No és USB només un estàndard universal per connectar dispositius? Bé, no del tot.
Universal Serial Bus (USB) és un estàndard de la indústria desenvolupat a mitjans dels anys 1990 que utilitza protocols de comunicacions en un bus per a la connexió. Va ser dissenyat per estandarditzar la connexió dels perifèrics informàtics (inclosos teclats i impressores) als ordinadors personals, tant per comunicar-se com per subministrar energia elèctrica.
Però com ho fa? I per què ho necessitem? Mirem la tecnologia i ho descobrim.
Comprendre el significat del bus sèrie universal (USB)
La connexió estandarditzada per a dispositius
USB és una connexió estandarditzada que permet que els dispositius es connectin a un ordinador o altres dispositius. Està pensat per millorar la connectivitat d'una àmplia gamma de dispositius i permetre que es comuniquin entre ells. L'USB s'utilitza àmpliament a la indústria i és el mètode preferit per connectar dispositius a ordinadors personals.
Establiment de protocols per a dispositius USB
USB estableix protocols perquè els dispositius es comuniquin entre ells. Permet als dispositius sol·licitar i rebre dades en grans quantitats. Per exemple, un teclat pot enviar una sol·licitud a l'ordinador per escriure una lletra, i l'ordinador tornarà a enviar la lletra al teclat per mostrar-la.
Connexió d'una sèrie de dispositius
L'USB pot connectar una àmplia gamma de dispositius, inclosos dispositius multimèdia com discs durs i unitats flash. També està pensat per permetre la configuració espontània dels dispositius. Això vol dir que quan un dispositiu està connectat, l'ordinador pot descobrir-lo i configurar-lo automàticament sense necessitat de reiniciar-lo.
L'estructura física de l'USB
USB consta d'un pla i rectangular connector que s'insereix en un port d'un ordinador o concentrador. Hi ha diferents tipus de connectors USB, inclosos els connectors exteriors quadrats i inclinats. El connector aigües amunt sol ser extraïble i s'utilitza un cable per connectar-lo a l'ordinador o concentrador.
Voltatge USB i ample de banda màxim
L'última generació d'USB admet una tensió màxima de 5 volts i una amplada de banda màxima de 10 Gbps. L'estructura de l'USB inclou les interfícies següents:
- Controlador de controlador d'amfitrió (HCD)
- Interfície del controlador del controlador host (HCDI)
- Dispositiu USB
- Hub USB
Gestió de l'ample de banda i satisfer els requisits dels clients
El protocol USB gestiona la interconnexió entre dispositius i gestiona l'ample de banda per garantir que les dades es transmetin el més ràpidament possible. L'ample de banda disponible depèn de les especificacions tècniques del dispositiu USB. El programari USB gestiona i controla el flux de dades i realitza la comunicació entre les parts ocultes de l'USB.
Facilitar la transferència de dades amb canonades USB
USB consta de canonades que faciliten la transferència de dades entre dispositius. Una canonada és un canal lògic que s'utilitza per transferir dades entre programari i maquinari. Les canonades USB s'utilitzen per transferir dades entre dispositius i programari.
L'evolució de l'USB: de la connectivitat bàsica a l'estàndard global
Els primers dies de l'USB
Els dispositius USB es van desenvolupar originalment com una forma de configurar un ordinador amb multitud de perifèrics. Als primers dies, hi havia dues varietats bàsiques d'USB: paral·lel i sèrie. El desenvolupament de l'USB va començar l'any 1994, amb l'objectiu de facilitar fonamentalment la connexió de PC a multitud de dispositius.
Els problemes de gestió i usabilitat que afectaven les connexions paral·leles i sèrie es van simplificar amb USB, ja que permetia la configuració del programari dels dispositius connectats, permetent una major funcionalitat plug and play. Ajay Bhatt i el seu equip van treballar en els circuits integrats que suporten USB, que van ser produïts per Intel. Les primeres interfícies USB es van vendre a nivell mundial el gener de 1996.
USB 1.0 i 1.1
La revisió més antiga de l'USB es va adoptar àmpliament i va portar a Microsoft a designar USB com a mètode de connexió estàndard per a ordinadors. Les especificacions USB 1.0 i 1.1 permetien connexions de baix ample de banda, amb una velocitat de transferència màxima de 12 Mbps. Aquesta va suposar una millora significativa respecte a les connexions en paral·lel i en sèrie.
L'agost de 1998 van aparèixer els primers dispositius USB 1.1, conformes al nou estàndard. Tanmateix, el disseny es va veure obstaculitzat tractant els perifèrics com lligats al receptacle de connexió, que es coneixia com a connector "A". Això va portar al desenvolupament del connector "B", que va permetre una connexió més flexible als perifèrics.
USB 2.0
L'abril de 2000, es va introduir l'USB 2.0, afegint suport per a connexions d'ample de banda més gran amb una velocitat de transferència màxima de 480 Mbps. Això va conduir al desenvolupament de dissenys més petits, com ara connectors miniaturitzats i unitats flash USB. Els dissenys més petits van permetre una major portabilitat i comoditat.
USB 3.0 i més enllà
L'USB 3.0 es va introduir el novembre de 2008, amb una velocitat de transferència màxima de 5 Gbps. Aquesta va ser una millora significativa respecte a USB 2.0 i va permetre velocitats de transferència de dades més ràpides. Més tard es van introduir USB 3.1 i USB 3.2, amb taxes de transferència encara més altes.
Al llarg dels anys s'han fet modificacions a l'enginyeria de l'USB, amb avisos de canvis i importants avisos de canvis d'enginyeria (ECN) inclosos al paquet. Els cables USB també han evolucionat, amb la introducció de cables interxip que permeten comunicar-se entre dispositius sense necessitat d'una connexió USB separada.
L'USB també ha afegit suport per a carregadors dedicats, que permeten una càrrega més ràpida dels dispositius. L'USB s'ha convertit en un estàndard mundial, amb milers de milions de dispositius venuts a tot el món. Ha revolucionat la manera com ens connectem i ens comuniquem amb els nostres dispositius, i continua evolucionant per satisfer les necessitats del món modern.
Tipus de connectors USB
introducció
Els connectors USB són una part essencial del sistema USB, ja que proporcionen un mitjà per connectar dispositius USB a un ordinador o un altre dispositiu. Hi ha diversos tipus diferents de connectors USB, cadascun amb la seva pròpia configuració i designació específica.
Tipus d'endoll i connector USB
El connector USB és el connector masculí que es troba normalment als cables USB, mentre que el connector USB és el receptacle femella que es troba als dispositius USB. Hi ha diversos tipus diferents d'endolls i connectors USB, com ara:
- Tipus A: aquest és el tipus de connector USB més comú, que normalment es troba en dispositius USB com ara teclats, llapis de memòria i dispositius AVR. S'acaba a l'altre extrem amb un connector tipus A que es connecta a un port USB d'un ordinador o un altre dispositiu.
- Tipus B: aquest tipus de connector USB es troba normalment en dispositius USB que requereixen més potència de la que pot proporcionar un connector de tipus A, com ara impressores i escàners. S'acaba a l'altre extrem amb un connector tipus B que es connecta a un port USB d'un ordinador o un altre dispositiu.
- Mini-USB: aquest tipus d'endoll USB és una versió més petita de l'endoll de tipus B i normalment es troba a les càmeres digitals i altres dispositius petits. S'acaba a l'altre extrem amb un connector tipus A o tipus B que es connecta a un port USB d'un ordinador o un altre dispositiu.
- Micro-USB: aquest tipus de connector USB és encara més petit que el mini-USB i normalment es troba en dispositius més nous, com ara telèfons intel·ligents i tauletes. S'acaba a l'altre extrem amb un connector tipus A o tipus B que es connecta a un port USB d'un ordinador o un altre dispositiu.
- USB tipus C: aquest és el tipus de connector USB més nou i cada cop és més omnipresent. És un endoll simètric de rotació que es pot inserir de qualsevol manera, facilitant l'ús. També compta amb molts pins i blindatge, el que el fa més robust i capaç d'operar en entorns durs. S'acaba a l'altre extrem amb un connector tipus A o tipus B que es connecta a un port USB d'un ordinador o un altre dispositiu.
Característiques del connector USB
Els connectors USB tenen diverses funcions dissenyades per fer-los més fàcils d'utilitzar i més fiables. Això inclou:
- Polarització: els connectors i els connectors USB s'insereixen nominalment en una orientació específica per evitar confusions i assegurar-se que les línies correctes estan connectades.
- Relleu modelat: els cables USB sovint es modelen amb un sobreemmotllament de plàstic que proporciona alleujament i potencialment augmenta la robustesa del cable.
- Carcassa metàl·lica: els connectors USB solen tenir una carcassa metàl·lica que proporciona blindatge i ajuda a mantenir el circuit intacte.
- Color blau: els connectors USB 3.0 solen ser de color blau per designar les seves velocitats de transferència més altes i la seva compatibilitat amb dispositius USB 2.0.
Entendre les velocitats de transferència USB
Generacions i velocitats USB
L'USB ha sofert diverses iteracions des que va sortir per primera vegada i cada versió té la seva pròpia velocitat de transferència. Els principals ports USB que es troben als ordinadors portàtils i dispositius moderns són USB 2.0, USB 3.0 i USB 3.1. Aquestes són les taxes de transferència per a cada generació:
- USB 1.0: 1.5 megabits per segon (Mbps)
- USB 1.1: 12 Mbps
- USB 2.0: 480 Mbps
- USB 3.0: 5 gigabits per segon (Gbps)
- USB 3.1 Gen 1: 5 Gbps (abans conegut com a USB 3.0)
- USB 3.1 Gen 2: 10 Gbps
És important tenir en compte que les taxes de transferència estan limitades pel dispositiu més lent connectat al port USB. Per tant, si teniu un dispositiu USB 3.0 connectat a un port USB 2.0, la velocitat de transferència estarà limitada a 480 Mbps.
Cables USB i velocitats de transferència
El tipus de cable USB que utilitzeu també pot afectar les velocitats de transferència. Els cables USB es defineixen per la seva capacitat de transmetre dades i potència. Aquests són els cables USB habituals i les seves velocitats de transferència definides:
- Cables USB 1.0/1.1: poden transmetre dades de fins a 12 Mbps
- Cables USB 2.0: poden transmetre dades de fins a 480 Mbps
- Cables USB 3.x: poden transmetre dades de fins a 10 Gbps
USB Superspeed i Superspeed+
USB 3.0 va ser la primera versió que va introduir taxes de transferència "Superspeed" de 5 Gbps. Les versions posteriors d'USB 3.0, conegudes com a USB 3.1 Gen 2, van introduir taxes de transferència "Superspeed+" de 10 Gbps. Això significa que l'USB 3.1 Gen 2 duplica la velocitat de transferència de l'USB 3.1 Gen 1.
USB 3.2, presentat pel Fòrum d'Implementadors d'USB el setembre de 2017, identifica dues taxes de transferència:
- USB 3.2 Gen 1: 5 Gbps (abans conegut com USB 3.0 i USB 3.1 Gen 1)
- USB 3.2 Gen 2: 10 Gbps (abans conegut com a USB 3.1 Gen 2)
Entrega d'energia USB (PD) i velocitats de càrrega
USB també té una especificació anomenada USB Power Delivery (PD), que permet velocitats de càrrega i transferència d'energia més ràpides. USB PD pot oferir fins a 100 watts de potència, que és més que suficient per carregar un ordinador portàtil. USB PD és freqüent en ordinadors portàtils i dispositius més nous, i podeu identificar-lo buscant el logotip USB PD.
Identificació de velocitats de transferència USB
Conèixer les diferents velocitats de transferència USB us pot ajudar a identificar i diagnosticar possibles problemes amb els vostres dispositius. Aquí hi ha algunes maneres d'identificar les velocitats de transferència USB:
- Busqueu el logotip d'USB al vostre dispositiu o cable. El logotip indicarà la generació i la velocitat de l'USB.
- Comproveu les especificacions del vostre dispositiu. Les especificacions haurien d'enumerar la versió USB i la velocitat de transferència.
- Passeu una estona movent fitxers entre dispositius. Això us donarà una idea de la velocitat de transferència que podeu esperar.
Entendre les velocitats de transferència d'USB pot ser complicat, però és important entendre-ho si us quedeu enganxat a anomenar els màxims dels vostres dispositius. Aprofitant les últimes tecnologies USB, podeu aconseguir velocitats de transferència més altes i obtenir una major eficiència.
poder
Entrega d'alimentació USB (PD)
USB Power Delivery (PD) és una tecnologia de sol·licitud i lliurament basada en determinats connectors i cables USB que ofereix un rendiment i capacitats de càrrega superiors. PD és un estàndard que permet fins a 100 W de subministrament d'energia, que és suficient per carregar un ordinador portàtil. PD és compatible amb determinats dispositius i ordinadors portàtils Android, així com per algunes marques de carregadors USB.
Càrrega USB
La càrrega USB és una característica que permet carregar dispositius USB mitjançant un port USB. La càrrega USB és compatible amb la majoria de dispositius USB, inclosos telèfons intel·ligents, tauletes i càmeres. La càrrega USB es pot fer mitjançant un cable USB connectat a un carregador o un ordinador.
Eines USB i laboratoris de proves
Les eines USB i els laboratoris de proves són recursos que els desenvolupadors poden utilitzar per provar els seus productes USB per complir amb l'especificació USB. L'USB-IF ofereix una biblioteca de documents, cerca de productes i informació de contacte per a proves de conformitat USB.
Càrrega propietat USB
La càrrega pròpia d'USB és una variant de la càrrega USB desenvolupada per certes empreses, com ara Berg Electronics, una filial de NCR, i Microsoft. Aquest mètode de càrrega utilitza un connector propietari i un protocol de càrrega que no està aprovat per USB-IF.
Llicències i patents USB
L'USB-IF és propietari de patents relacionades amb la tecnologia USB i cobra una tarifa de llicència als fabricants que volen utilitzar el logotip de l'USB i l'identificador del proveïdor. L'USB-IF també llicencia l'estàndard PoweredUSB, que és un estàndard de càrrega i transferència de dades propietari desenvolupat per USB-IF. Les proves de conformitat USB són necessàries per als productes PoweredUSB.
Compliment USB i comunicats de premsa
Es requereixen proves de conformitat USB per a tots els productes USB, inclosos els que utilitzen mètodes de càrrega propietaris. L'USB-IF emet comunicats de premsa i ofereix recursos per als membres i implementadors de l'especificació USB. L'USB-IF també proporciona un logotip i un identificador de proveïdor per als productes USB compatibles.
Entendre la compatibilitat de la versió USB
Per què és important la compatibilitat de la versió USB?
Quan intenteu utilitzar dispositius USB, és important tenir en compte la compatibilitat de la versió USB del dispositiu i el port al qual es connectarà. Si la versió USB del dispositiu i el port no són compatibles, és possible que el dispositiu no funcioni o funcioni a una velocitat inferior a la desitjada. Això vol dir que el dispositiu no podrà funcionar al màxim.
Quines són les diferents versions USB?
Les versions USB inclouen USB 1.0, USB 2.0, USB 3.0, USB 3.1 i USB 3.2. La versió USB ve determinada per les taxes de transferència, la potència de sortida i els connectors físics.
Quin és el problema més gran amb la compatibilitat de la versió USB?
El problema més gran amb la compatibilitat de la versió USB és que els connectors USB han canviat amb el pas del temps, encara que per bones raons. Això vol dir que fins i tot si un ordinador o un dispositiu amfitrió admet una determinada versió USB, és possible que el port físic no sigui el tipus correcte per adaptar-se a l'endoll del dispositiu.
Com podeu assegurar-vos que els vostres dispositius USB siguin compatibles?
Per assegurar-vos que els vostres dispositius USB són compatibles, heu de tenir en compte les variables següents:
- Versió USB del dispositiu i del port
- Tipus de connector USB (tipus A, tipus B, tipus C, etc.)
- Taxes de transferència USB
- Sortida d'alimentació del port USB
- Capacitats desitjades del dispositiu USB
- Màxima capacitat del port USB
- Tipus de dispositiu USB (unitat flash, disc dur, dispositiu de càrrega, etc.)
Podeu utilitzar un gràfic de compatibilitat per esbrinar quines versions i connectors USB són compatibles entre si.
Què significa la compatibilitat de la versió USB per a la velocitat de transferència?
La compatibilitat de la versió USB significa que la velocitat de transferència del dispositiu es limitarà a la versió USB més baixa dels dos components. Per exemple, si un dispositiu USB 3.0 està connectat a un port USB 2.0, la velocitat de transferència es limitarà a les taxes de transferència USB 2.0.
Dispositius USB
Introducció als dispositius USB
Els dispositius USB són perifèrics externs dissenyats per connectar-se a un ordinador mitjançant connectors USB. Ofereixen una solució ràpida i senzilla per ampliar la funcionalitat i la potència d'un ordinador. Els dispositius USB tenen diferents formes i mides, i el seu nombre augmenta cada any. Avui en dia, els dispositius USB són una part essencial de la informàtica moderna, i és difícil imaginar un ordinador sense ells.
Exemples de dispositius USB
Aquests són alguns exemples de dispositius USB:
- Disc USB: petit dispositiu que conté memòria flash per emmagatzemar dades. És una alternativa moderna a l'antic disquet.
- Joystick/Gamepad: Un dispositiu utilitzat per jugar a jocs en un ordinador. Ofereix molts botons i temps de reacció ràpids.
- Auriculars: Un dispositiu utilitzat per escoltar àudio i gravar veus. És una opció popular per fer podcasts o fer entrevistes.
- Reproductors d'iPod/MP3: Un dispositiu utilitzat per emmagatzemar i reproduir música. Pot omplir-se de milers de cançons i es pot connectar a un ordinador per a la sincronització.
- Teclat: Un dispositiu utilitzat per introduir números i text. És una bona alternativa a un teclat de mida completa.
- Jump/Thumb Drive: un petit dispositiu que conté memòria flash per emmagatzemar dades. És una alternativa moderna a l'antic disquet.
- Targeta de so/altaveus: un dispositiu utilitzat per reproduir àudio. Ofereix una millor qualitat de so que els altaveus integrats d'un ordinador.
- Càmera web: dispositiu utilitzat per gravar vídeos i fer fotos. És una opció popular per a videoconferències i streaming.
- Impressores: dispositiu utilitzat per imprimir textos i imatges. Ofereix diverses maneres d'impressió, com ara d'injecció de tinta, làser o tèrmica.
Dispositius USB OTG
USB On-The-Go (OTG) és una característica que ofereixen alguns dispositius USB. Permet que un dispositiu actuï com a host i es comuniqui amb altres dispositius USB. Aquests són alguns exemples de dispositius USB OTG:
- Telèfon mòbil: un dispositiu que ofereix la funcionalitat USB OTG. Es pot utilitzar per connectar perifèrics USB, com ara un teclat o un ratolí.
- Càmera: un dispositiu que ofereix la funcionalitat USB OTG. Es pot utilitzar per connectar una unitat flash USB per emmagatzemar imatges i vídeos.
- Escàner: un dispositiu que ofereix la funcionalitat USB OTG. Es pot utilitzar per convertir escanejos de documents o imatges en fitxers digitals.
Localització de ports USB als vostres dispositius
Ubicacions típiques dels ports USB
Els ports USB són com interfícies de cable a granel que permeten connectar-se entre ells els electrònics personals i de consum moderns. Es poden trobar en diverses ubicacions dels vostres dispositius, com ara:
- Ordinadors d'escriptori: normalment es troben a la part posterior de la torre
- Portàtils: normalment es troben als laterals o a la part posterior del dispositiu
- Tauletes i telèfons intel·ligents: es poden localitzar ports USB addicionals als blocs o suports de càrrega
Com funciona l'enumeració USB
Quan connecteu un dispositiu USB a l'ordinador, un procés anomenat enumeració assigna una adreça única al dispositiu i comença el procés d'identificació. Això s'anomena enumerar. Aleshores, l'ordinador descobreix de quin tipus de dispositiu es tracta i assigna el controlador adequat per controlar-lo. Per exemple, si connecteu un ratolí, l'ordinador envia petites ordres al dispositiu, demanant-li que enviï informació sobre els seus paràmetres. Un cop l'ordinador ha verificat que el dispositiu és un ratolí, assigna el controlador adequat per controlar-lo.
Velocitats i amplada de banda USB
L'USB 2.0 és el tipus de port USB més comú, amb una velocitat màxima de 480 Mbps. Els USB 3.0 i 3.1 són més ràpids, amb velocitats de fins a 5 i 10 gigabits per segon, respectivament. Tanmateix, la velocitat d'un port USB no està garantida, ja que es divideix entre tots els dispositius connectats. L'ordinador amfitrió controla el flux de dades dividint-los en fotogrames, i cada fotograma nou comença en una nova franja horària. Això garanteix que cada dispositiu tingui una bona quantitat d'espai per enviar i rebre dades.
Feu un seguiment dels vostres dispositius USB
Amb molts dispositius USB per triar, pot ser difícil fer un seguiment de quin és quin. Molts fabricants marquen clarament els seus dispositius amb logotips o etiquetes, però si teniu molts dispositius, encara pot ser difícil determinar quin és quin. Per ajudar-vos amb això, podeu utilitzar un gestor d'USB per obrir una llista de tots els dispositius USB instal·lats i determinar quin voleu utilitzar. Simplement feu clic al dispositiu que voleu utilitzar i s'assignarà al port adequat.
Conclusió
Així que aquí ho teniu, tot el que necessiteu saber sobre USB. És un protocol que permet connectar-se i comunicar-se amb una àmplia gamma de dispositius, i fa gairebé 25 anys que existeix.
Ha canviat la manera com ens connectem i fem servir els ordinadors i ha arribat per quedar-se. Així que no tingueu por de submergir-vos i mullar-vos els peus! No fa tanta por com sembla!
Sóc Joost Nusselder, el fundador de Neaera i comercialitzador de continguts, pare i m'encanta provar nous equips amb la guitarra al cor de la meva passió, i juntament amb el meu equip, he estat creant articles de bloc des del 2020. per ajudar els lectors fidels amb consells sobre gravació i guitarra.
