Ce este USB

USB a fost conceput pentru a standardiza conexiunea perifericelor precum dispozitivele de indicare, tastaturile, camerele digitale foto și video. Dar unele dispozitive precum imprimantele, playerele media portabile, unitățile de disc și adaptoarele de rețea la computerele personale au folosit USB pentru a comunica și pentru a furniza energie electrică. Este obișnuit pentru multe dispozitive și a înlocuit în mare măsură interfețe precum porturile seriale și porturile paralele. Conectorii USB au înlocuit și alte tipuri de încărcătoare de baterii pentru dispozitive portabile.

Ce este USB (Magistrală Serială Universală – Universal Serial Bus)?

Magistrala Serială Universală (USB) este un standard industrial care stabilește specificații pentru conectori, cabluri și protocoale pentru comunicare, conexiune și alimentare cu energie între computerele personale și dispozitivele lor periferice. Au existat 3 generații de specificații USB:

• USB 1.x
• USB 2.0
• USB 3.x

Primul USB a fost formulat la mijlocul anilor 1990. USB 1.1 a fost anunțat în 1995 și lansat în 1996. A fost foarte popular și a acaparat piața până în jurul anului 2000. În perioada USB 1.1, Intel a anunțat un controler gazdă USB, iar Philips a anunțat audio USB pentru comunicare izocronă cu dispozitivele electronice de consum.

În aprilie 2000, a fost anunțat USB 2.0. USB 2.0 are multiple actualizări și adăugiri. Forumul Implementatorilor USB (USB IF) menține în prezent standardul USB și a fost lansat în 1996.

Tipuri de Conectori USB

Conectorii USB au forme și dimensiuni diferite. Majoritatea conectorilor USB sunt USB standard, Mini-USB și Micro-USB, care au două sau mai multe variații de conectori. Informații despre fiecare tip sunt prezentate mai jos.

Mini USB

Mini USB este disponibil în trei tipuri diferite: tip A, tip B și tip AB. Este utilizat cu perifericele computerului și camerele digitale. Cel mai comun tip de interfață este acesta, denumit mini B. Cablurile Micro USB și USB-C înlocuiesc practic mini USB pe dispozitivele mai noi. Utilizează cablu coaxial pentru a transmite date și energie între două dispozitive. Se aplică hard disk-urilor mobile, camerelor digitale și playerelor MP3. Un capăt al unui cablu micro USB are un hub patrulater mult mai mic, iar celălalt capăt are un hub USB obișnuit cu un cap plat. Poate fi conectat cu ușurință la dispozitive mobile. Deși mini USB este proiectat în principal pentru acestea, poate fi folosit și pentru a transfera date între computere care au cel puțin un port USB pentru încărcarea dispozitivului.

Micro USB

O versiune redusă a USB (Magistrala Serială Universală), micro-USB. A fost creat pentru conectarea dispozitivelor mici și mobile, inclusiv camere digitale, smartphone-uri, componente GPS, playere MP3 și imprimante foto și a fost anunțat pentru prima dată în 2007 ca înlocuitor pentru mini USB.

Cele trei tipuri diferite de Micro-USB sunt Micro A, Micro B și Micro USB 3. Dimensiunea conectorului pentru tipul Micro-A și Micro-B este de 6.85 x 1.8 mm, în timp ce conectorul Micro-A are o dimensiune maximă a supra-mulajului mai mare. Deoarece are mai mulți pini pe lateral pentru de două ori mai multe fire decât micro B, USB 3 micro este mai comparabil cu micro B, dar are o viteză mai mare. Versiunile Micro USB și USB normal sunt ambele plug-and-play și hot-swappable și sunt încă utilizate pe scară largă la dispozitivele electronice.

USB Tip-C

Un port USB Tip-C este un tip relativ nou de conector care poate fi găsit pe majoritatea smartphone-urilor Android moderne mai noi și pe alte dispozitive conectate prin USB. Datele și energia sunt livrate mașinilor de calcul folosindu-l. Spre deosebire de conexiunile USB tradiționale, cablurile USB-C pot fi conectate la dispozitive în ambele direcții, inclusiv cu susul în jos.

Viteze de Transfer USB

Deoarece este un standard de magistrală externă, USB 1.0 poate suporta până la 127 de dispozitive periferice și rate de transfer de date de 12 Mbps.

Standardul USB 2.0, denumit în mod obișnuit USB de mare viteză, a fost dezvoltat în 2001 de Philips, Lucent, Microsoft, Hewlett-Packard, Intel, NEC și Compaq. Poate suporta o rată de transfer de 60 megabytes pe secundă sau mai mult, până la 480 Mbps.

USB 3.0, cunoscut în general ca SuperSpeed USB 3.0, a fost disponibil pentru prima dată prin Buffalo Technology în noiembrie 2009. Funcționalitatea și viteza îmbunătățite ale USB 3.0 au contribuit la progrese în gestionarea energiei, capacitatea îmbunătățită a lățimii de bandă și tehnologia USB 2.0.

Până la 5.0 gigabiți pe secundă (Gbps), sau 640 megabytes pe secundă, pot fi suportați. După lansarea USB 3.1, numele său a fost schimbat în USB 3.1 Gen1 din considerente de fabricație. Odată cu lansarea seriilor lor de computere Dell XPS și Inspiron în aprilie 2011, Dell a început să implementeze conexiuni USB 3.0.

Cea mai recentă versiune a protocolului USB, cunoscută în mod obișnuit ca SuperSpeed, care a fost disponibilă până la 31 iulie 2013, este USB 3.1. Poate suporta rate de transfer de până la 10 Gbps. Recent, reviziile USB 3.0 și 3.1 sunt utilizate de diferite dispozitive pentru a îmbunătăți viteza și performanța.

Avantajele USB

Magistrala Serială Universală a fost concepută pentru a simplifica și îmbunătăți interfața dintre computerele personale și dispozitivele periferice în comparație cu interfețele standard existente anterior sau cele proprietare ad-hoc.

1. Interfața USB este auto-configurabilă. Aceasta înseamnă că utilizatorul nu trebuie să ajusteze setările pe dispozitiv și interfață pentru viteză sau format de date, sau să configureze întreruperi, adrese de intrare/ieșire sau canale de acces direct la memorie.
2. Conectorii USB sunt standardizați la gazdă, deci orice periferic poate folosi orice receptor disponibil. USB profită din plin de puterea de procesare suplimentară care poate fi economic integrată în dispozitivele periferice, astfel încât acestea să se poată gestiona singure. Dispozitivele USB, în majoritatea cazurilor, nu au setări de interfață ajustabile de către utilizator.
3. Interfața USB este conectabilă la cald (hot pluggable) sau plug-and-play, ceea ce înseamnă că dispozitivele pot fi schimbate fără a reporni computerul gazdă. Dispozitivele mici pot fi alimentate direct de la interfața USB, eliminând astfel cablurile suplimentare de alimentare.
4. Interfața USB definește protocoale pentru îmbunătățirea fiabilității față de interfețele anterioare și pentru recuperarea din erori comune.
5. Instalarea unui dispozitiv care se bazează pe standardul USB necesită o acțiune minimă din partea operatorului.

Dezavantajele USB

1. Cablurile USB sunt limitate în lungime.
2. USB are o topologie arborescentă strictă și un protocol master-slave pentru adresarea dispozitivelor periferice. Dispozitivele periferice nu pot interacționa între ele decât prin intermediul gazdei, iar două gazde nu pot comunica direct prin porturile lor USB.
3. Unele dispozitive periferice de foarte mare viteză necesită viteze susținute care nu sunt disponibile în standardul USB.
4. Pentru un dezvoltator de produs, utilizarea USB necesită implementarea unui protocol complex și implică un controler inteligent în dispozitivul periferic.
5. Utilizarea logo-urilor USB pe produs necesită taxe anuale și apartenența la organizație.

Comparație între USB 1.x, USB 2.0 și USB 3.x

Notă: USB 3.x include USB 3.0, USB 3.1 și USB 3.2. Standardul USB 3.2 include, de asemenea, două moduri de transfer suplimentare: SuperSpeed+ (SS+) și SuperSpeed+ (SS++) care pot transfera date cu până la 20Gbps și, respectiv, 40Gbps.