesen Daten-Stream über einen USB-RS485 Konverter noch einlesen?

Nein. In der Praxis ist der USB-Bus dazu technisch nicht mehr in der Lage, einen kontinuierlichen Stream von 625 kBaud zu übertragen. Ein kleiner Teil kann noch in dem Zwischenspeicher des Konverters gebuffert werden, wenn aber ein kontinuierlicher Stream übertragen werden soll, versagt das System, da es Zeichen quasi "verschluckt", wenn mehr Daten gesendet als aufgenommen werden können. Dies liegt daran, dass es bei RS485 keine Handshake-Leitungen gibt, die eine Unterbrechungsanforderung an den Sender absetzen kann. Ein Umbau auf exotische Baudraten ist nicht möglich, es gibt aber einen Registry-Patch von FTDI, um auch abnorme Baudraten zu übertragen. Welche Datenmengen dabei übertragen werden kann, hängt vom PC bzw. von weiteren Faktoren ab.

Ist USB richtig interrupt-fähig?

Nein. IRQ ist die Abkürzung für "Interrupt Request" und bedeutet soviel wie eine Echtzeitunterbrechungsaufforderung an die CPU, die dann an einer vorgegebenen Vektoradresse ihr Programm fortsetzt. Da bei USB alle Daten und Interrupts per 2-Draht-Leitung seriell übertragen werden, ist USB grundsätzlich nicht richtig interrupt- bzw. echtzeitfähig. Der Host-Chip fragt zyklisch jedes angeschlossene USB-Gerät über entsprechende IDs ab (Polling-Methode), erst dann kann ein USB-Gerät zurückmelden, dass ein "Interrupt" aufgetreten ist um das Ereignis nach der Übertragung im Rechner abzuarbeiten.

Ist es möglich über USB gleichzeitig 3 Schrittmotorendstufen mit Takt/Richtung in Echtzeit anzusteuern?

USB ist generell nicht echtzeitfähig und auch nicht schnell genug, um solche Datenmengen in exakter Zeiteinteilung und ohne Jitter zu übertragen. Bei der Datenübertragung von USB kann es somit immer zu Unterbrechungen durch das Betriebssystem kommen. Insbesonders wenn ein höherpriorer Prozess des CPU-Kernels von anderen Komponenten wie Tastatur, VGA-Ausgaben, Maus oder Festplatte... abverlangt wird und dabei den USB-thread kurzzeitig unterbricht.

Was versteht man unter pipe und node beim USB-Bus?

Hauptsache es ist alles schön kompliziert und hört sich sehr wichtig - und vor allen Dingen anders an! Die Begriffsdefinition von manchen Gremien bzw. "Fördervereinen" sind zeitweise mehr als seltsam. Anstatt der Aufklärung, dienen viele Fachbegriffe ehr der Verwirrung, obwohl es bereits einfachere Umschreibungen hierzu gibt. Unter pipe versteht man bei der USB-Schnittstelle einen virtuellen Kanal, unter node (Knoten) versteht man ein angeschlossenes Gerät. Busteilnehmer werden anschliessend mit einer bestimmten Funktion bezeichnet. Hubs (USB-Bus Verteiler) erfüllen keine eigenen logischen Funktionen, sondern dienen nur der Auffächerung auf mehrere nodes (Geräte) als Repeater. Alles klar?

Welche Kabellänge ist bei USB erlaubt?

Die maximale Kabellänge ist lt. USB-Spezifikation auf 5 Meter begrenzt. Bei aktiven Verlängerungskabel (Verstärker-Hub) kann jeweils um 5 Meter, bis zu einer Gesamtlänge von 30 Meter aufgestockt werden. Danach ist die Signallaufzeit zwischen den Geräten zu lang und es kommt zu Fehlern in der Übertragung. Eine Ausnahme bildet die aktive 50-Meter-Verlängerung mittels CAT5 Netzwerkkabel.

Wie hoch ist die Übertragungrate bei USB?

Die maximale Kabel-Datenübertragungsrate der USB1.x Version liegt bei 12 Mbit/s. Das sind umgerechnet 1,5 Megabytes (bei 8 bit) pro Sekunde. Kalkuliert man die Protokollzeiten für Checksummen, sowie verstümmelte Datenblöcke ab, werden Datenströme von < 500 kByte/s realistisch. Aufgrund des Codierungsverfahrens und des z.T. übergrossen Overheads (Stream-Mode) liegt damit die praktisch erzielbare Datenrate in der Regel unter 1 MByte pro Sekunde. Für Peripheriegeräte, die auf eine kontinuierliche Übertragung angewiesen sind, kann eine bestimmte Bandbreite (jedoch immer kleiner als 50% der Gesamtübertragungsleistung) reserviert werden, die dann garantiert für dieses Gerät zur Verfügung stehen soll. Der Nachfolger des derzeitigen USB1.1-Standards heisst USB2.0 und arbeitet mit 480 MBit/s. Das entspricht der 40-fachen Datentransferrate von USB 1.1, und liegt theoretisch bei 60 MByts/s. In der Praxis wurde dieser Idealwert jedoch nie erreicht. Bei Festplattentests wurden beispielsweise die Daten mit nur knapp 9 MByts/s übertragen.

Kostet USB Rechenleistung?

Ja. Das hängt im wesendlichen von der Anwendung selbst und dem USB-Treiber ab. In der Regel werden etwa 0,5...1% Rechenleistung eingebüßt, in manchen Fällen sogar bis zu 10%.

Wie überträgt USB die Daten?

Die Datenübertragung erfolgt in 1ms Frames. Damit werden pro Sekunde 1000 Frames über USB abgesetzt. Ein Frame kann sich aus verschiedenen Datensätzen unterschiedlicher Geräte zusammensetzen. Die Datenpegel werden differentiell Übertragen (ähnlich RS422), wodurch sich der USB-Bus als recht stabil erweist. Alle USB-Bus Transaktionen nutzen bis zu drei Daten-Pakete. Wie in einem Token-Netzwerk, beginnt eine Transaktion, wenn der Host-Controller ein USB-Paket sendet, dass die Art und Richtung der Transaktion sowie die Geräteadresse und Endpunktnummer bestimmt. Das adressierte USB-Gerät wird bestimmt, indem jedes angeschlossene Device die Adressfelder für sich ausdekodiert und im Falle der Übereinstimmung selbst aktiviert. Es gibt vier verschiedene Datenübertragungsverfahren: Bulk-, Interrupt-, Control- und Isochronous-Transfer.

Was ist ein Upstream bzw. Downstream?

Die Unterscheidung in Upstream (von B nach A) und Downstream (von A nach B) ist die Richtung, in der USB-Datenblöcke übertragen werden.

Was bedeuten die Buchstaben "A" und "B" bei USB-Kabel?

Eine Hub-Buchse (Typ A) sendet die Daten zu einem Gerät mit einer USB-Buchse (Typ B). Beide Stecker unterscheiden sich in ihrer Bauform, damit Ein- und Ausgänge nicht verwechselt werden.

Können USB1.x-Geräte auch an einem USB2.0-Port betrieben werden?

Ja. USB2.0 ist lt. Intel abwärtskompatibel zu USB1.1. Ältere USB-Geräte nach 1.x Standard können somit auch unter USB2.0 weiterverwendet werden. Die USB2.0 Spezifikation sieht vor, die 1ms Frames in jeweils 8 Frames zu je 0,125ms zu unterteilen. Somit kann eine 40-fache Datenrate von bis zu 480 MBit/s erreicht werden.

Wieviele Geräte können an USB angeschlossen werden?

Es können bis zu 127 Geräte, wie an einer Lichterkette, über externe Hubs betrieben werden. Jedoch bricht alles zusammen, wenn eines dieser Geräte nicht mehr ordnungsgemäß reagiert und den Datenfluss behindert. Der Universal Serial Bus beruht auf einer Vierdrahtverbindung, die auf einem Adernpaar Daten transferiert und auf dem zweiten Adernpaar die angeschlossene Peripherie mit Strom versorgt. In der Regel werden 5 Volt bei max. 0,5 Ampere je Port zur Verfügung gestellt. Bei Notebooks oder anderen mobilen Computern kann der USB-Port aus stromspartechnischen Gründen eventuell nur 100mA liefern. USB lässt sich bis zu sieben Ebenen tief kaskadieren.

Hilfe!  Wieso stürzt meine PC immer dann ab, wenn ich USB nutzen will?

Eine mögliche Ursache ist beispielsweise, dass das USB-Gerät beim Einstöpseln die 5-Volt Versorgung in Ihrem PC kurzzeitig zusammenbrechen lässt. Gearde bei älteren Modellen, die noch mit schwachen 150...200 Watt Netzteilen ausgerüstet sind, können Speicherbausteine dann nicht mehr hinreichend mit Strom versorgt werden, sodass der PC abstürzt, einen Reset ausführt oder einfach ganz komplett ausschaltet. Vorsicht: Datenverlust möglich !!!

Ich habe Windows 98SE, dass jedoch mit USB nicht zuverlässig funktioniert. Wo bekomme ich ein USB-Update?

Infos gibt es hier: http://www.pctip.ch/helpdesk/kummerkasten/archiv/hardware/25649.asp
UpDate gibt es hier: http://support.microsoft.com...

Wo finde ich weitere Test-Tools zu USB?

Hier: http://www.usb.org/developers/developers/tools

Wo erhalte ich die original USB-Spezifikationen?

Hier: http://www.usb.org/developers/docs

Wo erhalte ich alle Informationen über USB ?

z.B. hier: http://www.usb.org

USB-Geräte funktionieren möglicherweise in Windows 98 Second Edition nicht. Was kann man tun?

Bitte lesen Sie hier weiter: http://support.microsoft.com/kb/q240075/

Wo gibt es weitere Hintergrundinformationen zu USB?

Hier: http://www.usbman.com

 


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