¿No es USB solo un estándar universal para conectar dispositivos? Bueno, no del todo.
Universal Serial Bus (USB) es un estándar de la industria desarrollado a mediados de la década de 1990 que utiliza protocolos de comunicación en un bus para la conexión. Fue diseñado para estandarizar la conexión de periféricos de computadora (incluidos teclados e impresoras) a computadoras personales, tanto para comunicarse como para suministrar energía eléctrica.
Pero, ¿cómo hace eso? ¿Y por qué lo necesitamos? Echemos un vistazo a la tecnología y descubramos.
Comprender el significado del bus serie universal (USB)
La conexión estandarizada para dispositivos
USB es una conexión estandarizada que permite que los dispositivos se conecten a una computadora u otros dispositivos. Su objetivo es mejorar la conectividad de una amplia gama de dispositivos y permitirles comunicarse entre sí. USB es ampliamente utilizado en la industria y es el método preferido para conectar dispositivos a computadoras personales.
Establecimiento de protocolos para dispositivos USB
USB establece protocolos para que los dispositivos se comuniquen entre sí. Permite que los dispositivos soliciten y reciban datos en grandes cantidades. Por ejemplo, un teclado puede enviar una solicitud a la computadora para escribir una letra, y la computadora enviará la letra de regreso al teclado para mostrarla.
Conexión de una gama de dispositivos
USB puede conectar una amplia gama de dispositivos, incluidos dispositivos multimedia como discos duros y unidades flash. También está destinado a permitir la configuración espontánea de dispositivos. Esto significa que cuando se conecta un dispositivo, la computadora puede descubrirlo y configurarlo automáticamente sin necesidad de reiniciar.
La estructura física de USB
USB consta de un plano, rectangular conector que se inserta en un puerto de una computadora o concentrador. Existen diferentes tipos de conectores USB, incluidos los conectores exteriores cuadrados e inclinados. El conector ascendente generalmente es extraíble y se usa un cable para conectarlo a la computadora o al concentrador.
Voltaje USB y ancho de banda máximo
La última generación de USB admite un voltaje máximo de 5 voltios y un ancho de banda máximo de 10 Gbps. La estructura de USB incluye las siguientes interfaces:
- Controlador de controlador de host (HCD)
- Interfaz de controlador de controlador de host (HCDI)
- Dispositivo USB
- Hub USB
Gestión del ancho de banda y cumplimiento de los requisitos del cliente
El protocolo USB maneja la interconexión entre dispositivos y administra el ancho de banda para garantizar que los datos se transmitan lo más rápido posible. El ancho de banda disponible depende de las especificaciones técnicas del dispositivo USB. El software USB administra y controla el flujo de datos y realiza la comunicación entre las partes ocultas del USB.
Facilitar la transferencia de datos con conductos USB
USB consta de tuberías que facilitan la transferencia de datos entre dispositivos. Una tubería es un canal lógico que se utiliza para transferir datos entre el software y el hardware. Los conductos USB se utilizan para transferir datos entre dispositivos y software.
La evolución de USB: de conectividad básica a estándar global
Los primeros días de USB
Los dispositivos USB se desarrollaron originalmente como una forma de configurar una computadora con una multitud de periféricos. En los primeros días, había dos variedades básicas de USB: paralelo y serial. El desarrollo de USB comenzó en 1994, con el objetivo fundamental de facilitar la conexión de PC a una multitud de dispositivos.
Los problemas de direccionamiento y usabilidad que plagaban las conexiones en serie y en paralelo se simplificaron con USB, ya que permitió la configuración de software de los dispositivos conectados, lo que permitió una mayor funcionalidad plug and play. Ajay Bhatt y su equipo trabajaron en los circuitos integrados compatibles con USB, que fueron producidos por Intel. Las primeras interfaces USB se vendieron a nivel mundial en enero de 1996.
USB 1.0 y 1.1
La primera revisión de USB fue ampliamente adoptada y llevó a Microsoft a designar USB como el método de conexión estándar para PC. Las especificaciones USB 1.0 y 1.1 permitieron conexiones de bajo ancho de banda, con una tasa de transferencia máxima de 12 Mbps. Esta fue una mejora significativa con respecto a las conexiones en serie y en paralelo.
En agosto de 1998 aparecieron los primeros dispositivos USB 1.1, conforme al nuevo estándar. Sin embargo, el diseño se vio obstaculizado al tratar los periféricos como atados al receptáculo de conexión, que se conocía como el conector "A". Esto condujo al desarrollo del conector “B”, que permitió una conexión más flexible a los periféricos.
USB 2.0
En abril de 2000, se introdujo USB 2.0, agregando soporte para conexiones de mayor ancho de banda con una tasa de transferencia máxima de 480 Mbps. Esto condujo al desarrollo de diseños más pequeños, como conectores miniaturizados y unidades flash USB. Los diseños más pequeños permitieron una mayor portabilidad y comodidad.
USB 3.0 y más allá
USB 3.0 se introdujo en noviembre de 2008, con una tasa de transferencia máxima de 5 Gbps. Esta fue una mejora significativa con respecto a USB 2.0 y permitió velocidades de transferencia de datos más rápidas. Más tarde se introdujeron USB 3.1 y USB 3.2, con tasas de transferencia aún más altas.
Se han realizado modificaciones a la ingeniería de USB a lo largo de los años, con avisos de cambios y avisos de cambios de ingeniería importantes (ECN) incluidos en el paquete. Los cables USB también han evolucionado, con la introducción de cables interchip que hacen posible la comunicación entre dispositivos sin necesidad de una conexión USB separada.
USB también ha agregado soporte para cargadores dedicados, que permiten una carga más rápida de dispositivos. USB se ha convertido en un estándar mundial, con miles de millones de dispositivos vendidos en todo el mundo. Ha revolucionado la forma en que nos conectamos y nos comunicamos con nuestros dispositivos, y continúa evolucionando para satisfacer las necesidades del mundo moderno.
Tipos de conectores USB
Introducción
Los conectores USB son una parte esencial del sistema USB y proporcionan un medio para conectar dispositivos USB a una computadora u otro dispositivo. Hay varios tipos diferentes de conectores USB, cada uno con su propia configuración y designación específicas.
Tipos de enchufes y conectores USB
El enchufe USB es el conector macho que normalmente se encuentra en los cables USB, mientras que el conector USB es el receptáculo hembra que se encuentra en los dispositivos USB. Hay varios tipos diferentes de enchufes y conectores USB, que incluyen:
- Tipo A: este es el tipo más común de conector USB, que normalmente se encuentra en dispositivos USB como teclados, tarjetas de memoria y dispositivos AVR. Termina en el otro extremo con un conector tipo A que se conecta a un puerto USB en una computadora u otro dispositivo.
- Tipo B: este tipo de conector USB generalmente se encuentra en dispositivos USB que requieren más energía que la que puede proporcionar un conector tipo A, como impresoras y escáneres. Termina en el otro extremo con un conector tipo B que se conecta a un puerto USB en una computadora u otro dispositivo.
- Mini-USB: este tipo de conector USB es una versión más pequeña del conector tipo B y normalmente se encuentra en cámaras digitales y otros dispositivos pequeños. Termina en el otro extremo con un conector Tipo A o Tipo B que se conecta a un puerto USB en una computadora u otro dispositivo.
- Micro-USB: este tipo de conector USB es incluso más pequeño que el conector Mini-USB y generalmente se encuentra en dispositivos más nuevos, como teléfonos inteligentes y tabletas. Termina en el otro extremo con un conector Tipo A o Tipo B que se conecta a un puerto USB en una computadora u otro dispositivo.
- USB tipo C: este es el tipo más nuevo de conector USB y se está volviendo cada vez más omnipresente. Es un enchufe con simetría de rotación que se puede insertar de cualquier manera, lo que facilita su uso. También cuenta con muchos pines y blindaje, lo que lo hace más robusto y capaz de operar en entornos hostiles. Termina en el otro extremo con un conector Tipo A o Tipo B que se conecta a un puerto USB en una computadora u otro dispositivo.
Características del conector USB
Los conectores USB tienen varias características que están diseñadas para hacerlos más fáciles de usar y más confiables. Éstas incluyen:
- Polarización: los enchufes y conectores USB se insertan nominalmente en una orientación específica para evitar confusiones y garantizar que se conecten las líneas correctas.
- Alivio moldeado: los cables USB a menudo se moldean con un sobremoldeado de plástico que proporciona alivio y potencialmente aumenta la robustez del cable.
- Carcasa metálica: los conectores USB suelen tener una carcasa metálica que proporciona protección y ayuda a mantener el circuito intacto.
- Color azul: los conectores USB 3.0 a menudo son de color azul para designar sus velocidades de transferencia más altas y su compatibilidad con dispositivos USB 2.0.
Comprender las velocidades de transferencia USB
Generaciones y velocidades de USB
USB ha pasado por múltiples iteraciones desde que salió por primera vez, y cada versión tiene su propia velocidad de transferencia. Los principales puertos USB que se encuentran en las computadoras portátiles y dispositivos modernos son USB 2.0, USB 3.0 y USB 3.1. Aquí están las tasas de transferencia para cada generación:
- USB 1.0: 1.5 megabits por segundo (Mbps)
- USB 1.1: 12Mbps
- USB 2.0: 480Mbps
- USB 3.0: 5 gigabits por segundo (Gbps)
- USB 3.1 Gen 1: 5 Gbps (anteriormente conocido como USB 3.0)
- USB 3.1 de 2.a generación: 10 Gbps
Es importante tener en cuenta que las velocidades de transferencia están limitadas por el dispositivo más lento conectado al puerto USB. Entonces, si tiene un dispositivo USB 3.0 conectado a un puerto USB 2.0, la tasa de transferencia estará limitada a 480 Mbps.
Cables USB y velocidades de transferencia
El tipo de cable USB que utilice también puede afectar las velocidades de transferencia. Los cables USB se definen por su capacidad para transmitir datos y energía. Estos son los cables USB comunes y sus velocidades de transferencia definidas:
- Cables USB 1.0/1.1: pueden transmitir datos a una velocidad de hasta 12 Mbps
- Cables USB 2.0: Puede transmitir datos hasta 480 Mbps
- Cables USB 3.x: pueden transmitir datos hasta 10 Gbps
Supervelocidad USB y Supervelocidad+
USB 3.0 fue la primera versión en introducir tasas de transferencia de "supervelocidad" de 5 Gbps. Las versiones posteriores de USB 3.0, conocidas como USB 3.1 Gen 2, introdujeron tasas de transferencia "Superspeed+" de 10 Gbps. Esto significa que USB 3.1 Gen 2 duplica la tasa de transferencia de USB 3.1 Gen 1.
USB 3.2, presentado por USB Implementers Forum en septiembre de 2017, identifica dos tasas de transferencia:
- USB 3.2 Gen 1: 5 Gbps (anteriormente conocido como USB 3.0 y USB 3.1 Gen 1)
- USB 3.2 Gen 2: 10 Gbps (anteriormente conocido como USB 3.1 Gen 2)
Entrega de energía USB (PD) y velocidades de carga
USB también tiene una especificación llamada USB Power Delivery (PD), que permite velocidades de carga y transferencia de energía más rápidas. USB PD puede entregar hasta 100 vatios de potencia, que es más que suficiente para cargar una computadora portátil. USB PD prevalece en las computadoras portátiles y dispositivos más nuevos, y puede identificarlo buscando el logotipo de USB PD.
Identificación de velocidades de transferencia USB
Conocer las diferentes velocidades de transferencia USB puede ayudarlo a identificar y diagnosticar posibles problemas con sus dispositivos. Aquí hay algunas formas de identificar las velocidades de transferencia USB:
- Busque el logotipo de USB en su dispositivo o cable. El logo indicará la generación y velocidad del USB.
- Verifique las especificaciones de su dispositivo. Las especificaciones deben incluir la versión USB y la velocidad de transferencia.
- Dedique algo de tiempo a mover archivos entre dispositivos. Esto le dará una idea de la velocidad de transferencia que puede esperar.
Comprender las velocidades de transferencia USB puede ser complicado, pero es importante que sea comprensible si no puede nombrar los máximos de sus dispositivos. Al aprovechar las últimas tecnologías USB, puede lograr tasas de transferencia más altas y obtener una mayor eficiencia.
Motor
Suministro de energía USB (PD)
USB Power Delivery (PD) es una tecnología de solicitud y entrega basada en ciertos conectores y cables USB que proporciona un mayor rendimiento y capacidades de carga. PD es un estándar que permite una entrega de energía de hasta 100 W, que es suficiente para cargar una computadora portátil. PD es compatible con ciertos dispositivos Android y portátiles, así como con algunas marcas de cargadores USB.
Carga USB
La carga USB es una función que permite cargar dispositivos USB a través de un puerto USB. La carga USB es compatible con la mayoría de los dispositivos USB, incluidos teléfonos inteligentes, tabletas y cámaras. La carga USB se puede realizar a través de un cable USB conectado a un cargador o una computadora.
Laboratorios de prueba y herramientas USB
Las herramientas USB y los laboratorios de prueba son recursos que los desarrolladores pueden usar para probar el cumplimiento de la especificación USB de sus productos USB. El USB-IF proporciona una biblioteca de documentos, búsqueda de productos e información de contacto para las pruebas de cumplimiento de USB.
Carga patentada USB
La carga patentada por USB es una variante de la carga por USB desarrollada por ciertas empresas, como Berg Electronics, una subsidiaria de NCR, y Microsoft. Este método de carga utiliza un conector patentado y un protocolo de carga que no está respaldado por el USB-IF.
Licencias USB y Patentes
El USB-IF posee patentes relacionadas con la tecnología USB y cobra una tarifa de licencia a los fabricantes que desean utilizar el logotipo de USB y la identificación del proveedor. El USB-IF también otorga licencias del estándar PoweredUSB, que es un estándar patentado de carga y transferencia de datos desarrollado por USB-IF. Se requieren pruebas de cumplimiento de USB para los productos PoweredUSB.
Cumplimiento de USB y comunicados de prensa
Se requieren pruebas de cumplimiento de USB para todos los productos USB, incluidos aquellos que utilizan métodos de carga patentados. El USB-IF emite comunicados de prensa y proporciona recursos para miembros e implementadores de la especificación USB. El USB-IF también proporciona un logotipo y una identificación de proveedor para productos USB compatibles.
Comprensión de la compatibilidad de la versión USB
¿Por qué es importante la compatibilidad con la versión USB?
Al intentar utilizar dispositivos USB, es importante tener en cuenta la compatibilidad de la versión USB del dispositivo y el puerto al que se conectará. Si la versión USB del dispositivo y el puerto no son compatibles, es posible que el dispositivo no funcione o funcione a una velocidad inferior a la deseada. Esto significa que el dispositivo no podrá funcionar a su máximo potencial.
¿Cuáles son las diferentes versiones de USB?
Las versiones USB incluyen USB 1.0, USB 2.0, USB 3.0, USB 3.1 y USB 3.2. La versión USB está determinada por las tasas de transferencia, la potencia de salida y los conectores físicos.
¿Cuál es el mayor problema con la compatibilidad de la versión USB?
El mayor problema con la compatibilidad de la versión USB es que los conectores USB han cambiado con el tiempo, aunque por buenas razones. Esto significa que incluso si una computadora o un dispositivo host admite una determinada versión de USB, es posible que el puerto físico no sea del tipo correcto para encajar en el enchufe del dispositivo.
¿Cómo puede asegurarse de que sus dispositivos USB sean compatibles?
Para asegurarse de que sus dispositivos USB sean compatibles, debe tener en cuenta las siguientes variables:
- Versión USB del dispositivo y el puerto
- Tipo de conector USB (Tipo-A, Tipo-B, Tipo-C, etc.)
- Tasas de transferencia USB
- Potencia de salida del puerto USB
- Capacidades deseadas del dispositivo USB
- Máxima capacidad del puerto USB
- Tipo de dispositivo USB (unidad flash, disco duro, dispositivo de carga, etc.)
Puede utilizar una tabla de compatibilidad para averiguar qué versiones y enchufes USB son compatibles entre sí.
¿Qué significa la compatibilidad de la versión USB para la velocidad de transferencia?
La compatibilidad de la versión USB significa que la velocidad de transferencia del dispositivo se limitará a la versión USB más baja de los dos componentes. Por ejemplo, si un dispositivo USB 3.0 está conectado a un puerto USB 2.0, la velocidad de transferencia se limitará a las velocidades de transferencia de USB 2.0.
Dispositivos USB
Introducción a los dispositivos USB
Los dispositivos USB son periféricos externos diseñados para conectarse a una computadora a través de conectores USB. Ofrecen una solución rápida y sencilla para ampliar la funcionalidad y la potencia de una computadora. Los dispositivos USB vienen en varias formas y tamaños, y su número sigue aumentando cada año. Hoy en día, los dispositivos USB son una parte esencial de la informática moderna y es difícil imaginar una computadora sin ellos.
Ejemplos de dispositivos USB
Estos son algunos ejemplos de dispositivos USB:
- Disco USB: Un pequeño dispositivo que contiene una memoria flash para almacenar datos. Es una alternativa moderna al viejo disquete.
- Joystick/Gamepad: Un dispositivo utilizado para jugar juegos en una computadora. Ofrece una gran cantidad de botones y tiempos de reacción rápidos.
- Auriculares: un dispositivo utilizado para escuchar audio y grabar voces. Es una opción popular para hacer podcasts o dar entrevistas.
- Reproductores iPod/MP3: Un dispositivo utilizado para almacenar y reproducir música. Puede llenarse con miles de canciones y puede conectarse a una computadora para sincronizarse.
- Teclado: Un dispositivo utilizado para ingresar números y texto. Es una buena alternativa a un teclado de tamaño completo.
- Jump/Thumb Drive: Un pequeño dispositivo que contiene una memoria flash para almacenar datos. Es una alternativa moderna al viejo disquete.
- Tarjeta de sonido/altavoces: un dispositivo utilizado para reproducir audio. Ofrece mejor calidad de sonido que los altavoces integrados de una computadora.
- Webcam: Un dispositivo utilizado para grabar videos y tomar fotografías. Es una opción popular para videoconferencias y transmisión.
- Impresoras: Un dispositivo utilizado para imprimir textos e imágenes. Ofrece varias formas de impresión, como inyección de tinta, láser o térmica.
Dispositivos USB OTG
USB On-The-Go (OTG) es una función que ofrecen algunos dispositivos USB. Permite que un dispositivo actúe como host y se comunique con otros dispositivos USB. Estos son algunos ejemplos de dispositivos USB OTG:
- Teléfono móvil: Un dispositivo que ofrece la funcionalidad USB OTG. Se puede utilizar para conectar periféricos USB, como un teclado o un ratón.
- Cámara: un dispositivo que ofrece la funcionalidad USB OTG. Se puede usar para conectar una unidad flash USB para almacenar imágenes y videos.
- Escáner: Un dispositivo que ofrece funcionalidad USB OTG. Se puede utilizar para convertir escaneos de documentos o imágenes en archivos digitales.
Localización de puertos USB en sus dispositivos
Ubicaciones típicas de los puertos USB
Los puertos USB son como interfaces de cable a granel que permiten que los dispositivos electrónicos personales y de consumo modernos se conecten entre sí. Se pueden encontrar en una variedad de ubicaciones en sus dispositivos, que incluyen:
- Computadoras de escritorio: generalmente ubicadas en la parte posterior de la torre
- Computadoras portátiles: generalmente ubicadas en los costados o en la parte posterior del dispositivo
- Tabletas y teléfonos inteligentes: se pueden ubicar puertos USB adicionales en bloques o soportes de carga
Cómo funciona la enumeración USB
Cuando conecta un dispositivo USB a su computadora, un proceso llamado enumeración asigna una dirección única al dispositivo y comienza el proceso de identificación. Esto se llama ser enumerado. Luego, la computadora descubre qué tipo de dispositivo es y asigna el controlador apropiado para controlarlo. Por ejemplo, si conecta un mouse, la computadora envía pequeños comandos al dispositivo, pidiéndole que envíe información sobre sus parámetros. Una vez que la computadora ha verificado que el dispositivo es un mouse, asigna el controlador apropiado para controlarlo.
Velocidades USB y ancho de banda
USB 2.0 es el tipo de puerto USB más común, con una velocidad máxima de 480 Mbps. USB 3.0 y 3.1 son más rápidos, con velocidades de hasta 5 y 10 gigabits por segundo, respectivamente. Sin embargo, la velocidad de un puerto USB no está garantizada, ya que se divide entre todos los dispositivos conectados. La computadora anfitriona controla el flujo de datos al dividirlo en cuadros, y cada nuevo cuadro comienza en un nuevo intervalo de tiempo. Esto asegura que cada dispositivo tenga suficiente espacio para enviar y recibir datos.
Seguimiento de sus dispositivos USB
Con muchos dispositivos USB para elegir, puede ser difícil hacer un seguimiento de cuál es cuál. Muchos fabricantes marcan claramente sus dispositivos con logotipos o etiquetas, pero si tiene muchos dispositivos, aún puede ser difícil determinar cuál es cuál. Para ayudar con esto, puede usar un administrador de USB para abrir una lista de todos los dispositivos USB instalados y determinar cuál desea usar. Simplemente haga clic en el dispositivo que desea usar y se asignará al puerto apropiado.
Conclusión
Así que ahí lo tienes, todo lo que necesitas saber sobre USB. Es un protocolo que le permite conectarse y comunicarse con una amplia gama de dispositivos, y existe desde hace casi 25 años.
Ha cambiado la forma en que nos conectamos y usamos las computadoras y está aquí para quedarse. ¡Así que no tengas miedo de sumergirte y mojarte los pies! ¡No es tan aterrador como parece!
Soy Joost Nusselder, el fundador de Neaera y comercializador de contenido, papá, y me encanta probar nuevos equipos con la guitarra en el corazón de mi pasión, y junto con mi equipo, he estado creando artículos de blog detallados desde 2020 para ayudar a los lectores leales con consejos de grabación y guitarra.
