О стандарте интерфейса USB

USB в переводе с английского дословно означает «универсальная последовательная шина». Последовательный интерфейс, обеспечивающий обмен данными у периферийных устройств на низких и средних скоростях. Отличительным значком Universal Serial Bus (сокращенно USB) служат соединенные определенным образом геометрические фигуры: начало – большой круг, за ним следует маленький круг, далее – квадрат и треугольник.

Разработчики и компании, занимающиеся выпуском оборудования на основе USB, объединились в международную организацию Implementers Forum. Это некоммерческая структура, отвечающая за спецификацию шины USB.

Для подключения к шине USB устройства используют четырехпроводной кабель. Пара проводов отведена для приема и передачи данных, а вторая пара дифференциального включения необходима для питания самого устройства. Максимальный ток, который питает устройство по линиям шины USB, не превышает 0,5 А. Встроенные линии питания позволяют не использовать собственный источник питания устройства.

Спецификации USB, выпущенные ранее.

1994 год, ноябрь: USB 0.7
1994 год, декабрь: USB 0.8
1995 год, апрель: USB 0.9
1995 год, август: USB 0.99
1995 год, ноябрь: USB 1.0 (RC)
Стандарт USB 1.0

Дата выпуска – ноябрь 1995 года.

Основные характеристики:

режимы обмена данными:
- высокая пропускная способность – 12 Мбит/с;
- низкая пропускная способность – 1,5 Мбит/с;
в режиме Full-Speed (максимальная скорость) протяженность кабеля не может превышать пяти метров;
в режиме Low-Speed (низкая пропускная способность) протяженность кабеля – 3 м;
количество устройств, максимально допустимое для подключения (с использованием размножителей), составляет 127;
к одному контроллеру допускается подключение устройств, имеющих различную пропускную способность;
рабочее напряжение – 5 В;
максимальный ток устройства 0,5 А.

Спецификация USB 1.1.

Дата выпуска – сентябрь 1998 года. Благодаря исправленным ошибкам и проблемам своей предшественницы USB 1.1 стала широко распространенным интерфейсом.

Спецификация USB 2.0

Дата выпуска – апрель 2000 года. Режим Hi-speed – нововведение данной версии.

Периферийные устройства, работающие по этой версии интерфейса, могут использовать такие режимы работы:

Low-Speed – используют интерактивные устройства (клавиатуры, джойстики, мышки); скорость от 10 до 1500 Кбит/с;
Full-Speed – используют видео- и аудиоустройства; скорость от 0,5 до 12 Мбит/с;
Hi-Speed – используют жесткие диски, флешки; скорость от 25 до 480 Мбит/с.

Скоростной максимум в 480 Мбит/с в реальной жизни недостижим, поскольку шина USB имеет большой промежуток времени между посылкой запроса для передачи данных и началом самого процесса передачи.

Спецификация USB OTG

Расширенная вторая версия разработана для того, чтобы сделать более легким процесс соединения периферийных устройств между собой. Использование компьютера при этом исключается. Для печати фото можно подключить принтер напрямую к фотоаппарату, если оба устройства снабжены данным интерфейсом. Если ваш ПК снабжен данной спецификацией, к нему можно подключить определенные USB-устройства. Те же действия можно выполнить и с коммуникатором. К таким подключаемым устройствам можно отнести мышки, цифровые фотоаппараты, клавиатуры и другие устройства, для работы которых не нужны драйвера. В последнее время необходимость соединения между собой USB-устройств сильно возросла. При этом соединение должно быть надежным. Это стало толчком для развития спецификации USB OTG. Данный вид взаимодействия напоминает одноранговый, но, на самом деле, выбор устройства-мастера и подчиняемого устройства выполняют сами же устройства.

Спецификация Wireless

Дата выпуска официальной версии – 2005 год. С помощью данной технологии можно обеспечить беспроводную связь. Скорость приема/передачи данных достигает 480 Мбит/с, если расстояние не превышает трех метров. На расстоянии до 10 метром эта цифра несколько снижается – 110 Мбит/с. В 2007 году по данным USB-IF эту технологию поддерживали лишь шесть устройств. На сегодняшний день данная технология поддерживается почти всеми потребительскими продуктами.

Спецификация USB 3.0

Эту технологию разрабатывают всемирно известные корпорации Microsoft, Hewellet-Packard, NEC и другие. Спецификация разработана в соответствии с принципами совместимости и поддерживает предыдущую версию как физически, так и функционально. Кабель для устройств с технологией USB 2.0 состоит из четырех линий: по одной для приема, передачи данных, питания и заземления. USB 3.0 дополнит уже имеющиеся четыре еще пятью линиями, но расположены они будут на ином контактном ряду и будут размещаться параллельно старым. Таким образом, осмотрев разъем, легко можно узнать, к какой спецификации принадлежит кабель. Наша компания к примеру уже использует технологию USB 3.0 для производства флешек с логотипом.

Максимальный скоростной режим, заявленный для шины третьей версии – 4,8 Гбит/с. А это значительно превышает максимально возможную скорость USB 2.0. Максимальная сила тока возросла до 0,9 А, что предоставит возможность подключения еще большего числа устройств и аппаратного обеспечения с использованием одного разветвителя.