USBハブ

USBハブ製品せいひんの例れい
（サンワサプライ製せい）

USBハブ（ユーエスビー ハブ）とは、USB機器ききを複数ふくすう接続せつぞくするためのハブである。

概説がいせつ

USBハブとして一般いっぱん的てきに知しられているものには口くちが4ポートのものがある。

ポート4つが横よこに長ながく並ならんだものや、2×2に四角しかくくまとめられたもの。また、USBハブ本体ほんたいのサイドだけでなく、上面うわつらにポートが付ついたもの。自由じゆうな向むきからさせるように、USBハブ本体ほんたいからUSBケーブルが何なん本ほんかに分わかれて伸のびた先さきに、それぞれポートがあるものもある。また、ポートが16つと多おおく備そなえられたものなどもあり、各社かくしゃから形状けいじょうやデザインにこだわった様々さまざまなものが出だされている。大おおきさは手ての平ひらに乗のる程度ていどのものがほとんどで、持もち運はこびに便利べんりである。

一般いっぱん的てきに、パソコン本体ほんたいにあるUSBポートは2,3個こ程ほどだが、外そと付づけHDD、プリンタ、マウス、キーボードからWEBカメラ、卓上たくじょう扇風機せんぷうきなどUSB対応たいおう機器ききの増ふえた今日きょうでは、これら周辺しゅうへん機器ききを使つかうにはUSBハブが有効ゆうこうである。上うえに挙あげた例れいのほかにも、ディスプレイの背面はいめんに3個口こぐち程ほどのポートが付ついている例れいもある。

技術ぎじゅつ解説かいせつ

USBハブの仕様しようは、USB本体ほんたいの規格きかくの一部いちぶ (USB 2.0 Specification , Chapter 11) として規定きていされている。

USBハブはUSBの規格きかく上じょうホストコントローラとデバイスの間あいだに入はいって動作どうさする重要じゅうような役割やくわりを持もつ。 主おもな役割やくわりとして以下いかのものがある

• デバイスの接続せつぞく検出けんしゅつ
• デバイスの通信つうしん速度そくど検出けんしゅつ
• デバイスへの電源でんげん供給きょうきゅうとその管理かんり
• 信号しんごうの分配ぶんぱい
• 通信つうしん速度そくど変換へんかん(USB 2.0)

USBハブは自身じしんが持もつ下流かりゅうのポートに対たいして電源でんげん(VBUS)の供給きょうきゅうをON/OFFできるものがある。このON/OFFはホスト側がわから指令しれいすることができる。USBハブがこの機能きのうを持もつかどうかをホストに通知つうちするプロトコルも仕様しようで定さだめられている。現実げんじつには、この機能きのうを持もつと報告ほうこくするものの外部がいぶの電気でんき回路かいろが省はぶかれているためONになったままという仕様しよう違反いはんのハブが数多かずおおく見みられる。

USBハブが持もてる下流かりゅうのポート数すうはUSB仕様しよう上じょうは255個こである。現実げんじつのUSBハブの実装じっそうでは7個こが上限じょうげんとなっている。4個こ以下いかのものが極きわめて多おおい。 実際じっさいの実装じっそうで下流かりゅうポートが4個こである理由りゆうはバスパワード動作どうさ時じのVBUSの仕様しように由来ゆらいしているものと思おもわれる。バスパワード動作どうさ時じは上流じょうりゅうから最大さいだい500mA取とり出だせるが、下流かりゅうポート1個いっこにつき少すくなくとも100mA供給きょうきゅうする能力のうりょくが必要ひつようとされるためこれを4個こつけると計けい400mAとなり、ハブ自身じしんが使つかう電力でんりょくをあわせると4個こが最大さいだいとなる。したがって5個こ以上いじょうの下流かりゅうポートをもつハブは必かならずセルフパワードでなければならない。 実装じっそうで下流かりゅうポートが7個こが上限じょうげんになっている理由りゆうは、USBハブとホストの間あいだでやり取とりされるデータの長ながさに由来ゆらいしているものと思おもわれる。このデータの中なかには下流かりゅうポート1個いっこにつき1ビットの可変長かへんちょうデータがあり、7個こまでは1バイトで収おさまるものの8個こ以上いじょうでは2バイト以上いじょうになってしまう。正まさしく実装じっそうされていない、すなわちこのデータが1バイトしかないと決きめ打うちされているハブドライバの存在そんざいの可能かのう性せいを恐おそれて現実げんじつの必要ひつよう性せいも考慮こうりょし実装じっそうされなかったものと思おもわれる。

USB2.0において導入どうにゅうされたHigh Speed転送てんそうのためUSB2.0規格きかくではUSBハブは、速度そくど変換へんかん機能きのうを持もっている。これは上流じょうりゅうはHigh Speedで接続せつぞくしている場合ばあいで、下流かりゅうポートにFull SpeedあるいはLow Speedで通信つうしんしているデバイスがある場合ばあいに、Full/Low Speed通信つうしんはUSBハブ内ないでいったんバッファリングを行おこない、改あらためてHigh Speedで送信そうしんする機能きのうである。この変換へんかんを実行じっこうする部分ぶぶんをTT (Transaction Translator) と呼よんでいる。このTTがハブ全体ぜんたいで1つだけ（ある時点じてんで1つのポートだけがバッファリングできる）というハブと、複数ふくすうあるハブと2種類しゅるいがある。前者ぜんしゃはSingle TT，後者こうしゃはMultiple TTと呼よばれる。この2つはハブからホストに通知つうちされるディスクリプタで区別くべつすることができる。

USBハブはそれ自体じたいが一ひとつのUSBデバイスであり、USBアドレスを持もつ（これは、イーサネットのハブがネットワーク上じょうのノードとみなされないことと対照たいしょう的てきである）。 したがってハブについてもドライバが必要ひつようであるが、USBに対応たいおうしたシステムでは、ほとんどの場合ばあい、ハブのドライバを備そなえており、利用りよう者しゃが意識いしきする必要ひつようはない。

USBホストコントローラは、ルートハブ (root hub) と呼よばれるハブ相当そうとうの回路かいろを内蔵ないぞうし、通常つうじょう複数ふくすう（UHCIでは通常つうじょう2個こ）のポートを取とり出だせるようになっている。

コンパウンドデバイス

USBデバイスの中なかには、ハブを内蔵ないぞうしたものがある。このようなデバイスをコンパウンドデバイス (compound device) と呼よぶ。 コンパウンドデバイスでは、デバイス部分ぶぶんは内部ないぶ的てきにハブの下したに接続せつぞくされる形かたちになっている。 例れいとして、2ポートのハブを内蔵ないぞうしたUSBキーボードの場合ばあい、内部ないぶ的てきには、3ポートのハブと、そのうち1つのポートに接続せつぞくされたキーボードの組くみ合あわせとなっている。

なお、一ひとつのデバイスで複数ふくすうの機能きのうをもつもの（ポインティングデバイス内蔵ないぞうのキーボードなど）をコンポジットデバイス (composite device) というが、これはハブとは無関係むかんけいであるため、コンパウンドデバイスではない。 コンポジットデバイスは、複ふく合あいデバイスとも呼よばれる。

関連かんれん項目こうもく

• Universal Serial Bus