Описание на USB 2.0 протокола. Технически характеристики USB възможности
Днешната статия ще бъде посветена, както подсказва заглавието, на обсъждане на основите USB интерфейс. Нека да разгледаме основните понятия, структурата на интерфейса, да разберем как става прехвърлянето на данни и в близко бъдеще ще приложим всичко това на практика 😉 Накратко, да започваме!
Има няколко различни спецификации USB. Всичко започна с USB 1.0И USB 1.1, след което интерфейсът се разви в USB 2.0, окончателната спецификация се появи сравнително наскоро USB 3.0. Но в момента най-често срещаното изпълнение е USB 2. 0.
Е, за начало, основните точки и характеристики. USB 2.0поддържа три режима на работа:
- Висока скорост– до 480 Mb/s
- Пълна скорост– до 12 Mb/s
- Ниска скорост– до 1,5 Mb/s
Команди в автобуса USB хост(например компютър), към който можете да свържете до 127 различни устройства. Ако това не е достатъчно, тогава трябва да добавите друг хост. Освен това е важно самото устройство да не може да изпраща/получава данни към/от хоста; необходимо е хостът да се свърже със самото устройство.
Почти всички статии за USBВиждал съм използван термин крайна точка“, но какво е то обикновено се пише доста неясно. И така, крайната точка е част от устройството USB, който има свой собствен уникален идентификатор. Всяко устройство USBможе да има множество крайни точки. Като цяло крайната точка е просто област от паметта USBустройство, в което могат да се съхраняват всякакви данни (буфер за данни). И в крайна сметка получаваме това - всяко устройство има свой собствен уникален адрес в шината USBи всяка крайна точка на това устройство има свой собствен номер. Като този)
Нека се отклоним малко и да поговорим за „хардуерната“ част на интерфейса.
Има два вида конектори – Тип А и Тип Б.
Както вече става ясно от фигурата Тип Авинаги е с лице към домакина. Това са съединителите, които виждаме на компютри и лаптопи. Съединители Тип Бвинаги се отнасяйте за свързани USB устройства. USB кабелът се състои от 4 проводника с различни цветове. Е, всъщност червеното е мощност (+5 V), черното е земята, бялото и зеленото са за предаване на данни.
В допълнение към тези, показани на фигурата, има и други опции за USB конектори, например mini-USB и други, добре, вече знаете това 😉
Вероятно си струва да се докоснем малко до метода за прехвърляне на данни, но няма да навлизаме по-дълбоко в това) Така че, когато прехвърляте данни през шината USBизползва се принципът на кодиране НРЗИ(без връщане към нула с инверсия). За да се предаде логическа „1“, е необходимо да се повиши нивото на линията D+ над +2,8 V, а нивото на линията D- трябва да се понижи под +0,3 V. За да се предаде нула, ситуацията е обратната - ( D- > 2,8 V) и (D+< 0.3 В).
Трябва да обсъдим и захранването на устройствата USB. И тук също са възможни няколко варианта.
Първо, устройствата могат да се захранват от шината, след което могат да бъдат разделени на два класа:
- Ниска мощност
- Голяма мощ
Разликата тук е, че маломощниустройствата не могат да консумират повече от 100 mA. A устройства голяма мощне трябва да консумира повече 100 mAсамо на етап конфигуриране. Веднъж конфигурирани от хоста, тяхното потребление може да достигне до 500 mA.
Освен това устройствата могат да имат собствено захранване. В този случай те могат да получат до 100 mAот автобуса и вземете всичко останало от вашия източник)
Това изглежда е всичко, нека бавно да преминем към структурата на предадените данни. Все пак това е от най-голям интерес за нас 😉
Цялата информация се предава персонал, които се изпращат на редовни интервали. От своя страна всеки кадър се състои от сделки. Може би ще стане по-ясно така:
Всяка рамка включва пакет , след това следват транзакции за различни крайни точки и всичко завършва с пакет EOF (край на кадъра).За да бъда абсолютно точен, тогава EOF- това не е съвсем пакет в обичайния смисъл на думата - това е интервал от време, през който обменът на данни е забранен.
Всяка транзакция има следната форма:
Първият пакет (нар Токен найлонов плик) съдържа информация за адреса на устройството USB, както и номера на крайната точка, към която е предназначена тази транзакция. В допълнение, този пакет съхранява информация за вида на транзакцията (ще обсъдим какви типове има, но малко по-късно =)). – всичко е ясно с него, това са данните, предадени от хоста или крайната точка (в зависимост от вида на транзакцията). Последен пакет – Статус– предназначени за проверка на успеха на събирането на данни.
Думата „пакет“ е чувана много пъти във връзка с интерфейса. USB, така че е време да разберете какво е то. Да започнем с опаковката Токен:
Пакети Токенима три вида:
- Настройвам
Ето защо казах това..) В зависимост от вида на пакета, стойността на полето PID V Токенпакетът може да приема следните стойности:
- Тип пакет токени OUT – PID=0001
- Тип пакет токени IN – PID = 1001
- Тип пакет токени НАСТРОЙКА – PID = 1101
- Токен пакет тип SOF – PID=0101
Да преминем към следващия компонент на пакета Токен– полета АдресИ Крайна точка- съдържат Адрес на USB устройство и номер на крайна точка, което е предназначено сделка.
Какво поле CRC– това е контролна сума, това е ясно.
Тук има още един важен момент. PIDвключва 4 бита, но по време на предаване те се допълват с още 4 бита, които се получават чрез обръщане на първите 4 бита.
И така, следващият по ред - тоест пакет данни.
Всичко тук е основно същото като в опаковката Токен, само че вместо адреса на устройството и номера на крайната точка, тук имаме предадените данни.
Остава да обмислим Статуспакети и SOF пакети:
Тук PIDможе да приема само две стойности:
- Пакетът е получен правилно - PID=0010
- Грешка при получаване на пакет - PID = 1010
И накрая пакети:
Тук виждаме ново поле Кадър– съдържа номера на предавания кадър.
Нека да разгледаме процеса на записване на данни на USB устройство като пример. Тоест, разгледайте пример за структурата на кадър за запис.
Рамката, както си спомняте, се състои от транзакции и има следната форма:
Какви са всички тези транзакции? Нека да го разберем сега! Транзакция НАСТРОЙВАМ:
Транзакция ВЪН:
По същия начин, когато четете данни от USB устройство, рамката изглежда така:
Транзакция НАСТРОЙВАМвече видяхме, нека да разгледаме сделката IN 😉
Както можете да видите, всички тези транзакции имат същата структура, както обсъдихме по-горе)
Като цяло, мисля, че това е достатъчно за днес 😉 Това е доста дълга статия, надявам се, че ще се опитаме да приложим USB интерфейса на практика в близко бъдеще!
История на появата и развитието на стандартите за универсална серийна шина (USB).
Преди първото внедряване на USB шината, стандартната конфигурация на персонален компютър включваше един паралелен порт, обикновено за свързване на принтер (LPT порт), два серийни комуникационни порта (COM портове), обикновено за свързване на мишка и модем, и един порт за джойстик (GAME порт). Тази конфигурация беше доста приемлива в ранните дни на персоналните компютри и в продължение на много години беше практическият стандарт за производителите на оборудване. Въпреки това напредъкът не стои неподвижен, обхватът и функционалността на външните устройства непрекъснато се подобряват, което в крайна сметка доведе до необходимостта от преразглеждане на стандартната конфигурация, което ограничава възможността за свързване на допълнителни периферни устройства, които стават все по-многобройни всеки ден.
Опитите за увеличаване на броя на стандартните I/O портове не можаха да доведат до радикално решение на проблема и възникна необходимостта от разработване на нов стандарт, който да осигури просто, бързо и удобно свързване на голям брой периферни устройства на различни цели за всеки компютър със стандартна конфигурация, което в крайна сметка доведе до появата на универсалната серийна шина Универсална серийна шина (USB)
Първа спецификация на сериен интерфейс USB (универсална серийна шина), Наречен USB 1.0, се появи в 1996 г, подобрена версия, базирана на него, USB 1.1- В 1998 гПропускателната способност на USB 1.0 и USB 1.1 шините - до 12 Mbit/s (всъщност до 1 мегабайт в секунда) беше напълно достатъчна за нискоскоростни периферни устройства, като аналогов модем или компютърна мишка, но недостатъчна за устройства с висока скорост на трансфер на данни, което беше основният недостатък на тази спецификация. Въпреки това практиката показва, че универсалната серийна шина е много успешно решение, възприето от почти всички производители на компютърно оборудване като основна посока на развитие на компютърната периферия.
IN 2000 гима нова спецификация - USB 2.0, като вече осигурява скорост на трансфер на данни до 480 Mbit/s (всъщност до 32 мегабайта в секунда). Спецификацията предполага пълна съвместимост с предишния стандарт USB 1.X и доста приемлива производителност за повечето периферни устройства. Започва бум в производството на устройства, оборудвани с USB интерфейс. "Класическите" входно-изходни интерфейси бяха напълно изместени и станаха екзотични. Въпреки това, за някои високоскоростни периферни устройства дори успешната USB 2.0 спецификация остава тясно място, което изисква по-нататъшно развитие на стандарта.
IN 2005 гБеше обявена спецификацията за безжично внедряване на USB - Безжичен USB - WUSB, позволяващ безжично свързване на устройства на разстояние до 3 метра с максимална скорост на трансфер на данни от 480 Mbit/s, и на разстояние до 10 метра с максимална скорост от 110 Mbit/s. Спецификацията не получи бързо развитие и не реши проблема с увеличаването на действителната скорост на пренос на данни.
IN 2006 гбеше обявена спецификация USB-OTG (USB Он- Tтой- Ж o, благодарение на което стана възможна комуникацията между две USB устройства без отделен USB хост. Ролята на хост в този случай се изпълнява от едно от периферните устройства. Смартфоните, цифровите фотоапарати и други мобилни устройства трябва да действат както като хост, така и като периферно устройство. Например, когато камерата е свързана през USB към компютър, тя е периферно устройство, а когато е свързан принтер, тя е хост. Поддръжка на спецификации USB-OTGпостепенно се превърна в стандарт за мобилни устройства.
През 2008гсе появи окончателната спецификация на новия стандарт за универсална серийна шина - USB 3.0. Както при предишните версии на изпълнението на шината, е осигурена електрическа и функционална съвместимост с предишните стандарти. Скоростта на трансфер на данни за USB 3.0 е увеличена 10 пъти - до 5 Gbps. 4 допълнителни ядра бяха добавени към интерфейсния кабел и техните контакти бяха разположени отделно от 4-те контакта на предишните стандарти, в допълнителен контактен ред. В допълнение към повишената скорост на трансфер на данни, USB шината се характеризира и с повишена сила на тока в захранващата верига в сравнение с предишните стандарти. Максималната скорост на трансфер на данни по шината USB 3.0 стана приемлива за почти всяко масово произвеждано периферно компютърно оборудване.
IN 2013 Беше приета следната спецификация на интерфейса - USB 3.1, чиято скорост на трансфер на данни може да достигне 10 Gbit/s. Освен това се появи компактен 24-пинов USB конектор Тип-C, който е симетричен, което позволява кабелът да бъде поставен от двете страни.
С пускането на стандарта USB 3.1, USB Implementers Forum (USB-IF) обяви, че USB 3.0 конекторите със скорости до 5 Gbps (SuperSpeed) вече ще бъдат класифицирани като USB 3.1 Gen 1, а новите USB 3.1 конектори със скорости до до 10 Gbps s (SuperSpeed USB 10Gbps) - като USB 3.1 Gen 2. Стандартът USB 3.1 е обратно съвместим с USB 3.0 и USB 2.0.
IN 2017 година Форумът на внедрителите на USB (USB-IF) публикува спецификация USB 3.2. Максималната скорост на трансфер е 10 Gbit/s. USB 3.2 обаче предоставя възможността за обединяване на две връзки ( Двулентова операция), което ви позволява да увеличите теоретичната пропускателна способност до 20 Gbit/s. Внедряването на тази функция е незадължително, тоест поддръжката й на хардуерно ниво ще зависи от конкретния производител и техническата необходимост, която се различава например за принтер и преносим твърд диск. Възможността за прилагане на този режим се предоставя само при използване USB Type-C.
www.usb.org- USB спецификационна документация за разработчици на английски език.
Трябва да се отбележи, че имаше и все още съществува алтернатива на USB шината. Дори преди въвеждането й, Apple разработи спецификация на серийната шина FireWire(друго име - iLink), който през 1995 г. е стандартизиран от Американския институт на инженерите по електротехника и електроника (IEEE) под номер 1394. Автобус IEEE 1394може да работи в три режима: със скорости на трансфер на данни до 100, 200 и 400 Mbit/s. Въпреки това, поради високата цена и по-сложното изпълнение от USB, този тип високоскоростна серийна шина не е широко разпространена и постепенно се заменя с USB 2.0 - USB 3.2.
Общи принципи на работа на периферни устройства с универсална серийна шина (USB).
USB интерфейсът се оказа толкова успешно решение, че беше оборудван с почти всички класове периферни устройства, от мобилен телефон до уеб камера или преносим твърд диск. Най-разпространените устройства (засега) са тези, които поддържат USB 2.0. Въпреки това, USB 3.0 – 3.1 е по-търсен за високоскоростни устройства, където става основен, като постепенно измества USB 2.0.
Периферните устройства с поддръжка на USB, когато са свързани към компютър, се разпознават автоматично от системата (по-специално софтуерът на драйвера и честотната лента на шината) и са готови за работа без намеса на потребителя. Устройствата с ниска консумация на енергия (до 500mA) може да нямат собствено захранване и да се захранват директно от USB шината.
Използването на USB елиминира необходимостта от премахване на корпуса на компютъра за инсталиране на допълнителни периферни устройства и елиминира необходимостта от извършване на сложни настройки при инсталирането им.
USB елиминира проблема с ограничаването на броя на свързаните устройства. При използване на USB до 127 устройства могат да работят едновременно с компютър.
USB позволява горещо включване. Това не изисква първо изключване на компютъра, след това свързване на устройството, рестартиране на компютъра и конфигуриране на инсталирани периферни устройства. За да изключите периферно устройство, не е необходимо да следвате обратната процедура, описана по-горе.
Казано по-просто, USB ви позволява на практика да реализирате всички предимства на съвременната plug and play технология. Устройствата, предназначени за USB 1.x, могат да работят с USB 2.0 контролери. и USB 3.0
Когато е свързано периферно устройство, се генерира хардуерно прекъсване и управлението се получава от HCD драйвера ( Драйвер за хост контролер) USB контролер ( USB хост контролер - UHC), който в момента е интегриран във всички произведени чипсети на дънни платки. Той анкетира устройството и получава от него идентификационна информация, въз основа на която управлението се прехвърля на водача, обслужващ този тип устройство. UHC контролерът разполага с основен хъб (Hub), който осигурява връзка към шината на USB устройството.
Хъб (USB ХЪБ).
Точките на свързване се наричат пристанища. Друг хъб може да бъде свързан към порта като устройство. Всеки хъб има изходящ порт ( порт нагоре по веригата), свързвайки го към главния контролер и портовете надолу по веригата ( пристанище надолу по веригата) за свързване на периферни устройства. Хъбовете могат да откриват, свързват и прекъсват връзката на всеки порт за връзка надолу и осигуряват разпределение на мощността към устройствата за връзка надолу. Всеки от портовете за връзка надолу може да бъде индивидуално активиран и конфигуриран на пълна или ниска скорост. Хъбът се състои от два блока: контролер на хъба и повторител на хъба. Ретранслаторът е контролиран от протокол превключвател между порт за връзка нагоре и портове за връзка надолу. Хъбът също така съдържа хардуер за поддръжка на нулиране на връзката и пауза/възобновяване. Контролерът осигурява интерфейсни регистри, които позволяват трансфер на данни към и от главния контролер. Дефинираното състояние на хъба и контролните команди позволяват на хост процесора да конфигурира хъба и да наблюдава и управлява неговите портове.
Външните хъбове могат да имат собствено захранване или да се захранват от USB шина.
USB кабели и конектори
Съединителите тип А се използват за свързване към компютър или хъб. Конекторите тип B се използват за свързване към периферни устройства.
Всички USB конектори, които могат да бъдат свързани помежду си, са проектирани да работят заедно.
Всички щифтове на конектора USB 2.0 са електрически съвместими със съответните щифтове на конектора USB 3.0. В същото време конекторът USB 3.0 има допълнителни контакти, които нямат съответствие в конектора USB 2.0, и следователно, когато свързвате конектори от различни версии, „допълнителните“ контакти няма да се използват, осигурявайки нормална работа на версия 2.0 връзка. Всички жакове и щепсели между USB 3.0 тип A и USB 2.0 тип A са проектирани да работят заедно. USB 3.0 тип B жак е малко по-голям от това, което би било необходимо за USB 2.0 тип B и по-ранен щепсел. В същото време е възможно да свържете този тип щепсел към тези контакти. Съответно, за да свържете периферно устройство с USB 3.0 Type B конектор към компютър, можете да използвате и двата вида кабели, но за устройство с USB 2.0 Type B конектор - само USB 2.0 кабел. eSATAp гнездата, обозначени като eSATA/USB Combo, тоест имащи възможност за свързване на USB щепсел към тях, имат възможност за свързване на USB тип A щепсели: USB 2.0 и USB 3.0, но в режим на скорост USB 2.0.
USB Type-C конекторите осигуряват връзки както към периферни устройства, така и към компютри, като заменят различните тип A и Type B конектори и кабели на предишните USB стандарти и предоставят бъдещи опции за разширение. 24-пиновият двустранен конектор е доста компактен, близък по размер до micro-B конекторите на стандарта USB 2.0. Размерите на конектора са 8,4 мм на 2,6 мм. Конекторът осигурява 4 чифта контакти за захранване и заземяване, две диференциални двойки D+/D- за предаване на данни при скорости, по-малки от SuperSpeed (в кабелите Type-C само една от двойките е свързана), четири диференциални двойки за предаване на високоскоростни сигнали SuperSpeed , два помощни контакта (странична лента), два щифта за конфигурация за определяне на ориентацията на кабела, специален канал за данни за конфигурация (кодиране BMC - двуфазен код) и щифт за захранване +5 V за активни кабели.
Контакти на конектора и оформление на USB Type-C кабела
| Con. | Име | Описание | Con. | Име | Описание | ||
|---|---|---|---|---|---|---|---|
| A1 | GND | Заземяване | B12 | GND | Заземяване | ||
| A2 | SSTXp1 | разл. двойка № 1 SuperSpeed, трансмисия, положителна | B11 | SSRXp1 | разл. чифт No2 SuperSpeed, рецепция, позитив | ||
| A3 | SSTXn1 | разл. двойка № 1 SuperSpeed, трансмисия, отрицателна | B10 | SSRXn1 | разл. чифт No2 SuperSpeed, прием, негатив | ||
| A4 | V АВТОБУС | Хранене | B9 | V АВТОБУС | Хранене | ||
| A5 | CC1 | Канал за конфигурация | B8 | SBU2 | Странична лента № 2 (SBU) | ||
| A6 | Dp1 | разл. не-SuperSpeed двойка, позиция 1, положителна | B7 | Dn2 | разл. не-SuperSpeed двойка, позиция 2, отрицателна | ||
| A7 | Dn1 | разл. не-SuperSpeed двойка, позиция 1, отрицателна | B6 | Dp2 | разл. не-SuperSpeed двойка, позиция 2, положителна | ||
| A8 | SBU1 | Странична лента № 1 (SBU) | B5 | CC2 | Канал за конфигурация | ||
| A9 | V АВТОБУС | Хранене | B4 | V АВТОБУС | Хранене | ||
| A10 | SSRXn2 | разл. двойка № 4 SuperSpeed, трансмисия, отрицателна | B3 | SSTXn2 | разл. чифт No3 SuperSpeed, рецепция, негатив | ||
| A11 | SSRXp2 | разл. двойка № 4 SuperSpeed, трансмисия, положителна | B2 | SSTXp2 | разл. чифт No3 SuperSpeed, рецепция, позитив | ||
| A12 | GND | Заземяване | B1 | GND | Заземяване |
||
|
|||||||
| Конектор No1 на кабела Тип-C | Кабел Тип-C | Конектор No2 на кабела Тип-C | |||||
|---|---|---|---|---|---|---|---|
| Контакт | Име | Цвят на обвивката на проводника | Име | Описание | Контакт | Име | |
| Плитка | екран | Кабелна оплетка | екран | Външна кабелна оплетка | Плитка | екран | |
| A1, B1, A12, B12 | GND | Калайдисана | GND_PWRrt1 GND_PWRrt2 |
Обща земя> | A1, B1, A12, B12 | GND | |
| A4, B4, A9, B9 | V АВТОБУС | червен | PWR_V ШИНА 1 PWR_V АВТОБУС 2 |
V BUS захранване | A4, B4, A9, B9 | V АВТОБУС | |
| B5 | V CONN | Жълто |
PWR_V CONN | V CONN мощност | B5 | V CONN | |
| A5 | CC | Син | CC | Канал за конфигурация | A5 | CC | |
| A6 | Dp1 | Бяло | UTP_Dp | Неекранирана диференциална двойка, положителна | A6 | Dp1 | |
| A7 | Dn1 | Зелено | UTP_Dn | Неекранирана диференциална двойка, отрицателна | A7 | Dn1 | |
| A8 | SBU1 | червен | SBU_A | Диапазон на данни A | B8 | SBU2 | |
| B8 | SBU2 | черен | SBU_B | Лента за данни B | A8 | SBU1 | |
| A2 | SSTXp1 | жълт * | SDPp1 | Екранирана диференциална двойка #1, положителна | B11 | SSRXp1 | |
| A3 | SSTXn1 | кафяв * | SDPn1 | Екранирана диференциална двойка #1, отрицателна | B10 | SSRXn1 | |
| B11 | SSRXp1 | зелено * | SDPp2 | Екранирана диференциална двойка #2, положителна | A2 | SSTXp1 | |
| B10 | SSRXn1 | оранжево * | SDPn2 | Екранирана диференциална двойка #2, отрицателна | A3 | SSTXn1 | |
| B2 | SSTXp2 | бяло * | SDPp3 | Екранирана диференциална двойка #3, положителна | A11 | SSRXp2 | |
| B3 | SSTXn2 | черно * | SDPn3 | Екранирана диференциална двойка #3, отрицателна | A10 | SSRXn2 | |
| A11 | SSRXp2 | Червен * | SDPp4 | Екранирана диференциална двойка #4, положителна | B2 | SSTXp2 | |
| A10 | SSRXn2 | Син * | SDPn4 | Екранирана диференциална двойка #4, отрицателна | B3 | SSTXn2 | |
| * Цветовете за обвивка на проводника не са определени от стандарта | |||||||
Свързването на стари устройства към компютри, оборудвани с USB Type-C конектор, ще изисква кабел или адаптер, който има щепсел или конектор тип A или тип B от единия край и USB тип C щепсел от другия край. Стандартът не позволява адаптери с USB Type-C конектор, тъй като използването им може да създаде „много неправилни и потенциално опасни“ кабелни комбинации.
USB 3.1 кабелите с два щекера Type-C в краищата трябва да отговарят напълно на спецификацията - да съдържат всички необходими проводници, трябва да са активни, да включват идентификатори на функцията за електронна идентификация на чипа в зависимост от конфигурацията на канала и съобщения, дефинирани от доставчика (VDM) от спецификацията USB Power Delivery 2.0. Устройствата с USB Type-C конектор могат по желание да поддържат захранващи шини с ток от 1,5 или 3 ампера при напрежение от 5 волта в допълнение към основното захранване. Захранващите устройства трябва да рекламират способността да доставят увеличени токове през канала за конфигуриране или да поддържат напълно спецификацията USB Power Delivery чрез щифта за конфигурация (BMC кодиране) или по-стари сигнали, кодирани като BFSK чрез щифта VBUS. USB 2.0 кабелите, които не поддържат SuperSpeed bus, може да не съдържат електронен идентификационен чип, освен ако не могат да носят 5 ампера ток.
Спецификацията на USB Type-C конектор версия 1.0 беше публикувана от USB Developers Forum през август 2014 г. Разработен е приблизително по същото време като спецификацията USB 3.1.
Използването на USB Type-C конектор не означава непременно, че устройството изпълнява високоскоростния стандарт USB 3.1 Gen1/Gen2 или протокола USB Power Delivery.
Универсалната серийна шина е най-разпространеният и вероятно най-успешният компютърен интерфейс за периферни устройства в цялата история на развитието на компютърното оборудване, както се вижда от огромния брой USB устройства, някои от които може да изглеждат малко
Високоскоростен битрейт на сигнализиране - 12 Mb/s - Максимална дължина на кабела за високоскоростно сигнализиране на битрейт - 5 m - Нискоскоростно сигнализиране на битрейт - 1,5 Mb/s - Максимална дължина на кабела за нискоскоростно сигнализиране на битрейт - 3 m - Максимален брой свързани устройства (включително умножители) - 127 - Възможно е свързване на устройства с различни скорости на предаване - Няма нужда потребителят да инсталира допълнителни елементи като терминатори за SCSI - Захранващо напрежение за периферни устройства - 5 V - Максимална консумация на ток на устройство - 500 mA
Окабеляване на конектор USB 1.1 и 2.0
USB сигналите се предават по два проводника на екраниран четирижилен кабел.
Тук :
GND- схема “корпус” за захранване на периферни устройства V АВТОБУС- +5V и за захранващи вериги Bus D+предназначен за предаване на данни
Автомобилна гума Д-за получаване на данни.
Недостатъците на usb 2.0
Въпреки че максималната скорост на трансфер на данни на USB 2.0 е 480 Mbps (60 MB/s), в реалния живот е нереалистично да се постигнат такива скорости (~33,5 MB/s на практика). Това се дължи на големите закъснения по USB шината между заявката за трансфер на данни и действителното начало на трансфера. Например шината FireWire, въпреки че има по-ниска пикова пропускателна способност от 400 Mbps, което е с 80 Mbps (10 MB/s) по-малко от USB 2.0, всъщност позволява по-голяма пропускателна способност за обмен на данни с твърди дискове и други устройства. устройства. В това отношение различните мобилни устройства отдавна са ограничени от недостатъчната практическа честотна лента на USB 2.0.
Най-същественото предимство на USB 3.0 е неговата по-висока скорост (до 5 Gbps), която е 10 пъти по-бърза от по-стария порт. Новият интерфейс е с подобрено енергоспестяване. Това позволява на устройството да премине в режим на заспиване, когато не се използва. Възможно е едновременно двупосочно предаване на данни. Това ще даде по-висока скорост, ако свържете няколко устройства към един порт (разделете порта). Можете да разклоните с помощта на хъб (хъбът е устройство, което се разклонява от един порт на 3-6 порта). Сега, ако свържете хъба към USB 3.0 порт и свържете няколко устройства (например флаш устройства) към хъба и извършите едновременно прехвърляне на данни, ще видите, че скоростта ще бъде много по-висока, отколкото беше с USB 2.0 интерфейс. Има характеристика, която може да бъде плюс и минус. Интерфейсът USB 3.0 е увеличил тока до 900 mA, а USB 2.0 работи с ток от 500 mA. Това ще бъде плюс за тези устройства, които са адаптирани за USB 3.0, но малък минус е, че може да има риск при зареждане на по-слаби устройства, като телефон. Физическият недостатък на новия интерфейс е размерът на кабела. За да се поддържа висока скорост, кабелът е станал по-дебел и по-къс (не може да бъде по-дълъг от 3 метра) от USB 2.0. Важно е да се отбележи, че устройства с различни USB интерфейси ще работадобре и не би трябвало да е проблем. Но не мислете, че скоростта ще се увеличи, ако свържете USB 3.0 към по-стар порт или свържете по-стар интерфейсен кабел към нов порт. Скоростта на трансфер на данни ще бъде равна на скоростта на най-слабия порт.
Здравейте всички. Понякога хората се интересуват от това как USB 3.0 се различава от USB 2.0, понякога искат да разберат каква версия или тип USB конектор имат на компютъра си, какъв вид динозавър е USB 1.0 и т.н. Нека се задълбочим малко в тази тема.
USB стандартът се появи в средата на 90-те години. Дешифриран USBЕто как - Универсална серийна шина. Този стандарт е разработен специално за комуникация между периферни устройства и компютър и сега заема водеща позиция сред всички видове комуникационни интерфейси. Това не е изненадващо. Днес е трудно да си представим устройство без USB конектор, въпреки че тези конектори се различават по вид.
Видове USB конектори
Днес има доста голям брой видове USB конектори. Някои са по-често срещани, други по-малко. Както и да е, нека да ги разгледаме.
USBТип-А– един от най-често срещаните видове USB конектори. Може да сте го виждали на вашия заряден блок и други. Има много приложения. С негова помощ можете да свържете мишки и клавиатури към компютър (или друго устройство), флаш памети, външни устройства, смартфони и т.н. Този списък може да бъде продължен дълго време, ако се замислите.
USBТип-б– конекторът се използва главно за свързване на принтер или други периферни устройства към компютъра. Получава много по-малко разпространение от USB тип-A.
Мини USBбеше доста често срещано при мобилните устройства преди появата на Micro USB. В днешно време е много рядко, но все още можете да го намерите на някои по-стари устройства. На моя преносим аудио високоговорител Mini USB конекторът получава електричество за зареждане на батерията. Купих този високоговорител преди около 5 години (оказа се издръжлив).
Микро USBсега се използва на смартфони и мобилни телефони от почти всички производители. Този USB конектор придоби невероятна популярност сред мобилните устройства. USB Type-C обаче постепенно заема мястото си.
USB версия 1.0 – Археологически разкопки
Пра-пра-дядото на USB стандарта е USB 1.0е роден през студения ноември 1995 г. Но той се роди малко преждевременно и не спечели голяма популярност. Но неговият по-малък брат USB 1.1, роден три години по-късно, беше по-жизнеспособен екземпляр и успя да привлече достатъчно внимание.
Що се отнася до техническата част, скоростта на пренос на данни беше малка, но по стандартите на онези времена тази скорост беше повече от достатъчна. Скоростта беше до 12 Mbit/s и това беше в режим на висока пропускателна способност.
Разлики между USB 2.0 и USB 3.0 конектори
USB 2.0 и USB 3.0 са два напълно модерни USB стандарта, които сега се използват навсякъде в компютри и лаптопи. USB 3.0, разбира се, е по-нов и по-бърз и също така е напълно обратно съвместим с USB 2.0 устройства. Но скоростта в този случай ще бъде ограничена до максималната скорост според стандарта USB 2.0.
На теория скоростта на трансфер на USB 3.0 е приблизително 10 пъти по-висока от USB 2.0 (5 Gbps срещу 480 Mbps). Но на практика скоростта на обмен на информация между устройствата често е ограничена от самите устройства. Въпреки че като цяло USB 3.0 все още печели.
Технически разлики
Въпреки че стандартите USB 2.0 и USB 3.0 са обратно съвместими, те все пак имат някои технически разлики. USB 2.0 има 4 пина – 2 за захранване на устройства и 2 за пренос на данни. Тези 4 пина са запазени в стандарта USB 3.0. Но освен тях бяха добавени още 4 контакта, които са необходими за високи скорости на пренос на данни и по-бързо зареждане на устройства. Между другото, USB 3.0 може да работи с ток до 1 ампер.
В резултат на това кабелът на стандарта USB 3.0 стана по-дебел и дължината му вече не надвишава 3 метра (при USB 2.0 максималната дължина достига 5 метра). Но можете да зареждате смартфона си много по-бързо, дори ако свържете няколко смартфона към един конектор чрез сплитер.
Естествено, производителите са се погрижили за визуалните разлики. Не е нужно да търсите опаковката на дънната платка, за да видите какви USB стандарти поддържа. И не е необходимо да влизате в настройките на компютъра си или в диспечера на устройствата, за да направите това. Просто погледнете цвета на вашия конектор. USB 3.0 конекторът почти винаги е син. Много рядко е и червено. Докато USB 2.0 почти винаги е черен.
Така че сега, с един бърз поглед, можете да определите дали имате USB 2.0 или USB 3.0 на вашия лаптоп.
Това вероятно е краят на разговора за това как USB 2.0 се различава от USB 3.0.
Заключение
Какво научихме от тази статия? Този USB е разделен на стандарти за пренос на данни, които се различават по скоростта на пренос на данни. И също така, че USB има голям брой видове конектори.
И най-интересното нещо, което забравих да спомена в статията е, че видовете конектори могат да се комбинират по следния начин. Може да намерите USB тип A в пълен размер и USB тип B в пълен размер, докато има (но са рядкост) микро USB тип A и микро USB тип B (много често). USB тип A може да работи с помощта на протокола USB 2.0 или може би с помощта на протокола USB 3.0. Като цяло, ако искате, можете да се объркате.
И ако се притеснявате от въпроса кои конектори е по-добре да изберете за лаптоп USB 2.0 или USB 3.0, тогава изобщо не се притеснявайте. Сега всички съвременни лаптопи и компютри са оборудвани и с двата вида USB. Например моят лаптоп има два USB 2.0 конектора и един USB 3.0 конектор. И трите конектора са USB тип-A.
Това са те - USB!
Прочетохте ли до самия край?
Беше ли полезна тази статия?
Не точно
Кое точно не ти хареса? Дали статията беше непълна или невярна?
Напишете в коментарите и ние обещаваме да се подобрим!