Что означает usb


Что такое USB

USB (Universal Side Bus) это универсальная последовательная шина, которая используется для подключения разнообразных цифровых устройств к компьютеру. Сейчас USB используется для подключения практически всех периферийных устройств, например, флэш накопителей, жестких дисков, принтеров, сканеров, манипуляторов и т.д.

Шина USB появилась в 1995 году и с того времени завоевала огромную популярность и стала по настоящему универсальной. Появление шины USB позволило заменить такие устаревшие интерфейсы как PS/2, последовательный порт и параллельный порт. На данный момент, эти интерфейсы используются очень редко.

История развития

С 1995 года шина USB получила 3 крупных обновления. Версия USB 1.0 вышла в начале 1996 года и могла передавать данные со скоростью до 12 Мбит/с, а максимальная длина кабеля составила 5 м. Версия USB 2.0 вышла весной 2000 года и получила максимальную скорость передачи данных в 480 Мбит/с. Именно данная версия шины USB сейчас используется повсеместно. Последнее обновление шины USB под номером 3.0 вышло в 2008 году. Скорость передачи данных в данной версии составила 5 Гбит/с. На данный момент USB 3.0 активно внедряется производителями компьютеров и набирает популярность.

Самая новая версия шины USB 3.0 получила много нововведений по сравнению с USB 2.0. Для увеличения скорости передачи данных пришлось добавить еще 4 проводника. Из-за этого кабель USB 3.0 стал значительно толще. Контакты новых проводников расположены в разъеме в отдельном контактном ряду. Также была увеличена сила тока с 500 мА до 900 мА. Это позволяет снабжать питанием более производительные устройства. Отличительной чертой USB 3.0 является разъемы синего цвета. Это позволяет безошибочно отличать порты USB новой версии.

Что такое USB: USB Type A и USB Type B

Одной из особенностей USB является различные типы разъемов. В первой версии USB было предусмотрено два типа разъемов: USB Type A и USB Type B. Тип разъема USB Type A предназначен для установки на стороне контроллера, то есть для установки в компьютер. Тип разъема USB Type B используется для установки в подключаемое устройство.

Позже появились разъемы для подключения устройств с небольшими габаритами: Mini-USB и Micro-USB. Эти разъемы используются в смартфонах, мп3-плеерах и других мобильных гаджетах.


Посмотрите также

comp-security.net

что такое? Виды и фото :: SYL.ru

Что такое USB? На сегодняшний день об этом не знает и не слышал, наверное, только ленивый. USB прочно вошел в жизнь современного человека, и многие сферы деятельности невозможно без него представить. USB по популярности обошел все другие аналогичные интерфейсы, которые взаимодействуют с компьютерными периферийными устройствами. Разъемами USB оснащены практически все электронные гаджеты и системы: компьютеры, телефоны, планшеты, телевизоры, автомобильные магнитолы и множество других устройств.

Понятие USB

Разобраться, что такое USB, поможет техническое определение. В официальной документации заявлено: USB, Universal Serial Bus – универсальная последовательная шина. В сущности, это программное средство, осуществляющее соединение для трансляции данных между электронными гаджетами.

USB имеет собственный символьный значок в виде геометрических фигур: два круга (маленький и большой), треугольник и квадрат. Из большого круга выходят три разветвленные линии, на концах которых находятся остальные фигуры.

Можно определить, что такое USB, более простым понятием. Это разъем, к которому подключается устройство со штекером того же стандарта. Например, при помощи USB к персональному компьютеру подключается клавиатура, мышь, принтеры. Для обмена информацией, установкой различных обновлений, настроек подсоединяются телефоны, смартфоны, планшеты, электронные книги, портативные жесткие диски и многие другие гаджеты.

Особенности и преимущества

Данный интерфейс был разработан и представлен в конце 1994 года. Руку к появлению USB приложили такие компании, как "Майкрософт", "Интел", "Филипс" и "ЮС Роботикс".

Раньше внешние сторонние устройства общались с ПК посредством таких средств коммутации, как PS/2, последовательный и параллельный вход-порт, отдельный разъем для подсоединения игровых манипуляторов, и что такое USB, никто даже не слышал. При разработке новых гаджетов появилась острая необходимость унифицировать коммутационные возможности. Презентация нового стандарта привела к расширению функциональности компьютера и стимулировала разработку сторонних продуктов с шиной USB.

На сегодняшний день все ПК и ноутбуки выходят в обязательном порядке с разъемами USB. В стационарном компьютере USB-коннекторов может быть монтировано до 12 штук, ноутбук обладает 3-4 входами. Любой современный "уважающий себя" гаджет имеет в своем активе USB-порт.

Простота и удобство в использовании стали синонимами USB-технологии. Она позволила взаимодействие со спецификацией «Plug and Play», которая предполагала надежную, быструю и дружественную коммутацию внешних источников.

Стандартизация USB

Пробные спецификационные стандарты были представлены в конце 1994 г. Далее в течении года выпускалось еще несколько версий, и 15 января 1996 года был презентован стандарт USB 1.0. Он характеризовался двумя видами обмена данными: высоким проходным каналом до 12 Мбит/с и низким – 1.5 Мбит/с. При высокой проходимости длина USB кабеля составляла 3 м, а при низком – 5 м. Напряжение для подключаемых устройств было определено в 5 В с максимальным током – 500 мА. Подключить можно было до 127 гаджетов. При этом все они могли функционировать с различным пропускным стандартом.

В сентябре 1998 г. была проведена работа над обнаруженными ошибками, увеличена скорость до 15 Мбит/с, и получила путевку в жизнь USB-версия 1.1.

Начало 2000 года ознаменовалось выходом интерфейса USB поколения 2.0. Был введен скоростной режим обработки и трансляции данных. USB 2.0 получил три вида пропускной способности:

  • от 10 до 1500 Кбит/с использовалась для эксплуатации клавиатурами, мышами и игровыми гаджетами;
  • от 0.5 до 12 Мбит/с зарезервировали различные видео и аудиосредства;
  • от 25 до 480 Мбит/с работала с жесткими дисками (HDD) и обработкой видеопотоков.

Дополнительные спецификации

В 2005 г. была разработана технология USB Wireless. Характерной чертой была заявлена беспроводная коммутация с большой скоростью передачи данных. В радиусе 3 метров скорость составляла порядка 480 Мбит/с, 10 м – 110 Мбит/с.

Совместными усилиями компаний "Майкрософт", "Интел", "Хьюлетт-Паккард" и некоторых других появился спецификационный стандарт USB 3.0. Данная версия полностью совместима с 2.0. Разъемы последней спецификации имеют характерный синий цвет пластика в отличии от белого предыдущей версии. Спецификация 3.0 имеет дополнительные четыре линии коммутации, отчего кабель стал немного толще, а пропускная способность выросла до заоблачных 5 Гбит/с. При таких параметрах, например, информация объемом в 1 Тб может быть передана приблизительно за 50 минут. Тогда как при стандарте 2.0 тот же объем передается около 9 часов.

Последняя версия USB имеет более увеличенную силу тока – 900 мА. Данный параметр дал возможность подключать к разъему большее количество устройств по сравнению с 2.0.

Также существует спецификация USB OTG, которая дает возможность подключаемым устройствам определять в одностороннем порядке, когда быть хостом, а когда - периферийным устройством.

USB разъемы

Спецификация USB имеет два типа разъемов/штекеров: тип А и В.

Тип А соединяет стороннее устройство USB и компьютер. Он находится на стороне контроллера. При подключении любого гаджета USB драйвера моментально находит сама операционная система. Если таковые отсутствуют, то устройство всегда комплектуется диском с ПО, в который входит необходимый элемент инсталляции.

Тип В присутствует на стороне периферийных USB-устройств. Это в основном сканеры, принтеры или многофункциональные устройства. Оба типа включают в себя несколько вариантов конфигурации штекеров/разъемов: mini USB и micro USB.

Разъем/штекер mini USB отличается более компактными размерами и встречается на ранних версиях смартфонов, в фотоаппаратах, видеокамерах, электронных книгах и т.д.

Разъем/штекер micro USB габаритами еще меньше, чем предыдущий вариант. Зачастую он встречается в современных смартфонах.

Недостатки интерфейса USB

Разъемы mini USB и micro USB из-за конструктивных особенностей часто выходят из строя раньше своего эксплуатационного срока службы. Это обусловлено тем, что такие разъемы обычно находятся в гаджетах, которые очень часто приходится подсоединять к компьютеру или заряжать (телефоны, смартфоны, КПК, МР3-плееры). При этом стоит отметить, что технология USB позволяет не только обмениваться данными, но и дает возможность заряжать устройства через свое соединение.

Заявленная пропускная способность у спецификации 2.0 в 480 Мбит/с не соответствует действительности. Это происходит потому, что данные передаются в обе стороны по одной витой паре кабеля. Для достижения максимальной скорости требуется 2 такта при обмене информацией, что, кстати, реализовано в USB 3.0.

www.syl.ru

Все про типы USB-портов и скорость

Все о типах USB портов их скорости и применении. Никто в наше время не утверждает, что появление USB было плохой идеей. До того, как мы впервые получили знаковый USB-порт, мир был наполнен неуклюжими, разрозненными стандартами подключения.

Типичный ПК начала 90-х годов имел порты LPT, Serial, PS2, SCSI и MIDI. И это только аббревиатуры части тех, которые были. Теперь у нас есть универсальная последовательная шина, но она не настолько универсальна, как можно было бы надеяться!

Версии USB и скоростя

Важно понимать, что хотя два USB-порта и кабеля могут выглядеть одинаково, это не означает, что они имеют одинаковые возможности. Это потому, что стандарты USB улучшились за эти годы. Аппаратное обеспечение, которое отправляет и получает информацию, работает быстрее, а внутренняя разводка существенно отличается. Читаем тему, если компьютер выдает сообщение «Недостаточно ресурсов USB-контроллера».

Тем не менее, ключевой частью USB является «универсальный» бит. На практике это означает, что если USB-кабель подходит к порту, он будет работать. Худшее, что может случиться, - это то, что по умолчанию используется самый старый и самый медленный стандарт, понятный обоим устройствам. Это означает, что некоторые устройства просто не будут работать должным образом, потому что они не могут передавать данные через кабель достаточно быстро.

Когда вы покупаете периферийное устройство USB, в нем указывается, какой самый высокий стандарт он поддерживает и - иногда - требует. Это означает, что компьютер, кабель и устройство должны соответствовать определенному стандарту USB, чтобы оно работало как можно лучше.

Прямо сейчас есть три поколения USB в наши дни, с четвертым, еще не выпущенным, но в работе. Это минимум, что вам нужно знать:

- Максимальная теоретическая скорость USB 1 составляет 12 Мбит / с (мегабит в секунду). Эти старые устройства будут работать с современными USB, но не более чем с этой скоростью и, как правило, с более низкой скоростью. Он также называется «Full Speed» USB, что может сбивать с толку.

- USB 2 является способ быстрее, с максимальной теоретической скоростью 480Mbps. Маркетинговое название для USB 2 - «Высокая скорость».

- USB 3 является самым последним стандартом на момент написания и имеет теоретическую скорость 5 Гбит / с (гигабит в секунду). Его маркетинговое название - SuperSpeed.

USB 1.1 на самом деле является наиболее широко распространенным стандартом USB 1, практически без устройств USB 1.0, которые делают его доступным для пользователей. USB 2.0 получил одну ревизию, но USB 3 больше всего работал с USB 3.1 и 3.2. Они далее делятся на поколения. USB 3.1 имеет подразделения Gen 1 и Gen 2. USB 3.2 имеет Gen 1,2 и 2 × 2.

Версии поколений на самом деле значительно отличаются по производительности. USB 3.1 Gen 1 работает на 5 Гбит / с, но Gen 2 удваивает это! Поколения USB 3.1 работают со скоростью 5,10 и 20 Гбит / с соответственно.

О Thunderbolt 3 через USB-C

Thunderbolt 3 - это совершенно отдельный стандарт передачи данных по USB. Тем не менее, он использует тот же порт USB-C! Это не так запутанно, как кажется, поэтому давайте разберем то, что вам нужно знать:

- Любое устройство USB-C будет работать в любом порту Thunderbolt 3.

- Устройство Thunderbolt не будет работать в обычном порту USB-C без Thunderbolt.

- Порты Thunderbolt USB-C часто имеют небольшой рисунок молнии рядом с ними.

- Кабели USB-C работают как кабели Thunderbolt, но дешевые кабели могут не поддерживать скорость должным образом.

- Кабели Thunderbolt также работают как кабели USB-C.

Thunderbolt - изящная технология, но эта статья посвящена USB, поэтому на этом изучение технологии thunderbolt мы остановимся и продолжим знакомиться с темой.

Типы USB-портов

Теперь, когда мы рассмотрели различные поколения USB, давайте поговорим о реальных физических портах. Однако перед тем, как мы это сделаем, приведем краткий совет - порты USB 3 традиционно синего цвета внутри! Это позволяет легко отличить их от старых типов USB-портов.

Оригинальный порт USB известен как порт типа A. Это тот тип порта, который мы все знаем и любим, его можно найти во всем, от плоских телевизоров до радиочасов. Порты USB 1 и USB 2 Type-A имеют только четыре контакта внутри. Два для данных и два для питания. Порты USB 3 Type-A имеют в общей сложности девять контактов, но полностью обратно совместимы.

Далее у нас есть менее распространенный порт типа B. Они обычно видны на устройствах, таких как принтеры или внешние жесткие диски. Это женский порт для устройств, которые не являются «хост-устройствами», как компьютер. Порты USB 1 и 2 типа B физически не совместимы с портами USB 3 типа B.

Наконец, у нас есть новейший порт Type-C. Этот крошечный порт с плотной проводкой является обратимым. Это означает, что в отличие от портов типов A или B, вы можете вставить его любым способом. С адаптером это совместимо со всеми USB, кроме USB 1. Он заменяет другие типы подключения, начиная с USB 3.2 и далее.

Это так и для так называемых «стандартных» портов, но есть «мини» и «микро» их версии для устройств, которые слишком малы для обработки полноразмерных портов USB-A. Игровые контроллеры, смартфоны и другие небольшие устройства могут иметь мини- и микро-версии портов Type-A и Type-B. Есть также порты Type-AB для устройств, которые действуют как хост и периферия. До портов USB-C смартфоны чаще всего имели порты Micro-B. Порты Mini-B можно найти на таких устройствах, как контроллер PlayStation 3.

Хотя порты Micro-B все еще широко используются для смартфонов, банков питания и большинства современных небольших электронных устройств, USB-C быстро становится новым стандартом для каждого устройства, использующего USB, независимо от размера.

Стандарты питания USB

USB - это больше, чем просто способ передачи данных между устройствами. Это также способ передачи власти. За исключением мобильных устройств Apple, почти каждый современный смартфон использует USB-порт того или иного типа для зарядки и передачи данных.

Фактически, множество устройств, которые вообще не передают данные, все еще используют USB для зарядки. Одним из примеров является власть банков для маленьких игрушечных дронов. Некоторые USB-кабели передают только энергию, не имея проводки для передачи данных. Силовые кабели, которые идут с силовыми аккумуляторами, иногда относятся к этому типу.

На самом деле довольно полезно использовать кабель питания только для предотвращения заражения мобильных устройств вирусами. Например, в аэропортах, где могут быть предоставлены зарядные устройства, хакеры могут обменивать их на зараженные вредоносным ПО устройства. Так называемый USB-кабель «блокировщик данных» предотвращает эту уязвимость.

С точки зрения фактической мощности, которая поступает через USB-кабель, существует много вариантов. Однако следует помнить одну вещь: если вы подключите USB-устройство к USB-совместимому порту, оно будет потреблять столько энергии, сколько ему нужно, или столько энергии, сколько может обеспечить порт, в зависимости от того, что меньше.

Таким образом, вам не нужно беспокоиться о подключении телефона к зарядному устройству с более высокой мощностью, чем та, с которой он поставляется. Пока оба устройства и кабель от известных производителей, вам не нужно думать об этом.

Важно знать, что некоторые USB-источники питания не будут заряжать или питать ваше устройство должным образом. USB обеспечивает питание в зависимости от поколения оборудования. USB 1.0 и 2.0 обеспечивают 500 мАч тока. USB 3.0 может дать до 900 мАч тока. USB 3.1 может обеспечить до 3000 мАч (3А)!

Это просто цифры, которые производитель должен соблюдать, чтобы соответствовать минимуму сертификации. Вы, наверное, заметили, что автомобильные зарядные устройства и зарядные устройства Apple iPad часто рассчитаны на 2.1A, что не является частью какой-либо спецификации USB. Чтобы использовать доступную дополнительную мощность, устройству необходимо поговорить с зарядным устройством, чтобы договориться о том, сколько энергии оно хочет.

Если это невозможно, он просто по умолчанию будет минимальным, который обычно составляет 500 мАч. Все, что вам нужно знать, - это то, что зарядное устройство должны поддерживать один и тот же стандарт мощности «быстрой зарядки», который должен передаваться со спецификациями USB.

Помимо высокой мощности питания последних версий USB 3, все другие стандарты быстрой зарядки не являются отраслевыми стандартами. Таким образом, нет гарантии, что ваш «быстро заряжающийся» смартфон будет работать с максимальной скоростью на стороннем зарядном устройстве. Например, на телефонах Android обычно появляется уведомление, сообщающее, медленно или быстро ли заряжается устройство, вместе с оценкой времени.

Использование USB на Mac

USB был особенностью компьютеров Apple почти столько же, сколько существует сам USB. Первый iMac 1998 года покончил со всеми портами USB, кроме двух и двумя портами FireWire. Не будет большим преувеличением сказать, что Apple сыграла большую роль в освоении USB.

Современные Mac также сделали нечто радикальное, когда речь заходит о технологии USB, и покончили со всеми портами в обмен на один или два порта USB-C. Это означает, что если вы хотите использовать любое устройство, которое изначально не использует USB-C, единственным решением является концентратор USB-C.

Хорошей новостью является то, что USB-C обладает такой большой пропускной способностью и мощностью, что добавление недорогого устройства-концентратора может дать вам любое соединение, которое вы захотите. Обязательно найдите тот, который был специально протестирован на совместимость с Mac. MacBook с двумя портами USB-C может работать с так называемыми устройствами с двумя концентраторами, которые подключаются к обоим портам USB-C и объединяют их для использования с концентратором.

Заключительное примечание по USB 4

Прежде чем закрыть книгу по USB, нам нужно кратко поговорить о будущем. USB 4 уже на пороге, и поэтому неплохо быть к нему подготовленным. Этот новый стандарт поддерживает пропускную способность до 40 Гбит / с, но только обратно совместим с USB 3.2 и USB 2.0.

На практике это вряд ли кого-то беспокоит, поскольку все оборудование USB 1 уже устарело. Текущий порт USB-C будет основой USB 4, поэтому все USB объединяются, что вызывает беспокойство о том, будут ли разные порты работать вместе в прошлом. Таким образом, всего через несколько лет вам не нужно будет ничего вспоминать в этой статье.

kaknastroit.com

Какой USB порт стоит на ноутбуке или компьютере?

Данный материал подойдет для новичков и профессионалов. Некоторых часто волнует вопрос, как определить тип USB порта. Особенно это вызывает трудности, когда в ноутбуке все порты помечены черным цветом, хотя в характеристиках сказано, что USB 3.0 и 2.0 присутствуют. Правда не написано с какой стороны.

Эта статья не только поможет определить USB 3.0, но и попробуем отличить подделку. Статья будет небольшой, но в полной мере поможет разобраться, что к чему.

Это интересно: Что такое USB Type-C?

Определить вид USB порта с помощью Windows

Сейчас я попробую показать все программным путем, а потом посмотрим на сами порты. Большинство из вас знают, что USB-порты имеют версии 1.0, 2.0 и 3.0. Сейчас уже есть версия 3.1, но это не важно. Чтобы определить тип USB порта, нужно зайти в Диспетчер устройств. В Windows 10 нажимаем правой кнопкой мыши по меню Пуск и выбираем соответствующий пункт (либо нажимаем сочетание Win+X и делаем то же самое).

Как только открылось окно ищем вкладку «Контроллеры USB» и раскрываем ее. Там можем увидеть множество драйверов для USB портов. Если в одном из устройств есть слово «xHCI», то это есть USB 3.0, все остальное относится к USB 2.0.

Легко? Тогда перейдем к следующему варианту определения.

Как определить тип USB порта по внешнему виду?

Это интересно: Что делать, если устройство USB не опознано?

Давайте начнем с самой первой версии – USB 1.0, сейчас данный вариант в ноутбуках практически не используется, но имеет место в некоторых мышках и других устройствах. Выглядит он следующим образом: белый порт с 4-мя контактами – это и есть USB 1.0.

USB 2.0 обычно окрашен черным цветом и внутри имеет также 4 контакта. Второй тип совместим с USB 1.0, но отличаются лишь пропускной способностью. Второй тип быстрее.

В данном примере мы рассмотрели флешку, а как же выглядит разъем, например, в ноутбуке? Вот так и выглядит:

Почти ничем не отличается. Важный момент – некоторые производители могут окрасить тот же USB 2.0 в другой цвет, например, оранжевый. Конечно, это никак не влияет на характеристики интерфейса.

USB 3.0 выглядит, как синий порт и имеет 9 контактов. Четыре находятся впереди, остальные пять сзади. Смотрите внимательнее. Те, что сзади немного приподняты. Если материал синего цвета, то это точно USB 3.0. Также, на некоторых компьютерах рядом с разъемом вы можете видеть надпись «SS», что говорит о максимальной скорости передачи данных (Super Speed).

Это интересно: Не работает USB клавиатура. Что делать?

Иногда можно увидеть USB 2.0, который тоже синего цвета, и как это понимать? Как я уже сказал, разработчики могут использовать любой дизайн. Определить тип USB вы можете по количеству контактов.

Хочется отметить, что USB 1.0, 2.0 и 3.0 совместимы друг с другом, поэтому смело можете использовать их так, как вздумается. Например, вставить разъем USB 2.0 в 3.0, правда скорость тут будет на уровне 2.0.

Это интересно: Причины того, что USB устройство не опознано и что в этом случае делать

Итак, подведём небольшие итоги, сейчас я еще раз опишу особенности портов USB:

USB 1.0

  • Материал белого цвета;
  • Имеет 4 контакта.

USB 2.0

  • Выполнен из материала черного или синего цвета. В зависимости от предпочтений разработчиков, может быть и любой другой цвет;
  • Имеет 4 контакта.

USB 3.0

  • Материал практически всегда синего цвета, но и встречается черный;
  • Всегда 9 контактов – 4 впереди и 5 сзади.

Вот и все, что я хотел рассказать об определении типа USB портов.

computerinfo.ru

USB-порты. Характеристики стандарта

USB 1.0

USB это последовательный интерфейс передачи данных для периферийных устройств в вычислительной технике

Стандарт USB 1.0, получивший широкое распространение, был представлен в ноябре 1996 года. Версия v1.1 практически почти не используется по причине слишком низкой скорости передачи данных (12 Мбит/сек), поэтому применяется только для совместимости.

USB 2.0

Стандарт USB 2.0, получивший широкое распространение, был представлен в ноябре 1996 года.

Как и в случае спецификаций USB 1.0 и USB 1.1, в спецификации USB 2.0 для подключения периферийных устройств используется кабель, состоящий из двух пар проводов: одна витая пара проводов для приема и передачи данных, а другая — для питания периферийного устройства.

Напряжение питания по шине USB равно 5 В при силе тока до 500 мА.  Этого, конечно, недостаточно для периферийных устройств со высоким энергопотреблением, например таких как принтеры. Поэтому они комплектуются собственными блоками питания, которые подключаются непосредственно к электрической розетке. Кабели USB ориентированы, то есть имеют физически разные наконечники «к устройству» (Тип B) и «к хосту» (Тип A). Возможна реализация USB устройства без кабеля, со встроенным в корпус наконечником «к хосту». 

Компьютеры и ноутбуки, выпущенные после 2003 года, как правило, оснащены портами USB 2.0.

Устройств USB 2.0 поддерживают три режима работы:

  • Low-speed, 10—1500 Кбит/c (клавиатуры, мыши, джойстики, геймпады)
  • Full-speed, 0,5—12 Мбит/с (аудио-, видеоустройства)
  • High-speed, 25—480 Мбит/с (видеоустройства, устройства хранения информации)

Интерфейс USB 3.0 – стандарт SuperSpeed USB

Спецификация USB 3.0 появилась в 2008 году.

В спецификации USB 3.0 разъёмы и кабели совместимы с USB 2.0, причём для однозначной идентификации разъёмы USB 3.0 изготавливают из пластика синего или (у некоторых производителей) красного цвета.

Спецификация USB 3.0 повышает максимальную скорость передачи информации до 5 Гбит/с — что выше скорости передачи данных устройств USB 2.0.  (максимально 480 Мбит/с.)

31 июля 2013 года USB 3.0 Promoter Group объявила о принятии спецификации следующего интерфейса, USB 3.1, скорость передачи которого может достигать 10 Гбит/с. Разъём USB 3.1 Type-C является симметричным.

 

Типы возможных разъемов и кабелей

Количество возможных разъемов USB 3.0 стало больше. Самый популярный разъём, которым все пользовались — USB Type-A классического размера: он расположен на флешках, USB-модемах, на концах проводов мышей и клавиатур. Чуть реже встречаются полноразмерные USB Type-B: обычно таким кабелем подключаются принтеры и сканеры. Мини-версия USB Type-B до сих пор часто используется в кардридерах, цифровых камерах, USB-хабах. Микро-версия Type-B  стала самым популярным разъёмом в мире: все актуальные мобильники, смартфоны и планшеты (кроме продукции одной фруктовой компании) выпускаются именно с разъёмом USB Type-B Micro.

Facebook

Twitter

Мой мир

Вконтакте

Одноклассники

Google+

Pinterest

www.ibik.ru

порт - это... Что такое USB-порт?

Основные сведения

Кабель USB состоит из 4 проводников - 2 проводника питания и 2 проводника данных в витой паре, и заземленной оплетки/экрана.

Кабели USB ориентированы, т.е. имеют физически разные наконечники "к устройству" и "к хосту". Возможна реализация USB устройства без кабеля, со встроенным в корпус наконечником "к хосту". Возможно и неразъемное встраивание кабеля в устройство, как в мышь (стандарт запрещает это для устройств full и high speed, но производители его нарушают). Существуют (хотя и запрещены стандартом) и пассивные USB удлинители, имеющие разъемы "от хоста" и "к хосту".

Шина строго ориентирована, имеет понятие "главное устройство" (хост, он же USB контроллер, обычно встроен в микросхему южного моста на материнской плате) и "периферийные устройства". Шина имеет древовидную топологию, посколько периферийным устройством может быть разветвитель (hub), в свою очередь имеющий несколько нисходящих разъемов "от хоста". Разветвитель есть сложное электронное устройство, пассивных разветвителей не бывает.

Соединение 2 компьютеров - или 2 периферийных устройств - пассивным USB кабелем невозможно. Существуют активные USB кабели для соединения 2 компьютеров, но они включают в себя сложную электронику, эмулирующую Ethernet адаптер, и требуют установки драйверов с обоих сторон.

Устройства могут быть запитаны от шины, но могут и требовать внешний источник питания. Поддерживается и "спячка" устройств и разветвителей по команде с шины со снятием основного питания при сохранении дежурного питания и пробуждением по команде с шины.

USB поддерживает "горячее" подключение и отключение устройств.

На логическом уровне устройство USB поддерживает транзакции приема и передачи данных. Каждый пакет каждой транзакции содержит в себе номер оконечной точки (endpoint) на устройстве. При подключении устройства драйверы в ядре ОС читают с устройства список оконечных точек и создают управляющие структуры данных для общения с каждой оконечной точкой устройства. Совокупность оконечной точки и структур данных в ядре ОС называется каналом (pipe).

Оконечные точки, а значит, и каналы, относятся к одному и 4 классов - поточный (bulk), управляющий (control), изохронный (isoch) и прерывание (interrupt). Низкоскоростные устройства, такие, как мышь, не могут иметь изохронные и поточные каналы.

Управляющий канал предназначен для обмена с устройством короткими пакетами "вопрос-ответ". Любое устройство имеет управляющий канал 0, который позволяет программному обеспечению ОС прочитать краткую информацию об устройстве, в т.ч. коды производителя и модели, используемые для выбора драйвера, и список других оконечных точек.

Канал прерывания позволяет доставлять короткие пакеты и в том, и в другом направлении, без получения на них ответа/подтверждения, но с гарантией времени доставки - пакет будет доставлен не позже, чем через N миллисекунд. Например, используется в устройствах ввода человеком (клавиатуры/мыши/джойстики).

Изохронный канал позволяет доставлять пакеты без гарантии доставки и без ответов/подтверждений, но с гарантированной скоростью доставки в N пакетов на один период шины (1 КГц у low и full speed, 8 КГц у high speed). Используется для передачи аудио и видео информации.

Поточный канал дает гарантию доставки каждого пакета, поддерживает автоматический временный приостанов передачи данных по нежеланию устройства (переполнение или опустошение буфера), но не дает гарантий скорости и задержки доставки. Используется, например, в принтерах и сканерах.

Время шины делится на периоды, в начале периода контроллер передает всей шине пакет "начало периода". Далее в течение периода передаются пакеты прерываний, потом изохронные в требуемом количестве, в оставшееся время в периоде передаются управляющие пакеты и в последнюю очередь поточные.

Активной стороной шины всегда является контроллер, передача пакета данных от устройства к контроллеру реализована как короткий вопрос контроллера и длинный, содержащий данные, ответ устройства. Расписание движения пакетов для каждого периода шины создается совместным усилием аппаратурые контроллера и ПО драйвера, для этого многие контроллеры используют крайне сложный DMA со сложной DMA-программой, формируемой драйвером.

Размер пакета для оконечной точки есть вшитая в таблицу оконечных точек устройства константа, изменению не подлежит. Он выбирается разрабочиком устройства из числа тех, что поддерживаются стандартом USB (степени двойки).

Версии спецификации

Предварительные версии

  • USB 0.7: спецификация выпущена в ноябре 1994 года.
  • USB 0.8: спецификация выпущена в декабре 1994 года.
  • USB 0.9: спецификация выпущена в апреле 1995 года.
  • USB 0.99: спецификация выпущена в августе 1995 года.
  • USB 1.0 Release Candidate: спецификация выпущена в ноябре 1995 года.

USB 1.0

Спецификация выпущена в ноябре 1995 года.

Технические характеристики:

  • два режима передачи данных:
    • режим с высокой пропускной способностью (Full-Speed) — 12 Мбит/с
    • режим с низкой пропускной способностью (Low-Speed) — 1,5 Мбит/с
  • максимальная длина кабеля для режима с высокой пропускной способностью — 5 м [1]
  • максимальная длина кабеля для режима с низкой пропускной способностью — 3 м [1]
  • максимальное количество подключённых устройств (включая размножители) — 127
  • возможно подключение устройств, работающих в режимах с различной пропускной способностью к одному контроллеру USB
  • напряжение питания для периферийных устройств — 5 В
  • максимальный ток, потребляемый периферийным устройством — 500 мА

USB 1.1

Спецификация выпущена в сентябре 1998 года. Исправлены проблемы и ошибки, обнаруженные в версии 1.0. Первая версия, получившая массовое распространение.

USB 2.0

Логотип USB 2.0 High Speed

Спецификация выпущена в апреле 2000 года.

USB 2.0 отличается от USB 1.1 введением режима Hi-speed.

Для устройств USB 2.0 регламентировано три режима работы:

  • Low-speed, 10—1500 Кбит/c (используется для интерактивных устройств: клавиатуры, мыши, джойстики)
  • Full-speed, 0,5—12 Мбит/с (аудио-, видеоустройства)
  • Hi-speed, 25—480 Мбит/с (видеоустройства, устройства хранения информации)

Последующие модификации

Последующие модификации к спецификации USB публикуются в рамках Извещений об инженерных изменениях (англ. Engineering Change Notices — ECN). Самые важные из модификаций ECN представлены в наборе спецификаций USB 2.0 (англ. USB 2.0 specification package, доступном на сайте USB Implementers Forum.

  • Mini-B Connector ECN: извещение выпущено в октябре 2000 года.
  • Errata, начиная с декабря 2000: извещение выпущено в декабре 2000 года.
  • Pull-up/Pull-down Resistors ECN: извещение выпущено в мае 2002 года.
  • Errata, начиная с мая 2002: извещение выпущено в мае 2002 года.
  • Interface Associations ECN: извещение выпущено в мае 2003 года.
    • Были добавлены новые стандарты, позволяющие ассоциировать множество интерфейсов с одной функцией устройства.
  • Rounded Chamfer ECN: извещение выпущено в октябре 2003 года.
  • Unicode ECN: извещение выпущено в феврале 2005 года.
    • Данное ECN специфицирует, что строки закодированы с использованием UTF-16LE.
  • Inter-Chip USB Supplement: извещение выпущено в марте 2006 года.
  • On-The-Go Supplement 1.3: извещение выпущено в декабре 2006 года.
    • USB On-The-Go делает возможным связь двух USB-устройств друг с другом без отдельного USB-хоста. На практике одно из устройств играет роль хоста для другого.

USB OTG

Логотип USB OTG

USB OTG (аббр. от On-The-Go) — дальнейшее расширение спецификации USB 2.0, предназначенное для лёгкого соединения периферийных USB-устройств друг с другом без необходимости подключения к ПК. Например, цифровой фотоаппарат можно подключать к фотопринтеру напрямую, если они оба поддерживают стандарт USB OTG. К моделям КПК и коммуникаторов, поддерживающих USB OTG, можно подключать некоторые USB-устройства. Обычно это флэш-накопители, цифровые фотоаппараты, клавиатуры, мыши и другие устройства, не требующие дополнительных драйверов. Этот стандарт возник из-за резко возросшей в последнее время необходимости надёжного соединения различных USB-устройств без использования ПК. В данной спецификации устройства обходятся без персонального компьютера, то есть выступают как одноранговые приёмопередатчики (на самом деле только создаётся такое ощущение). В действительности же устройства определяют, какое из них будет мастер-устройством, а какое — подчиняемым. Одноранговый интерфейс USB существовать не может.

Логотип USB wireless

USB wireless — технология USB (официальная спецификация доступна с мая 2005 года). Позволяет организовать беспроводную связь с высокой скоростью передачи информации (до 480 Мбит/с на расстоянии 3 метра и до 110 Мбит/с на расстоянии 10 метров).

23 июля 2007 года USB Implementers Forum (USB-IF) объявила о сертификации шести первых потребительских продуктов с поддержкой Wireless USB. [2]

USB 3.0

USB 3.0 находится на финальных стадиях разработки. Созданием USB 3.0 занимаются компании: Microsoft, Texas Instruments, NXP Semiconductors. В спецификации USB 3.0 разъёмы и кабели обновлённого стандарта будут физически и функционально совместимы с USB 2.0. Кабель USB 2.0 содержит в себе четыре линии — пару для приёма/передачи данных, одну — для питания и ещё одну — для заземления. В дополнение к ним USB 3.0 добавляет пять новых линий (в результате чего кабель стал гораздо толще), однако новые контакты расположены параллельно по отношению к старым на другом контактном ряду. Теперь можно будет с лёгкостью определить принадлежность кабеля к той или иной версии стандарта, просто взглянув на его разъём. Спецификация USB 3.0 повышает максимальную скорость передачи информации до 4,8 Гбит/с — что на порядок больше 480 Мбит/с, которые может обеспечить USB 2.0. USB 3.0 может похвастаться не только более высокой скоростью передачи информации, но и увеличенной силой тока с 500 мА до 900 мА. Отныне пользователь сможет не только подпитывать от одного хаба гораздо большее количество устройств, но и само аппаратное обеспечение, ранее поставлявшееся с отдельными блоками питания, избавится от них.

Финальная спецификация USB 3.0 появилась в 2008 году, а оборудование, поддерживающее новую спецификацию, появится в 2009—2010 годах.

Фирмой анонсирована предварительная версия программной модели контроллера USB 3.0.

Кабели и разъёмы USB 1.0 и 2.0

USB Тип В

USB Тип А

Спецификация 1.0 регламентировала два типа разъёмов: A — на стороне контроллера или концентратора USB и B — на стороне периферийного устройства. Впоследствии были разработаны миниатюрные разъёмы для применения USB в переносных и мобильных устройствах, получившие название Mini-USB. Новая версия миниатюрных разъёмов, называемых Micro-USB, была представлена USB Implementers Forum 4 января 2007 года.

Размеры разъёмов: USB Тип A — 4x12 мм, USB Тип B — 7x8 мм, USB mini A и USB mini B — 2x7 мм.

Micro USB Тип B

Mini USB Тип A (слева) и Mini USB Тип B (справа)

Существуют также разъёмы типа Mini-AB и Micro-AB с которыми соединяются соответствующие коннекторы как типа A, так и типа B.

В отличие от многих других стандартных типов разъёмов, для USB характерны долговечность и механическая прочность.

Сигналы USB передаются по двум проводам четырёхпроводного кабеля.

Размещение проводников

dic.academic.ru

USB

Подробности
Родительская категория: USB
Категория: Физический интерфейс USB

Кабель USB содержит две пары проводов: одну для сигнальных цепей (D+ и D-) и одну пару для схемной земли (GND) и подачи питания +5 В (Vbus). Допустимая длина сегмента (кабеля от устройства до хаба) — до 5 м. Ограничения на длину сегмента диктуются затуханием сигнала и вносимыми задержками. Задержка распространения сигнала по кабельному сегменту не должна превышать 26 нс, так что при большой погонной задержке допустимая длина кабеля может сократиться. Максимальное удаление устройства от хост-контроллера определяется задержкой, вносимой кабелями, промежуточными хабами и самими устройствами.

В кабеле USB 1.x для сигнальных цепей используется витая пара проводов калибра 28AWG с импедансом 90 Ом. Характеристики кабеля нормированы в частотном диапазоне до 16 МГц. Для питания используется неперевитая пара проводов калибра 20AWG–28AWG. Требований к экранированию кабелей в USB 1.x не выдвигалось. Для низкой скорости может использоваться кабель с неперевитой парой сигнальных проводов (он дешевле и тоньше), но его длина не должна превышать 3 м.

В кабелях USB 2.0 используются провода тех же калибров, но в спецификации описана конструкция кабеля, в которую входит обязательный экран и связанный с ним дополнительный проводник. Такой кабель пригоден для работы на любых скоростях, включая и HS (480 Мбит/с).

Разъемы USB сконструированы с учетом легкости подключения и отключения устройств. Для обеспечения возможности «горячего» подключения разъемы обеспечивают более раннее соединение и позднее отсоединение питающих цепей по отношению к сигнальным. В USB определено несколько типов разъемов:

  • тип «A»: гнезда (рисунок а) устанавливаются на нисходящих портах хабов, это стандартные порты подключения устройств. Вилки типа «A» устанавливаются на шнурах периферийных устройств или восходящих портов хабов;
  • тип «B»: используются для шнуров, отсоединяемых от периферийных устройств и восходящих портов хабов (от «мелких» устройств — мышей, клавиатур и т. п. кабели, как правило, не отсоединяются). На устройстве устанавливается гнездо (рисунок б), на кабеле — вилка;
  • тип «Mini-B» (рисунок в): используются для отсоединяемых шнуров малогабаритных устройств;
  • тип «Mini-A»: введен в спецификации OTG, вилки используются для подключения устройств к портам малогабаритных устройств с гнездом «mini-AB».
  • тип «Mini-AB»: гнезда введены в спецификации OTG для портов двухролевых устройств, которые могут вести себя как хост (если в гнездо вставлена вилка miniA) или как периферийное устройство (если в гнездо вставлена вилка mini-B).

Назначение выводов разъемов USB приведено в таблице, нумерация контактов показана на рисунке выше. Штырьковые разъемы, устанавливаемые на системной плате (рисунок г), предназначены для кабелей-«выкидышей», которыми подключаются дополнительные разъемы USB, устанавливаемые на передней или задней стенках корпуса компьютера (иногда и на боковых). На эти разъемы порты выводятся парами, причем у разных производителей подход к универсальности и защите от ошибочных подключений различен. Подключение «выкидыша», не подходящего к разъему, приводит к неработоспособности порта (к счастью, как правило, временной). Ошибка в подключении цепей GND и +5V может приводить к нагреванию кабелей и разъемов из-за короткого замыкания питающей цепи.

Все кабели USB «прямые» — в них соединяются одноименные цепи разъемов, кроме цепи ID, используемой для идентификации роли устройства в OTG. На вилке mini-A контакт 4 (ID) соединен с контактом 5 (GND), что заставляет порт, к которому подсоединена такая вилка, взять на себя роль нисходящего порта хаба. На вилке miniB такого соединения нет.

Ошибка в полярности подводимого питания может повредить подключаемое устройство (и необратимо). По этой причине наиболее безопасными для подключаемого устройства являются внешние разъемы USB, запаянные на системной плате или карте контроллера USB.

 

Таблица. Назначение выводов разъема USB
Цепь Контакт стандартного разъема Контакт миниразъема
VBus (+5 В) 1 1
D– 2 2
D+ 3 3
GND 4 5
ID - 4

perscom.ru


Смотрите также



© 2010- GutenBlog.ru Карта сайта, XML.