Er USB ikke bare en universel standard for tilslutning af enheder? Nå, ikke helt.
Universal Serial Bus (USB) er en industristandard udviklet i midten af 1990'erne ved hjælp af kommunikationsprotokoller i en bus til tilslutning. Det blev designet til at standardisere forbindelsen af computerudstyr (inklusive tastaturer og printere) til personlige computere, både for at kommunikere og for at levere elektrisk strøm.
Men hvordan gør den det? Og hvorfor har vi brug for det? Lad os se på teknologien og finde ud af det.
Forstå betydningen af Universal Serial Bus (USB)
Den standardiserede forbindelse til enheder
USB er en standardiseret forbindelse, der gør det muligt for enheder at forbinde til en computer eller andre enheder. Det er beregnet til at forbedre forbindelsen mellem en lang række enheder og give dem mulighed for at kommunikere med hinanden. USB er meget udbredt i industrien og er den foretrukne metode til at forbinde enheder til personlige computere.
Etablering af protokoller til USB-enheder
USB etablerer protokoller for enheder til at kommunikere med hinanden. Det giver enheder mulighed for at anmode om og modtage data i store mængder. For eksempel kan et tastatur sende en anmodning til computeren om at skrive et bogstav, og computeren sender brevet tilbage til tastaturet for at vise det.
Tilslutning af en række enheder
USB kan forbinde en lang række enheder, herunder medieenheder som harddiske og flashdrev. Det er også beregnet til at give mulighed for spontan konfiguration af enheder. Det betyder, at når en enhed er tilsluttet, kan computeren automatisk opdage og konfigurere den uden behov for en genstart.
Den fysiske struktur af USB
USB består af en flad, rektangulær stik der indsættes i en port på en computer eller hub. Der findes forskellige typer USB-stik, inklusive firkantede og skrå udvendige stik. Upstream-stikket er normalt aftageligt, og et kabel bruges til at forbinde det til computeren eller hub'en.
USB-spænding og maksimal båndbredde
Den seneste generation af USB understøtter en maksimal spænding på 5 volt og en maksimal båndbredde på 10 Gbps. Strukturen af USB inkluderer følgende grænseflader:
- Host Controller Driver (HCD)
- Host Controller Driver Interface (HCDI)
- USB-enhed
- USB Hub
Håndtering af båndbredde og opfylde kundekrav
USB-protokollen håndterer sammenkoblingen mellem enheder og styrer båndbredden for at sikre, at data transmitteres så hurtigt som muligt. Den tilgængelige båndbredde afhænger af USB-enhedens tekniske specifikationer. USB-softwaren styrer og styrer datastrømmen og realiserer kommunikationen mellem de skjulte dele af USB'en.
Letter dataoverførsel med USB-rør
USB består af rør, der letter overførsel af data mellem enheder. Et rør er en logisk kanal, der bruges til at overføre data mellem software og hardware. USB-rør bruges til at overføre data mellem enheder og software.
Udviklingen af USB: Fra grundlæggende tilslutningsmuligheder til global standard
De tidlige dage med USB
USB-enheder blev oprindeligt udviklet som en måde at opsætte en computer med et væld af perifere enheder. I de tidlige dage var der to grundlæggende varianter af USB: parallel og seriel. Udviklingen af USB begyndte i 1994 med det mål grundlæggende at gøre det nemmere at forbinde pc'er til en lang række enheder.
De adresserings- og brugervenlighedsproblemer, der plagede parallelle og serielle forbindelser, blev forenklet med USB, da det muliggjorde softwarekonfiguration af tilsluttede enheder, hvilket tillod større plug and play-funktionalitet. Ajay Bhatt og hans team arbejdede på de integrerede kredsløb, der understøtter USB, som blev produceret af Intel. De første USB-interfaces blev solgt globalt i januar 1996.
USB 1.0 og 1.1
Den tidligste revision af USB blev bredt vedtaget, og det førte til, at Microsoft udpegede USB som standardforbindelsesmetode for pc'er. USB 1.0- og 1.1-specifikationerne tillod forbindelser med lav båndbredde med en maksimal overførselshastighed på 12 Mbps. Dette var en væsentlig forbedring i forhold til parallelle og serielle forbindelser.
I august 1998 dukkede de første USB 1.1-enheder op, i overensstemmelse med den nye standard. Imidlertid blev designet hæmmet af at behandle periferiudstyr som bundet til forbindelsesstikket, som var kendt som "A"-stikket. Dette førte til udviklingen af "B"-stikket, som muliggjorde en mere fleksibel forbindelse til periferiudstyr.
USB 2.0
I april 2000 blev USB 2.0 introduceret, hvilket tilføjede understøttelse af forbindelser med højere båndbredde med en maksimal overførselshastighed på 480 Mbps. Dette førte til udviklingen af mindre designs, såsom miniaturiserede stik og USB-flashdrev. De mindre designs muliggjorde større bærbarhed og bekvemmelighed.
USB 3.0 og derover
USB 3.0 blev introduceret i november 2008 med en maksimal overførselshastighed på 5 Gbps. Dette var en væsentlig forbedring i forhold til USB 2.0 og muliggjorde hurtigere dataoverførselshastigheder. USB 3.1 og USB 3.2 blev senere introduceret med endnu højere overførselshastigheder.
Ændringer af konstruktionen af USB er blevet foretaget i årenes løb, med ændringsmeddelelser og vigtige tekniske ændringsmeddelelser (ECN'er) inkluderet i pakken. USB-kabler har også udviklet sig, med introduktionen af interchip-kabler, der gør det muligt at kommunikere mellem enheder uden at kræve en separat USB-forbindelse.
USB har også tilføjet understøttelse af dedikerede opladere, som giver mulighed for hurtigere opladning af enheder. USB er blevet en global standard, med milliarder af enheder solgt på verdensplan. Det har revolutioneret den måde, vi forbinder og kommunikerer med vores enheder, og det fortsætter med at udvikle sig for at imødekomme behovene i den moderne verden.
USB-stiktyper
Introduktion
USB-stik er en væsentlig del af USB-systemet, som giver mulighed for at forbinde USB-enheder til en computer eller anden enhed. Der er flere forskellige typer USB-stik, hver med sin egen specifikke konfiguration og betegnelse.
USB-stik og stiktyper
USB-stikket er det hanstik, der typisk findes på USB-kabler, mens USB-stikket er hunstikket, der findes på USB-enheder. Der er flere forskellige typer USB-stik og -stik, herunder:
- Type A: Dette er den mest almindelige type USB-stik, der typisk findes på USB-enheder såsom tastaturer, memory sticks og AVR-enheder. Den afsluttes i den anden ende med et Type A-stik, der sættes i en USB-port på en computer eller anden enhed.
- Type B: Denne type USB-stik findes typisk på USB-enheder, der kræver mere strøm, end et Type A-stik kan give, såsom printere og scannere. Den afsluttes i den anden ende med et Type B-stik, der sættes i en USB-port på en computer eller anden enhed.
- Mini-USB: Denne type USB-stik er en mindre version af Type B-stikket og findes typisk på digitale kameraer og andre små enheder. Den afsluttes i den anden ende med et Type A- eller Type B-stik, der sættes i en USB-port på en computer eller anden enhed.
- Micro-USB: Denne type USB-stik er endnu mindre end Mini-USB-stikket og findes typisk på nyere enheder som smartphones og tablets. Den afsluttes i den anden ende med et Type A- eller Type B-stik, der sættes i en USB-port på en computer eller anden enhed.
- USB Type-C: Dette er den nyeste type USB-stik og bliver mere og mere allestedsnærværende. Det er et rotationssymmetrisk stik, der kan sættes i begge veje, hvilket gør det nemmere at bruge. Den har også en masse stifter og afskærmning, hvilket gør den mere robust og i stand til at fungere i barske miljøer. Den afsluttes i den anden ende med et Type A- eller Type B-stik, der sættes i en USB-port på en computer eller anden enhed.
USB-stikfunktioner
USB-stik har flere funktioner, der er designet til at gøre dem nemmere at bruge og mere pålidelige. Disse omfatter:
- Polarisering: USB-stik og -stik er nominelt indsat i en bestemt retning for at undgå forvirring og sikre, at de korrekte ledninger er tilsluttet.
- Støbt aflastning: USB-kabler er ofte støbt med en overstøbning af plast, der giver aflastning og potentielt bidrager til kablets robusthed.
- Metalskal: USB-stik har ofte en metalskal, der giver afskærmning og hjælper med at holde kredsløbet intakt.
- Blå farve: USB 3.0-stik er ofte farvet blå for at angive deres højere overførselshastigheder og kompatibilitet med USB 2.0-enheder.
Forstå USB-overførselshastigheder
USB-generationer og hastigheder
USB har gennemgået flere iterationer, siden det først kom ud, og hver version har sin egen overførselshastighed. De vigtigste USB-porte, der findes på moderne bærbare computere og enheder, er USB 2.0, USB 3.0 og USB 3.1. Her er overførselshastighederne for hver generation:
- USB 1.0: 1.5 megabit per sekund (Mbps)
- USB 1.1: 12 Mbps
- USB 2.0: 480 Mbps
- USB 3.0: 5 gigabit per sekund (Gbps)
- USB 3.1 Gen 1: 5 Gbps (tidligere kendt som USB 3.0)
- USB 3.1 Gen 2: 10 Gbps
Det er vigtigt at bemærke, at overførselshastighederne er begrænset af den langsomste enhed, der er tilsluttet USB-porten. Så hvis du har en USB 3.0-enhed tilsluttet en USB 2.0-port, vil overførselshastigheden være begrænset til 480 Mbps.
USB-kabler og overførselshastigheder
Den type USB-kabel, du bruger, kan også påvirke overførselshastigheder. USB-kabler er defineret ved deres evne til at overføre data og strøm. Her er de almindelige USB-kabler og deres definerede overførselshastigheder:
- USB 1.0/1.1 kabler: Kan overføre data med op til 12 Mbps
- USB 2.0 kabler: Kan overføre data med op til 480 Mbps
- USB 3.x kabler: Kan overføre data med op til 10 Gbps
USB Superspeed og Superspeed+
USB 3.0 var den første version, der introducerede "Superspeed" overførselshastigheder på 5 Gbps. Senere versioner af USB 3.0, kendt som USB 3.1 Gen 2, introducerede "Superspeed+" overførselshastigheder på 10 Gbps. Dette betyder, at USB 3.1 Gen 2 fordobler overførselshastigheden af USB 3.1 Gen 1.
USB 3.2, som blev afsløret af USB Implementers Forum i september 2017, identificerer to overførselshastigheder:
- USB 3.2 Gen 1: 5 Gbps (tidligere kendt som USB 3.0 og USB 3.1 Gen 1)
- USB 3.2 Gen 2: 10 Gbps (tidligere kendt som USB 3.1 Gen 2)
USB Power Delivery (PD) og opladningshastigheder
USB har også en specifikation kaldet USB Power Delivery (PD), som giver mulighed for hurtigere opladningshastigheder og strømoverførsel. USB PD kan levere op til 100 watt strøm, hvilket er mere end nok til at oplade en bærbar computer. USB PD er udbredt i nyere bærbare computere og enheder, og du kan identificere det ved at lede efter USB PD-logoet.
Identifikation af USB-overførselshastigheder
At kende de forskellige USB-overførselshastigheder kan hjælpe dig med at identificere og diagnosticere potentielle problemer med dine enheder. Her er nogle måder at identificere USB-overførselshastigheder på:
- Se efter USB-logoet på din enhed eller dit kabel. Logoet vil angive USB-generering og hastighed.
- Tjek din enheds specifikationer. Specifikationerne bør angive USB-versionen og overførselshastigheden.
- Brug lidt tid på at flytte filer mellem enheder. Dette vil give dig en idé om den overførselshastighed, du kan forvente.
Det kan være kompliceret at forstå USB-overførselshastigheder, men det er vigtigt at forstå, hvis du går i stå med at navngive dine enheders maksimum. Ved at udnytte de nyeste USB-teknologier kan du opnå højere overførselshastigheder og opnå højere effektivitet.
Power
USB Power Delivery (PD)
USB Power Delivery (PD) er en anmodning-og-leveringsteknologi baseret på visse USB-stik og -kabler, der giver højere ydeevne og opladningsmuligheder. PD er en standard, der giver mulighed for op til 100W strømforsyning, hvilket er nok til at oplade en bærbar computer. PD understøttes af visse Android-enheder og bærbare computere samt af nogle USB-opladermærker.
USB Opladning
USB-opladning er en funktion, der gør det muligt at oplade USB-enheder via en USB-port. USB-opladning understøttes af de fleste USB-enheder, inklusive smartphones, tablets og kameraer. USB-opladning kan ske via et USB-kabel, der er tilsluttet en oplader eller en computer.
USB-værktøjer og testlaboratorier
USB-værktøjer og testlaboratorier er ressourcer, som udviklere kan bruge til at teste deres USB-produkter for overensstemmelse med USB-specifikationen. USB-IF giver et dokumentbibliotek, produktsøgning og kontaktoplysninger til USB-overensstemmelsestest.
USB proprietær opladning
Proprietær USB-opladning er en variant af USB-opladning, der er udviklet af visse virksomheder, såsom Berg Electronics, et datterselskab af NCR, og Microsoft. Denne opladningsmetode bruger et proprietært stik og en opladningsprotokol, der ikke er godkendt af USB-IF.
USB-licens og patenter
USB-IF ejer patenter relateret til USB-teknologi og opkræver et licensgebyr til producenter, der ønsker at bruge USB-logoet og leverandør-id. USB-IF licenserer også PoweredUSB-standarden, som er en proprietær opladnings- og dataoverførselsstandard udviklet af USB-IF. USB-overensstemmelsestest er påkrævet for PoweredUSB-produkter.
USB-overholdelse og pressemeddelelser
USB-overensstemmelsestest er påkrævet for alle USB-produkter, inklusive dem, der bruger proprietære opladningsmetoder. USB-IF udsender pressemeddelelser og leverer ressourcer til medlemmer og implementere af USB-specifikationen. USB-IF giver også et logo og leverandør-id for kompatible USB-produkter.
Forståelse af USB-versionskompatibilitet
Hvorfor er USB-versionskompatibilitet vigtig?
Når du forsøger at bruge USB-enheder, er det vigtigt at overveje kompatibiliteten af USB-versionen af enheden og den port, den skal tilsluttes. Hvis USB-versionen af enheden og porten ikke er kompatible, kører enheden muligvis ikke eller kører ved en lavere hastighed end ønsket. Det betyder, at enheden ikke vil være i stand til at yde sit fulde potentiale.
Hvad er de forskellige USB-versioner?
USB-versioner inkluderer USB 1.0, USB 2.0, USB 3.0, USB 3.1 og USB 3.2. USB-versionen bestemmes af overførselshastigheder, strømudgang og fysiske stik.
Hvad er det største problem med USB-versionskompatibilitet?
Det største problem med USB-versionskompatibilitet er, at USB-stikkene har ændret sig over tid, om end af gode grunde. Det betyder, at selvom en computer eller værtsenhed understøtter en bestemt USB-version, er den fysiske port muligvis ikke den korrekte type, der passer til enhedens stik.
Hvordan kan du sikre dig, at dine USB-enheder er kompatible?
For at sikre, at dine USB-enheder er kompatible, skal du overveje følgende variabler:
- USB-version af enheden og porten
- Type USB-stik (Type-A, Type-B, Type-C osv.)
- USB-overførselshastigheder
- Strømudgang fra USB-porten
- Ønskede muligheder for USB-enheden
- USB-portens højeste kapacitet
- Type USB-enhed (flashdrev, harddisk, opladningsenhed osv.)
Du kan bruge et kompatibilitetsdiagram til at finde ud af, hvilke USB-versioner og stik der er kompatible med hinanden.
Hvad betyder USB-versionskompatibilitet for overførselshastighed?
USB-versionskompatibilitet betyder, at enhedens overførselshastighed vil være begrænset til den laveste USB-version af de to komponenter. For eksempel, hvis en USB 3.0-enhed er tilsluttet en USB 2.0-port, vil overførselshastigheden være begrænset til USB 2.0-overførselshastighederne.
USB-enheder
Introduktion til USB-enheder
USB-enheder er eksterne enheder designet til at tilsluttes en computer via USB-stik. De tilbyder en hurtig og nem løsning til at udvide en computers funktionalitet og kraft. USB-enheder kommer i forskellige former og størrelser, og deres antal stiger hvert år. I dag er USB-enheder en væsentlig del af moderne computere, og det er svært at forestille sig en computer uden dem.
Eksempler på USB-enheder
Her er nogle eksempler på USB-enheder:
- USB-disk: En lille enhed, der indeholder flashhukommelse til lagring af data. Det er et moderne alternativ til den gamle diskette.
- Joystick/Gamepad: En enhed, der bruges til at spille spil på en computer. Den byder på mange knapper og hurtige reaktionstider.
- Headset: En enhed, der bruges til at lytte til lyd og optage vokal. Det er et populært valg til podcasting eller interviews.
- iPod/MP3-afspillere: En enhed, der bruges til at gemme og afspille musik. Den kan fyldes med tusindvis af sange og kan tilsluttes en computer til synkronisering.
- Tastatur: En enhed, der bruges til at indtaste tal og tekst. Det er et godt alternativ til et tastatur i fuld størrelse.
- Jump/Thumb Drive: En lille enhed, der indeholder flashhukommelse til lagring af data. Det er et moderne alternativ til den gamle diskette.
- Lydkort/højttalere: En enhed, der bruges til at afspille lyd. Det giver bedre lydkvalitet end en computers indbyggede højttalere.
- Webcam: En enhed, der bruges til at optage video og tage billeder. Det er et populært valg til videokonferencer og streaming.
- Printere: En enhed, der bruges til at udskrive tekster og billeder. Det tilbyder forskellige måder at udskrive på, såsom inkjet, laser eller termisk.
USB OTG-enheder
USB On-The-Go (OTG) er en funktion, som nogle USB-enheder tilbyder. Det giver en enhed mulighed for at fungere som vært og kommunikere med andre USB-enheder. Her er nogle eksempler på USB OTG-enheder:
- Mobiltelefon: En enhed, der tilbyder USB OTG-funktionalitet. Den kan bruges til at tilslutte USB-ydre enheder, såsom et tastatur eller en mus.
- Kamera: En enhed, der tilbyder USB OTG-funktionalitet. Den kan bruges til at tilslutte et USB-flashdrev til lagring af billeder og videoer.
- Scanner: En enhed, der tilbyder USB OTG-funktionalitet. Det kan bruges til at konvertere scanninger af dokumenter eller billeder til digitale filer.
Lokalisering af USB-porte på dine enheder
Typiske placeringer af USB-porte
USB-porte er som bulkkabelgrænseflader, der tillader moderne personlig og forbrugerelektronik at forbinde med hinanden. De kan findes på en række forskellige steder på dine enheder, herunder:
- Stationære computere: normalt placeret på bagsiden af tårnet
- Laptops: typisk placeret på siderne eller bagsiden af enheden
- Tablets og smartphones: Yderligere USB-porte kan være placeret på opladningsblokke eller stativer
Sådan fungerer USB-optælling
Når du tilslutter en USB-enhed til din computer, tildeler en proces kaldet enumeration en unik adresse til enheden og begynder processen med at identificere den. Dette kaldes at blive opregnet. Computeren finder derefter ud af, hvilken type enhed det er, og tildeler den passende driver til at styre den. For eksempel, hvis du tilslutter en mus, sender computeren små kommandoer til enheden og beder den om at sende information tilbage om dens parametre. Når computeren har bekræftet, at enheden er en mus, tildeler den den relevante driver til at styre den.
USB-hastigheder og båndbredde
USB 2.0 er den mest almindelige type USB-port med en maksimal hastighed på 480 Mbps. USB 3.0 og 3.1 er hurtigere, med hastigheder op til henholdsvis 5 og 10 gigabit pr. sekund. En USB-ports hastighed er dog ikke garanteret, da den er opdelt på alle tilsluttede enheder. Værtscomputeren styrer datastrømmen ved at opdele dem i rammer, hvor hver ny ramme starter i et nyt tidsrum. Dette sikrer, at hver enhed får en rimelig mængde plads til at sende og modtage data.
Hold styr på dine USB-enheder
Med masser af USB-enheder at vælge imellem, kan det være svært at holde styr på, hvilken der er hvilken. Mange producenter markerer tydeligt deres enheder med logoer eller etiketter, men hvis du har mange enheder, kan det stadig være svært at afgøre, hvilken der er hvilken. For at hjælpe med dette kan du bruge en USB-manager til at åbne en liste over alle installerede USB-enheder og bestemme, hvilken du vil bruge. Du skal blot klikke på den enhed, du vil bruge, og den vil blive tildelt den relevante port.
Konklusion
Så der har du alt, hvad du behøver at vide om USB. Det er en protokol, der giver dig mulighed for at forbinde og kommunikere med en lang række enheder, og den har eksisteret i næsten 25 år.
Det har ændret den måde, vi forbinder og bruger computere på, og det er kommet for at blive. Så vær ikke bange for at dykke ned og få dine fødder våde! Det er ikke så skræmmende, som det lyder!
Jeg er Joost Nusselder, grundlæggeren af Neaera og indholdsmarketing, far og elsker at prøve nyt udstyr med guitar i hjertet af min passion, og sammen med mit team har jeg lavet dybdegående blogartikler siden 2020 at hjælpe loyale læsere med indspilning og guitartips.
