USB 2.0-protokollbeskrivelse. Tekniske egenskaper USB-funksjoner
Dagens artikkel vil bli viet, som tittelen antyder, til å diskutere det grunnleggende USB-grensesnitt. La oss se på de grunnleggende konseptene, grensesnittstrukturen, finne ut hvordan dataoverføring skjer, og i nær fremtid skal vi sette alt dette ut i livet 😉 Kort sagt, la oss komme i gang!
Det finnes en rekke forskjellige spesifikasjoner USB. Det hele startet med USB 1.0 Og USB 1.1, så utviklet grensesnittet seg til USB 2.0, den endelige spesifikasjonen dukket opp relativt nylig USB 3.0. Men for øyeblikket er den vanligste implementeringen USB 2. 0.
Vel, for det første, hovedpoengene og egenskapene. USB 2.0 støtter tre driftsmoduser:
- Høy hastighet– opptil 480 Mb/s
- Full fart– opptil 12 Mb/s
- Lav hastighet– opptil 1,5 Mb/s
Kommandoer på bussen USB-vert(for eksempel en PC), som du kan koble til opptil 127 forskjellige enheter. Hvis dette ikke er nok, må du legge til en annen vert. Dessuten er det viktig at enheten selv ikke kan sende/motta data til/fra verten, det er nødvendig for verten å kontakte enheten selv.
Nesten alle artikler om USB Jeg har sett begrepet brukt sluttpunkt“, men hva det er er vanligvis skrevet ganske vagt. Så endepunktet er en del av enheten USB, som har sin egen unike identifikator. Hver enhet USB kan ha flere endepunkter. I det store og hele er et endepunkt bare et minneområde USB en enhet der alle data kan lagres (databuffer). Og til slutt får vi dette - hver enhet har sin egen unike adresse på bussen USB, og hvert endepunkt på denne enheten har sitt eget nummer. Som dette)
La oss gå litt bort og snakke om "maskinvare"-delen av grensesnittet.
Det finnes to typer kontakter – Type A og Type B.
Som det allerede fremgår av figuren Type A står alltid overfor verten. Dette er kontaktene vi ser på datamaskiner og bærbare datamaskiner. Koblinger Type B referer alltid til tilkoblede USB-enheter. USB-kabelen består av 4 ledninger i forskjellige farger. Vel, faktisk er rødt strøm (+5 V), svart er jord, hvitt og grønt er for dataoverføring.
I tillegg til de som er vist på figuren, er det også andre alternativer for USB-kontakter, for eksempel mini-USB og andre, vel, det vet du allerede 😉
Det er sannsynligvis verdt å berøre litt på metoden for dataoverføring, men vi vil ikke gå dypere inn på dette) Så når du overfører data over bussen USB kodeprinsippet brukes NRZI(ingen tilbakevending til null med inversjon). For å overføre logisk "1", er det nødvendig å øke nivået på D+-linjen over +2,8 V, og nivået på D-linjen må senkes under +0,3 V. For å overføre null er situasjonen motsatt - ( D- > 2,8 V) og (D+< 0.3 В).
Vi bør også diskutere strømforsyningen til enheter USB. Og også her er flere alternativer mulig.
For det første kan enheter få strøm fra bussen, deretter kan de deles inn i to klasser:
- Lite strøm
- Høy effekt
Forskjellen her er at lite strøm enheter kan ikke forbruke mer enn 100 mA. En enheter høy effekt bør ikke konsumere mer 100 mA bare på konfigurasjonsstadiet. Når de er konfigurert av verten, kan forbruket deres være opptil 500 mA.
I tillegg kan enheter ha sin egen strømforsyning. I dette tilfellet kan de motta opptil 100 mA fra bussen, og ta alt annet fra kilden din)
Dette ser ut til å være alt, la oss sakte gå videre til strukturen til de overførte dataene. Likevel er dette av størst interesse for oss 😉
All informasjon blir overført personale, som sendes med jevne mellomrom. På sin side består hver ramme av transaksjoner. Kanskje det blir klarere på denne måten:
Hver ramme inkluderer en pakke , så følger transaksjoner for forskjellige endepunkter, og det hele ender med en pakke EOF (End Of Frame). For å være helt presis, altså EOF- dette er ikke helt en pakke i ordets vanlige betydning - det er et tidsintervall der datautveksling er forbudt.
Hver transaksjon har følgende form:
Den første pakken (kalt Token plastpose) inneholder informasjon om enhetens adresse USB, samt nummeret til endepunktet som denne transaksjonen er ment for. I tillegg lagrer denne pakken informasjon om typen transaksjon (vi vil diskutere hvilke typer det finnes, men litt senere =)). – alt er klart med ham, dette er dataene som overføres av verten eller endepunktet (avhengig av transaksjonstype). Siste pakke – Status– designet for å sjekke suksessen med datainnsamling.
Ordet "pakke" har blitt hørt mange ganger i forhold til grensesnittet. USB, så det er på tide å finne ut hva det er. La oss starte med pakken Token:
Pakker Token det er tre typer:
- Oppsett
Det er derfor jeg fortalte dette..) Avhengig av type pakke, feltverdien PID V Token pakken kan ha følgende verdier:
- Tokenpakke type OUT – PID=0001
- Token pakke type IN – PID = 1001
- Tokenpakketype OPPSETT – PID = 1101
- Token pakke type SOF – PID=0101
La oss gå videre til neste komponent i pakken Token- Enger Adresse Og Endepunkt- de inneholder USB-enhetsadresse og endepunktnummer, som er ment transaksjon.
For et felt CRC– Dette er en sjekksum, dette er klart.
Det er et annet viktig poeng her. PID inkluderer 4 biter, men under overføring blir de supplert med 4 biter til, som oppnås ved å invertere de første 4 bitene.
Så, neste i rekken - det vil si en datapakke.
Alt her er stort sett det samme som i pakken Token, bare i stedet for enhetens adresse og endepunktnummer, her har vi de overførte dataene.
Det gjenstår for oss å vurdere Status pakker og SOF-pakker:
Her PID kan bare ta to verdier:
- Pakken ble mottatt riktig - PID=0010
- Feil under mottak av pakke - PID = 1010
Og endelig pakker:
Her ser vi et nytt felt Ramme– den inneholder nummeret til den overførte rammen.
La oss se på prosessen med å skrive data til en USB-enhet som et eksempel. Det vil si, vurder et eksempel på strukturen til en opptaksramme.
Rammen, som du husker, består av transaksjoner og har følgende form:
Hva er alle disse transaksjonene? La oss finne ut av det nå! Transaksjon OPPSETT:
Transaksjon UTE:
På samme måte, når du leser data fra en USB-enhet, ser rammen slik ut:
Transaksjon OPPSETT vi allerede har sett, la oss se på transaksjonen I 😉
Som du kan se, har alle disse transaksjonene samme struktur som vi diskuterte ovenfor)
Generelt tror jeg det er nok for i dag 😉 Dette er en ganske lang artikkel, jeg håper vi skal prøve å implementere USB-grensesnittet i praksis i nær fremtid!
Historie om fremveksten og utviklingen av Universal Serial Bus (USB) standarder
Før den første implementeringen av USB-bussen inkluderte standardkonfigurasjonen av en personlig datamaskin én parallellport, vanligvis for å koble til en skriver (LPT-port), to serielle kommunikasjonsporter (COM-porter), vanligvis for å koble til en mus og modem, og én port for en joystick (GAME-port ). Denne konfigurasjonen var ganske akseptabel i de første dagene av personlige datamaskiner, og i mange år var det den praktiske standarden for utstyrsprodusenter. Fremgangen sto imidlertid ikke stille, rekkevidden og funksjonaliteten til eksterne enheter ble stadig forbedret, noe som til slutt førte til behovet for å revidere standardkonfigurasjonen, noe som begrenset muligheten til å koble til ekstra perifere enheter, som ble mer og mer tallrik hver dag.
Forsøk på å øke antallet standard I/O-porter kunne ikke føre til en grunnleggende løsning på problemet, og behovet oppsto for å utvikle en ny standard som ville gi enkel, rask og praktisk tilkobling av et stort antall perifere enheter av forskjellige formål til enhver standard konfigurasjonsdatamaskin, som til slutt førte til bruken av Universal Serial Bus Universal Serial Bus (USB)
Første serielle grensesnittspesifikasjon USB (Universal Serial Bus), kalt USB 1.0, dukket opp i 1996, en forbedret versjon basert på den, USB 1.1- V 1998 Båndbredden til USB 1.0- og USB 1.1-bussene - opptil 12 Mbit/s (faktisk opptil 1 megabyte per sekund) var ganske tilstrekkelig for lavhastighets perifere enheter, for eksempel et analogt modem eller datamus, men utilstrekkelig for enheter med høye dataoverføringshastigheter, som var den viktigste ulempen med denne spesifikasjonen. Praksis har imidlertid vist at den universelle seriebussen er en svært vellykket løsning, tatt i bruk av nesten alle produsenter av datautstyr som hovedretningen for utvikling av datamaskinperiferiutstyr.
I 2000 det er en ny spesifikasjon - USB 2.0, som allerede gir dataoverføringshastigheter på opptil 480 Mbit/s (faktisk opptil 32 megabyte per sekund). Spesifikasjonen antok full kompatibilitet med den forrige USB 1.X-standarden og ganske akseptabel ytelse for de fleste eksterne enheter. En boom i produksjonen av enheter utstyrt med et USB-grensesnitt begynner. "Klassiske" input-output-grensesnitt ble fullstendig erstattet og ble eksotiske. For noe høyhastighets periferutstyr forble imidlertid selv den vellykkede USB 2.0-spesifikasjonen en flaskehals, noe som krevde videreutvikling av standarden.
I 2005 Spesifikasjonen for den trådløse implementeringen av USB ble annonsert - Trådløs USB - WUSB, slik at du trådløst kan koble til enheter på en avstand på opptil 3 meter med en maksimal dataoverføringshastighet på 480 Mbit/s, og på en avstand på opptil 10 meter med en maksimal hastighet på 110 Mbit/s. Spesifikasjonen fikk ikke rask utvikling og løste ikke problemet med å øke den faktiske dataoverføringshastigheten.
I 2006 spesifikasjonen ble annonsert USB-OTG (USB O n- T han- G o, takket være at det ble mulig å kommunisere mellom to USB-enheter uten en separat USB-vert. Vertens rolle i dette tilfellet utføres av en av de perifere enhetene. Smarttelefoner, digitale kameraer og andre mobile enheter må fungere som både en vert og en perifer enhet. For eksempel, når et kamera er koblet via USB til en datamaskin, er det en ekstern enhet, og når en skriver er tilkoblet, er det en vert. Spesifikasjonsstøtte USB-OTG ble gradvis standarden for mobile enheter.
I 2008 den endelige spesifikasjonen til den nye universelle seriebussstandarden har dukket opp - USB 3.0. Som med tidligere versjoner av bussimplementeringen, er elektrisk og funksjonell kompatibilitet med tidligere standarder gitt. Dataoverføringshastigheten for USB 3.0 har økt 10 ganger – opptil 5 Gbps. 4 ekstra kjerner ble lagt til grensesnittkabelen, og kontaktene deres ble lagt ut separat fra de 4 kontaktene i tidligere standarder, i en ekstra kontaktrad. I tillegg til den økte dataoverføringshastigheten er USB-bussen også preget av økt strømstyrke i strømkretsen sammenlignet med tidligere standarder. Den maksimale dataoverføringshastigheten over USB 3.0-bussen har blitt akseptabel for nesten alt masseprodusert perifert datautstyr.
I 2013 Følgende grensesnittspesifikasjon ble tatt i bruk - USB 3.1, hvis dataoverføringshastighet kan nå 10 Gbit/s. I tillegg har det dukket opp en kompakt 24-pins USB-kontakt Type-C, som er symmetrisk, slik at kabelen kan settes inn på hver side.
Med utgivelsen av USB 3.1-standarden kunngjorde USB Implementers Forum (USB-IF) at USB 3.0-kontakter med hastigheter på opptil 5 Gbps (SuperSpeed) nå vil bli klassifisert som USB 3.1 Gen 1, og nye USB 3.1-kontakter med hastigheter opp til 10 Gbps s (SuperSpeed USB 10 Gbps) - som USB 3.1 Gen 2. USB 3.1-standarden er bakoverkompatibel med USB 3.0 og USB 2.0.
I 2017 år publiserte USB Implementers Forum (USB-IF) en spesifikasjon USB 3.2. Maksimal overføringshastighet er 10 Gbit/s. USB 3.2 gir imidlertid muligheten til å samle to tilkoblinger ( Tofeltsdrift), slik at du kan øke den teoretiske gjennomstrømningen til 20 Gbit/s. Implementeringen av denne funksjonen er valgfri, det vil si at støtten på maskinvarenivået vil avhenge av den spesifikke produsenten og det tekniske behovet, som for eksempel er forskjellig for en skriver og en bærbar harddisk. Muligheten for å implementere denne modusen er kun gitt ved bruk USB Type-C.
www.usb.org- USB-spesifikasjonsdokumentasjon for utviklere på engelsk.
Det skal bemerkes at det var, og fortsatt eksisterer, et alternativ til USB-bussen. Allerede før introduksjonen utviklet Apple en seriebuss-spesifikasjon FireWire(andre navn - iLink), som i 1995 ble standardisert av American Institute of Electrical and Electronics Engineers (IEEE) under nummer 1394. Buss IEEE 1394 kan operere i tre moduser: med dataoverføringshastigheter på opptil 100, 200 og 400 Mbit/s. På grunn av de høye kostnadene og den mer komplekse implementeringen enn USB, har denne typen høyhastighets seriell buss ikke blitt utbredt, og blir gradvis erstattet av USB 2.0 - USB 3.2.
Generelle prinsipper for bruk av Universal Serial Bus (USB) perifere enheter
USB-grensesnittet viste seg å være en så vellykket løsning at det var utstyrt med nesten alle klasser av eksterne enheter, fra en mobiltelefon til et webkamera eller en bærbar harddisk. De mest utbredte enhetene (foreløpig) er de som støtter USB 2.0. Imidlertid er USB 3.0 – 3.1 mer etterspurt etter høyhastighetsenheter, der den blir den viktigste, og gradvis erstatter USB 2.0.
Perifere enheter med USB-støtte, når de er koblet til en datamaskin, gjenkjennes automatisk av systemet (spesielt driverprogramvare og bussbåndbredde), og er klare til å fungere uten brukerintervensjon. Enheter med lavt strømforbruk (opptil 500mA) har kanskje ikke egen strømforsyning og får strøm direkte fra USB-bussen.
Bruk av USB eliminerer behovet for å fjerne datamaskindekselet for å installere ekstra periferiutstyr, og eliminerer behovet for å gjøre komplekse innstillinger når du installerer dem.
USB eliminerer problemet med å begrense antall tilkoblede enheter. Når du bruker USB, kan opptil 127 enheter fungere samtidig med en datamaskin.
USB gir mulighet for varmplugging. Dette krever ikke først å slå av datamaskinen, deretter koble til enheten, starte datamaskinen på nytt og konfigurere installerte perifere enheter. For å koble fra en perifer enhet, trenger du ikke følge omvendt prosedyre beskrevet ovenfor.
Enkelt sagt lar USB deg praktisk talt realisere alle fordelene med moderne plug and play-teknologi. Enheter designet for USB 1.x kan fungere med USB 2.0-kontrollere. og USB 3.0
Når en perifer enhet er tilkoblet, genereres et maskinvareavbrudd og kontroll mottas av HCD-driveren ( Driver for vertskontroller) USB-kontroller ( USB Host Controller - UHC), som for øyeblikket er integrert i alle produserte hovedkortbrikkesett. Den poller enheten og mottar identifiseringsinformasjon fra den, basert på hvilken kontroll som overføres til sjåføren som betjener denne typen enhet. UHC-kontrolleren har en rothub (Hub), som gir tilkobling til USB-enhetsbussen.
Hub (USB HUB).
Koblingspunktene kalles havner. En annen hub kan kobles til porten som en enhet. Hver hub har en utgående port ( oppstrøms havn), kobler den til hovedkontrolleren og nedstrømsportene ( nedstrøms havn) for tilkobling av eksterne enheter. Huber kan oppdage, koble til og koble fra ved hver downlink-port og gi strømdistribusjon til downlink-enheter. Hver av nedlink-portene kan aktiveres individuelt og konfigureres med full eller lav hastighet. Huben består av to blokker: hub-kontrolleren og hub-repeateren. En repeater er en protokollstyrt svitsj mellom en uplink-port og downlink-porter. Huben inneholder også maskinvare for å støtte tilbakestilling av tilkobling og pause/gjenoppta. Kontrolleren leverer grensesnittregistre som muliggjør dataoverføring til og fra hovedkontrolleren. Definerte hubstatus og kontrollkommandoer lar vertsprosessoren konfigurere huben og overvåke og administrere portene.
Eksterne huber kan ha egen strømforsyning eller få strøm fra USB-bussen.
USB-kabler og kontakter
Type A-kontakter brukes til å koble til en datamaskin eller hub. Type B-kontakter brukes til å koble til eksterne enheter.
Alle USB-kontakter som kan kobles til hverandre er designet for å fungere sammen.
Alle pinnene til USB 2.0-kontakten er elektrisk kompatible med de tilsvarende pinnene til USB 3.0-kontakten. Samtidig har USB 3.0-kontakten ekstra kontakter som ikke har en korrespondanse i USB 2.0-kontakten, og derfor, når du kobler til kontakter av forskjellige versjoner, vil ikke de "ekstra" kontaktene brukes, noe som sikrer normal drift av versjon 2.0-tilkobling. Alle kontakter og plugger mellom USB 3.0 Type A og USB 2.0 Type A er laget for å fungere sammen. USB 3.0 Type B-kontakten er litt større enn det som kreves for en USB 2.0 Type B og tidligere plugg. Samtidig er det mulig å koble denne typen støpsel til disse stikkontaktene. Følgelig, for å koble en ekstern enhet med en USB 3.0 Type B-kontakt til en datamaskin, kan du bruke begge typer kabler, men for en enhet med en USB 2.0 Type B-kontakt - bare en USB 2.0-kabel. eSATAp-kontakter, utpekt som eSATA/USB Combo, det vil si å ha muligheten til å koble til en USB-plugg til dem, har muligheten til å koble til USB Type A-plugger: USB 2.0 og USB 3.0, men i USB 2.0-hastighetsmodus.
USB Type-C-kontakter gir tilkoblinger til både eksterne enheter og datamaskiner, og erstatter de forskjellige Type A- og Type B-kontaktene og kablene fra tidligere USB-standarder, og gir fremtidige utvidelsesmuligheter. Den 24-pinners dobbeltsidige kontakten er ganske kompakt, nær i størrelse mikro-B-kontaktene til USB 2.0-standarden. Kontaktdimensjonene er 8,4 mm x 2,6 mm. Kontakten gir 4 par kontakter for strøm og jord, to differensialpar D+/D- for dataoverføring ved hastigheter mindre enn SuperSpeed (i Type-C-kabler er kun ett av parene tilkoblet), fire differensialpar for overføring av høyhastighets SuperSpeed-signaler, to hjelpekontakter (sidebånd), to konfigurasjonspinner for å bestemme kabelorientering, en dedikert konfigurasjonsdatakanal (BMC-koding - tofasemerkekode) og en +5 V strømpinne for aktive kabler.
Koblingskontakter og USB Type-C-kabeloppsett
| Lure. | Navn | Beskrivelse | Lure. | Navn | Beskrivelse | ||
|---|---|---|---|---|---|---|---|
| A1 | GND | Jording | B12 | GND | Jording | ||
| A2 | SSTXp1 | Forskj. par nr. 1 SuperSpeed, gir, positiv | B11 | SSRXp1 | Forskj. par nr. 2 SuperSpeed, mottak, positiv | ||
| A3 | SSTXn1 | Forskj. par nr. 1 SuperSpeed, gir, negativ | B10 | SSRXn1 | Forskj. par nr. 2 SuperSpeed, mottak, negativ | ||
| A4 | V BUSS | Ernæring | B9 | V BUSS | Ernæring | ||
| A5 | CC1 | Konfigurasjonskanal | B8 | SBU2 | Sidebånd nr. 2 (SBU) | ||
| A6 | Dp1 | Forskj. ikke-SuperSpeed par, posisjon 1, positiv | B7 | Dn2 | Forskj. ikke-SuperSpeed par, posisjon 2, negativ | ||
| A7 | Dn1 | Forskj. ikke-SuperSpeed par, posisjon 1, negativ | B6 | Dp2 | Forskj. ikke-SuperSpeed par, posisjon 2, positiv | ||
| A8 | SBU1 | Sidebånd nr. 1 (SBU) | B5 | CC2 | Konfigurasjonskanal | ||
| A9 | V BUSS | Ernæring | B4 | V BUSS | Ernæring | ||
| A10 | SSRXn2 | Forskj. par nr. 4 SuperSpeed, gir, negativ | B3 | SSTXn2 | Forskj. par nr. 3 SuperSpeed, mottak, negativ | ||
| A11 | SSRXp2 | Forskj. par nr. 4 SuperSpeed, gir, positiv | B2 | SSTXp2 | Forskj. par nr. 3 SuperSpeed, mottak, positiv | ||
| A12 | GND | Jording | B1 | GND | Jording |
||
|
|||||||
| Kontakt nr. 1 på kabelen Type-C | Kabel Type-C | Kontakt nr. 2 på kabelen Type-C | |||||
|---|---|---|---|---|---|---|---|
| Kontakt | Navn | Farge på lederkappe | Navn | Beskrivelse | Kontakt | Navn | |
| Flette | Skjerm | Kabelflett | Skjerm | Ytre kabelflett | Flette | Skjerm | |
| A1, B1, A12, B12 | GND | Hermetisert | GND_PWRrt1 GND_PWRrt2 |
Felles land> | A1, B1, A12, B12 | GND | |
| A4, B4, A9, B9 | V BUSS | rød | PWR_V BUS 1 PWR_V BUS 2 |
V BUS strømforsyning | A4, B4, A9, B9 | V BUSS | |
| B5 | V CONN | Gul |
PWR_V CONN | V CONN strøm | B5 | V CONN | |
| A5 | CC | Blå | CC | Konfigurasjonskanal | A5 | CC | |
| A6 | Dp1 | Hvit | UTP_Dp | Uskjermet differensialpar, positivt | A6 | Dp1 | |
| A7 | Dn1 | Grønn | UTP_Dn | Uskjermet differensialpar, negativ | A7 | Dn1 | |
| A8 | SBU1 | rød | SBU_A | Databånd A | B8 | SBU2 | |
| B8 | SBU2 | Svart | SBU_B | Databånd B | A8 | SBU1 | |
| A2 | SSTXp1 | Gul * | SDPp1 | Skjermet differensialpar #1, positivt | B11 | SSRXp1 | |
| A3 | SSTXn1 | Brun * | SDPn1 | Skjermet differensialpar #1, negativ | B10 | SSRXn1 | |
| B11 | SSRXp1 | Grønn * | SDPp2 | Skjermet differensialpar #2, positivt | A2 | SSTXp1 | |
| B10 | SSRXn1 | Oransje * | SDPn2 | Skjermet differensialpar #2, negativ | A3 | SSTXn1 | |
| B2 | SSTXp2 | Hvit * | SDPp3 | Skjermet differensialpar #3, positivt | A11 | SSRXp2 | |
| B3 | SSTXn2 | Svart * | SDPn3 | Skjermet differensialpar #3, negativ | A10 | SSRXn2 | |
| A11 | SSRXp2 | Rød * | SDPp4 | Skjermet differensialpar #4, positivt | B2 | SSTXp2 | |
| A10 | SSRXn2 | blå * | SDPn4 | Skjermet differensialpar #4, negativ | B3 | SSTXn2 | |
| * Farger for lederkappe er ikke spesifisert av standarden | |||||||
Å koble eldre enheter til datamaskiner utstyrt med en USB Type-C-kontakt vil kreve en kabel eller adapter som har en Type A- eller Type B-plugg eller -kontakt i den ene enden og en USB Type-C-kontakt i den andre enden. Standarden tillater ikke adaptere med en USB Type-C-kontakt, siden bruken av dem kan skape "mange feil og potensielt farlige" kabelkombinasjoner.
USB 3.1-kabler med to Type-C-plugger i endene må være helt i samsvar med spesifikasjonen - inneholde alle nødvendige ledere, må være aktive, inkludere en elektronisk identifikasjonsbrikke med identifikatorer, avhengig av kanalkonfigurasjonen og leverandørdefinerte meldinger (VDM) fra spesifikasjonen USB Power Delivery 2.0. Enheter med USB Type-C-kontakt kan valgfritt støtte strømskinner med en strøm på 1,5 eller 3 ampere ved en spenning på 5 volt i tillegg til hovedstrømforsyningen. Strømforsyninger må annonsere muligheten til å levere økte strømmer via konfigurasjonskanalen, eller fullt ut støtte USB Power Delivery-spesifikasjonen via konfigurasjonspinnen (BMC-koding) eller eldre signaler kodet som BFSK via VBUS-pinnen. USB 2.0-kabler som ikke støtter SuperSpeed-bussen kan ikke inneholde en elektronisk identifikasjonsbrikke med mindre de kan bære 5 ampere strøm.
USB Type-C-kontaktspesifikasjonen versjon 1.0 ble publisert av USB Developers Forum i august 2014. Den ble utviklet omtrent samtidig med USB 3.1-spesifikasjonen.
Å bruke en USB Type-C-kontakt betyr ikke nødvendigvis at enheten implementerer høyhastighets USB 3.1 Gen1/Gen2-standarden eller USB Power Delivery-protokollen.
Universal Serial Bus er det mest utbredte, og sannsynligvis det mest vellykkede datamaskingrensesnittet for perifere enheter i hele historien til utviklingen av datautstyr, som bevist av det enorme antallet USB-enheter, hvorav noen kan virke noe
Høyhastighets signaleringsbithastighet - 12 Mb/s - Maksimal kabellengde for høyhastighets signaleringsbithastighet - 5 m - Signaleringsbithastighet med lav hastighet - 1,5 Mb/s - Maksimal kabellengde for overføringshastighet for lavhastighetssignalering - 3 m - Maksimalt tilkoblede enheter (inkludert multiplikatorer) - 127 - Det er mulig å koble til enheter med forskjellige overføringshastigheter - Ikke behov for brukeren å installere tilleggselementer som terminatorer for SCSI - Forsyningsspenning for eksterne enheter - 5 V - Maksimalt strømforbruk per enhet - 500 mA
USB 1.1- og 2.0-kontaktkabling
USB-signaler overføres over to ledninger av en skjermet firetrådskabel.
Her :
GND- "case"-krets for strømforsyning av eksterne enheter V BUSS- +5V også for strømforsyningskretser Bus D+ designet for dataoverføring
Dekk D-å motta data.
Ulemper med usb 2.0
Selv om den maksimale dataoverføringshastigheten til USB 2.0 er 480 Mbps (60 MB/s), er det i det virkelige liv urealistisk å oppnå slike hastigheter (~33,5 MB/s i praksis). Dette skyldes de store forsinkelsene på USB-bussen mellom forespørselen om dataoverføring og selve starten av overføringen. For eksempel gir FireWire-bussen, selv om den har en lavere toppgjennomstrømning på 400 Mbps, som er 80 Mbps (10 MB/s) mindre enn USB 2.0, faktisk større gjennomstrømming for datautveksling med harddisker og andre enheter. enheter. I denne forbindelse har forskjellige mobilstasjoner lenge vært begrenset av den utilstrekkelige praktiske båndbredden til USB 2.0.
Den viktigste fordelen med USB 3.0 er dens høyere hastighet (opptil 5 Gbps), som er 10 ganger raskere enn den eldre porten. Det nye grensesnittet har forbedret energisparingen. Dette gjør at stasjonen går i hvilemodus når den ikke er i bruk. Det er mulig å utføre toveis dataoverføring samtidig. Dette vil gi høyere hastighet hvis du kobler flere enheter til en port (deler porten). Du kan forgrene ved hjelp av en hub (en hub er en enhet som forgrener seg fra én port til 3-6 porter). Nå, hvis du kobler huben til en USB 3.0-port, og kobler flere enheter (for eksempel flash-stasjoner) til huben og utfører samtidig dataoverføring, vil du se at hastigheten vil være mye høyere enn den var med USB. 2.0 grensesnitt. Det er en egenskap som kan være et pluss og et minus. USB 3.0-grensesnittet har økt strømmen til 900 mA, og USB 2.0 opererer med en strøm på 500 mA. Dette vil være et pluss for de enhetene som er tilpasset USB 3.0, men et lite minus er at det kan være en risiko ved lading av svakere enheter, som en telefon. Den fysiske ulempen med det nye grensesnittet er kabelstørrelsen. For å opprettholde høy hastighet har kabelen blitt tykkere og kortere i lengden (kan ikke være lengre enn 3 meter) enn USB 2.0. Det er viktig å merke seg at enheter med forskjellige USB-grensesnitt vil arbeid bra og burde ikke være noe problem. Men ikke tro at hastigheten øker hvis du kobler USB 3.0 til en eldre port, eller kobler en eldre grensesnittkabel til en ny port. Dataoverføringshastigheten vil være lik hastigheten til den svakeste porten.
Hei alle sammen. Noen ganger er folk interessert i å vite hvordan USB 3.0 skiller seg fra USB 2.0, noen ganger ønsker de å forstå hvilken versjon eller type USB-kontakt de har på datamaskinen, hva slags dinosaur USB 1.0 er, og så videre. La oss gå litt dypere inn i dette emnet.
USB-standarden dukket opp på midten av 90-tallet. Dechiffrert USB dette er hvordan - Universal Serial Bus. Denne standarden ble utviklet spesielt for kommunikasjon mellom eksterne enheter og en datamaskin, og inntar nå en ledende posisjon blant alle typer kommunikasjonsgrensesnitt. Dette er ikke overraskende. I dag er det vanskelig å forestille seg en enhet uten en USB-kontakt, selv om disse kontaktene varierer i type.
Typer USB-kontakter
I dag er det et ganske stort antall typer USB-kontakter. Noen er mer vanlige, noen mindre. Uansett, la oss ta en titt på dem.
USBtype-EN– en av de vanligste typene USB-kontakter. Du har kanskje sett den på laderblokken din og mer. Har mange bruksområder. Med dens hjelp kan du koble mus og tastaturer til en datamaskin (eller annen enhet), flash-stasjoner, eksterne stasjoner, smarttelefoner og så videre. Denne listen kan fortsette i lang tid hvis du tenker deg om.
USBtype-B– kontakten brukes hovedsakelig til å koble en skriver eller andre eksterne enheter til datamaskinen. Mottatt mye mindre utbredt enn USB type-A.
Mini USB var ganske vanlig på mobile enheter før bruken av Micro USB. I dag er det svært sjeldent, men du kan fortsatt finne det på noen eldre enheter. På min bærbare høyttaler mottar Mini USB-kontakten strøm for å lade batteriet. Jeg kjøpte denne høyttaleren for ca 5 år siden (den viste seg å være holdbar).
Mikro USB brukes nå på smarttelefoner og mobiltelefoner fra nesten alle produsenter. Denne USB-kontakten har blitt utrolig populær blant mobile enheter. USB Type-C tar imidlertid gradvis sin plass.
USB versjon 1.0 – arkeologiske utgravninger
Oldefaren til USB-standarden er USB 1.0 ble født i den kalde november 1995. Men han ble født litt for tidlig og fikk ikke mye popularitet. Men hans yngre bror USB 1.1, født tre år senere, var et mer levedyktig eksemplar og var i stand til å tiltrekke seg nok oppmerksomhet.
Når det gjelder den tekniske delen, var dataoverføringshastigheten liten, men etter datidens standard var denne hastigheten mer enn nok. Hastigheten var opptil 12 Mbit/s og dette var i høy gjennomstrømningsmodus.
Forskjeller mellom USB 2.0- og USB 3.0-kontakter
USB 2.0 og USB 3.0 er to helt moderne USB-standarder som nå brukes overalt i datamaskiner og bærbare datamaskiner. USB 3.0 er selvfølgelig nyere og raskere, og er også fullt bakoverkompatibel med USB 2.0-enheter. Men hastigheten i dette tilfellet vil være begrenset til maksimal hastighet i henhold til USB 2.0-standarden.
I teorien er USB 3.0-overføringshastigheter omtrent 10 ganger raskere enn USB 2.0 (5 Gbps vs. 480 Mbps). Men i praksis er hastigheten på informasjonsutveksling mellom enheter ofte begrenset av enhetene selv. Selv om USB 3.0 fortsatt vinner generelt.
Tekniske forskjeller
Selv om USB 2.0- og USB 3.0-standardene er bakoverkompatible, har de likevel noen tekniske forskjeller. USB 2.0 har 4 pinner – 2 for strømforsyning til enheter og 2 for dataoverføring. Disse 4 pinnene har blitt beholdt i USB 3.0-standarden. Men i tillegg til dem ble det lagt til 4 kontakter til, som trengs for høye dataoverføringshastigheter og raskere lading av enheter. USB 3.0 kan forresten operere med strøm opptil 1 Ampere.
Som et resultat har USB 3.0-standardkabelen blitt tykkere, og lengden overstiger nå ikke 3 meter (i USB 2.0 nådde den maksimale lengden 5 meter). Men du kan lade smarttelefonen mye raskere, selv om du kobler flere smarttelefoner til én kontakt gjennom en splitter.
Naturligvis tok produsentene seg av visuelle forskjeller. Du trenger ikke lete etter hovedkortemballasjen for å se hvilke USB-standarder den støtter. Og du trenger ikke gå inn i datamaskininnstillingene eller enhetsbehandlingen for å gjøre dette. Bare se på fargen på kontakten din. USB 3.0-kontakten er nesten alltid blå. Svært sjelden er den også rød. Mens USB 2.0 nesten alltid er svart.
Så nå, med et raskt blikk, kan du finne ut om du har USB 2.0 eller USB 3.0 på den bærbare datamaskinen.
Dette er sannsynligvis slutten på samtalen om hvordan USB 2.0 skiller seg fra USB 3.0.
Konklusjon
Hva har vi lært av denne artikkelen? At USB er delt inn i dataoverføringsstandarder, som varierer i dataoverføringshastighet. Og også at USB har et stort antall kontakttyper.
Og det mest interessante som jeg glemte å nevne i artikkelen er at typene koblinger kan kombineres som følger. Du kan finne en USB type-A i full størrelse og en USB type-B i full størrelse, mens det er (men er sjeldne) mikro-USB type-A og mikro-USB type-B (svært vanlig). USB type-A kan fungere med USB 2.0-protokollen, eller kanskje bruke USB 3.0-protokollen. Generelt, hvis du vil, kan du bli forvirret.
Og hvis du er bekymret for spørsmålet om hvilke kontakter som er bedre å velge for en bærbar USB 2.0 eller USB 3.0, så ikke bekymre deg i det hele tatt. Nå er alle moderne bærbare datamaskiner og datamaskiner utstyrt med begge typer USB. For eksempel har den bærbare datamaskinen min to USB 2.0-kontakter og en USB 3.0-kontakt. Og alle tre kontaktene er USB type-A.
Det er det de er - USB!
Leste du helt til slutt?
Var denne artikkelen til hjelp?
Ikke egentlig
Hva likte du egentlig ikke? Var artikkelen ufullstendig eller falsk?
Skriv i kommentarer og vi lover å forbedre oss!