USB

Матеріал з Вікіпедії — вільної енциклопедії.
Перейти до: навігація, пошук
Символ USB
Оригінальний логотип USB
Найпоширеніший USB типу А
USB Тип В
USB Тип B mini
Контакти штекерів
USB 1.0 … USB 2.0
1
Живлення (VBUS = +5 В)
2
Сигнал (D-)
3
Сигнал (D+)
4
Живлення (-)

USB (англ. Universal Serial Bus, абревіатура читається ю-ес-бі) — укр. універсальна послідовна шина, призначена для з'єднання периферійних пристроїв обчислювальної техніки. Символом USB є чотири геометричні фігури: квадрат, трикутник, велике коло та мале коло.

Загальні відомості[ред.ред. код]

Стандарт USB розробили сім компаній: «Compaq», «Digital Equipment», IBM, Intel, «Microsoft», NEC і «Northern Telecom». З листопада 1994 до листопада 1995 року було анонсовано кілька версій протоколу (USB 0.7, 0.8, 0.9, 0.99, 1.0 Release Candidate). Влітку 1996 року на ринку з'явилися перші комп'ютери з портами USB.

Шина USB — послідовний інтерфейс передавання даних для середньо- та низько швидкісних периферійних пристроїв. Для високошвидкісних пристроїв кращою вважалася шина FireWire, хоча з випуском пристроїв на базі USB 3.0 це твердження стало сумнівним.

USB-кабель — це, по суті, дві звиті пари: однією з них передаються дані в кожному напрямку (диференціальне включення), а інша використовується для живлення периферійного пристрою (+5 В, 500 мА). Вбудовані лінії живлення дозволяють використовувати USB-пристрої, що не мають власного блоку живлення, чи заряджати акумулятори переносних пристроїв (фото- та відеокамер, плеєрів тощо), якщо ці пристрої споживають струм силою до 500 мА. Стандарт USB 3.0 допускає навантаження лінії живлення струмом до 900 мА.

З'єднання USB-кабелями формує інтерфейс між USB-пристроями та USB-хостом. Як хост використовується керований з операційної системи USB-контролер, до складу якого входить USB-концентратор, або ж хаб. Цей хаб є відправною точкою в створенні ланцюжка пристроїв, що відповідають вимогами топології «зірка». Він має спеціальну назву — кореневий концентратор. До роз'ємів його портів під'єднується інше USB-приладдя та зовнішні хаби. Загальні їх кількість не може перевищувати 127 пристроїв, увімкнених не більш ніж у п'ять каскадів, не рахуючи рівень кореневого хаба.

Конструкція USB-конекторів розрахована на «гаряче» приєднання та від'єднання пристроїв до хоста (від нього). Це забезпечено більшою довжиною контакту заземлення GND проти інших. Внаслідок цього потенціали корпусів вирівнюються ще до замикання сигнальних контактів, а це убезпечує електроніку приладу від пошкодження статичною електрикою.

USB 1.0[ред.ред. код]

Версія представлена в січні 1995 року.

Технічні характеристики:

  • високошвидкісне з'єднання — 12 Мбіт/с
  • максимальна довжина кабелю для високошвидкісного з'єднання — 3 м
  • низькошвидкісне з'єднання — 1,5 Мбіт/с
  • максимальна довжина кабелю для низькошвидкісного з'єднання — 5 м
  • максимальна кількість пристроїв підключення (враховуючи концентратори) — 127
  • можливе підключення пристроїв із різними швидкостями обміну інформацією
  • напруга живлення для периферійних пристроїв — 5 В
  • максимальний струм споживання на один пристрій — 500 мА

USB 1.1[ред.ред. код]

Випущена в вересні 1998. Виправлені проблеми, виявлені у версії 1.0, в основному, пов'язані з концентраторами.

USB 2.0[ред.ред. код]

USB Certified Hi-Speed.svg

Версія USB 2.0 випущена в квітні 2000 року, вона відрізняється від USB 1.1 лише вищою швидкістю передачі та незначними змінами в протоколі передачі даних для режиму Hi-Speed (480 Мбіт/с).

Сигнали в 4-проводних кабелях USB 1.0 … USB 2.0 передаються двома екранованими проводами на 2-й та 3-й контакти штекера.

Існує три швидкості роботи пристроїв USB 2.0:

  • Low-speed 10—1500 Кбіт/c (використовується для інтерактивних пристроїв: клавіатури, мишки, джойстики)
  • Full-speed 0,5—12 Мбіт/с (аудіо/відео пристрої)
  • Hi-speed 25—480 Мбіт/с (відео пристрої, пристрої зберігання інформації)

В дійсності ж, хоча швидкість USB 2.0 теоретично й може досягати 480Мбіт/с, пристрої типу жорстких дисків чи взагалі будь-які інші носії інформації ніколи не досягають її, хоча й могли б. Це можна пояснити доволі просто: шина USB має доволі велику затримку між запитом на передачу інформації й самою передачею даних («довгий ping»). Наприклад, шина FireWire, хоча й забезпечує максимальну швидкість 400 Мбіт/с, тобто на 80 Мбіт/с меншу, ніж USB, та дозволяє досягнути більшої швидкості обміну даними з носіями інформації.

USB OTG[ред.ред. код]

Докладніше: USB On-The-Go
Usb otg.gif

Технологія USB On-The-Go розширює специфікації USB 2.0 для легкого з'єднання периферійних USB-пристроїв безпосередньо між собою без задіяння комп'ютера. Прикладом застосування цієї технології є можливість підключення фотоапарата напряму до принтера. Цей стандарт виник через об'єктивну потребу надійного з'єднання особливо поширених USB-пристроїв без застосування комп'ютера, якого в потрібний момент може й не бути під руками.

Бездротовий USB[ред.ред. код]

Докладніше: Wireless USB
Certified Wireless USB.svg

Офіційна специфікація протоколу була анонсована в травні 2005 року. Дозволяє організовувати бездротовий зв'язок із високою швидкістю передачі даних: до 480 Мбіт/с на відстані 3 метрів та до 110 Мбіт/с на відстані 10 метрів. Для безпровідного USB часом використовують абревіатуру WUSB. Розробник протоколу, USB-IF, віддає перевагу офіційній назві протоколу Certified Wireless USB.

Micro-B USB 3.0 штекер
1
Живлення (VBUS = 5 В)
2
USB 2.0 диференціальна (звита) пара (D-)
3
USB 2.0 диференціальна пара (D+)
4
USB OTG ID (ідентифікація лінії)
5
GND
6
USB 3.0 лінія передачі сигналу (−)
7
USB 3.0 лінія передачі сигналу (+)
8
GND_DRAIN
9
USB 3.0 лінія приймання сигналу (−)
10
USB 3.0 лінія приймання сигналу (+)

USB 3.0[ред.ред. код]

В листопаді 2008 року робоча група USB 3.0 Promoter Group заявила про завершення робіт над специфікацією нового високошвидкісного інтерфейсу USB 3.0, названого SuperSpeed USB. USB 3.0 є наступним етапом еволюції технології USB. Новий інтерфейс забезпечує максимальну швидкість передачі даних в 10 разів більшу, ніж USB 2.0 (тобто 10 × 480 Мбіт/с = 4,8 Гбіт/с). Інші важливі властивості — покращені показники енергоефективності та збільшений максимальний струм живлення периферійного пристрою до 900 мА. Крім того, розробниками заявлена зворотна сумісність USB 3.0 із попередньою версією — USB 2.0, причому роз'єми нового стандарту прийнято виділяти синім кольором пластику (інколи — червоним). Докладніші відомості можна отримати з опублікованих специфікацій (редакція 1.0).

Підтримка USB 3.0 проектом GNU/Linux забезпечена з версії ядра 2.6.31[1].

У Windows 8 інтерфейс USB 3.0 підтриманий засобами самої ОС

USB 3.1[ред.ред. код]

9 вересня 2013 року USB 3.0 Promoter Group опублікувала специфікації ще новішого інтерфейсу, USB 3.1, зі швидкістю передачі до 10 Гбіт/с. [2](англ.)

USB PowerShare[ред.ред. код]

Функція USB PowerShare дозволяє виконувати зарядку пристроїв USB чи їх живлення від такого комп'ютера чи ноутбука, в якого відключене живлення або коли він — у режимі сну/гібернації тощо. Якщо роз'єм USB підтримує функцію PowerShare, то позначається він додатково блискавкою.

Типи конекторів[ред.ред. код]

Визначені (ще специфікацією USB 1.0) два типи рознімів:

  • А — на кінці кабелю, що проиєднується до комп'ютера чи концентратора (хаба):
  • В — на іншому кінці кабелю, призначеному для з'єднання з периферійним пристроєм.
Звичайний Mini Micro
Тип A 4×12 мм
Type A Plug Coloured.svg
3×7 мм
Mini-A.jpg
2×7 мм
UsbMicroA.jpg
Тип B 7×8 мм
Type B Plug Coloured.svg
3×7 мм
USB apparate.jpg
2×7 мм
MicroB USB Plug.jpg

USB роз'єм типу А — найпоширеніший і найвідоміший із нинішніх. Більшість пристроїв, що підключаються через USB, мають саме його. Комп'ютерна миша, USB флеш-накопичувач, клавіатура, фото- й відеокамера та багато інших речей оснащені USB типу A, який бере свій початок ще з 90-х. Одна з найголовніших переваг цього порту —надійність. Він може пережити досить велику кількість підключень, не розвалюється й дійсно заслужив стати найпоширенішим засобом підключення всього, чого тільки можна. Однак для портативних пристроїв він не підходить, тому що має досить великі габарити, що врешті-решт призвело до появи модифікацій із меншими розмірами — Mini та Micro.

USB роз'єм типу В найчастіше використовується для приєднання до комп'ютера принтерів і сканерів, зрідка — інших пристроїв.

Ророблені також типи Mini-AB та Micro-AB для з'єднання через конектори відповідного розміру як типу А, так і типу В.

Див. також[ред.ред. код]

Посилання[ред.ред. код]

  1. http://linux.org.ua/cgi-bin/yabb/YaBB.pl?num=1244908294 Лінукс першим у світі підтримуватиме USB 3.0 (13.06.2009 )
  2. http://www.usb.org/press/Member_Press_Releases/Ellisys_press_release_9.9.13.pdf