Техникалық сипаттамалары USB мүмкіндіктері. Universal Serial Bus USB 2.0 протоколы
2008 жылдың соңында. Сіз күткендей, жаңа стандарт өткізу қабілеттілігін арттырды, дегенмен өсу USB 1.1-ден USB 2.0-ге көшу кезінде жылдамдықтың 40 есе артуы сияқты маңызды емес. Кез келген жағдайда өткізу қабілеттілігінің 10 есе артуы құпталады. USB 3.0қолдайды максималды тасымалдау жылдамдығы 5 Гбит/с.Өткізу қабілеті қазіргі Serial ATA стандартынан екі есе дерлік жоғары (артық ақпаратты беруді ескере отырып, 3 Гбит/с).
USB 3.0 логотипі
Әрбір энтузиас USB 2.0 интерфейсінің негізгі екенін растайды. бөгет» заманауи компьютерлержәне ноутбуктер, өйткені оның ең жоғары «таза» өткізу қабілеті 30-дан 35 МБ/с-қа дейін жетеді. Бірақ қазіргі заманғыларында 3,5 дюйм бар. қатты дискілерүстел үсті компьютерлері үшін тасымалдау жылдамдығы 100 МБ/с-тан асты (ноутбуктерге арналған 2,5 дюймдік модельдер де жақындап келеді) бұл деңгей). Жоғары жылдамдықты қатты күйдегі дискілер 200 МБ/с шегінен сәтті өтті. Ал 5 Гбит/с (немесе 5120 Мбит/с) 640 Мбит/с сәйкес келеді.
Біз жақын болашақта бұлай деп ойламаймыз қатты дискілер 600 МБ/с деңгейіне жақындайды, бірақ келесі ұрпақтар қатты күйдегі дискілербірнеше жылдың ішінде бұл саннан асып кетуі мүмкін. Ақпараттың көлемі ұлғайған сайын және оның сақтық көшірмесін жасауға кететін уақыт сәйкесінше ұлғайған сайын өткізу қабілеттілігін арттыру маңыздырақ болады. Сақтау орны неғұрлым жылдам жұмыс істейді, сақтық көшірме жасау уақыты соғұрлым қысқа болады, сақтық көшірме кестесінде «терезелер» жасау оңайырақ болады.
Жылдамдықты салыстыру кестесі USB сипаттамалары 1.0 – 3.0
Сандық бейнекамералар бүгінгі күні гигабайт бейне деректерін жазып, сақтай алады. HD бейнекамералар үлесі артып келеді және олар деректердің үлкен көлемін жазу үшін үлкенірек және жылдамырақ сақтауды қажет етеді. Егер сіз USB 2.0 қолдансаңыз, өңдеу үшін бірнеше ондаған гигабайт бейне деректерін компьютерге тасымалдау көп уақытты қажет етеді. USB Implementers форумы өткізу қабілеттілігі түбегейлі маңызды болып қалады деп есептейді және USB 3.0алдағы бес жылда барлық тұтынушы құрылғылары үшін жеткілікті болады.
8/10 бит кодтау
Деректерді сенімді тасымалдауды қамтамасыз ету USB 3.0 интерфейсібізге таныс 8/10 бит кодтауды пайдаланады, мысалы, Serial ATA. Бір байт (8 бит) 10 биттік кодтау арқылы беріледі, бұл өткізу қабілеттілігі есебінен тасымалдау сенімділігін жақсартады. Сондықтан биттен байтқа көшу 8:1 емес, 10:1 қатынасымен жүзеге асырылады.
USB 1.x – 3.0 өткізу қабілеттілігі мен бәсекелестерді салыстыру
Қуатты үнемдеу режимдері
Әлбетте, басты мақсатинтерфейс USB 3.0 қолжетімді өткізу қабілеттілігін арттыру болып табыладыдегенмен, жаңа стандарт тиімді энергияны тұтынуды оңтайландырады. USB 2.0 интерфейсі қуатты тұтынатын құрылғының қолжетімділігін үнемі сұрайды. Керісінше, USB 3.0 жүйесінде U0-U3 деп аталатын төрт қосылым күйі бар. Қосылым күйі U0 белсенді деректерді тасымалдауға сәйкес келеді, ал U3 құрылғыны «ұйқыға» қояды.
Егер қосылым бос болса, U1 күйінде деректерді қабылдау және жіберу мүмкіндігі өшіріледі. U2 күйі ішкі сағатты өшіру арқылы бір қадам алға жылжиды. Тиісінше, қосылған құрылғылар деректерді тасымалдау аяқталғаннан кейін бірден U1 күйіне ауыса алады, бұл USB 2.0-мен салыстырғанда қуатты тұтынудың айтарлықтай артықшылықтарын қамтамасыз етеді деп күтілуде.
Жоғары ток
Әртүрлі қуат тұтыну күйлерінен басқа, стандарт USB 3.0 басқаша USB 2.0 және жоғарырақ қолдау көрсететін ток. Егер USB 2.0 500 мА ток шегін қамтамасыз етсе, жаңа стандарт жағдайында шектеу 900 мА-ға ауыстырылды. Қосылымды бастау тогы USB 2.0 үшін 100 мА-дан USB 3.0 үшін 150 мА-ға дейін ұлғайтылды. Екі параметр де әдетте сәл жоғары токты қажет ететін портативті қатты дискілер үшін өте маңызды. Бұрын бұл мәселені USB 2.0 сипаттамаларын бұзғанымен, қосымша USB ашасын пайдаланып, екі порттан қуат алатын, бірақ деректерді тасымалдау үшін тек біреуін пайдалану арқылы шешуге болатын еді.
Жаңа кабельдер, қосқыштар, түсті кодтау
USB 3.0 стандарты USB 2.0 стандартымен кері үйлесімді, яғни ашалар әдеттегі А типті ашалармен бірдей болып көрінеді.USB 2.0 түйреуіштері сол орнында қалады, бірақ енді қосқыштың тереңдігінде орналасқан бес жаңа түйреуіш бар. Бұл қосымша түйреуіштерді қажет ететін USB 3.0 жұмысын қамтамасыз ету үшін USB 3.0 ашасын USB 3.0 портына толығымен қосу керек екенін білдіреді. Әйтпесе, сіз USB 2.0 жылдамдығын аласыз. USB Implementers Forum өндірушілерге коннектордың ішкі жағындағы Pantone 300C түсті кодтауды пайдалануды ұсынады.
Жағдай USB типті B қосқышы үшін ұқсас болды, бірақ айырмашылықтар көрнекі түрде байқалады. USB 3.0 ашасын бес қосымша істікше арқылы анықтауға болады.
USB 3.0 талшықты оптиканы пайдаланбайды, себебі ол жаппай нарық үшін тым қымбат. Сондықтан бізде ескі жақсы мыс кабель бар. Дегенмен, ол енді төрт сым емес, тоғыз болады. Деректерді беру дифференциалдық режимде (SDP – Қорғалған дифференциалдық жұп) бес қосымша сымның төртеуі арқылы жүзеге асырылады. Бір жұп сым ақпаратты қабылдауға, екіншісі жіберуге жауап береді. Жұмыс принципі Serial ATA-ға ұқсас, құрылғылар екі бағытта да толық өткізу қабілеттілігін алады. Бесінші сым - «жер».
Universal Serial Bus (USB) стандарттарының пайда болу және даму тарихы
USB шинасын бірінші іске асырудың алдында стандартты жабдық пайда болды Дербес компьютерәдетте принтерді қосуға арналған бір параллель порт (LPT порты), екі сериялық байланыс порты ( COM порттары), әдетте тінтуір мен модемді қосу үшін және джойстик үшін бір порт (GAME порты). Бұл конфигурация дербес компьютерлердің алғашқы күндерінде өте қолайлы болды және көптеген жылдар бойы бұл жабдық өндірушілері үшін практикалық стандарт болды. Дегенмен, прогресс, номенклатура мен функционалдылық бір орында тұрған жоқ сыртқы құрылғыларүнемі жетілдірілді, бұл сайып келгенде стандартты конфигурацияны қайта қарау қажеттілігіне әкелді, бұл күн сайын көбірек болатын қосымша перифериялық құрылғыларды қосу мүмкіндігін шектеді.
Стандартты енгізу/шығару порттарының санын көбейту әрекеттері мәселені түбегейлі шешуге әкелмеді және көптеген перифериялық құрылғылардың қарапайым, жылдам және ыңғайлы қосылуын қамтамасыз ететін жаңа стандартты әзірлеу қажеттілігі туындады. кез келген стандартты конфигурациялы компьютерге әртүрлі мақсаттар үшін, сайып келгенде, әмбебап сериялық автобустың пайда болуына әкелді. Әмбебап сериялық автобус (USB)
Бірінші сериялық интерфейс сипаттамасы USB (әмбебап сериялық автобус), деп аталады USB 1.0, жылы пайда болды 1996 жыл, оның негізінде жетілдірілген нұсқасы, USB 1.1- В 1998 жыл USB 1.0 және USB 1.1 автобустарының өткізу қабілеттілігі - 12 Мбит/с дейін (шын мәнінде секундына 1 мегабайтқа дейін) аналогтық модем немесе аналогтық модем сияқты төмен жылдамдықты перифериялық құрылғылар үшін жеткілікті болды. компьютер тінтуірі, алайда деректерді беру жылдамдығы жоғары құрылғылар үшін жеткіліксіз, бұл осы спецификацияның негізгі кемшілігі болды. Дегенмен, тәжірибе көрсеткендей, әмбебап сериялық шин өте сәтті шешім болып табылады, оны барлық дерлік компьютерлік техника өндірушілері компьютерлік перифериялық құрылғыларды дамытудың негізгі бағыты ретінде қабылдады.
IN 2000жаңа спецификация бар - USB 2.0, қазірдің өзінде 480 Мбит/с дейінгі деректерді беру жылдамдығын қамтамасыз етеді (шын мәнінде секундына 32 мегабайтқа дейін). Техникалық сипаттама алдыңғы USB 1.X стандартымен толық үйлесімділікті және көптеген перифериялық құрылғылар үшін өте қолайлы өнімділікті болжады. USB интерфейсімен жабдықталған құрылғылардың өндірісіндегі бум басталады. «Классикалық» енгізу-шығару интерфейстері толығымен ығыстырылып, экзотикалық сипатқа ие болды. Дегенмен, кейбір жоғары жылдамдықты перифериялық жабдық үшін тіпті сәтті USB 2.0 спецификациясы стандартты одан әрі дамытуды талап ететін қиыншылық болып қала берді.
IN 2005 USB сымсыз іске асыру спецификациясы жарияланды - Сымсыз USB - WUSB, 480 Мбит/с максималды деректерді беру жылдамдығымен 3 метрге дейінгі қашықтықта құрылғыларды және 110 Мбит/с максималды жылдамдығымен 10 метрге дейінгі қашықтықта құрылғыларды сымсыз қосуға мүмкіндік береді. Техникалық сипаттама қарқынды дамуға ие болмады және ұлғайту мәселесін шешпеді нақты жылдамдықдеректерді беру.
IN 2006спецификация жарияланды USB-OTG (USB флеш О n- Тол- Г o, соның арқасында екі USB құрылғысы арасында бөлек USB хостынсыз байланысу мүмкін болды. Бұл жағдайда хосттың рөлін перифериялық құрылғылардың бірі орындайды. Смартфондар, сандық камералар және басқа мобильді құрылғылар хост және перифериялық құрылғы ретінде әрекет етуі керек. Мысалы, камера USB арқылы компьютерге қосылған кезде ол перифериялық құрылғы, ал принтер қосылған кезде ол хост болады. Спецификацияны қолдау USB-OTGүшін бірте-бірте стандартқа айналды мобильді құрылғылар.
2008 жылыжаңа әмбебап сериялық автобус стандартының соңғы сипаттамасы пайда болды - USB 3.0. сияқты алдыңғы нұсқаларавтобустың орындалуы, электрлік және алдыңғы стандарттармен функционалдық үйлесімділігі қамтамасыз етілген. USB 3.0 үшін деректерді беру жылдамдығы 10 есе өсті – 5 Гбит/с дейін. Интерфейс кабеліне 4 қосымша өзек қосылды және олардың контактілері бұрынғы стандарттардың 4 контактісінен бөлек, қосымша контакт қатарында орналастырылды. Деректерді тасымалдау жылдамдығын арттыруға қосымша USB шинасыОл сондай-ақ алдыңғы стандарттармен салыстырғанда қуат тізбегіндегі ток күші жоғарылауымен сипатталады. USB 3.0 шинасы арқылы деректерді берудің максималды жылдамдығы кез келген жаппай шығарылатын перифериялық компьютерлік жабдық үшін қолайлы болды.
IN 2013 Келесі интерфейс спецификациясы қабылданды - USB 3.1, деректерді беру жылдамдығы 10 Гбит/с жетуі мүмкін. Сонымен қатар, ықшам 24 істікшелі USB қосқышы пайда болды C түрі, бұл симметриялы, кабельді екі жағынан салуға мүмкіндік береді.
USB 3.1 стандартының шығарылымымен USB Implementers Forum (USB-IF) жылдамдығы 5 Гбит/с (SuperSpeed) дейінгі USB 3.0 қосқыштары енді USB 3.1 Gen 1 ретінде жіктеледі және жылдамдығы жоғарырақ жаңа USB 3.1 қосқыштары ретінде жіктелетінін хабарлады. 10 Гбит/с дейін (SuperSpeed USB 10Gbps) - USB 3.1 Gen 2 сияқты. USB 3.1 стандарты USB 3.0 және USB 2.0 құрылғыларымен кері үйлесімді.
IN 2017 жылы USB Implementers Forum (USB-IF) спецификацияны жариялады USB 3.2. Максималды тасымалдау жылдамдығы - 10 Гбит/с. Дегенмен, USB 3.2 екі қосылымды біріктіру мүмкіндігін береді ( Қос жолақты жұмыс), теориялық өткізу қабілетін 20 Гбит/с дейін арттыруға мүмкіндік береді. Бұл мүмкіндікті іске асыру міндетті емес, яғни оны аппараттық қамтамасыз ету деңгейінде қолдау нақты өндірушіге және техникалық қажеттілікке байланысты болады, мысалы, принтер мен портативті құрылғы үшін ерекшеленеді. қатты диск. Бұл режимді іске асыру мүмкіндігі пайдалану кезінде ғана қамтамасыз етіледі USB Type-C.
www.usb.org- Ағылшын тіліндегі әзірлеушілерге арналған USB спецификациясының құжаттамасы.
Айта кету керек, USB шинасына балама болған және әлі де бар. Ол пайда болғанға дейін, Apple компаниясысериялық автобус спецификациясын әзірледі FireWire(басқа аты - iLink), оны 1995 жылы Американдық электр және электроника инженерлері институты (IEEE) 1394 нөмірімен стандарттаған. Автобус IEEE 1394үш режимде жұмыс істей алады: деректерді беру жылдамдығы 100, 200 және 400 Мбит/с дейін. Дегенмен, USB-ге қарағанда құны жоғары және іске асыру күрделірек болғандықтан, жоғары жылдамдықты сериялық шинаның бұл түрі кең тараған жоқ және біртіндеп USB 2.0 - USB 3.2 ауыстырылады.
Universal Serial Bus (USB) перифериялық құрылғыларының жұмысының жалпы принциптері
USB интерфейсі соншалықты сәтті шешім болып шықты, ол ұялы телефоннан веб-камера немесе портативті қатты дискіге дейінгі перифериялық құрылғылардың барлық дерлік кластарымен жабдықталған. Ең кең таралған құрылғылар (әзірше) бар құрылғылар USB қолдауы 2.0. Дегенмен, USB 3.0 – 3.1 жоғары жылдамдықты құрылғылар үшін көбірек сұранысқа ие, мұнда ол USB 2.0-ді біртіндеп алмастыра отырып, негізгіге айналады.
USB қолдауы бар перифериялық құрылғылар компьютерге қосылған кезде жүйе автоматты түрде таниды (атап айтқанда, драйвер бағдарламалық құралы және автобус өткізу қабілеті) және пайдаланушының араласуынсыз жұмыс істеуге дайын. Қуатты аз тұтынатын құрылғыларда (500 мА дейін) өздерінің қуат көзі болмауы мүмкін және олар USB шинасы арқылы тікелей қуат алады.
USB пайдалану қосымша перифериялық құрылғыларды орнату үшін компьютер корпусын алу қажеттілігін болдырмайды және оларды орнату кезінде күрделі параметрлерді жасау қажеттілігін болдырмайды.
USB қосылған құрылғылардың санын шектеу мәселесін жояды. Сағат USB арқылыКомпьютермен бір уақытта 127 құрылғыға дейін жұмыс істей алады.
USB ыстық қосылымға мүмкіндік береді. Бұл алдымен компьютерді өшіруді, содан кейін құрылғыны қосуды, компьютерді қайта іске қосуды және орнатылған перифериялық құрылғыларды конфигурациялауды қажет етпейді. Перифериялық құрылғыны ажырату үшін жоғарыда сипатталған кері процедураны орындаудың қажеті жоқ.
Қарапайым сөзбен айтқанда, USB сізге барлық артықшылықтарды жүзеге асыруға мүмкіндік береді заманауи технология«қосу және ойнату» USB 1.x үшін жасалған құрылғылар USB 2.0 контроллерлерімен жұмыс істей алады. және USB 3.0
Перифериялық құрылғы қосылған кезде аппараттық үзіліс жасалады және басқаруды HCD драйвері қабылдайды ( Хост контроллерінің драйвері) USB контроллері (USB хост контроллері - UHC), ол қазіргі уақытта барлық өндірілген аналық плата чипсеттеріне біріктірілген. Ол құрылғыны сұрайды және одан сәйкестендіру ақпаратын алады, оның негізінде басқару жүргізушіге қызмет көрсетуге беріледі. бұл түріқұрылғылар. UHC контроллерінде USB құрылғысының шинасына қосылуды қамтамасыз ететін түбірлік хабы (Hub) бар.
Хаб (USB HUB).
Қосылу нүктелері шақырылады порттар. Басқа хабты портқа құрылғы ретінде қосуға болады. Әрбір хабтың шығыс порты бар ( жоғары порт), оны негізгі контроллерге және төменгі порттарға қосу ( төменгі порт) перифериялық құрылғыларды қосуға арналған. Концентраторлар әрбір төмен байланыс портында анықтай, қосу және ажырату және төмен байланыс құрылғыларына қуатты таратуды қамтамасыз ете алады. Төменгі байланыс порттарының әрқайсысын жеке қосуға және толық немесе төмен жылдамдықта конфигурациялауға болады. Концентратор екі блоктан тұрады: концентратор контроллері және концентраторды қайталағыш. Қайталаушы - жоғары және төмен байланыс порттары арасындағы протоколмен басқарылатын қосқыш. Хаб сонымен қатар аударманы қолдауға арналған жабдықты қамтиды бастапқы күйжәне қосылымдарды кідірту/жалғастыру. Контроллер негізгі контроллерге және одан деректерді тасымалдауға мүмкіндік беретін интерфейс регистрлерін қамтамасыз етеді. Анықталған хаб күйі және басқару пәрмендері хост процессорына хабты конфигурациялауға және оның порттарын бақылауға және басқаруға мүмкіндік береді.
Сыртқы концентраторлардың өздерінің қуат көзі болуы немесе USB шинасынан қуат алуы мүмкін.
USB кабельдері мен қосқыштары
А типті қосқыштар компьютерге немесе хабқа қосылу үшін қолданылады. В типті қосқыштар перифериялық құрылғыларға қосылу үшін қолданылады.
Бір-біріне қосылуға болатын барлық USB қосқыштары бірге жұмыс істеуге арналған.
USB 2.0 қосқышының барлық түйреуіштері USB 3.0 қосқышының сәйкес істікшелерімен электрлік үйлесімді. Сонымен қатар, USB 3.0 қосқышында сәйкес келмейтін қосымша контактілер бар USB қосқышы 2.0, сондықтан әртүрлі нұсқалардың қосқыштарын қосу кезінде «қосымша» контактілер пайдаланылмайды, бұл қалыпты жұмысқосылымдар нұсқасы 2.0. USB 3.0 Type A және USB 2.0 Type A арасындағы барлық ұялар мен ашалар бірге жұмыс істеуге арналған. USB 3.0 Type B ұясы USB 2.0 Type B және бұрынғы штепсельдік штепсельдер үшін қажет болатындан сәл үлкенірек. Сонымен қатар, бұл розеткаларға штепсельдің бұл түрін қосуға болады. Сәйкесінше, USB 3.0 типті B қосқышы бар перифериялық құрылғыны компьютерге қосу үшін кабельдердің екі түрін де пайдалануға болады, бірақ USB 2.0 типті B қосқышы бар құрылғы үшін - тек USB 2.0 кабелі. eSATA/USB Combo ретінде белгіленген, яғни оларға USB ашасын қосу мүмкіндігі бар eSATAp ұяшықтары USB A типті штепсельдерді қосу мүмкіндігіне ие: USB 2.0 және USB 3.0, бірақ USB 2.0 жылдамдық режимінде.
USB Type-C қосқыштары перифериялық құрылғыларға да, компьютерлерге де қосылымдарды қамтамасыз етеді, бұрынғы USB стандарттарының әртүрлі А және В типті қосқыштары мен кабельдерін ауыстырады және болашақта кеңейту опцияларын қамтамасыз етеді. 24 істікшелі екі жақты қосқыш өте ықшам, өлшемі бойынша USB 2.0 стандартының micro-B қосқыштарына жақын. Қосқыш өлшемдері 8,4 мм 2,6 мм. Коннектор қуат пен жерге арналған 4 жұп контактілерді, SuperSpeed жылдамдығынан төмен деректерді беру үшін екі дифференциалды жұп D+/D- (C Type-C кабельдерінде жұптардың біреуі ғана қосылған), беру үшін төрт дифференциалды жұпты қамтамасыз етеді. жоғары жылдамдықты SuperSpeed сигналдары, екі қосалқы контактілер (бүйірлік жолақ), кабель бағытын анықтауға арналған екі конфигурациялау істіктері, арнайы конфигурация деректер арнасы (BMC кодтау - екі фазалы белгі коды) және белсенді кабельдер үшін +5 В қуат түйреуіші.
Коннектор контактілері және USB Type-C кабелінің орналасуы
| Con. | Аты | Сипаттама | Con. | Аты | Сипаттама | ||
|---|---|---|---|---|---|---|---|
| A1 | GND | Жерге қосу | B12 | GND | Жерге қосу | ||
| A2 | SSTXp1 | Айырмашылық. жұп No 1 SuperSpeed, беріліс, оң | B11 | SSRXp1 | Айырмашылық. жұп No 2 SuperSpeed, қабылдау, оң | ||
| A3 | SSTXn1 | Айырмашылық. жұп No 1 SuperSpeed, беріліс, теріс | B10 | SSRXn1 | Айырмашылық. жұп No 2 SuperSpeed, қабылдау, теріс | ||
| A4 | V АВТОБУС | Тамақтану | B9 | V АВТОБУС | Тамақтану | ||
| A5 | CC1 | Конфигурация арнасы | B8 | SBU2 | №2 бүйірлік жолақ (SBU) | ||
| A6 | Dp1 | Айырмашылық. SuperSpeed емес жұп, 1-позиция, оң | B7 | Dn2 | Айырмашылық. SuperSpeed емес жұп, 2-позиция, теріс | ||
| A7 | Dn1 | Айырмашылық. SuperSpeed емес жұп, 1-позиция, теріс | B6 | Dp2 | Айырмашылық. SuperSpeed емес жұп, 2-позиция, оң | ||
| A8 | SBU1 | №1 бүйірлік жолақ (SBU) | B5 | CC2 | Конфигурация арнасы | ||
| A9 | V АВТОБУС | Тамақтану | B4 | V АВТОБУС | Тамақтану | ||
| A10 | SSRXn2 | Айырмашылық. жұп No 4 SuperSpeed, беріліс, теріс | B3 | SSTXn2 | Айырмашылық. жұп No 3 SuperSpeed, қабылдау, теріс | ||
| A11 | SSRXp2 | Айырмашылық. жұп No 4 SuperSpeed, беріліс, оң | B2 | SSTXp2 | Айырмашылық. жұп No3 SuperSpeed, қабылдау, оң | ||
| A12 | GND | Жерге қосу | B1 | GND | Жерге қосу |
||
|
|||||||
| Кабельдің №1 қосқышы C түрі | Кабель C түрі | Кабельдің №2 қосқышы C түрі | |||||
|---|---|---|---|---|---|---|---|
| Байланыс | Аты | Өткізгіш қабықтың түсі | Аты | Сипаттама | Байланыс | Аты | |
| Өру | Экран | Кабельді өру | Экран | Сыртқы кабель өрімі | Өру | Экран | |
| A1, B1, A12, B12 | GND | Қалайланған | GND_PWRrt1 GND_PWRrt2 |
Ортақ жер > | A1, B1, A12, B12 | GND | |
| A4, B4, A9, B9 | V АВТОБУС | Қызыл | PWR_V АВТОБУС 1 PWR_V АВТОБУС 2 |
V BUS қуат көзі | A4, B4, A9, B9 | V АВТОБУС | |
| B5 | V ҚОС | Сары |
PWR_V ҚОСУ | V CONN қуаты | B5 | V ҚОС | |
| A5 | CC | Көк | CC | Конфигурация арнасы | A5 | CC | |
| A6 | Dp1 | Ақ | UTP_Dp | Экрандалмаған дифференциалдық жұп, оң | A6 | Dp1 | |
| A7 | Dn1 | Жасыл | UTP_Dn | Экрандалмаған дифференциалдық жұп, теріс | A7 | Dn1 | |
| A8 | SBU1 | Қызыл | SBU_A | Деректер диапазоны A | B8 | SBU2 | |
| B8 | SBU2 | Қара | SBU_B | Деректер жолағы B | A8 | SBU1 | |
| A2 | SSTXp1 | Сары* | SDPp1 | Қорғалған дифференциалдық жұп №1, оң | B11 | SSRXp1 | |
| A3 | SSTXn1 | Қоңыр* | SDPn1 | Қорғалған дифференциалдық жұп №1, теріс | B10 | SSRXn1 | |
| B11 | SSRXp1 | Жасыл * | SDPp2 | Экрандалған дифференциалдық жұп №2, оң | A2 | SSTXp1 | |
| B10 | SSRXn1 | Апельсин * | SDPn2 | Экрандалған дифференциалдық жұп №2, теріс | A3 | SSTXn1 | |
| B2 | SSTXp2 | Ақ* | SDPp3 | Экрандалған дифференциалдық жұп №3, оң | A11 | SSRXp2 | |
| B3 | SSTXn2 | Қара * | SDPn3 | Қорғалған дифференциалдық жұп №3, теріс | A10 | SSRXn2 | |
| A11 | SSRXp2 | қызыл * | SDPp4 | Экрандалған дифференциалдық жұп №4, оң | B2 | SSTXp2 | |
| A10 | SSRXn2 | Көк* | SDPn4 | Қорғалған дифференциалдық жұп №4, теріс | B3 | SSTXn2 | |
| * Өткізгіштер қаптамасының түстері стандартпен белгіленбеген | |||||||
Ескі құрылғыларды USB Type-C қосқышымен жабдықталған компьютерлерге қосу үшін бір жағында A немесе B типті ашасы немесе қосқышы, ал екінші жағында USB Type-C ашасы бар кабель немесе адаптер қажет болады. Стандарт USB Type-C қосқышы бар адаптерлерге рұқсат бермейді, өйткені оларды пайдалану «көптеген қате және ықтимал қауіпті» кабель комбинацияларын тудыруы мүмкін.
Ұштарында екі Type-C штепсельі бар USB 3.1 кабельдері спецификацияға толығымен сәйкес болуы керек - барлық қажетті өткізгіштерді қамтуы керек, белсенді болуы керек, арна конфигурациясына және жеткізуші анықтаған хабарларға (VDM) байланысты функция идентификаторларының тізімін көрсететін электрондық идентификациялық чипті қамтуы керек. спецификациядан USB қуатыЖеткізу 2.0. USB Type-C қосқышы бар құрылғылар қосымша қуат көзіне қосымша 5 вольт кернеуінде 1,5 немесе 3 ампер ток бар қуат рельстерін қолдай алады. Қуат көздері конфигурация арнасы арқылы жоғарылаған токтарды жеткізу мүмкіндігін жарнамалауы немесе конфигурация істікшесі (BMC кодтауы) немесе VBUS істікшелі арқылы BFSK ретінде кодталған ескі сигналдар арқылы USB қуатын жеткізу спецификациясын толық қолдауы керек. SuperSpeed шинасына қолдау көрсетпейтін USB 2.0 кабельдерінде 5 ампер ток өткізе алмаса, электрондық идентификациялық чип болмауы мүмкін.
USB Type-C қосқышының спецификациясының 1.0 нұсқасы 2014 жылдың тамызында USB әзірлеушілер форумында жарияланған. Ол USB 3.1 спецификациясымен бір уақытта жасалған.
USB Type-C қосқышын пайдалану құрылғының жоғары жылдамдықты USB 3.1 Gen1/Gen2 стандартын немесе USB Power Delivery протоколын міндетті түрде орындайтынын білдірмейді.
Әмбебап сериялық автобус компьютерлік жабдықтың бүкіл даму тарихында перифериялық құрылғыларға арналған ең кең таралған және мүмкін ең табысты компьютерлік интерфейс болып табылады, мұны USB құрылғыларының көптігі дәлелдейді, олардың кейбіреулері біршама көрінуі мүмкін.
Интерфейс USB флеш (Universal Serial Bus - Universal Serial Interface) перифериялық құрылғыларды дербес компьютерге қосуға арналған. Перифериялық құрылғылармен үш жылдамдықпен ақпарат алмасуға мүмкіндік береді (спецификация USB 2.0):
- Төмен жылдамдық ( Төмен жылдамдық- LS) - 1,5 Мбит/с;
- Толық жылдамдық ( Толық жылдамдық- FS) - 12 Мбит/с;
- Жоғары жылдамдық ( Жоғары жылдамдық- HS) - 480 Мбит/с.
USB интерфейсі қосылады хост (хост) және құрылғылар. Хост дербес компьютердің ішінде орналасқан және бүкіл интерфейстің жұмысын басқарады. Бір USB портына бірнеше құрылғыны қосуға рұқсат беру үшін пайдаланыңыз хабтар (хаб- басқа құрылғылардың интерфейсіне қосылуды қамтамасыз ететін құрылғы). Түбірлік түйін (түбірлік түйін) компьютердің ішінде орналасқан және тікелей хостқа қосылған. USB интерфейсі арнайы терминді пайдаланады «функция» - бұл белгілі бір функцияны орындайтын логикалық аяқталған құрылғы. USB интерфейсінің топологиясы 7 деңгейден тұрады ( деңгей): бірінші деңгейде хост пен түбірлік хаб, ал соңғы деңгейде тек функциялар бар. Концентраторды және бір немесе бірнеше функцияларды қамтитын құрылғы шақырылады құрама (құрама құрылғы).
Концентратордың порты немесе жоғары деңгейлі хабқа қосылатын функция жоғары ағын порты деп аталады ( жоғары порт) және төменгі деңгейдегі концентраторға немесе функцияға қосылатын концентратор порты төменгі ағын порты деп аталады ( төменгі порт).
Интерфейс арқылы барлық деректерді тасымалдау хост арқылы жүзеге асырылады. Деректер пакеттер түрінде беріледі. USB интерфейсі пакеттердің бірнеше түрін пайдаланады:
- белгі пакеті (токен пакеті) деректерді беру түрі мен бағытын, құрылғы мекенжайын және соңғы нүктенің сериялық нөмірін сипаттайды (CT – USB құрылғысының адрестік бөлігі); Мүмкіндіктер пакеттері бірнеше түрде келеді: IN, OUT, SOF, ОРНАТУ;
- деректер пакеті (деректер пакеті) берілген мәліметтерді қамтиды;
- бекіту пакеті (қол алысу пакеті) деректерді беру нәтижелерін хабарлауға арналған; Сәйкес пакеттердің бірнеше түрі бар: ACK, N.A.K., ТОҚТАУ.
USB интерфейсі ақпаратты тасымалдаудың бірнеше түрін пайдаланады.
- Басқаруды басқару (бақылауды тасымалдау) құрылғыны конфигурациялау үшін, сондай-ақ басқа құрылғыға тән арнайы құрылғымақсаттар.
- Ағын (жаппай аудару) салыстырмалы түрде үлкен көлемдегі ақпаратты беру үшін қолданылады.
- Қайта жіберуді үзу (қайталанатын тасымалдау) ақпараттың салыстырмалы түрде аз көлемін беру үшін қолданылады, бұл үшін оны дер кезінде беру маңызды. Басқа аударым түрлерімен салыстырғанда оның ұзақтығы шектеулі және басымдылығы жоғары.
- Изохронды бағыттау (изохронды тасымалдау) нақты уақыттағы ағындық деп те аталады. Мұндай тасымалдауда берілетін ақпарат оны жасау, беру және қабылдау кезінде нақты уақыт масштабын қажет етеді.
Ағынды тасымалдаулар
ақпаратты жіберу және қайта сұрау кезінде қателерді анықтау арқылы хост пен функция арасында кепілдік берілген қатесіз деректерді берумен сипатталады.
Хост функциядан деректерді қабылдауға дайын болғанда, ол функцияға жалауша пакетін жібереді IN- пластик пакет. Осыған жауап ретінде деректерді беру фазасындағы функция деректер пакетін хостқа жібереді немесе егер ол мұны істей алмаса, жібереді. N.A.K.- немесе ТОҚТАУ- пластик пакет. N.A.K.-пакет функцияның деректерді жіберуге уақытша дайын емес екенін хабарлайды және ТОҚТАУ- пакет хосттың араласу қажеттілігін көрсетеді. Егер хост деректерді сәтті алса, онда ол келіссөздер кезеңінде функцияларды жібереді ACK
Хост деректерді жіберуге дайын болғанда, ол функцияларды жібереді OUT-деректер пакетімен бірге келетін пакет. Егер функция деректерді сәтті қабылдаса, ол хостқа жіберіледі ACK-пакет, әйтпесе жіберіледі NAK-немесе ТОҚТАУ- пластик пакет.
Бақылау трансферттері
кем дегенде екі кезеңді қамтиды: Орнату кезеңіЖәне күй кезеңі. Олардың арасында да болуы мүмкін деректерді беру кезеңі. Орнату кезеңіорындау үшін пайдаланылады SETUP транзакциялары, оның барысында ақпарат КТ басқару функциясына жіберіледі. SETUP транзакциясықамтиды ОРНАТУ- пластик пакет ,
деректер пакеті және үйлестіру пакеті. Деректер пакетін функция сәтті қабылдаса, ол хостқа жіберіледі ACK- пластик пакет. Әйтпесе, транзакция аяқталады.
IN мәліметтерді тасымалдау кезеңдерібасқару тасымалдаулары бір немесе бірнешеуден тұрады IN-немесе OUT-транзакциялар, олардың беру принципі ағынды аударымдардағы сияқты. Деректерді беру сатысындағы барлық транзакциялар бір бағытта жүзеге асырылуы керек.
IN күй кезеңісоңғы транзакция жасалады, ол ағынды трансферттердегі сияқты принциптерді пайдаланады. Бұл транзакцияның бағыты деректерді беру сатысында қолданылатынға қарама-қарсы. Күй кезеңі SETUP кезеңінің және деректерді тасымалдау кезеңінің нәтижесін хабарлау үшін пайдаланылады. Күй туралы ақпарат әрқашан функциядан хостқа беріледі. Сағат бақылау жазбасы (Жазуды тасымалдауды басқару) күй туралы ақпарат транзакцияның күй кезеңінің деректерді беру кезеңінде жіберіледі. Сағат оқуды бақылау (Оқуды тасымалдауды басқару) күй ақпараты алдыңғы деректерді тасымалдау кезеңінде хост нөлдік ұзындықтағы деректер пакетін жібергеннен кейін транзакцияның күй туралы келіссөздер кезеңінде қайтарылады.
Трансферттерді үзу
қамтуы мүмкін IN- немесе OUT- қайта жіберу. Алғаннан кейін IN-пакет функциясы деректері бар пакетті қайтара алады, N.A.K.-пакет немесе ТОҚТАУ- пластик пакет. Егер функцияда үзуді қажет ететін ақпарат болмаса, онда деректерді беру фазасында функция қайтарылады N.A.K.- пластик пакет. Егер үзіліспен КТ жұмысы тоқтатылған болса, онда функция қайтарылады ТОҚТАУ- пластик пакет. Егер үзіліс қажет болса, функция деректерді беру кезеңінде қажетті ақпаратты қайтарады. Егер хост деректерді сәтті қабылдаса, ол жібереді ACK- пластик пакет. Әйтпесе, келіссөздер пакетін хост жібермейді.
Изохронды транзакциялар
қамтиды белгілердің берілу кезеңіЖәне деректерді беру кезеңі, бірақ жоқ үйлестіру кезеңдері. Хост жібереді IN- немесе OUT-белгі, одан кейін КТ деректерін жіберу фазасында (үшін IN-белгі) немесе хост (үшін OUT-белгі) деректерді жібереді. Изохронды транзакциялар қателер болған жағдайда салыстыру фазасын және деректерді қайта жіберуді қолдамайды.
USB интерфейсі күрделі ақпарат алмасу хаттамасын жүзеге асыратындықтан, USB интерфейсі бар интерфейстік құрылғы протоколды қолдауды қамтамасыз ететін микропроцессорлық блокты қажет етеді. Сондықтан интерфейстік құрылғыны жасаудың негізгі нұсқасы алмасу протоколын қолдауды қамтамасыз ететін микроконтроллерді пайдалану болып табылады. Қазіргі уақытта барлық негізгі микроконтроллер өндірушілері USB блогын қамтитын өнімдер шығарады.
|
Жоғары жылдамдықты сигнал беру бит жылдамдығы - 12 Мб/с - Жоғары жылдамдықты сигнал беру бит жылдамдығы үшін максималды кабель ұзындығы - 5 м - Төмен жылдамдықты сигнал беру бит жылдамдығы - 1,5 Мб/с - Төмен жылдамдықты сигнал беру бит жылдамдығы үшін кабельдің максималды ұзындығы - 3 м - Максималды қосылған құрылғылар (көбейткіштерді қоса) - 127 - Әр түрлі жіберу жылдамдығы бар құрылғыларды қосуға болады - Пайдаланушыға SCSI үшін терминаторлар сияқты қосымша элементтерді орнатудың қажеті жоқ - Перифериялық құрылғыларды қоректендіру кернеуі - 5 В - Бір құрылғыға максималды ток тұтынуы - 500 мА
USB 1.1 және 2.0 қосқышының сымдары
USB сигналдары экрандалған төрт сымды кабельдің екі сымы арқылы беріледі.
Мұнда :
GND- перифериялық құрылғыларды қоректендіруге арналған «корпус» тізбегі V АВТОБУС- +5В, сонымен қатар шина қоректендіру тізбектері үшін D+мәліметтерді тасымалдауға арналған
Шин D-деректерді алу үшін.
USB 2.0 кемшіліктері
USB 2.0 деректерін берудің максималды жылдамдығы 480 Мбит/с (60 МБ/с) болса да, нақты өмірде мұндай жылдамдықтарға жету мүмкін емес (іс жүзінде ~33,5 МБ/с). Бұл деректерді тасымалдауға сұраныс пен тасымалдаудың нақты басталуы арасындағы USB шинасында үлкен кідірістерге байланысты. Мысалы, FireWire шинасы, оның шыңы төмен болса да өткізу қабілеті 400 Мбит/с, бұл USB 2.0-ден 80 Мбит/с (10 Мбит/с) аз, шын мәнінде қатты дискілермен және басқа сақтау құрылғыларымен деректер алмасу үшін үлкен өткізу қабілетіне мүмкіндік береді. Осыған байланысты, әртүрлі мобильді дискілер USB 2.0 жеткіліксіз практикалық өткізу қабілетімен ұзақ уақыт шектелген.
USB 3.0-нің ең маңызды артықшылығы оның жоғары жылдамдығы (5 Гбит/с дейін), ол ескі портқа қарағанда 10 есе жылдамырақ. Жаңа интерфейс энергияны үнемдеуді жақсартты. Бұл диск пайдаланбаған кезде ұйқы режиміне өтуге мүмкіндік береді. Бір уақытта екі жақты деректерді беруді жүзеге асыруға болады. Бұл бірнеше құрылғыны бір портқа қоссаңыз (портты бөлсеңіз) жоғары жылдамдықты береді. Сіз концентраторды пайдаланып тармақтауға болады (концентратор – бір порттан 3-6 портқа таралатын құрылғы). Енді концентраторды USB 3.0 портына қосып, бірнеше құрылғыны (мысалы, флэш-дискілерді) концентраторға қосып, бір уақытта деректерді тасымалдауды жүзеге асырсаңыз, жылдамдық USB-мен салыстырғанда әлдеқайда жоғары болатынын көресіз. 2.0 интерфейсі. Плюс және минус болуы мүмкін сипаттама бар. USB 3.0 интерфейсі токты 900 мА дейін арттырды, ал USB 2.0 500 мА токпен жұмыс істейді. Бұл USB 3.0 үшін бейімделген құрылғылар үшін плюс болады, бірақ шағын минус телефон сияқты әлсіз құрылғыларды зарядтау кезінде қауіп болуы мүмкін. Жаңа интерфейстің физикалық кемшілігі кабельдің өлшемі болып табылады. Жоғары жылдамдықты сақтау үшін кабель USB 2.0 нұсқасына қарағанда қалыңырақ және ұзындығы қысқарды (3 метрден ұзағырақ болуы мүмкін емес). Әртүрлі USB интерфейстері бар құрылғылар болатынын ескеру маңызды жұмысжақсы және проблема болмауы керек. Бірақ USB 3.0 ескі портқа қоссаңыз немесе ескі интерфейс кабелін жаңа портқа жалғасаңыз, жылдамдық артады деп ойламаңыз. Деректерді тасымалдау жылдамдығы ең әлсіз порттың жылдамдығына тең болады.
Бәріңе сәлем. Кейде адамдар USB 3.0-нің USB 2.0-ден қалай ерекшеленетінін білгісі келеді, кейде олар компьютерде USB қосқышының қандай нұсқасы немесе түрі бар екенін, USB 1.0 динозаврының қандай екенін және т.б. түсінгісі келеді. Осы тақырыпқа біраз тереңірек тоқталайық.
USB стандарты 90-шы жылдардың ортасында пайда болды. Шифрланған USB флешосылай ма - Әмбебап сериялық автобус. Бұл стандарт перифериялық құрылғылар мен компьютер арасындағы байланыс үшін арнайы әзірленген және қазір байланыс интерфейстерінің барлық түрлерінің арасында жетекші орын алады. Бұл таңқаларлық емес. Қазіргі уақытта кез келген құрылғыны USB қосқышысыз елестету қиын, дегенмен бұл қосқыштардың түрі әртүрлі.
USB қосқыштарының түрлері
Бүгінгі таңда USB қосқыштарының көптеген түрлері бар. Кейбіреулер жиі кездеседі, кейбіреулері аз. Қалай болғанда да, соларды қарастырайық.
USB флештүрі-А– USB қосқыштарының ең көп таралған түрлерінің бірі. Сіз оны өз бетіңізде, блокта көрген боларсыз зарядтағышжәне тек қана емес. Қолданулары көп. Оның көмегімен тышқандар мен пернетақталарды компьютерге (немесе басқа құрылғыға), флэш-дискілерге, сыртқы дискілерге, смартфондарға және т.б. Ойланып қарасаңыз, бұл тізімді ұзақ уақыт жалғастыруға болады.
USB флештүрі-Б– қосқыш негізінен принтерді немесе басқа құрылғыларды компьютерге қосу үшін қолданылады перифериялық құрылғылар. қарағанда әлдеқайда аз таратылды USB түрі-A.
Шағын USB Micro USB пайда болғанға дейін мобильді құрылғыларда кеңінен таралған. Қазіргі уақытта бұл өте сирек кездеседі, бірақ оны кейбір ескі құрылғыларда әлі де табуға болады. Менің портативті аудио динамигімде Mini USB қосқышы батареяны зарядтау үшін электр қуатын алады. Мен бұл динамикті шамамен 5 жыл бұрын сатып алдым (ол төзімді болып шықты).
Микро USBқазір смартфондарда қолданылады және Ұялы телефондарбарлық дерлік өндірушілер. Бұл USB қосқышы мобильді құрылғылар арасында керемет танымалдыққа ие болды. Дегенмен, USB Type-C біртіндеп өз орнын алады.
USB 1.0 нұсқасы – Археологиялық қазбалар
USB стандартының арғы атасы болып табылады USB 1.0 1995 жылдың суық қарашасында дүниеге келген. Бірақ ол аздап ерте туылды және көп танымал бола алмады. Бірақ оның інісі USB 1.1, үш жылдан кейін дүниеге келген, өміршең үлгі болды және жеткілікті назар аудара алды.
Техникалық бөлікке келетін болсақ, деректерді беру жылдамдығы аз болды, бірақ сол кездегі стандарттар бойынша бұл жылдамдық жеткілікті болды. Жылдамдығы 12 Мбит/с дейін болды және бұл жоғары өткізу режимінде болды.
USB 2.0 және USB 3.0 қосқыштары арасындағы айырмашылықтар
USB 2.0 және USB 3.0 - қазіргі уақытта компьютерлер мен ноутбуктерде барлық жерде қолданылатын екі заманауи USB стандарты. USB 3.0, әрине, жаңарақ және жылдамырақ, сонымен қатар USB 2.0 құрылғыларымен толығымен кері үйлесімді. Бірақ бұл жағдайда жылдамдық USB 2.0 стандартына сәйкес максималды жылдамдықпен шектеледі.
Теориялық тұрғыдан USB 3.0 тасымалдау жылдамдығы USB 2.0-ге қарағанда шамамен 10 есе жылдамырақ (5 Гбит/с 480 Мбит/с). Бірақ іс жүзінде құрылғылар арасындағы ақпарат алмасу жылдамдығы көбінесе құрылғылардың өздерімен шектеледі. Жалпы алғанда, USB 3.0 әлі де жеңеді.
Техникалық айырмашылықтар
USB 2.0 және USB 3.0 стандарттары кері үйлесімді болғанымен, олардың кейбір техникалық айырмашылықтары бар. USB 2.0-де 4 түйреуіш бар – 2-і құрылғыларды қуаттандыруға және 2-і деректерді тасымалдауға арналған. Бұл 4 түйреуіш USB 3.0 стандартында сақталған. Бірақ олардан басқа деректерді беру жылдамдығы жоғары және т.б. үшін қажет тағы 4 контакт қосылды жылдам зарядтауқұрылғылар. Айтпақшы, USB 3.0 1 Амперге дейінгі токпен жұмыс істей алады.
Нәтижесінде USB 3.0 стандартты кабелі қалыңдады және оның ұзындығы қазір 3 метрден аспайды (USB 2.0-де). максималды ұзындығы 5 метрге жетті). Бірақ бірнеше смартфонды бір қосқышқа сплиттер арқылы қоссаңыз да, смартфонды әлдеқайда жылдам зарядтауға болады.
Әрине, өндірушілер визуалды айырмашылықтарға қамқорлық жасады. Сізге қаптаманы іздеудің қажеті жоқ аналық платақай USB стандарттарын қолдайтынын көру үшін. Мұны істеу үшін компьютер параметрлеріне немесе құрылғы менеджеріне кірудің қажеті жоқ. Тек қосқыштың түсіне қараңыз. USB 3.0 қосқышы әрқашан дерлік көк болып табылады. Өте сирек, ол да қызыл болады. USB 2.0 әрқашан дерлік қара.
Енді бір шолу арқылы ноутбукта USB 2.0 немесе USB 3.0 бар-жоғын анықтауға болады.
Бұл USB 2.0-нің USB 3.0-ден айырмашылығы туралы әңгіменің соңы шығар.
Қорытынды
Бұл мақаладан біз не білдік? Бұл USB деректер тасымалдау жылдамдығымен ерекшеленетін деректерді тасымалдау стандарттарына бөлінеді. Сондай-ақ, USB-де қосқыш түрлерінің көп саны бар.
Мақалада айтуды ұмытып кеткен ең қызықты нәрсе - қосқыштардың түрлерін келесідей біріктіруге болады. Толық өлшемді USB түрі-A және толық өлшемді USB түрі-B таба аласыз, бірақ (бірақ сирек кездеседі) micro USB түрі-A және micro USB түрі-B (өте жиі кездеседі). USB түрі-A USB 2.0 протоколын немесе USB 3.0 протоколын пайдалану арқылы жұмыс істей алады. Жалпы, қаласаңыз, шатастыруға болады.
Егер сіз USB 2.0 немесе USB 3.0 ноутбук үшін қандай қосқыштарды таңдаған дұрыс деген сұраққа алаңдасаңыз, онда мүлдем алаңдамаңыз. Қазір барлық заманауи ноутбуктер мен компьютерлер USB екі түрімен жабдықталған. Мысалы, менің ноутбугымда екі USB 2.0 қосқышы және бір USB 3.0 қосқышы бар. Және барлық үш қосқыштар USB түрі-A болып табылады.
Міне, олар - USB!
Сіз соңына дейін оқыдыңыз ба?
Бұл мақала пайдалы болды ма?
Жоға
Сізге нақты не ұнамады? Мақала толық емес немесе жалған болды ма?
Түсініктемелерде жазыңыз, біз жақсартуға уәде береміз!
