Vad betyder usb? Hur avgör man vilken USB-port som finns på en bärbar dator eller dator? Mini-USB-kontakt stift - typ A

Vad är USB? Enligt officiella uppgifter om tekniska parametrar för IT-teknik definieras den som en universell seriell buss. USB-drivrutiner krävs för...

USB - vad är det? Typer och foton

Från Masterweb

Vad är USB? Idag är det nog bara de lata som inte vet eller har hört talas om detta. USB har kommit in i moderna människors liv, och många verksamhetsområden kan inte föreställas utan det. USB har överträffat alla andra liknande gränssnitt i popularitet som interagerar med kringutrustning. Nästan alla elektroniska prylar och system är utrustade med USB-kontakter: datorer, telefoner, surfplattor, TV-apparater, bilradioapparater och många andra enheter.

USB-koncept

En teknisk definition hjälper dig att förstå vad USB är. Den officiella dokumentationen säger: USB, Universal Serial Bus - universal seriell buss. I huvudsak är detta mjukvaruverktyg, skapa en anslutning för att överföra data mellan elektroniska prylar.

USB har sin egen symboliska ikon i form av geometriska former: två cirklar (små och stora), en triangel och en kvadrat. Tre grenade linjer framträder ur den stora cirkeln, vid vars ändar finns de återstående figurerna.

Du kan definiera vad USB är i ett enklare koncept. Detta är kontakten till vilken en enhet med en kontakt av samma standard är ansluten. Till exempel när USB-hjälp Ett tangentbord, en mus och skrivare är anslutna till en persondator. Telefoner, smartphones, surfplattor, e-läsare, bärbara hårddiskar och många andra prylar är anslutna för att utbyta information, installera olika uppdateringar och inställningar.

Funktioner och Fördelar

Detta gränssnitt utvecklades och introducerades i slutet av 1994. Företag som Microsoft, Intel, Philips och US Robotics hade ett finger med i uppkomsten av USB.

Tidigare kommunicerade externa tredjepartsenheter med PC:n genom sådana växlingsmedel som PS/2, seriella och parallella ingångar, en separat kontakt för att ansluta spelkontroller, och ingen hade ens hört talas om vad USB var. När man utvecklade nya prylar fanns det ett akut behov av att förena växlingsmöjligheterna. Presentationen av den nya standarden ledde till ökad funktionalitet hos datorn och stimulerade utvecklingen av tredjepartsprodukter med USB-bussen.

Idag måste alla PC och bärbara datorer ha USB-kontakter. Upp till 12 USB-kontakter kan monteras på en stationär dator; en bärbar dator har 3-4 ingångar. Varje modern "självrespekterande" gadget har en USB-port.

Enkelhet och användarvänlighet har blivit synonymt med USB-teknik. Det tillät interaktion med "Plug and Play"-specifikationen, som förutsatte pålitlig, snabb och användarvänlig växling av externa källor.

USB-standardisering

Testspecifikationsstandarder presenterades i slutet av 1994. Flera versioner släpptes under året och den 15 januari 1996 presenterades USB 1.0-standarden. Den kännetecknades av två typer av datautbyte: en hög genomströmningskanal på upp till 12 Mbit/s och en låg genomströmningskanal på 1,5 Mbit/s. Med hög genomströmning var längden på USB-kabeln 3 m, och med låg genomströmning - 5 m. Spänningen för anslutna enheter bestämdes till 5 V med en maximal ström på 500 mA. Upp till 127 prylar kunde anslutas. Dessutom skulle de alla kunna fungera med olika åtkomststandarder.

I september 1998 arbetade man med de upptäckta felen, hastigheten höjdes till 15 Mbit/s och USB-version 1.1 lanserades.

Början av 2000 präglades av lanseringen av USB generation 2.0-gränssnittet. Ett höghastighetsläge för databehandling och överföring introducerades. USB 2.0 fick tre typer av bandbredd:

från 10 till 1500 Kbps användes för att styra tangentbord, möss och spelprylar; från 0,5 till 12 Mbit/s reserverade olika video- och ljudmedia; från 25 till 480 Mbit/s arbetade med hårddiskar(HDD) och videoströmbehandling.

Ytterligare specifikationer

2005 utvecklades trådlös USB-teknik. En karakteristisk egenskap angavs vara trådlös omkoppling med höga dataöverföringshastigheter. Inom en radie av 3 meter var hastigheten cirka 480 Mbit/s, 10 m – 110 Mbit/s.

Genom gemensamma ansträngningar från Microsoft, Intel, Hewlett-Packard och några andra dök standarden för USB 3.0-specifikationen upp. Denna version helt kompatibel med 2.0. De senaste specifikationerna har en karakteristisk blå plastfärg till skillnad från vita föregående version. Specifikation 3.0 har ytterligare fyra kopplingslinjer, vilket gör kabeln något tjockare och genomströmningen ökad till stratosfäriska 5 Gbps. Med dessa parametrar kan till exempel information med en volym på 1 TB överföras på cirka 50 minuter. Medan med standard 2.0 sänds samma volym på cirka 9 timmar.

Den senaste versionen av USB har en högre ström på 900 mA. Denna parameter gjorde det möjligt att ansluta ett större antal enheter till kontakten jämfört med 2.0.

Det finns också en USB OTG-specifikation som gör att anslutna enheter ensidigt kan bestämma när de ska vara en värd och när de ska vara en kringutrustning.

USB-kontakter

USB-specifikationen har två typer av kontakter/pluggar: typ A och typ B.

Typ A ansluter en USB-enhet från tredje part och en dator. Det är på kontrollsidan. När du ansluter någon gadget USB-drivrutiner hittar det direkt själv operativ system. Om det inte finns några, är enheten alltid utrustad med en mjukvarudisk, som innehåller det nödvändiga installationselementet.

Typ B finns på USB-tillbehörssidan. Dessa är främst skannrar, skrivare eller multifunktionsenheter. Båda typerna inkluderar flera plug-/kontaktkonfigurationsalternativ: mini-USB och micro-USB.

Mini USB-kontakten/kontakten är mer kompakt i storlek och finns på tidiga versioner av smartphones, kameror, videokameror, e-böcker etc.

Micro USB-kontakten/kontakten är ännu mindre i storlek än den tidigare versionen. Det finns ofta i moderna smartphones.

Nackdelar med USB-gränssnittet

Mini USB och micro USB-kontakter pga design egenskaper misslyckas ofta innan deras livslängd. Detta beror på att sådana kontakter vanligtvis finns i prylar som väldigt ofta måste kopplas till en dator eller laddas (telefoner, smartphones, handdatorer, MP3-spelare). Det är värt att notera att USB-teknik inte bara låter dig utbyta data, utan gör det också möjligt att ladda enheter via dess anslutning.

Den angivna genomströmningen för 2.0-specifikationen på 480 Mbps stämmer inte. Detta händer eftersom data överförs i båda riktningarna över en enda tvinnad parkabel. För att uppnå maximal hastighet krävs 2 klockcykler vid informationsutbyte, vilket för övrigt är implementerat i USB 3.0.

Kievyan Street, 16 0016 Armenia, Jerevan +374 11 233 255

De är stora och små, breda och smala, rektangulära, ovala, med avskurna hörn, färgade och svartvita. De finns överallt: på telefonen, på datorn, TV:n, nära vägguttaget och ibland till och med på ljuskronan.

De är USB-kontakter. Det finns många av dem och de är olika. Idag ska vi prata om vilka typer av USB-kontakter som finns och hur de skiljer sig från varandra.

USB-nyckelfunktioner

USB (Universal Serial Bus) står för universell seriebussöverföra data mellan enheter. Till exempel mellan en dator och dess kringutrustning - tangentbord, mus, flash-enhet, skrivare, skanner, webbkamera, etc.

Via USB får anslutna enheter energi för drift och laddning, så powerbanks och laddare är utrustade med uttag av denna typ. Ett par eller två kontakter är ansvariga för strömförsörjningen, som i diagrammen konventionellt betecknas VCC eller +5 V och GND (jord). Om du tittar noga på kontakten kan du se att dessa stift är längre än de andra. Detta görs så att anslutning/bortkoppling av kraft- och informationsledningar sker med tidsskillnad, annars kan data överföras med fel.

2 eller fler kontakter är ansvariga för data, beroende på USB-version. Hälften av dem överför signalen från huvudenheten (värden) till periferin, och den andra hälften - tillbaka.

USB-gränssnittet stöder Plug and Play-teknik ("anslut och använd"). När du ansluter till en värd, till exempel en dator, berättar kringutrustningen vad det är och värden väljer lämplig drivrutin. "Kommunikation" sker över datalinjer.

Enheter som släppts under det senaste decenniet är utrustade med USB-gränssnitt version 2.0, 3.0, 3.1, 3.2. Det är sällsynt, men det finns fortfarande gamla enheter med USB 1.1. Gränssnitt olika generationeröverföra information med olika hastigheter.

Teoretiskt uppnåbara dataöverföringshastigheter via USB-buss nuvarande versioner presenteras i tabellen:

För att inte förvirra läsaren ges endast de maximala hastigheterna här, enligt USB-specifikationerna för olika versioner, utan att ta hänsyn till deras driftslägen. Detta innebär att den faktiska hastigheten för datautbyte mellan enheter anslutna med denna buss kan vara flera gånger lägre.

USB-kontakter av olika generationer är kompatibla med varandra, men hastigheten för dataöverföring mellan dem begränsas alltid av potentialen hos den långsammare sidan.

Den senaste, tredje generationens USB tål mer ström än sina föregångare, vilket påverkar laddningshastigheten och underhållet av anslutna enheter, särskilt de som förbrukar mycket energi, såsom externa hårddiskar.

Den maximala utströmmen för USB-laddaren eller värdporten är:

• För versionerna 1.1-0 – 0.5 A.
• För version 3.0 – 0.9-1.5 A.
• För versionerna 3.1-3.2 – 1.5-3 A med möjlighet att öka till 5A.

Standardspänningen för USB-utgångsporten är 5 V. Vissa specifikationer av version 3.1-3.2, som syftar till att ansluta energikrävande enheter, tål upp till 20 V.

Externt skiljer sig USB-kontakter av olika generationer i färg. Den tredje är den yngsta, har en blå eller blå nyans, detta är dess typiska egenskap. Den första och andra kan målas svart, vit, grå och andra färger; deras färg har ingenting att göra med deras egenskaper.

Typer av USB-kontakter

Av syfte

Beroende på dess syfte kan vilken USB-port som helst klassificeras i en av tre typer:

• Standard eller vanlig, vilket ger kraft och informationsutbyte mellan enheter. Datorer, bärbara datorer, smartphones, TV-apparater etc. är utrustade med sådana portar.
• Laddare. De träffas på laddare ah, powerbanks och en del systemenheter, är endast avsedda för att driva kringutrustning.
• Dedikerad laddare. Dessa uttag används för att ladda USB-prylar från ett hushållsuttag. De är inbyggda i eluttag. Ett exempel på en sådan lösning visas på bilden nedan.

Den första typen kan vara av vilken version som helst, den andra och tredje hänvisar oftast till version 2.0 eller 3.0. De senare skiljer sig i färg.

Genom konfiguration

Konfigurationen av kontakterna är också "bunden" till genereringen av gränssnittet. USB-kontakter och -uttag version 1.1 och 2.0 finns i följande storlekar och former:

• Typ A (standard). Sådana portar är installerade på värd- och laddarenheter. De finns i tre storlekar: vanlig (den vanligaste är 12x4 mm, 4 stift), medium (miniUSB 7x3 mm, 5 stift) och liten (microUSB 7x2 mm, 5 stift).

• Typ B (smal). Kringutrustning är utrustad med uttag av denna typ. De kan också vara vanliga (7x8 mm, 4 stift), mini (3x7 mm, 5 stift) och mikro (2x7 mm, 5 stift).

Mikrokontakter av båda typerna är visuellt mycket lika. Den enda skillnaden är att A har formen av en rektangel och B har avfasade övre hörn.

Det är sällsynt, men det finns USB-kablar som är utrustade med kombinerade kontakter: mini-AB och micro-AB. De kan anslutas till uttag av båda typerna.

USB 3:e generationens kontakter finns i följande storlekar:

• A – standard. Den skiljer sig från sin föregångare i färg och antal kontakter, här finns det 9. Micro-A-kontakten har 10 kontakter och är uppdelad i 2 delar. Hälften är identisk med microUSB 2.0 (för kompatibilitet), de återstående 5 stiften finns i en annan del. Detta gjordes eftersom den kompakta storleken inte gjorde att alla stift fick plats på ett ställe. Det finns inga mini-A 3.0-kontakter.
• B - dess standard- och minikontakter är identiska i konfigurationen med USB-B version 2.0, men har också 9 stift vardera. Micro-B skiljer sig från micro-A i formen av den kombinerade halvan. Den har, precis som microUSB-B 2.0, skurna hörn.

Tredje generationens microUSB-gränssnitt är inte särskilt vanliga eftersom de är extremt obekväma att använda. Dessutom kan uttag av denna typ ofta inte motstå upprepade drag fram och tillbaka och bryta av från hållaren. Deras föregångare lider också av samma nackdel, men här uppstår problemet oftare.

Detta betyder dock inte att miniatyr USB-3-kontakter måste överges. En ersättning för den misslyckade lösningen har redan hittats - ett nytt och radikalt annorlunda USB Type C-gränssnitt.

Funktioner för USB typ C

är en kompakt tredje generationens USB-kontakt (8,4 x 2,6 mm, 24 stift) som är designad för samma uppgifter som sina föregångare. Till skillnad från alla andra gränssnitt av den här typen är det symmetriskt eller dubbelsidigt, det vill säga det stöder kabelanslutningar på både över- och undersidan, som Lightning-kontakterna på Apple-enheter.

Att eliminera behovet av att orientera kabeln i önskat läge minskar risken för brott på uttaget, förlänger dess livslängd och gör livet lättare för personer med dålig syn och dålig koordination av rörelser, som av dessa skäl inte kan använda enheter med microUSB-B kontakter.

Type-C-specifikationen överensstämmer med USB 3.1 och säkerställer full kompatibilitet med tidigare versioner detta gränssnitt, som krävs av standarden. Därför stöder mobila prylar utrustade med sådana uttag inte alltid tredje generationens hastigheter: den nymodiga kontakten är ganska kapabel att samexistera med en USB-kontroller version 2.0.

Övrig USB-funktion-C är stöd för alternativa driftlägen som HDMI-gränssnitt och MHL (hybrid HDMI och microUSB), DisplayPort, VGA och Thunderbolt. Tack vare denna funktion kan en smartphone med Type-C anslutas till exempelvis HDMI-porten på en TV eller DisplayPort-ingången på en datorskärm. Givetvis måste möjligheten att kommunicera via en sådan kanal implementeras i en enhet med USB-C, som för närvarande bara finns på smarttelefoner av högsta klass. Tekniken har dock utsikter.

Lite om USB-kablar

Skillnaderna mellan USB-kablar är inte bara i konfigurationen av kontakterna, utan också i antalet kärnor. Den vanligaste typen av kabel är fyrtråds USB 2.0, designad för dataöverföring och strömförsörjning till kringutrustning. I den är var och en av ledningarna ansluten till ett par identiska kontakter på motsatta pluggar. Data över en sådan kabel överförs i tur och ordning - antingen i den ena eller andra riktningen.

Det finns endast USB-kablar för laddning. De har bara 2 kärnor - plus och jord, och kontakterna på informationslinjerna är helt enkelt anslutna till varandra. De är vanligtvis tunnare än 4-kärniga. Som regel säljs de inte i butik, utan ingår i leveranssatserna för olika enheter som stöder 5 V strömförsörjning (till exempel elektriska tandborstar).

Generation 3 USB-kablar är vanligtvis blå (men inte alltid) och tjockare. Utöver de fyra standardkärnorna innehåller de faktiskt samma antal ytterligare. Förlängningslinjer stöder samtidig dataöverföring i båda riktningarna.

För att ansluta kringutrustning (tangentbord, flash-enheter, möss etc.) till smartphones och surfplattor har en annan typ av kabel utvecklats - OTG. OTG-2.0-kabeln har endast 4 kärnor och 5 kontakter. På värdsidan är ytterligare ett femte stift (ID) anslutet till jord - det är så enheterna avgör vilken av dem som fungerar som en värd. I OTG-3 finns det följaktligen ytterligare fyra datalinjer.

Kablar USB typ-C på den motsatta sidan har de ofta en annan typ av kontakt, till exempel USB-A, HDMI, DP, etc. Konfigurationen av den andra kontakten, antalet kärnor och anslutning med vissa stift, stöd för olika strömnivåer avgör deras syfte och funktionalitet.

Valet av kabel påverkar laddningshastigheten och informationsutbytet mellan enheter. Dålig kvalitet eller felaktigt valt, det kan vara en anslutningsflaskhals. Så om du ansluter din telefon och dator via USB-3.0 till USB-C-portar med en USB-2.0-kabel, blir anslutningen många gånger långsammare än om en version 3-kontakt användes.

USB-strömförsörjning

Ursprungligen var USB-standarden "skräddarsydd" för att driva och ladda enheter med låg effekt med en strömförbrukning på upp till 0,5 A vid en spänning på 5 V. Men med intåget av smartphones och surfplattor med högkapacitetsbatterier gränsar denna gräns. skulle bli ett oöverstigligt hinder för deras masssläpp på marknaden. När allt kommer omkring kan du ladda sådana enheter med låga strömmar hela dagen, och vem kommer att gilla det?

Detta ledde till flera fler specifikationer, bl.a Snabbladdning (snabbladdning) är en teknik för att överföra energi som överstiger standardkapaciteten för USB via ett USB-gränssnitt.

Följande versioner av denna standard är relevanta idag:

• Quick Charge 2.0. Det ger en stegvis ökning av utspänningen från 5 V till 9 V, 12 V och 20 V.
• Quick Charge 3.0. Den stöder även ökning av spänningen upp till 20 V, men med ett intervall på 0,2 V.
• Quick Charge 4.0 och 4+. Baserat på en annan strömförsörjningsteknik - Power Delivery, och ger snabbladdning batterier via USB-C-kontakter.

Möjligheten att fylla på energireserver från laddare med Quick Charge-stöd är endast tillgänglig för de prylar där det är implementerat på hårdvarunivå. QC-teknik, som USB, är helt bakåtkompatibel.

Kraftleverans– standard för att driva energikrävande enheter med strömstöd upp till 100 W med en vanlig kabel och USB-kontakter version 2.0 eller 3.0-3.2. Energikällan i ett sådant system kan inte bara vara en laddare eller powerbank, men också en enhet som fungerar som en värd. Och vilken gadget som helst med batteri kan betecknas som en värd, till exempel en smartphone ansluten till en annan smartphone.

Strömöverföring i Power Delivery-system går i båda riktningarna, så värden och kringutrustning kan byta plats under laddningsprocessen. Dessutom ger standarden möjligheten att ändra ström- och spänningsnivåer enligt fem profiler:

• mindre än 5 V och 2 A;
• 5-12 V och 1,5 A;
• 5-12 V och 3 A;
• 12-20 V och 3 A;
• 12–20 V och 4,75–5 A.

Med Power Delivery kan du redan driva så kraftfulla enheter som bärbara datorer och allt-i-ett-datorer via USB-kontakter. Ytterligare utveckling av tekniken, måste vi förvänta oss, kommer att passera 100-watts tröskeln och hitta tillämpning i smarta TV-apparater, hushållsapparater, belysningsarmaturer och där det är möjligt. Kort sagt, USB har en stor framtid, och vi måste samexistera med det i många, många år.

Jag fattar? Är du förvånad över att det finns så många olika typer av USB? 😉

Den första versionen av Universal Serial Bus (USB) introducerades 1995. Det var USB som blev det mest framgångsrika gränssnittet i datorsystemens historia. Tiotals miljarder enheter kommunicerar med varandra via USB, så vikten av denna dataöverföringskanal är svår att överskatta. Det verkar som med tillkomsten av kontakten USB typ-C, kan vår förståelse av kapaciteten och rollen hos en universell buss förändras dramatiskt. Innan vi pratar om utsikterna, låt oss titta på vad den nya universella kontakten erbjuder.

Fördelarna och nackdelarna med den nya formatgränssnittsanslutningen har diskuterats på Internet under en tid. USB Type-C-specifikationen godkändes slutligen i slutet av förra sommaren, men ämnet för en universell kontakt väckte aktivt intresse efter det nyligen publicerade tillkännagivandet av den bärbara datorn, liksom ny version, utrustad med USB Type-C.

USB Type-C-kontakten är något större än den vanliga USB 2.0 Micro-B, men märkbart mer kompakt än den dubbla USB 3.0 Micro-B, för att inte tala om den klassiska USB Type-A.

Kontaktens dimensioner (8,34x2,56 mm) gör att den kan användas utan några speciella svårigheter för enheter av vilken klass som helst, inklusive smartphones/surfplattor med en minsta rimlig fodraltjocklek.

Strukturellt har kontakten en oval form. Signal- och kraftterminaler är placerade på ett plaststativ i den centrala delen. USB Type-C-kontaktgruppen innehåller 24 stift. Detta är mycket mer än den tidigare generationens USB-kontakter. Endast 4 stift tilldelades för behoven för USB 1.0/2.0, medan USB 3.0-kontakter har 9 stift.

Den första uppenbara fördelen med USB Type-C är den symmetriska kontakten, som gör att du inte kan tänka på vilken sida du ska ansluta kontakten till uttaget. Det uråldriga problemet med enheter med USB-kontakter av vilket format som helst har nu äntligen lösts. I det här fallet uppnås inte lösningen på problemet genom att bara duplicera alla kontaktgrupper. En viss automatisk förhandlings- och växlingslogik används här.

En annan trevlig sak är att det finns identiska kontakter på båda sidor av gränssnittskabeln. När du använder USB Type-C behöver du därför inte välja vilken sida av ledaren för att ansluta master- och slavenheterna.

Det yttre skalet på kontakten har inga hål eller utskärningar. För att säkra den i kontakten används interna sidospärrar. Kontakten måste hållas tillräckligt säkert i kontakten. Det ska inte finnas några bakslag som liknar de som kan observeras med USB 3.0 Micro-B.

Många människor är förmodligen oroade över den nya kontaktens fysiska tillförlitlighet. Enligt de angivna egenskaperna är den mekaniska livslängden för USB Type-C-kontakten cirka 10 000 anslutningar. Exakt samma indikator är typisk för USB 2.0 Micro-B-porten.

Separat noterar vi att USB Type-C inte är ett dataöverföringsgränssnitt. Detta är en typ av kontakt som gör att du kan knyta ihop olika signal- och kraftledningar. Som du kan se är kontakten elegant ur teknisk synvinkel, och viktigast av allt ska den vara enkel att använda.

Dataöverföringshastighet. 10 Gb/s är inte för alla?

En av fördelarna med USB Type-C är möjligheten att använda USB 3.1-gränssnittet för dataöverföring, vilket lovar en ökning av genomströmningen upp till 10 Gb/s. USB Type-C och USB 3.1 är dock inte likvärdiga termer och är definitivt inte synonymer. I USB-format Type-C kan implementera funktionerna för både USB 3.1 och USB 3.0 och till och med USB 2.0. Stöd för en viss specifikation bestäms av den integrerade styrenheten. Naturligtvis är det mer sannolikt att USB Type-C-portar visas på enheter som stöder höga dataöverföringshastigheter, men detta är inte en dogm.

Låt oss komma ihåg det även med genomförandet USB-möjligheter 3.1 kan det finnas skillnader i den maximala dataöverföringshastigheten. För USB 3.1 Gen 1 är det 5 Gb/s, USB 3.1 Gen 2 är 10 Gb/s. Den presenterade Apple Macbook och Chromebook Pixel har förresten USB Type-C-portar med en bandbredd på 5 Gb/s. Nåväl, ett tydligt exempel på att den nya gränssnittskontakten är väldigt varierande är surfplattan Nokia N1. Den är också utrustad med en USB Type-C-kontakt, men dess möjligheter är begränsade till USB 2.0 med en bandbredd på 480 Mb/s.

Beteckningen "USB 3.1 Gen 1" kan kallas ett slags marknadsföringsknep. Nominellt har en sådan port kapacitet identisk med USB 3.0. Dessutom, för denna version av "USB 3.1" kan samma styrenheter användas som för implementeringen av den tidigare generationens buss. I det inledande skedet kommer denna teknik förmodligen att användas aktivt av tillverkare, och släpper nya enheter med USB Type-C som inte kräver maximal bandbredd. När man erbjuder en enhet med en ny typ av kontakt, kommer många att vilja presentera den i ett gynnsamt ljus och förklara närvaron av inte bara en ny kontakt, utan också stöd för USB 3.1, även om det bara är villkorat.

Det är viktigt att förstå att USB Type-C-porten nominellt kan användas för anslutningar med maximal prestanda vid hastigheter på upp till 10 Gb/s, men för att få sådan bandbredd måste de anslutna enheterna tillhandahålla det. Närvaron av USB Type-C indikerar inte portens verkliga hastighetskapacitet. De bör förtydligas i förväg i specifikationerna för specifika produkter.

Vissa begränsningar har även kablar för att ansluta enheter. När du använder USB 3.1-gränssnittet, för förlustfri dataöverföring vid hastigheter upp till 10 Gb/s (Gen 2), bör längden på kabeln med USB Type-C-kontakter inte överstiga 1 meter, för anslutning med hastigheter upp till 5 Gb/ s (Gen 1) – 2 meter.

Energiöverföring. 100 W enhet

En annan viktig funktion som USB Type-C ger är möjligheten att överföra effekt upp till 100 W. Detta räcker inte bara för strömförsörjning/laddning Mobil enheter, men också för problemfri drift av bärbara datorer, bildskärmar eller till exempel ”stora” externa enheter i 3,5”-format.

När USB-bussen ursprungligen utvecklades var strömöverföring en sekundär funktion. USB 1.0-porten gav endast 0,75 W (0,15 A, 5 V). Tillräckligt för att en mus/tangentbord ska fungera, men inget mer. För USB 2.0 ökades den nominella strömmen till 0,5 A, vilket gjorde det möjligt att få 2,5 W. Detta räckte ofta för att driva till exempel externa 2,5” hårddiskar. För USB 3.0 tillhandahålls en nominell ström på 0,9 A, som, med en konstant matningsspänning på 5V, redan garanterar en effekt på 4,5 W. Särskilda förstärkta kontakter på moderkort ah eller bärbara datorer kunde leverera upp till 1,5 A för att påskynda laddningen av anslutna mobila enheter, men det är fortfarande 7,5 W. Mot bakgrund av dessa siffror ser möjligheten att sända 100 W ut som något fantastiskt. Men för att USB Type-C-porten ska fyllas med nödvändig ström behövs stöd för specifikationen USB-ström Leverans 2.0 (USB PD). Om det inte finns någon, kommer USB Type-C-porten normalt att kunna mata ut 7,5 W (1,5 A, 5 V) eller 15 W (3 A, 5 V) beroende på konfigurationen.

För att effektivisera energikapaciteten hos USB PD-portar utvecklades ett system med effektprofiler som ger möjliga kombinationer av spänningar och strömmar. Överensstämmelse med Profil 1 garanterar förmågan att överföra 10 W energi, Profil 2 – 18 W, Profil 3 – 36 W, Profil 4 – 60 W, Profil 5 – 100 W. En port som motsvarar en profil på högre nivå upprätthåller alla tillstånd av de tidigare nedströms. 5V, 12V och 20V valdes som referensspänningar. Användningen av 5V är nödvändig för kompatibilitet med den enorma flottan av tillgängliga USB-kringutrustning. 12V är standardmatningsspänningen för olika systemkomponenter. 20V föreslogs med hänsyn till det faktum att externa 19–20V nätaggregat används för att ladda batterierna i de flesta bärbara datorer.

Naturligtvis är det bra när enheten är utrustad med USB Type-C, som stöder den maximala USB PD-energiprofilen. Det är denna kontakt som gör att du kan överföra upp till 100 W energi. Uppenbarligen kan portar med liknande potential dyka upp på vissa kraftfulla bärbara datorer, speciella dockningsstationer eller moderkort, där separata faser kommer att tilldelas för behoven hos USB Type-C inomhusenhet näring. Poängen är att den nödvändiga strömmen på något sätt måste genereras och tillföras USB Type-C-kontakterna. Och för att överföra energi av sådan kraft kommer aktiva kablar att krävas.

Det är viktigt att förstå här att inte varje port i det nya formatet kommer att kunna ge den deklarerade effekten på 100 W. Det finns en potentiell möjlighet för detta, men detta problem måste lösas av tillverkaren på kretsdesignnivå. Gör dig inte heller under några illusioner om att ovanstående 100 W kan erhållas från till exempel en strömförsörjning som är lika stor som en tändsticksask, och nu kan du ladda din bärbara speldator och en 27-tumsskärm ansluten till den med en smartphone laddare. Ändå fortsätter lagen om bevarande av energi att fungera, och därför kommer en extern strömförsörjning på 100 W med en USB Type-C-port fortfarande att vara samma tunga block som tidigare. I allmänhet är själva möjligheten att överföra energi av sådan kraft med hjälp av en universell kompakt kontakt, naturligtvis, ett plus. Åtminstone är detta ett utmärkt tillfälle att bli av med inkonsekvensen av originalströmkontakter, som tillverkare av bärbara datorer särskilt ofta syndar med.

En annan användbar funktion hos USB Type-C är möjligheten att ändra riktningen för energiöverföringen. Om kretsutformningen av enheterna tillåter kan konsumenten till exempel tillfälligt bli en laddningskälla. Dessutom, för omvänt energiutbyte behöver du inte ens återansluta kontakterna.

Alternativt läge. Inte enbart USB

USB Type-C-porten designades ursprungligen som en universell lösning. Förutom direkt dataöverföring via USB kan den även användas i alternativt läge för att implementera tredjepartsgränssnitt. VESA Association drog fördel av denna flexibilitet hos USB Type-C genom att introducera möjligheten att överföra videoströmmar via DisplayPort Alt Mode.

USB Type-C har fyra höghastighetslinjer (par) av Super Speed ​​​​USB. Om två av dem är dedikerade till DisplayPort-behov räcker detta för att få en bild med en upplösning på 4 K (3840x2160). Samtidigt blir dataöverföringshastigheten via USB inte lidande. På sin topp är det fortfarande samma 10 Gb/s (för USB 3.1 Gen2). Dessutom påverkar överföringen av videoströmmen inte på något sätt hamnens energikapacitet. Även fyra höghastighetslinjer kan tilldelas för DisplayPort-behov. I det här fallet kommer lägen upp till 5K (5120×2880) att vara tillgängliga. I det här läget förblir USB 2.0-linjer oanvända, så USB Type-C kommer fortfarande att kunna överföra data parallellt, men med begränsad hastighet.

I alternativt läge används SBU1/SBU2-stiften för att överföra ljudströmmen, som omvandlas till AUX+/AUX-kanaler. För USB-protokollet används de inte, så det finns inga ytterligare funktionsförluster här heller.

När du använder DisplayPort-gränssnittet kan USB Type-C-kontakten fortfarande anslutas till båda sidor. Den nödvändiga signalkoordineringen tillhandahålls initialt.

Ansluta enheter med använder HDMI, DVI och till och med D-Sub (VGA) är också möjliga, men för detta behöver du separata adaptrar, men dessa måste vara aktiva adaptrar, eftersom för DisplayPort Alt Mode, Dual-Mode Display Port (DP++) inte stöds.

Alternativt USB Type-C-läge kan användas inte bara för DisplayPort-protokollet. Kanske kommer vi snart att få veta att den här porten har lärt sig att till exempel överföra data med PCI Express eller Ethernet.

Kompatibilitet. Svårigheter under "övergångsperioden".

Om vi ​​pratar om kompatibiliteten för USB Type-C med enheter utrustade med USB-portar från föregående generation, är det inte möjligt att ansluta dem direkt på grund av grundläggande skillnader i utformningen av kontakterna. För att göra detta måste du använda adaptrar. Deras utbud lovar att vara mycket brett. Naturligtvis pratar vi inte bara om att konvertera USB Type-C till andra USB-typer. Adaptrar för att visa bilder på skärmar med traditionella DisplayPort, HDMI, DVI och VGA-portar kommer också att finnas tillgängliga.

Tillsammans med tillkännagivandet av den nya MacBook erbjöd Apple flera adapteralternativ. Enkel USB Type-C till USB Type-A kostar 19 $.

Med tanke på närvaron av endast en USB Type-C, MacBook-ägare Du kan förmodligen inte klara dig utan en universell, mer funktionell omvandlare. Apple presenterade två sådana adaptrar. En utgång har USB Type-C, VGA och USB Type-A pass-through, det andra alternativet är utrustat med HDMI istället för VGA. Kostnaden för dessa lådor är $79. En 29 W strömförsörjning med inbyggd USB Type-C kostar 49 USD.

Google för nytt system Chromebook Pixel erbjuder enstaka USB Type-C till Type-A-adaptrar (hane/hona) för $13, medan en DisplayPort till HDMI-omvandlare kostar $40. En 60 W strömförsörjning kostar $60.

Traditionellt ska man inte förvänta sig humana prislappar från utrustningstillverkare. Övriga tillbehör. Adaptertillverkare förutser efterfrågan på sina nya produkter. Belkin är redan redo att skicka kilometer av konduktörer, men deras kostnad kan inte heller kallas låg ($20–30). Företaget tillkännagav också, men har ännu inte introducerat, en adapter från USB Type-C till Gigabit Ethernet-port. Priset har ännu inte offentliggjorts, det finns bara information om att det kommer att finnas tillgängligt under försommaren. Det är roligt, men det verkar som om du fram till detta ögonblick, för att ansluta till ett trådbundet nätverk, måste använda två adaptrar samtidigt. Det är mycket möjligt att någon kommer att vara snabbare än Belkin och erbjuda en lämplig adapter tidigare.

Det kommer att vara möjligt att tala om en märkbar prissänkning först efter att mycket mindre kända företag från Middle Kingdom börjar arbeta nära med tillbehör med USB Type-C. Med tanke på de framtidsutsikter som öppnar sig tror vi att så inte kommer att bli fallet.

Enheter med USB Type-C. Någon måste vara först

Nominellt var den första enheten utrustad med en USB Type-C-port en surfplatta. Åtminstone var det den här enheten som blev förebudet för det faktum att portar i det nya formatet lämnade utvecklarens laboratorier och "gick till folket."

En intressant enhet, men tyvärr erbjuds den för närvarande i en ganska begränsad upplaga. Surfplattan har en inbyggd USB Type-C-port, även om USB 2.0-protokollet används för dataöverföring.

Den kanske viktigaste produkten som kommer att bidra till att öka populariteten för USB Type-C är den nyligen introducerade . Den 12-tums bärbara datorn är utrustad med en enda gränssnittskontakt, så dess ägare kommer på ett eller annat sätt att bli pionjärer som kommer att anpassa sig till livet med USB Type-C.

Å ena sidan stödde Apple uppenbarligen utvecklingen av den nya standarden; dessutom var företagets ingenjörer direkt involverade i USB utveckling Typ-C. Å andra sidan uppdaterade versioner Macbook Air Och MacBook Pro Vi fick inte denna kontakt. Betyder detta att tillverkarens USB Type-C inte kommer att inkluderas i kategorin "tyngre" enheter under det kommande året? Diskuterbart. När allt kommer omkring kommer Apple förmodligen inte att kunna motstå att uppdatera sin serie av bärbara datorer efter höstens tillkännagivande om en ny mobiltelefon. Intel-plattformar med Skylake-processorer. Det är kanske när Cupertino-teamet kommer att tilldela utrymme på gränssnittspanelen för USB Type-C.

Situationen med surfplattor och smartphones är ännu mer tvetydig. Kommer Apple att använda USB Type-C istället för Lightning för dem? När det gäller kapacitet är den proprietära kontakten märkbart sämre än den nya universella porten, men hur är det med den ursprungliga kringutrustningen som användare av Apples mobilprodukter har samlat på sig sedan 2012? Vi kommer att ta reda på svaren på dessa frågor med uppdateringen eller expansionen av iPhone/iPad-linjerna.

Google har introducerat den andra generationen av eleganta Chromebook Pixel-bärbara datorer. System som kör Chrome OS är fortfarande ganska nischade lösningar, men kvaliteten på Googles system är fängslande, och den här gången ligger de i framkant av enheter som erbjuder USB Type-C-anslutning. Bärbara datorer är utrustade med ett par motsvarande kontakter. Men för att vara på den säkra sidan har Chromebook Pixels även två klassiska USB 3.0-kontakter.

I allmänhet är Googles representanter mycket uppmuntrade av den nya kontaktens möjligheter, och räknar med utseendet på Android-mobilenheter med en USB Type-C-kontakt inom en snar framtid. Kompromisslöst stöd från den största plattformsinnehavaren är ett kraftfullt argument för andra marknadsaktörer.

Moderkortstillverkare har ännu inte särskilt bråttom att lägga till en USB Type-C-port för sina enheter. MSI introducerade nyligen MSI Z97A GAMING 6, som är utrustad med en sådan kontakt med dataöverföringshastigheter på upp till 10 Gb/s.

ASUS erbjuder en extern USB-kontroller 3.1 med en USB Type-C-port, som kan installeras på alla kort med gratis PCI-kortplats Express (x4).

Kringutrustning med inbyggd USB Type-C är fortfarande uppriktigt sagt inte tillräckligt. Säkert hade många tillverkare ingen brådska med tillkännagivandet och väntade på utseendet på system med vilka det skulle vara möjligt att använda produkter med USB Type-C. I allmänhet är detta en typisk situation när man inför en annan branschstandard.

Omedelbart efter tillkännagivandet av Apple MacBook introducerade LaCie en serie bärbara externa hårddiskar med USB Type-C.

SanDisk erbjuder redan ett flashminne med två kontakter för testning – USB 3.0 Type-A och USB Type-C. Det mindre kända Microdia erbjuder en liknande produkt.

Säkert kommer vi snart att se en betydande expansion av utbudet av enheter med USB Type-C. Förändringens svänghjul kommer sakta men säkert att snurra upp. Stöd från "stora" företag kan påverka situationen och påskynda denna process.

Resultat

Behovet av en universell kompakt kontakt som kan användas för att överföra data, video-ljudströmmar och elektricitet har växt under ganska länge. Med tanke på det ömsesidiga intresset från både användare och utrustningstillverkare finns alla förutsättningar för att USB Type-C ska ta fart.

Kompakta dimensioner, enkelhet och enkel anslutning, tillsammans med stora möjligheter, lovar kontakten möjligheten att upprepa framgången från sin föregångare. Den vanliga USB-porten har moderniserats flera gånger, men det är dags för drastiska förändringar. 10 Gb/s med möjlighet till ytterligare skalning, kraftöverföring upp till 100 W och en bild med en upplösning på upp till 5K. Ingen dålig start? Ett annat argument för USB Type-C är att det är en öppen standard som inte kräver licensavgifter från tillverkare. Det återstår fortfarande mycket arbete, men det finns ett resultat som är värt att gå igenom den här vägen för.

För närvarande finns det flera typer av USB-kontakter (Universal Serial Bus), som finns i tre versioner - USB v1.1, USB v2.0 och USB v3.0. Version v1.1 används praktiskt taget inte på grund av den för låga dataöverföringshastigheten (12 Mbit/s), så den används endast för kompatibilitet.

Den andra versionen av USB 2.0 dominerar nu marknaden. De flesta moderna enheter stödjer denna version, som ger en informationsutbyteshastighet på 480 Mbit/s, vilket motsvarar en kopieringshastighet på 48 MB/s. Men på grund av icke-idealiska implementeringar och designfunktioner överstiger den faktiska hastigheten i praktiken sällan 30-33 MB/sek. Många hårddiskar kan läsa information med 3-4 gånger snabbare hastigheter.

USB v2.0-kontakt är flaskhals, vilket saktar ner driften av moderna enheter. Samtidigt spelar detta ingen roll för möss, tangentbord och vissa andra enheter. Den tredje versionen av USB v3.0 är markerad med blått, vilket indikerar att den tillhör den senaste generationen. Bandbredd Den tredje versionen av USB ger en hastighet på 5 Gbit/s, vilket motsvarar 500 MB/s. Med hänsyn till det faktum att moderna hårddiskar har en hastighet på 150-170 MB/sek, har den tredje versionen av USB en stor reserv av dataöverföringshastighet.

Strukturellt sett är USB 1.1- och 2.0-versionerna helt kompatibla med varandra. Om en av de anslutna parterna stöder version v1.1 kommer datautbytet att ske med en reducerad hastighet och operativsystemet visar meddelandet: "Enheten kan arbeta snabbare", vilket betyder att datorn använder en snabb USB 2.0-port, och den anslutna enheten version 1.1 är långsam. Kompatibiliteten mellan USB 2.0 och 3.0 ser lite annorlunda ut. Alla USB v2.0-enheter kan anslutas till den tredje versionsporten, indikerad i blått. Men den omvända anslutningen (med undantag för typ A) är omöjlig. Moderna USB v3.0-kablar och enheter har ytterligare stift som gör att du kan öka hastigheten på gränssnittet.

USB-ström

Varje USB-kontakt drivs av en spänning på 5 V och en ström på upp till 0,5 A, och för USB-version 3,0 - 0,9 A. I praktiken betyder det att maximal kraft för den anslutna enheten inte överstiger 2,5 W eller 4,5 W för USB 3.0. Av denna anledning, ansluta lågeffekt och bärbara enheter(telefoner, spelare, flash-enheter, minneskort) kommer inte att orsaka problem, och stor och massiv utrustning drivs från ett externt nätverk.

USB v2.0- och USB v3.0-kontakter klassificeras också efter typ (Typ A och Typ B) och storlek (MiniUSB och MicroUSB).

USB Typ A-kontakten är den mest utbredda och är den mest igenkännbara bland de befintliga. De flesta enheter (möss, tangentbord, flash-enheter, kameror och många andra) är utrustade med USB typ A, som utvecklades redan på 90-talet. Den största fördelen med denna port är dess tillförlitlighet, vilket gör att den kan motstå ett stort antal anslutningar utan att förlora integritet. Även om kontaktstyckets tvärsnitt är rektangulärt är det skyddat mot felaktig anslutning, så det kan inte kopplas in baksidan. Den är dock ganska stor i storleken, så den är inte lämplig för bärbara enheter, vilket har resulterat i skapandet av mindre modifieringar.

USB typ B-kontakten är mindre populär. Alla typ B-modifieringar, inklusive Mini och Micro, har en kvadratisk eller trapetsformad form. Den traditionella fullängdstyp B är den enda typen som har ett kvadratiskt tvärsnitt. På grund av sin ganska stora storlek används den i olika perifera och stora stationära enheter (skannrar, skrivare, ibland ADSL-modem). Vanligtvis inkluderar tillverkare av skrivare eller multifunktionella enheter sällan en sådan kabel i sina produkter, så köparen måste köpa den separat.

Anledningen till uppkomsten av små Mini USB Type B-kontakter var överflödet av miniatyrenheter på marknaden. Och utseendet på bärbara hårddiskar säkerställde deras verkliga masspopularitet. Till skillnad från stora kontakter med 4 stift har Mini USB Type B fem stift, dock används inte en av dem. Tyvärr har miniatyrisering haft en negativ inverkan på tillförlitligheten. Under drift börjar Mini USB-kontakten efter en tid att lossna, även om den inte faller ut ur porten. Vid denna tidpunkt används den fortfarande aktivt i bärbara hårddiskar, spelare, kortläsare och annan kompakt utrustning. Den andra modifieringen av Mini USB typ A används nästan aldrig. Mini USB ersätts gradvis av en mer avancerad modifiering av Micro USB.

Micro USB typ B-kontakten är en modifierad version av den tidigare typen Mini USB typ B och har mycket miniatyrdimensioner, vilket gör att tillverkare kan använda den i modern teknik med en liten tjocklek. Tack vare den förbättrade fästningen sitter stickkontakten väldigt tätt i uttaget och faller inte ur den. Under 2011 den här typen kontakten har godkänts som en enhetlig standard för laddning av smartphones, telefoner, surfplattor, spelare och annan bärbar utrustning. Denna lösning låter dig ladda hela din elektronikflotta med en enda kabel. Standarden visar tillväxttrender och man kan anta att om några år kommer nästan alla nya enheter att vara utrustade med den. Typ A används extremt sällan.

USB 3.0-standarden ger betydligt högre dataöverföringshastigheter. Ytterligare kontakter, som gjorde det möjligt att öka hastigheten, ledde till en förändring av utseendet på nästan alla USB-kontakter i den tredje versionen. Typ A har dock inte förändrats i utseende, förutom den blå färgen på kärnan. Detta innebär att bakåtkompatibiliteten bibehålls. Med andra ord kan en USB 3.0 typ A-enhet anslutas till en USB 2-port och vice versa. Detta är huvudskillnaden mellan kontakten och andra version 3.0-kontakter. Sådana portar finns vanligtvis i moderna bärbara datorer och datorer.

USB 3.0 Typ B används i medelstora och stora high-end kringutrustning ah - NAS, såväl som i stationära hårddiskar. Kontakten har genomgått stora förändringar, så den kan inte anslutas till USB 2.0, i synnerhet till USB 2.0 typ B. Kablar med sådana kontakter säljs inte heller ofta.

Micro USB 3.0 är efterföljaren till den "klassiska" Micro USB-kontakten och har samma egenskaper - kompakthet, tillförlitlighet, högkvalitativ anslutning, men ger samtidigt högre dataöverföringshastigheter. Används främst i moderna externa ultrasnabba hårddiskar och SSD:er. Det blir allt mer populärt. Kontakten duplicerar till stor del Micro USB version 2.

Användare blandar ibland ihop Mini USB-kontakter med Micro USB-kontakter, som verkligen är lika. Den största skillnaden är att den första är något större i storlek, och den andra har speciella spärrar på baksidan, vilket gör det lättare att skilja dessa två typer av kontakter. I övrigt är de identiska. Idag finns det många enheter med dessa typer av kontakter, så det är att föredra att ha två olika kablar.

USB är Seriellt gränssnitt dataöverföring för kringutrustning inom datorer

Den allmänt antagna USB 1.0-standarden introducerades i november 1996. Version v1.1 används praktiskt taget inte på grund av den för låga dataöverföringshastigheten (12 Mbit/s), så den används endast för kompatibilitet.

USB 2.0

Den allmänt antagna USB 2.0-standarden introducerades i november 1996.

Precis som med USB 1.0- och USB 1.1-specifikationerna använder USB 2.0-specifikationen en kabel som består av två par kablar för att ansluta kringutrustning: ett tvinnat par kablar för att ta emot och överföra data, och det andra för att driva kringutrustningen.

Matningsspänningen via USB-bussen är 5 V vid en ström på upp till 500 mA. Detta räcker naturligtvis inte för högeffekts kringutrustning som skrivare. Därför är de utrustade med egna nätaggregat, som kopplas direkt till ett eluttag. USB-kablar är orienterade, det vill säga de har fysiskt olika ändar "till enheten" (typ B) och "till värden" (typ A). Det är möjligt att implementera en USB-enhet utan kabel, med en "to-host"-spets inbyggd i höljet.

Datorer och bärbara datorer tillverkade efter 2003 har vanligtvis USB 2.0-portar.

USB 2.0-enheter stöder tre driftslägen:

• Låg hastighet, 10-1500 Kbps (tangentbord, möss, joysticks, gamepads)
• Full fart, 0,5-12 Mbit/s (ljud, videoenheter)
• Hög hastighet, 25-480 Mbit/s (videoenheter, lagringsenheter)

USB 3.0-gränssnitt – SuperSpeed ​​​​USB-standard

USB 3.0-specifikationen dök upp 2008.

I USB 3.0-specifikationen är kontakter och kablar kompatibla med USB 2.0 och för entydig identifiering USB-kontakter 3.0 är gjorda av blå eller (för vissa tillverkare) röd plast.

USB 3.0-specifikationen ökar den maximala dataöverföringshastigheten till 5 Gbps – vilket är högre än dataöverföringshastigheten för USB 2.0-enheter. (max 480 Mbit/s)

Den 31 juli 2013 tillkännagav USB 3.0 Promoter Group antagandet av nästa gränssnittsspecifikation, USB 3.1, vars överföringshastighet kan nå 10 Gbps. USB 3.1 Type-C-kontakten är symmetrisk.

Typer av möjliga kontakter och kablar

Antalet möjliga USB 3.0-kontakter har ökat. Den mest populära kontakten som alla använde var USB Typ-A av klassisk storlek: den finns på flash-enheter, USB-modem, i ändarna av sladdarna på möss och tangentbord. USB Type-B i full storlek är lite mindre vanligt: ​​skrivare och skannrar är vanligtvis anslutna med den här kabeln. En miniversion av USB Type-B används fortfarande ofta i kortläsare, digital kameror, USB-hubbar. Mikroversionen av Type-B har blivit den mest populära kontakten i världen: alla nuvarande mobiltelefoner, smartphones och surfplattor (förutom produkterna från ett fruktföretag) produceras med en USB Type-B Micro-kontakt.