Tekniset ominaisuudet USB-ominaisuudet. Universal Serial Bus USB 2.0 -protokolla
Vuoden 2008 lopussa. Kuten arvata saattaa, uusi standardi on lisännyt suorituskykyä, vaikka kasvu ei olekaan yhtä merkittävää kuin 40-kertainen nopeuden lisäys siirryttäessä USB 1.1:stä USB 2.0:aan. Joka tapauksessa 10-kertainen suorituskyvyn kasvu on tervetullutta. USB 3.0 tukee suurin siirtonopeus 5 Gbit/s. Suorituskyky on lähes kaksinkertainen nykyaikaiseen Serial ATA -standardiin verrattuna (3 Gbit/s, kun otetaan huomioon redundantin tiedon siirto).
USB 3.0 -logo
Jokainen harrastaja vahvistaa, että USB 2.0 -liitäntä on tärkein." pullonkaula» nykyaikaiset tietokoneet ja kannettavissa tietokoneissa, koska sen huippu "netto" on 30-35 MB/s. Mutta nykyaikaisissa on 3,5" Kovalevyt pöytätietokoneiden siirtonopeus on jo ylittänyt 100 MB/s (2,5 tuuman malleja kannettaville on myös tulossa, lähestymässä tämä taso). Nopeat solid-state-asemat ovat onnistuneesti ylittäneet 200 Mt/s kynnyksen. Ja 5 Gbit/s (tai 5120 Mbit/s) vastaa 640 MB/s.
Emme usko niin lähitulevaisuudessa kovalevyjä lähestyy tasoa 600 MB/s, mutta seuraavat sukupolvet solid-state-asemat voi ylittää tämän määrän vain muutamassa vuodessa. Sujuvuuden lisääminen tulee yhä tärkeämmäksi tiedon määrän kasvaessa ja sen varmuuskopiointiin kuluvan ajan kasvaessa vastaavasti. Mitä nopeammin tallennus toimii, sitä lyhyempi varmuuskopiointiaika on, sitä helpompi on luoda "ikkunoita" varmuuskopiointiaikataulussa.
Nopeusvertailutaulukko USB-ominaisuudet 1.0 – 3.0
Digitaaliset videokamerat voivat nykyään tallentaa ja tallentaa gigatavuja videodataa. HD-videokameroiden osuus kasvaa, ja ne vaativat suurempaa ja nopeampaa tallennustilaa suurten tietomäärien tallentamiseen. Jos käytät USB 2.0:aa, useiden kymmenien gigatavujen videodatan siirtäminen tietokoneelle editointia varten vie huomattavasti aikaa. USB Implementers Forum uskoo, että kaistanleveys säilyy olennaisen tärkeänä USB 3.0 riittää kaikille kuluttajalaitteille seuraavan viiden vuoden aikana.
8/10 bitin koodaus
Luotettavan tiedonsiirron varmistamiseksi USB 3.0 -liitäntä käyttää 8/10-bittistä koodausta, joka on meille tuttua esimerkiksi Serial ATA:sta. Yksi tavu (8 bittiä) lähetetään 10-bittisellä koodauksella, mikä parantaa lähetyksen luotettavuutta suorituskyvyn kustannuksella. Siksi siirtyminen biteistä tavuihin suoritetaan suhteessa 10:1 8:1:n sijaan.
USB 1.x – 3.0 kaistanleveyden ja kilpailijoiden vertailu
Virransäästötilat
Varmasti, päätavoite käyttöliittymä USB 3.0 on lisätä käytettävissä olevaa kaistanleveyttä kuitenkin uusi standardi tehokkaasti optimoi energiankulutuksen. USB 2.0 -liitäntä kysyy jatkuvasti laitteiden saatavuutta, mikä kuluttaa energiaa. Sitä vastoin USB 3.0:ssa on neljä yhteystilaa, nimeltään U0-U3. Yhteystila U0 vastaa aktiivista tiedonsiirtoa ja U3 laittaa laitteen "lepotilaan".
Jos yhteys on käyttämättömänä, tilassa U1 tiedon vastaanottaminen ja lähettäminen estetään. Tila U2 menee askeleen pidemmälle poistamalla sisäisen kellon käytöstä. Näin ollen liitetyt laitteet voivat siirtyä U1-tilaan heti tiedonsiirron päätyttyä, minkä odotetaan tuovan merkittäviä virrankulutusetuja verrattuna USB 2.0:aan.
Korkeampi virta
Erilaisten virrankulutustilojen lisäksi vakiona USB 3.0 on eri asia USB 2.0:sta ja suurempi tuettu virta. Jos USB 2.0 tarjosi virtakynnyksen 500 mA, niin uuden standardin tapauksessa rajoitus siirrettiin 900 mA:iin. Yhteyden aloitusvirtaa on lisätty USB 2.0:n 100 mA:sta 150 mA:iin USB 3.0:ssa. Molemmat parametrit ovat varsin tärkeitä kannettaville kiintolevyille, jotka vaativat yleensä hieman suurempia virtoja. Aiemmin ongelma oli ratkaistu käyttämällä ylimääräistä USB-liitintä, joka otti virtaa kahdesta portista, mutta käyttämällä vain toista tiedonsiirtoon, vaikka tämä rikkoi USB 2.0 -spesifikaatioita.
Uudet kaapelit, liittimet, värikoodit
USB 3.0 -standardi on taaksepäin yhteensopiva USB 2.0:n kanssa, eli pistokkeet näyttävät olevan samat kuin tavalliset tyypin A pistokkeet. USB 2.0 -nastat pysyvät samassa paikassa, mutta nyt on viisi uutta nastaa syvällä liittimessä. Tämä tarkoittaa, että sinun on asetettava USB 3.0 -liitin kokonaan USB 3.0 -porttiin varmistaaksesi USB 3.0:n toiminnan, mikä vaatii lisänastat. Muuten saat USB 2.0 -nopeuden. USB Implementers Forum suosittelee, että valmistajat käyttävät Pantone 300C -värikoodausta liittimen sisäpuolella.
Tilanne oli samanlainen USB-tyypin B liittimen kohdalla, vaikka erot ovat visuaalisesti havaittavissa. USB 3.0 -pistoke voidaan tunnistaa viidestä lisänastasta.
USB 3.0 ei käytä valokuitua, koska se on liian kallista massamarkkinoille. Siksi meillä on vanha hyvä kuparikaapeli. Siinä on kuitenkin nyt yhdeksän johtoa neljän sijaan. Tiedonsiirto tapahtuu neljällä viidestä lisäjohdosta differentiaalitilassa (SDP-Shielded Differential Pair). Toinen johtopari vastaa tiedon vastaanottamisesta, toinen lähettämisestä. Toimintaperiaate on samanlainen kuin Serial ATA:ssa, ja laitteet saavat täyden kaistanleveyden molempiin suuntiin. Viides johto on "maa".
Universal Serial Bus (USB) -standardien syntymisen ja kehityksen historia
Ennen kuin USB-väylän ensimmäinen toteutus ilmestyi, vakiovarusteena henkilökohtainen tietokone mukana yksi rinnakkaisportti, yleensä tulostimen liittämistä varten (LPT-portti), kaksi sarjaporttia ( COM-portit), yleensä hiiren ja modeemin liittämiseen ja yksi portti joystickille (GAME-portti). Tämä kokoonpano oli varsin hyväksyttävä henkilökohtaisten tietokoneiden alkuaikoina, ja se oli useiden vuosien ajan käytännöllinen standardi laitevalmistajille. Edistys ei kuitenkaan pysähtynyt, nimikkeistö ja toiminnallisuus ulkoisia laitteita parannettiin jatkuvasti, mikä johti lopulta tarpeeseen tarkistaa vakiokokoonpanoa, mikä rajoitti kykyä liittää lisäoheislaitteita, joita tuli yhä enemmän joka päivä.
Yritykset lisätä standardi-I/O-porttien määrää eivät päässeet perustavanlaatuiseen ratkaisuun ongelmaan, ja syntyi tarve kehittää uusi standardi, joka tarjoaisi yksinkertaisen, nopean ja kätevän yhteyden suurelle määrälle oheislaitteita. eri tarkoituksiin mihin tahansa vakiokokoonpanotietokoneeseen, mikä lopulta johti Universal Serial Busin tuloon Universal Serial Bus (USB)
Ensimmäinen sarjaliitännän määritys USB (Universal Serial Bus), nimeltään USB 1.0, esiintyi 1996, siihen perustuva parannettu versio, USB 1.1- V 1998 USB 1.0- ja USB 1.1 -väylien kaistanleveys - jopa 12 Mbit/s (itse asiassa jopa 1 megatavu sekunnissa) oli varsin riittävä hitaille oheislaitteille, kuten analogiselle modeemille tai tietokonehiiri, ei kuitenkaan riittänyt laitteille, joilla on suuri tiedonsiirtonopeus, mikä oli tämän spesifikaation suurin haitta. Käytäntö on kuitenkin osoittanut, että yleinen sarjaväylä on erittäin onnistunut ratkaisu, jonka lähes kaikki tietokonelaitevalmistajat ovat ottaneet tietokoneiden oheislaitteiden kehittämisen pääsuuntaan.
SISÄÄN 2000 siellä on uusi spesifikaatio - USB 2.0, joka tarjoaa jo tiedonsiirtonopeudet jopa 480 Mbit/s (itse asiassa jopa 32 megatavua sekunnissa). Spesifikaatiossa oletetaan olevan täydellinen yhteensopivuus aiemman USB 1.X -standardin kanssa ja melko hyväksyttävä suorituskyky useimmille oheislaitteille. USB-liitännällä varustettujen laitteiden tuotannon nousukausi alkaa. "Klassiset" tulo-lähtöliitännät syrjäytettiin kokonaan ja niistä tuli eksoottisia. Joillekin nopeille oheislaitteille onnistunutkin USB 2.0 -spesifikaatio jäi kuitenkin pullonkaulaksi, mikä vaati standardin edelleen kehittämistä.
SISÄÄN 2005 USB:n langattoman toteutuksen spesifikaatio julkistettiin - Langaton USB - WUSB, jonka avulla voit yhdistää langattomasti laitteita jopa 3 metrin etäisyydeltä 480 Mbit/s maksimitiedonsiirtonopeudella ja 10 metrin etäisyydeltä maksiminopeudella 110 Mbit/s. Erittely ei saanut nopeaa kehitystä eikä ratkaissut lisääntymisongelmaa todellinen nopeus tiedonsiirto.
SISÄÄN 2006 spesifikaatio julkistettiin USB-OTG (USB O n- T hän- G o, jonka ansiosta oli mahdollista kommunikoida kahden USB-laitteen välillä ilman erillistä USB-isäntä. Isännän roolia suorittaa tässä tapauksessa yksi oheislaitteista. Älypuhelimien, digitaalikameroiden ja muiden mobiililaitteiden on toimittava sekä isäntä- että oheislaitteena. Esimerkiksi kun kamera liitetään USB:n kautta tietokoneeseen, se on oheislaite, ja kun tulostin on liitetty, se on isäntä. Teknisten tietojen tuki USB-OTG siitä tuli vähitellen standardi mobiililaitteet.
Vuonna 2008 uuden yleisen sarjaväylästandardin lopullinen spesifikaatio on ilmestynyt - USB 3.0. Kuten sisällä aiemmat versiot väylän toteutus, sähköinen ja toiminnallinen yhteensopivuus aikaisempien standardien kanssa tarjotaan. USB 3.0:n tiedonsiirtonopeus on kasvanut 10-kertaiseksi - jopa 5 Gbps. Liitäntäkaapeliin lisättiin 4 lisäjohdinta, joiden koskettimet asetettiin erilleen aiempien standardien 4 koskettimesta lisäkoskettiriville. Lisääntynyt tiedonsiirtonopeus USB-väylä Sille on myös ominaista lisääntynyt virranvoimakkuus tehopiirissä aiempiin standardeihin verrattuna. Suurin tiedonsiirtonopeus USB 3.0 -väylän kautta on tullut hyväksyttäväksi melkein kaikille massatuotetuille oheislaitteille.
SISÄÄN 2013 Seuraava liitäntämääritys otettiin käyttöön - USB 3.1, jonka tiedonsiirtonopeus voi olla 10 Gbit/s. Lisäksi on ilmestynyt kompakti 24-nastainen USB-liitin Tyyppi-C, joka on symmetrinen ja mahdollistaa kaapelin kytkemisen molemmille puolille.
USB 3.1 -standardin julkaisun myötä USB Implementers Forum (USB-IF) ilmoitti, että USB 3.0 -liittimet, joiden nopeus on jopa 5 Gbps (SuperSpeed), luokitellaan nyt USB 3.1 Gen 1:ksi ja uudet USB 3.1 -liittimet, joiden nopeus on suurempi. 10 Gbps s (SuperSpeed USB 10 Gbps) - kuten USB 3.1 Gen 2. USB 3.1 -standardi on taaksepäin yhteensopiva USB 3.0:n ja USB 2.0:n kanssa.
SISÄÄN 2017 vuonna USB Implementers Forum (USB-IF) julkaisi eritelmän USB 3.2. Suurin siirtonopeus on 10 Gbit/s. USB 3.2 tarjoaa kuitenkin mahdollisuuden yhdistää kaksi yhteyttä ( Kaksikaistainen toiminta), jonka avulla voit nostaa teoreettisen suorituskyvyn 20 Gbit/s. Tämän ominaisuuden toteutus on tehty valinnaiseksi, eli sen tuki laitteistotasolla riippuu tietystä valmistajasta ja teknisestä tarpeesta, joka vaihtelee esimerkiksi tulostimen ja kannettavan laitteen osalta. kovalevy. Mahdollisuus toteuttaa tämä tila tarjotaan vain käytettäessä USB Type-C.
www.usb.org- USB-erittelydokumentaatio kehittäjille englanniksi.
On huomattava, että USB-väylälle oli olemassa ja on edelleen vaihtoehto. Jo ennen kuin hän ilmestyi, Apple yhtiö kehitti sarjaväylän eritelmän FireWire(toinen nimi - iLink), jonka American Institute of Electrical and Electronics Engineers (IEEE) standardoi vuonna 1995 numerolla 1394. Bussi IEEE 1394 voi toimia kolmessa tilassa: tiedonsiirtonopeuksilla jopa 100, 200 ja 400 Mbit/s. Korkeiden kustannusten ja USB:tä monimutkaisemman toteutuksen vuoksi tämän tyyppiset nopeat sarjaväylät eivät kuitenkaan ole yleistyneet, ja ne korvataan vähitellen USB 2.0 - USB 3.2:lla.
Universal Serial Bus (USB) -oheislaitteiden yleiset toimintaperiaatteet
USB-liitäntä osoittautui niin onnistuneeksi ratkaisuksi, että se varustettiin lähes kaikilla oheislaitteiden luokilla matkapuhelimesta web-kameraan tai kannettavaan kiintolevyyn. Yleisimmät laitteet (toistaiseksi) ovat ne, joissa on USB-tuki 2.0. USB 3.0 – 3.1 on kuitenkin kysytty enemmän nopeissa laitteissa, joissa siitä tulee tärkein ja korvaa vähitellen USB 2.0:n.
USB-tuella varustetut oheislaitteet, kun ne on liitetty tietokoneeseen, järjestelmä tunnistaa automaattisesti (erityisesti ohjainohjelmiston ja väylän kaistanleveyden), ja ne ovat valmiita toimimaan ilman käyttäjän toimia. Alhaisen virrankulutuksen (enintään 500 mA) laitteilla ei välttämättä ole omaa virtalähdettä, ja ne saavat virran suoraan USB-väylästä.
USB-liitännän käyttäminen poistaa tarpeen irrottaa tietokoneen koteloa lisäoheislaitteiden asentamista varten ja poistaa monimutkaisten asetusten tekemisen niitä asennettaessa.
USB poistaa liitettyjen laitteiden määrän rajoittamisen ongelman. klo USB:n avulla Jopa 127 laitetta voi toimia tietokoneen kanssa samanaikaisesti.
USB mahdollistaa kuumaliittämisen. Tämä ei edellytä ensin tietokoneen sammuttamista, sitten laitteen kytkemistä, tietokoneen uudelleenkäynnistämistä ja asennettujen oheislaitteiden konfigurointia. Oheislaitteen irrottamiseksi sinun ei tarvitse noudattaa edellä kuvattua käänteistä menettelyä.
Yksinkertaisesti sanottuna USB:n avulla voit todella toteuttaa kaikki edut moderni teknologia"plug and play" USB 1.x:lle suunnitellut laitteet voivat toimia USB 2.0 -ohjaimien kanssa. ja USB 3.0
Kun oheislaite on kytketty, syntyy laitteistokeskeytys ja HCD-ohjain vastaanottaa ohjauksen ( Isäntäohjaimen ohjain) USB-ohjain (USB-isäntäohjain - UHC), joka on tällä hetkellä integroitu kaikkiin valmistettuihin emolevyn piirisarjoihin. Se pollaa laitetta ja vastaanottaa siitä tunnistustiedot, joiden perusteella ohjaus siirtyy kuljettajan huoltoon tämä tyyppi laitteet. UHC-ohjaimessa on juurihub (Hub), joka muodostaa yhteyden USB-laiteväylään.
Keskitin (USB HUB).
Liitäntäpisteitä kutsutaan portit. Toinen keskitin voidaan liittää porttiin laitteena. Jokaisella keskittimellä on lähtevä portti ( ylävirran portti), yhdistä se pääohjaimeen ja alavirran portteihin ( alavirran satamaan) oheislaitteiden liittämistä varten. Keskittimet voivat havaita, liittää ja katkaista jokaisen downlink-portin ja tarjota virranjakelua downlink-laitteille. Jokainen downlink-portti voidaan ottaa käyttöön erikseen ja määrittää täydellä tai alhaisella nopeudella. Keskitin koostuu kahdesta lohkosta: napaohjaimesta ja keskittimen toistimesta. Toistin on protokollalla ohjattu kytkin uplink-portin ja downlink-porttien välillä. Keskittimessä on myös laitteisto, joka tukee käännöstä kielelle alkutila ja yhteyksien keskeyttäminen/palaaminen. Ohjaimessa on liitäntärekisterit, jotka mahdollistavat tiedonsiirron pääohjaimelle ja sieltä pois. Määritetyt keskittimen tila ja ohjauskomennot antavat isäntäprosessorille mahdollisuuden määrittää keskittimen sekä valvoa ja hallita sen portteja.
Ulkoisilla keskittimillä voi olla oma virtalähde tai ne voivat saada virran USB-väylästä.
USB-kaapelit ja liittimet
Tyypin A liittimiä käytetään yhdistämään tietokoneeseen tai keskittimeen. Tyypin B liittimiä käytetään oheislaitteiden liittämiseen.
Kaikki USB-liittimet, jotka voidaan liittää toisiinsa, on suunniteltu toimimaan yhdessä.
Kaikki USB 2.0 -liittimen nastat ovat sähköisesti yhteensopivia USB 3.0 -liittimen vastaavien nastojen kanssa. Samaan aikaan USB 3.0 -liittimessä on lisäkoskettimia, jotka eivät vastaa USB-liitin 2.0, ja siksi eri versioiden liittimiä kytkettäessä "ylimääräisiä" koskettimia ei käytetä, mikä varmistaa normaalia työtä yhteyksien versio 2.0. Kaikki USB 3.0 Type A:n ja USB 2.0 Type A:n väliset liittimet ja pistokkeet on suunniteltu toimimaan yhdessä. USB 3.0 Type B -liitäntä on hieman suurempi kuin USB 2.0 Type B:n ja aiemman liittimen vaatima. Samalla on mahdollista kytkeä tämän tyyppinen pistoke näihin pistorasioihin. Vastaavasti voit liittää USB 3.0 Type B -liitännällä varustetun oheislaitteen tietokoneeseen molempia kaapeleita, mutta laitteelle, jossa on USB 2.0 Type B -liitin - vain USB 2.0 -kaapelia. eSATAp-liitännät, joita kutsutaan nimellä eSATA/USB Combo, eli joihin voidaan liittää USB-liitin, voivat liittää USB Type A -liittimet: USB 2.0 ja USB 3.0, mutta USB 2.0 -nopeustilassa.
USB Type-C -liitännät tarjoavat liitännät sekä oheislaitteille että tietokoneille, korvaamalla aiempien USB-standardien erilaiset Type A- ja Type B -liittimet ja -kaapelit ja tarjoavat tulevaisuuden laajennusmahdollisuuksia. 24-nastainen kaksipuolinen liitin on melko kompakti, kooltaan lähellä USB 2.0 -standardin mikro-B-liittimiä. Liittimen mitat ovat 8,4 mm x 2,6 mm. Liittimessä on 4 paria virtaa ja maata varten, kaksi differentiaaliparia D+/D- tiedonsiirtoon SuperSpeediä pienemmillä nopeuksilla (C-tyypin kaapeleissa vain yksi pareista on kytketty), neljä differentiaaliparia nopeat SuperSpeed-signaalit, kaksi apukosketinta (sivukaista), kaksi konfigurointinastaa kaapelin suunnan määrittämiseen, erillinen konfigurointitietokanava (BMC-koodaus - biphase-mark code) ja +5 V virtanasta aktiivisille kaapeleille.
Liittimen koskettimet ja USB Type-C -kaapelin asettelu
| Con. | Nimi | Kuvaus | Con. | Nimi | Kuvaus | ||
|---|---|---|---|---|---|---|---|
| A1 | GND | Maadoitus | B12 | GND | Maadoitus | ||
| A2 | SSTXp1 | Diff. pari nro 1 SuperSpeed, vaihteisto, plus | B11 | SSRXp1 | Diff. pari nro 2 SuperSpeed, vastaanotto, positiivinen | ||
| A3 | SSTXn1 | Diff. pari nro 1 SuperSpeed, vaihteisto, negatiivinen | B10 | SSRXn1 | Diff. pari nro 2 SuperSpeed, vastaanotto, negatiivinen | ||
| A4 | V BUSSI | Ravitsemus | B9 | V BUSSI | Ravitsemus | ||
| A5 | CC1 | Konfigurointikanava | B8 | SBU2 | Sivukaista nro 2 (SBU) | ||
| A6 | Dp1 | Diff. ei-SuperSpeed-pari, sijainti 1, positiivinen | B7 | Dn2 | Diff. ei-SuperSpeed-pari, sijainti 2, negatiivinen | ||
| A7 | Dn1 | Diff. ei-SuperSpeed-pari, sijainti 1, negatiivinen | B6 | Dp2 | Diff. ei-SuperSpeed-pari, sijainti 2, positiivinen | ||
| A8 | SBU1 | Sivukaista nro 1 (SBU) | B5 | CC2 | Konfigurointikanava | ||
| A9 | V BUSSI | Ravitsemus | B4 | V BUSSI | Ravitsemus | ||
| A10 | SSRXn2 | Diff. pari nro 4 SuperSpeed, vaihteisto, negatiivinen | B3 | SSTXn2 | Diff. pari nro 3 SuperSpeed, vastaanotto, negatiivinen | ||
| A11 | SSRXp2 | Diff. pari nro 4 SuperSpeed, vaihteisto, plus | B2 | SSTXp2 | Diff. pari nro 3 SuperSpeed, vastaanotto, positiivinen | ||
| A12 | GND | Maadoitus | B1 | GND | Maadoitus |
||
|
|||||||
| Kaapelin liitin nro 1 Tyyppi-C | Kaapeli Tyyppi-C | Kaapelin liitin nro 2 Tyyppi-C | |||||
|---|---|---|---|---|---|---|---|
| Ottaa yhteyttä | Nimi | Johtimen vaipan väri | Nimi | Kuvaus | Ottaa yhteyttä | Nimi | |
| Punos | Näyttö | Kaapeli punos | Näyttö | Ulkoinen kaapelipunos | Punos | Näyttö | |
| A1, B1, A12, B12 | GND | Tinattu | GND_PWRRt1 GND_PWRRt2 |
Yhteinen maa> | A1, B1, A12, B12 | GND | |
| A4, B4, A9, B9 | V BUSSI | Punainen | PWR_V BUS 1 PWR_V BUS 2 |
V-BUS-virtalähde | A4, B4, A9, B9 | V BUSSI | |
| B5 | V CONN | Keltainen |
PWR_V CONN | V CONN teho | B5 | V CONN | |
| A5 | CC | Sininen | CC | Konfigurointikanava | A5 | CC | |
| A6 | Dp1 | Valkoinen | UTP_Dp | Suojaamaton differentiaalipari, positiivinen | A6 | Dp1 | |
| A7 | Dn1 | Vihreä | UTP_Dn | Suojaamaton differentiaalipari, negatiivinen | A7 | Dn1 | |
| A8 | SBU1 | Punainen | SBU_A | Datakaista A | B8 | SBU2 | |
| B8 | SBU2 | Musta | SBU_B | Datakaista B | A8 | SBU1 | |
| A2 | SSTXp1 | Keltainen * | SDPp1 | Suojattu differentiaalipari #1, positiivinen | B11 | SSRXp1 | |
| A3 | SSTXn1 | Ruskea * | SDPn1 | Suojattu differentiaalipari #1, negatiivinen | B10 | SSRXn1 | |
| B11 | SSRXp1 | vihreä* | SDPp2 | Suojattu differentiaalipari #2, positiivinen | A2 | SSTXp1 | |
| B10 | SSRXn1 | Oranssi * | SDPn2 | Suojattu differentiaalipari #2, negatiivinen | A3 | SSTXn1 | |
| B2 | SSTXp2 | valkoinen * | SDPp3 | Suojattu differentiaalipari #3, positiivinen | A11 | SSRXp2 | |
| B3 | SSTXn2 | musta* | SDPn3 | Suojattu differentiaalipari #3, negatiivinen | A10 | SSRXn2 | |
| A11 | SSRXp2 | punainen * | SDPp4 | Suojattu differentiaalipari #4, positiivinen | B2 | SSTXp2 | |
| A10 | SSRXn2 | Sininen* | SDPn4 | Suojattu differentiaalipari #4, negatiivinen | B3 | SSTXn2 | |
| * Johdinvaipan värejä ei ole määritelty standardissa | |||||||
Vanhojen laitteiden liittäminen tietokoneisiin, joissa on USB Type-C -liitin, vaatii kaapelin tai sovittimen, jonka toisessa päässä on A- tai B-tyypin pistoke tai liitin ja toisessa päässä USB Type-C -liitin. Standardi ei salli USB Type-C -liitännällä varustettuja sovittimia, koska niiden käyttö voi luoda "monia vääriä ja mahdollisesti vaarallisia" kaapeliyhdistelmiä.
USB 3.1 -kaapeleiden, joissa on kaksi Type-C-liitintä päissä, on täytettävä täysin spesifikaatiot - niissä on oltava kaikki tarvittavat johtimet, oltava aktiivisia, sisällettävä elektronisen tunnistussirun listaustoimintotunnisteet riippuen kanavakokoonpanosta ja toimittajan määrittämistä viesteistä (VDM) spesifikaatiosta USB-virtalähde Toimitus 2.0. USB Type-C -liitännällä varustetut laitteet voivat valinnaisesti tukea virtakiskoja, joiden virta on 1,5 tai 3 ampeeria 5 voltin jännitteellä päävirtalähteen lisäksi. Virtalähteiden on mainostettava kykyä toimittaa suurempia virtoja konfigurointikanavan kautta tai tuettava täysin USB Power Delivery -spesifikaatiota konfigurointinastan kautta (BMC-koodaus) tai vanhempia signaaleja, jotka on koodattu BFSK:ksi VBUS-nastan kautta. USB 2.0 -kaapelit, jotka eivät tue SuperSpeed-väylää, eivät välttämättä sisällä elektronista tunnistussirua, elleivät ne pysty kuljettamaan 5 ampeerin virtaa.
USB Type-C -liittimen teknisen version 1.0 julkaisi USB Developers Forum elokuussa 2014. Se kehitettiin suunnilleen samaan aikaan kuin USB 3.1 -spesifikaatio.
USB Type-C -liittimen käyttäminen ei välttämättä tarkoita, että laite toteuttaa nopean USB 3.1 Gen1/Gen2 -standardin tai USB Power Delivery -protokollan.
Universal Serial Bus on yleisin ja luultavasti menestynein oheislaitteiden tietokoneliitäntä koko tietokonelaitteiden kehityshistorian aikana, mistä on osoituksena USB-laitteiden valtava määrä, joista osa saattaa vaikuttaa hieman
Käyttöliittymä USB (Universal Serial Bus - Universal Serial Interface) on suunniteltu liittämään oheislaitteet henkilökohtaiseen tietokoneeseen. Mahdollistaa tietojen vaihdon oheislaitteiden kanssa kolmella nopeudella (erittely USB 2.0):
- Pieni nopeus ( Pieni nopeus- LS) - 1,5 Mbit/s;
- Täyttä vauhtia ( Täyttä vauhtia- FS) - 12 Mbit/s;
- Suuri nopeus ( Suuri nopeus- HS) - 480 Mbit/s.
USB-liitäntä liitetään isäntä (isäntä) ja laitteet. Isäntä sijaitsee henkilökohtaisen tietokoneen sisällä ja ohjaa koko käyttöliittymän toimintaa. Jos haluat sallia useamman kuin yhden laitteen kytkemisen yhteen USB-porttiin, käytä keskittimet (keskitin- laite, joka tarjoaa yhteyden muiden laitteiden liitäntään). Juurinapa (juurinapa) sijaitsee tietokoneen sisällä ja on kytketty suoraan isäntään. USB-liitäntä käyttää erityistä termiä "toiminto" - tämä on loogisesti täydellinen laite, joka suorittaa tietyn toiminnon. USB-liitännän topologiassa on 7 tasoa ( taso): ensimmäinen taso sisältää isäntä- ja juurikeskittimen, ja viimeinen taso sisältää vain toimintoja. Laitetta, joka sisältää keskittimen ja yhden tai useamman toiminnon, kutsutaan komposiitti (yhdistelaite).
Keskittimen tai toiminnon porttia, joka kytkeytyy korkeamman tason keskittimeen, kutsutaan ylävirran portiksi ( ylävirran portti), ja keskitinporttia, joka yhdistää alemman tason keskittimeen tai toimintoon, kutsutaan alavirran portiksi ( alavirran satamaan).
Isäntä aloittaa kaikki tiedonsiirrot rajapinnan kautta. Data välitetään pakettien muodossa. USB-liitäntä käyttää useita pakettityyppejä:
- kylttipakkaus (merkkipaketti) kuvaa tiedonsiirron tyypin ja suunnan, laiteosoitteen ja päätepisteen sarjanumeron (CT on USB-laitteen osoitteellinen osa); Ominaisuuspaketteja on useita tyyppejä: SISÄÄN, OUT, SOF, PERUSTAA;
- datapaketti (datapaketti) sisältää lähetetyt tiedot;
- hyväksyntäpaketti (kädenpuristus paketti) on tarkoitettu raportoimaan tiedonsiirron tulokset; Vastaavia paketteja on useita tyyppejä: ACK, N.A.K., PILTTUU.
USB-liitäntä käyttää monenlaisia tiedonsiirtoja.
- Ohjaa edelleenlähetystä (ohjauksen siirto) käytetään laitteen määrittämiseen sekä muihin laitekohtaisiin määrityksiin tietty laite tavoitteet.
- suoratoisto (joukkosiirto) käytetään siirtämään suhteellisen suuri määrä tietoa.
- Keskeytä edelleenlähetys (keskeytä siirto) käytetään siirtämään suhteellisen pieni määrä tietoa, jolle sen oikea-aikainen lähettäminen on tärkeää. Sillä on rajoitettu kesto ja korkeampi prioriteetti muihin siirtotyyppeihin verrattuna.
- Isokroninen edelleenlähetys (isokroninen siirto) kutsutaan myös reaaliaikaiseksi suoratoistoksi. Tällaisessa siirrossa välitettävä tieto vaatii reaaliaikaista mittakaavaa sen luomisen, lähetyksen ja vastaanoton aikana.
Suoratoisto siirrot
jolle on tunnusomaista taattu virheetön tiedonsiirto isäntäkoneen ja toiminnon välillä havaitsemalla virheet lähetyksen aikana ja pyytämällä tietoja uudelleen.
Kun isäntä on valmis vastaanottamaan tietoja funktiosta, se lähettää funktiolle lippupaketin SISÄÄN-muovipussi. Vastauksena tähän tiedonsiirtovaiheessa oleva toiminto lähettää datapaketin isännälle tai, jos se ei pysty tähän, lähettää N.A.K.- tai PILTTUU-muovipussi. N.A.K.-paketti ilmoittaa, että toiminto ei ole tilapäisesti valmis lähettämään dataa, ja PILTTUU- paketti ilmaisee isännän väliintulon tarpeen. Jos isäntä vastaanottaa tiedot onnistuneesti, se lähettää toimintoja neuvotteluvaiheessa ACK
Kun isäntä on valmis lähettämään tietoja, se lähettää toimintoja OUT-paketti, johon liittyy datapaketti. Jos toiminto vastaanotti tiedot onnistuneesti, se lähettää isännälle ACK-paketti, muuten lähetetty NAK- tai PILTTUU-muovipussi.
Hallitse siirtoja
sisältää vähintään kaksi vaihetta: Asennusvaihe Ja tilavaihe. Niiden välillä voi myös olla tiedonsiirtovaihe. Asennusvaihe esiintymiseen käytetty SETUP tapahtumat, jonka aikana tiedot lähetetään CT-ohjaustoimintoon. SETUP-tapahtuma sisältää PERUSTAA-muovipussi ,
tietopaketti ja koordinointipaketti. Jos toiminto vastaanottaa datapaketin onnistuneesti, se lähettää isännälle ACK-muovipussi. Muuten kauppa on valmis.
SISÄÄN tiedonsiirron vaiheet ohjaussiirrot sisältävät yhden tai useamman SISÄÄN- tai OUT- tapahtumat, joiden siirtoperiaate on sama kuin suoratoistosiirroissa. Kaikki tiedonsiirtovaiheen tapahtumat on suoritettava yhteen suuntaan.
SISÄÄN tilavaihe suoritetaan viimeinen tapahtuma, joka käyttää samoja periaatteita kuin suoratoistosiirroissa. Tämän tapahtuman suunta on päinvastainen kuin tiedonsiirtovaiheessa. Statusastetta käytetään raportoimaan ASETUS-vaiheen ja tiedonsiirtovaiheen tulos. Tilatiedot välitetään aina funktiosta isännälle. klo valvontatietue (Ohjaa kirjoitussiirtoa) tilatieto välitetään tapahtuman statusvaiheen tiedonsiirtovaiheessa. klo ohjauslukeman (Control Read Transfer) tilatieto palautetaan tapahtuman tilaneuvotteluvaiheessa sen jälkeen, kun isäntä on lähettänyt nollapituisen datapaketin edellisessä tiedonsiirtovaiheessa.
Keskeytä siirrot
saattaa sisältää SISÄÄN- tai OUT- edelleenlähetys. Vastaanotettuaan SISÄÄN-pakettitoiminto voi palauttaa paketin datalla, N.A.K.-paketti tai PILTTUU-muovipussi. Jos funktiolla ei ole keskeytystä vaativaa tietoa, niin tiedonsiirtovaiheessa funktio palaa N.A.K.-muovipussi. Jos keskeytetyn CT:n toiminta keskeytetään, toiminto palaa PILTTUU-muovipussi. Jos keskeytystä tarvitaan, toiminto palauttaa tarvittavat tiedot tiedonsiirtovaiheessa. Jos isäntä vastaanottaa tiedot onnistuneesti, se lähettää ACK-muovipussi. Muussa tapauksessa isäntä ei lähetä neuvottelupakettia.
Isokrooniset liiketoimet
sisältää piirteen välittymisvaihe Ja tiedonsiirtovaihe, mutta ei ole koordinointivaiheet. Isäntä lähettää SISÄÄN- tai OUT-merkki, jonka jälkeen CT-tiedonsiirron vaiheessa (for SISÄÄN-merkki) tai isäntä (for OUT-merkki) lähettää tietoja. Isokroniset tapahtumat eivät tue täsmäytysvaihetta ja tietojen uudelleenlähetystä virheiden sattuessa.
Koska USB-liitäntä toteuttaa monimutkaisen tiedonvaihtoprotokollan, USB-liitännällä varustettu liitäntälaite vaatii mikroprosessoriyksikön, joka tukee protokollaa. Siksi tärkein vaihtoehto liitäntälaitetta kehitettäessä on käyttää mikro-ohjainta, joka tukee vaihtoprotokollaa. Tällä hetkellä kaikki suuret mikro-ohjainvalmistajat valmistavat tuotteita, jotka sisältävät USB-yksikön.
|
Suurinopeuksisen signaloinnin bittinopeus - 12 Mb/s - Kaapelin enimmäispituus nopealle signaloinnin bittinopeudelle - 5 m - Hitaan signaloinnin bittinopeus - 1,5 Mb/s - Kaapelin enimmäispituus hitaan signaloinnin bittinopeudelle - 3 m - Kytkettyjen laitteiden enimmäismäärä (mukaan lukien kertoimet) - 127 - On mahdollista liittää laitteita eri baudinopeuksilla - Käyttäjän ei tarvitse asentaa lisäelementtejä, kuten päätteitä SCSI:lle - Oheislaitteiden syöttöjännite - 5 V - Suurin virrankulutus laitetta kohti - 500 mA
USB 1.1- ja 2.0-liittimien johdotus
USB-signaalit lähetetään suojatun nelijohtimisen kaapelin kahdella johdolla.
Tässä :
GND- "kotelo"-piiri oheislaitteiden virransyöttöä varten V BUSSI- +5V myös tehonsyöttöpiireille Väylä D+ suunniteltu tiedonsiirtoon
Rengas D- vastaanottaa tietoja.
Usb 2.0:n huonot puolet
Vaikka USB 2.0:n maksimi tiedonsiirtonopeus on 480 Mbps (60 MB/s), niin tosielämässä on epärealistista saavuttaa tällaisia nopeuksia (käytännössä ~33,5 MB/s). Tämä johtuu USB-väylän suurista viiveistä tiedonsiirtopyynnön ja siirron varsinaisen alkamisen välillä. Esimerkiksi FireWire-väylä, vaikka sillä on pienempi huippu läpijuoksu 400 Mbps, mikä on 80 Mbps (10 MB/s) vähemmän kuin USB 2.0, mahdollistaa itse asiassa suuremman tiedonsiirron kiintolevyjen ja muiden tallennuslaitteiden kanssa. Tässä suhteessa USB 2.0:n riittämätön käytännöllinen kaistanleveys on rajoittanut useita mobiiliasemia jo pitkään.
USB 3.0:n merkittävin etu on sen suurempi nopeus (jopa 5 Gbps), joka on 10 kertaa nopeampi kuin vanhempi portti. Uusi käyttöliittymä on parantanut energiansäästöä. Tämä mahdollistaa aseman siirtymisen lepotilaan, kun sitä ei käytetä. On mahdollista suorittaa kaksisuuntainen tiedonsiirto samanaikaisesti. Tämä lisää nopeutta, jos yhdistät useita laitteita yhteen porttiin (jakaa portti). Voit haarautua keskittimen avulla (keskitin on laite, joka haarautuu yhdestä portista 3-6 porttiin). Nyt, jos liität keskittimen USB 3.0 -porttiin ja liität useita laitteita (esimerkiksi flash-asemat) keskittimeen ja suoritat samanaikaisen tiedonsiirron, huomaat, että nopeus on paljon suurempi kuin se oli USB:llä. 2.0 käyttöliittymä. On ominaisuus, joka voi olla plus ja miinus. USB 3.0 -liitäntä on lisännyt virran 900 mA:iin, ja USB 2.0 toimii 500 mA:n virralla. Tämä on plussa laitteille, jotka on sovitettu USB 3.0:lle, mutta pieni miinus on, että heikompien laitteiden, kuten puhelimen, lataamisessa voi olla riski. Uuden liitännän fyysinen haittapuoli on kaapelin koko. Suuren nopeuden ylläpitämiseksi kaapelista on tullut paksumpi ja lyhyempi (ei voi olla pidempi kuin 3 metriä) kuin USB 2.0. On tärkeää huomata, että laitteet, joissa on eri USB-liitännät, toimivat tehdä työtä hyvä, eikä sen pitäisi olla ongelma. Älä kuitenkaan usko, että nopeus kasvaa, jos liität USB 3.0:n vanhempaan porttiin tai liität vanhan liitäntäkaapelin uuteen porttiin. Tiedonsiirtonopeus on yhtä suuri kuin heikoimman portin nopeus.
Hei kaikki. Joskus ihmiset ovat kiinnostuneita tietämään, miten USB 3.0 eroaa USB 2.0:sta, joskus he haluavat tietää, mikä versio tai tyyppi USB-liittimestä heillä on tietokoneessa, millainen dinosaurus USB 1.0 on ja niin edelleen. Syvennytään tähän aiheeseen hieman syvemmälle.
USB-standardi ilmestyi 90-luvun puolivälissä. Salattu USB näin - Universal Serial Bus. Tämä standardi on kehitetty erityisesti oheislaitteiden ja tietokoneen välistä viestintää varten, ja sillä on nyt johtava asema kaikentyyppisten tietoliikenneliitäntöjen joukossa. Tämä ei ole yllättävää. Nykyään on vaikea kuvitella mitään laitetta ilman USB-liitintä, vaikka nämä liittimet vaihtelevat tyypiltään.
USB-liittimien tyypit
Nykyään on olemassa melko suuri määrä erilaisia USB-liittimiä. Jotkut ovat yleisempiä, jotkut vähemmän. Joka tapauksessa, katsotaanpa niitä.
USBtyyppi-A– yksi yleisimmistä USB-liittimistä. Olet ehkä nähnyt hänet kortillasi laturi eikä vain. On monia käyttökohteita. Sen avulla voit liittää hiiriä ja näppäimistöjä tietokoneeseen (tai muuhun laitteeseen), flash-asemiin, ulkoisiin asemiin, älypuhelimiin ja niin edelleen. Tätä listaa voi jatkaa pitkään, jos sitä ajattelee.
USBtyyppi-B– liitintä käytetään pääasiassa tulostimen tai muiden laitteiden liittämiseen tietokoneeseen oheislaitteet. Sai paljon vähemmän jakelua kuin USB-tyyppi A.
Mini USB oli melko yleinen mobiililaitteissa ennen Micro USB:n tuloa. Nykyään se on hyvin harvinainen, mutta voit silti löytää sen joistakin vanhemmista laitteista. Kannettavan äänikaiuttimeni Mini USB -liitin vastaanottaa sähköä akun lataamiseksi. Ostin tämän kaiuttimen noin 5 vuotta sitten (se osoittautui kestäväksi).
Micro USB käytetään nyt älypuhelimissa ja matkapuhelimet lähes kaikki valmistajat. Tämä USB-liitin on saavuttanut uskomattoman suosion mobiililaitteiden keskuudessa. USB Type-C on kuitenkin vähitellen ottamassa tilalleen.
USB-versio 1.0 – Arkeologiset kaivaukset
USB-standardin isoisoisoisä on USB 1.0 syntyi kylmässä marraskuussa 1995. Mutta hän syntyi hieman ennenaikaisesti eikä saanut paljon suosiota. Mutta hänen nuorempi veljensä USB 1.1, joka syntyi kolme vuotta myöhemmin, oli elinkelpoisempi näyte ja pystyi herättämään tarpeeksi huomiota.
Mitä tulee tekniseen osaan, tiedonsiirtonopeus oli pieni, mutta sen ajan standardien mukaan tämä nopeus oli enemmän kuin tarpeeksi. Nopeus oli jopa 12 Mbit/s ja tämä oli korkean suorituskyvyn tilassa.
Erot USB 2.0- ja USB 3.0 -liittimien välillä
USB 2.0 ja USB 3.0 ovat kaksi täysin modernia USB-standardia, joita käytetään nyt kaikkialla tietokoneissa ja kannettavissa tietokoneissa. USB 3.0 on tietysti uudempi ja nopeampi, ja se on myös täysin taaksepäin yhteensopiva USB 2.0 -laitteiden kanssa. Mutta nopeus tässä tapauksessa rajoitetaan USB 2.0 -standardin mukaiseen maksiminopeuteen.
Teoriassa USB 3.0:n siirtonopeudet ovat noin 10 kertaa nopeammat kuin USB 2.0:n (5 Gbps vs. 480 Mbps). Käytännössä tiedonvaihdon nopeutta laitteiden välillä rajoittavat kuitenkin usein itse laitteet. Vaikka yleensä USB 3.0 voittaa edelleen.
Tekniset erot
Vaikka USB 2.0- ja USB 3.0 -standardit ovat taaksepäin yhteensopivia, niissä on kuitenkin joitain teknisiä eroja. USB 2.0:ssa on 4 nastaa – 2 virransyöttöä varten ja 2 tiedonsiirtoa varten. Nämä 4 nastaa on säilytetty USB 3.0 -standardissa. Mutta niiden lisäksi lisättiin 4 muuta yhteystietoa, joita tarvitaan suuriin tiedonsiirtonopeuksiin ja muihin nopea lataus laitteet. Muuten, USB 3.0 voi toimia jopa 1 ampeerin virralla.
Tämän seurauksena USB 3.0 -standardikaapelista on tullut paksumpi, eikä sen pituus ylitä 3 metriä (USB 2.0:ssa enimmäispituus saavutti 5 metriä). Mutta voit ladata älypuhelimesi paljon nopeammin, vaikka yhdistäisit useita älypuhelimia yhteen liittimeen jakajan kautta.
Luonnollisesti valmistajat huolehtivat visuaalisista eroista. Sinun ei tarvitse etsiä pakkausta sieltä emolevy nähdäksesi mitä USB-standardeja se tukee. Sinun ei tarvitse mennä tietokoneen asetuksiin tai laitehallintaan tehdäksesi tämän. Katso vain liittimen väriä. USB 3.0 -liitin on melkein aina sininen. Hyvin harvoin se on myös punainen. Vaikka USB 2.0 on melkein aina musta.
Joten nyt yhdellä nopealla vilkaisulla voit määrittää, onko kannettavassasi USB 2.0 vai USB 3.0.
Tämä on luultavasti keskustelun loppu siitä, kuinka USB 2.0 eroaa USB 3.0:sta.
Johtopäätös
Mitä olemme oppineet tästä artikkelista? Tämä USB on jaettu tiedonsiirtostandardeihin, jotka eroavat tiedonsiirtonopeudestaan. Ja myös se, että USB:ssä on suuri määrä liitintyyppejä.
Ja mielenkiintoisin asia, jonka unohdin mainita artikkelissa, on se, että liitintyypit voidaan yhdistää seuraavasti. Saatat löytää täysikokoisen USB-tyypin A ja täysikokoisen USB-tyypin B, kun taas on olemassa (mutta ovat harvinaisia) mikro-USB-tyyppiä A ja mikro-USB-tyyppiä B (erittäin yleisiä). USB Type-A voi toimia käyttämällä USB 2.0 -protokollaa tai ehkä käyttämällä USB 3.0 -protokollaa. Yleensä, jos haluat, voit hämmentyä.
Ja jos olet huolissasi siitä, mitkä liittimet on parempi valita USB 2.0- tai USB 3.0 -kannettava tietokone, älä huoli ollenkaan. Nyt kaikki nykyaikaiset kannettavat tietokoneet ja tietokoneet on varustettu molemmilla USB-tyypeillä. Esimerkiksi kannettavassani on kaksi USB 2.0 -liitintä ja yksi USB 3.0 -liitin. Ja kaikki kolme liitintä ovat USB-tyyppiä A.
Sitä ne ovat - USB!
Luitko loppuun asti?
Oliko tästä artikkelista apua?
Ei oikeastaan
Mistä et oikein pitänyt? Oliko artikkeli epätäydellinen vai väärä?
Kirjoita kommentteihin ja lupaamme parantaa!
