L'USB n'est-il pas simplement une norme universelle pour connecter des appareils ? Eh bien, pas tout à fait.
Universal Serial Bus (USB) est une norme industrielle développée au milieu des années 1990 utilisant des protocoles de communication dans un bus pour la connexion. Il a été conçu pour normaliser la connexion des périphériques informatiques (y compris les claviers et les imprimantes) aux ordinateurs personnels, à la fois pour communiquer et pour fournir de l'énergie électrique.
Mais comment fait-il cela ? Et pourquoi en avons-nous besoin ? Regardons la technologie et découvrons.
Comprendre la signification du bus série universel (USB)
La connexion standardisée pour les appareils
L'USB est une connexion normalisée qui permet aux appareils de se connecter à un ordinateur ou à d'autres appareils. Il est destiné à améliorer la connectivité d'une large gamme d'appareils et à leur permettre de communiquer entre eux. L'USB est largement utilisé dans l'industrie et constitue la méthode préférée de connexion d'appareils à des ordinateurs personnels.
Établissement de protocoles pour les périphériques USB
L'USB établit des protocoles pour que les appareils communiquent entre eux. Il permet aux appareils de demander et de recevoir des données en grande quantité. Par exemple, un clavier peut envoyer une demande à l'ordinateur pour taper une lettre, et l'ordinateur renverra la lettre au clavier pour l'afficher.
Connexion d'une gamme d'appareils
L'USB peut connecter une large gamme d'appareils, y compris des appareils multimédias tels que des disques durs et des lecteurs flash. Il est également destiné à permettre la configuration spontanée des appareils. Cela signifie que lorsqu'un périphérique est connecté, l'ordinateur peut automatiquement le découvrir et le configurer sans avoir besoin de redémarrer.
La structure physique de l'USB
USB se compose d'un plat, rectangulaire connecteur qui s'insère dans un port d'un ordinateur ou d'un concentrateur. Il existe différents types de connecteurs USB, y compris les connecteurs extérieurs carrés et inclinés. Le connecteur en amont est généralement amovible et un câble est utilisé pour le connecter à l'ordinateur ou au concentrateur.
Tension USB et bande passante maximale
La dernière génération d'USB prend en charge une tension maximale de 5 volts et une bande passante maximale de 10 Gbps. La structure de l'USB comprend les interfaces suivantes :
- Pilote de contrôleur hôte (HCD)
- Interface de pilote de contrôleur hôte (HCDI)
- Périphérique USB
- USB Hub
Gérer la bande passante et répondre aux exigences des clients
Le protocole USB gère l'interconnexion entre les appareils et gère la bande passante pour s'assurer que les données sont transmises le plus rapidement possible. La bande passante disponible dépend des spécifications techniques du périphérique USB. Le logiciel USB gère et contrôle le flux de données et réalise la communication entre les parties cachées de l'USB.
Faciliter le transfert de données avec des tubes USB
USB se compose de tuyaux qui facilitent le transfert de données entre les appareils. Un tube est un canal logique utilisé pour transférer des données entre le logiciel et le matériel. Les canaux USB sont utilisés pour transférer des données entre les appareils et les logiciels.
L'évolution de l'USB : de la connectivité de base à la norme mondiale
Les débuts de l'USB
Les périphériques USB ont été développés à l'origine pour configurer un ordinateur avec une multitude de périphériques. Au début, il existait deux variétés de base d'USB : parallèle et série. Le développement de l'USB a commencé en 1994, dans le but de faciliter fondamentalement la connexion des PC à une multitude d'appareils.
Les problèmes d'adressage et de convivialité qui affectaient les connexions parallèles et série ont été simplifiés avec l'USB, car il permettait la configuration logicielle des appareils connectés, permettant une plus grande fonctionnalité plug and play. Ajay Bhatt et son équipe ont travaillé sur les circuits intégrés prenant en charge l'USB, qui ont été produits par Intel. Les premières interfaces USB ont été vendues dans le monde en janvier 1996.
USB 1.0 et 1.1
La première révision de l'USB a été largement adoptée et a conduit Microsoft à désigner l'USB comme méthode de connexion standard pour les PC. Les spécifications USB 1.0 et 1.1 permettaient des connexions à faible bande passante, avec un taux de transfert maximal de 12 Mbps. Il s'agissait d'une amélioration significative par rapport aux connexions parallèles et série.
En août 1998, les premiers périphériques USB 1.1 sont apparus, conformes à la nouvelle norme. Cependant, la conception a été entravée en traitant les périphériques comme attachés au réceptacle de connexion, connu sous le nom de connecteur "A". Cela a conduit au développement du connecteur "B", qui a permis une connexion plus flexible aux périphériques.
USB 2.0
En avril 2000, l'USB 2.0 a été introduit, ajoutant la prise en charge de connexions à bande passante plus élevée avec un taux de transfert maximal de 480 Mbps. Cela a conduit au développement de conceptions plus petites, telles que des connecteurs miniaturisés et des clés USB. Les conceptions plus petites permettaient une plus grande portabilité et commodité.
USB 3.0 et au-delà
L'USB 3.0 a été introduit en novembre 2008, avec un taux de transfert maximal de 5 Gbit/s. Il s'agissait d'une amélioration significative par rapport à l'USB 2.0 et permettait des taux de transfert de données plus rapides. USB 3.1 et USB 3.2 ont ensuite été introduits, avec des taux de transfert encore plus élevés.
Des modifications de l'ingénierie de l'USB ont été apportées au fil des ans, avec des avis de modification et des avis de modification technique importants (ECN) inclus dans le package. Les câbles USB ont également évolué, avec l'introduction de câbles interpuces qui permettent de communiquer entre appareils sans nécessiter de connexion USB séparée.
L'USB a également ajouté la prise en charge des chargeurs dédiés, qui permettent une charge plus rapide des appareils. L'USB est devenu une norme mondiale, avec des milliards d'appareils vendus dans le monde. Il a révolutionné la façon dont nous nous connectons et communiquons avec nos appareils, et il continue d'évoluer pour répondre aux besoins du monde moderne.
Types de connecteurs USB
Introduction
Les connecteurs USB sont une partie essentielle du système USB, fournissant un moyen de connecter des périphériques USB à un ordinateur ou à un autre périphérique. Il existe plusieurs types de connecteurs USB, chacun avec sa propre configuration et sa propre désignation.
Types de prise et de connecteur USB
La prise USB est le connecteur mâle que l'on trouve généralement sur les câbles USB, tandis que le connecteur USB est la prise femelle que l'on trouve sur les périphériques USB. Il existe plusieurs types de fiches et de connecteurs USB, notamment :
- Type A : Il s'agit du type de prise USB le plus courant, que l'on trouve généralement sur les périphériques USB tels que les claviers, les clés USB et les périphériques AVR. Il se termine à l'autre extrémité par un connecteur de type A qui se branche sur un port USB d'un ordinateur ou d'un autre appareil.
- Type B : Ce type de prise USB se trouve généralement sur les périphériques USB qui nécessitent plus d'alimentation qu'un connecteur de type A ne peut fournir, tels que les imprimantes et les scanners. Il se termine à l'autre extrémité par un connecteur de type B qui se branche sur un port USB d'un ordinateur ou d'un autre appareil.
- Mini-USB : Ce type de prise USB est une version plus petite de la prise de type B et se trouve généralement sur les appareils photo numériques et autres petits appareils. Il se termine à l'autre extrémité par un connecteur de type A ou de type B qui se branche sur un port USB d'un ordinateur ou d'un autre appareil.
- Micro-USB : Ce type de prise USB est encore plus petit que la prise Mini-USB et se trouve généralement sur les appareils plus récents tels que les smartphones et les tablettes. Il se termine à l'autre extrémité par un connecteur de type A ou de type B qui se branche sur un port USB d'un ordinateur ou d'un autre appareil.
- USB Type-C : Il s'agit du type de prise USB le plus récent et il devient de plus en plus omniprésent. Il s'agit d'une fiche à symétrie de rotation qui peut être insérée dans les deux sens, ce qui facilite son utilisation. Il comporte également de nombreuses broches et un blindage, ce qui le rend plus robuste et capable de fonctionner dans des environnements difficiles. Il se termine à l'autre extrémité par un connecteur de type A ou de type B qui se branche sur un port USB d'un ordinateur ou d'un autre appareil.
Caractéristiques du connecteur USB
Les connecteurs USB ont plusieurs fonctionnalités conçues pour les rendre plus faciles à utiliser et plus fiables. Ceux-ci inclus:
- Polarisation : les fiches et connecteurs USB sont nominalement insérés dans une orientation spécifique pour éviter toute confusion et garantir que les lignes correctes sont connectées.
- Relief moulé : les câbles USB sont souvent moulés avec un surmoulage en plastique qui apporte du relief et ajoute potentiellement à la robustesse du câble.
- Coque métallique : les connecteurs USB ont souvent une coque métallique qui fournit un blindage et aide à garder le circuit intact.
- Couleur bleue : les connecteurs USB 3.0 sont souvent colorés en bleu pour désigner leurs vitesses de transfert plus élevées et leur compatibilité avec les périphériques USB 2.0.
Comprendre les vitesses de transfert USB
Générations et vitesses USB
L'USB a subi plusieurs itérations depuis sa sortie, et chaque version a sa propre vitesse de transfert. Les principaux ports USB trouvés sur les ordinateurs portables et les appareils modernes sont USB 2.0, USB 3.0 et USB 3.1. Voici les taux de transfert pour chaque génération :
- USB 1.0 : 1.5 mégabits par seconde (Mbps)
- USB 1.1 : 12 Mbit/s
- USB 2.0 : 480 Mbit/s
- USB 3.0 : 5 gigabits par seconde (Gbps)
- USB 3.1 Gen 1 : 5 Gbit/s (anciennement connu sous le nom d'USB 3.0)
- USB 3.1 Gen 2 : 10 Gbit/s
Il est important de noter que les taux de transfert sont limités par le périphérique le plus lent connecté au port USB. Ainsi, si vous avez un périphérique USB 3.0 connecté à un port USB 2.0, le taux de transfert sera limité à 480 Mbps.
Câbles USB et vitesses de transfert
Le type de câble USB que vous utilisez peut également affecter les vitesses de transfert. Les câbles USB sont définis par leur capacité à transmettre des données et de l'énergie. Voici les câbles USB courants et leurs vitesses de transfert définies :
- Câbles USB 1.0/1.1 : peuvent transmettre des données jusqu'à 12 Mbps
- Câbles USB 2.0 : peuvent transmettre des données jusqu'à 480 Mbps
- Câbles USB 3.x : peuvent transmettre des données jusqu'à 10 Gbit/s
USB Superspeed et Superspeed+
L'USB 3.0 a été la première version à introduire des taux de transfert "Superspeed" de 5 Gbps. Les versions ultérieures de l'USB 3.0, connues sous le nom d'USB 3.1 Gen 2, ont introduit des taux de transfert « Superspeed+ » de 10 Gbit/s. Cela signifie que l'USB 3.1 Gen 2 double le taux de transfert de l'USB 3.1 Gen 1.
L'USB 3.2, dévoilé par l'USB Implementers Forum en septembre 2017, identifie deux taux de transfert :
- USB 3.2 Gen 1 : 5 Gbit/s (anciennement USB 3.0 et USB 3.1 Gen 1)
- USB 3.2 Gen 2 : 10 Gbit/s (anciennement USB 3.1 Gen 2)
Alimentation USB (PD) et vitesses de charge
L'USB a également une spécification appelée USB Power Delivery (PD), qui permet des vitesses de charge et un transfert de puissance plus rapides. L'USB PD peut fournir jusqu'à 100 watts de puissance, ce qui est plus que suffisant pour charger un ordinateur portable. L'USB PD est répandu dans les nouveaux ordinateurs portables et appareils, et vous pouvez l'identifier en recherchant le logo USB PD.
Identification des vitesses de transfert USB
Connaître les différentes vitesses de transfert USB peut vous aider à identifier et à diagnostiquer les problèmes potentiels avec vos appareils. Voici quelques façons d'identifier les vitesses de transfert USB :
- Recherchez le logo USB sur votre appareil ou votre câble. Le logo indiquera la génération et la vitesse USB.
- Vérifiez les spécifications de votre appareil. Les spécifications doivent indiquer la version USB et la vitesse de transfert.
- Passez du temps à déplacer des fichiers entre les appareils. Cela vous donnera une idée de la vitesse de transfert à laquelle vous pouvez vous attendre.
Comprendre les vitesses de transfert USB peut être compliqué, mais il est important de comprendre si vous êtes coincé à nommer les maximums de vos appareils. En tirant parti des dernières technologies USB, vous pouvez atteindre des taux de transfert plus élevés et gagner en efficacité.
Puissance
Alimentation USB (PD)
USB Power Delivery (PD) est une technologie de demande et de livraison basée sur certains connecteurs et câbles USB qui offre des performances et des capacités de charge supérieures. PD est une norme qui permet jusqu'à 100 W de puissance, ce qui est suffisant pour charger un ordinateur portable. PD est pris en charge par certains appareils et ordinateurs portables Android, ainsi que par certaines marques de chargeurs USB.
Chargement USB
Le chargement USB est une fonctionnalité qui permet de charger des périphériques USB via un port USB. Le chargement USB est pris en charge par la plupart des appareils USB, y compris les smartphones, les tablettes et les appareils photo. Le chargement USB peut être effectué via un câble USB connecté à un chargeur ou à un ordinateur.
Outils USB et laboratoires de test
Les outils USB et les laboratoires de test sont des ressources que les développeurs peuvent utiliser pour tester la conformité de leurs produits USB avec la spécification USB. L'USB-IF fournit une bibliothèque de documents, une recherche de produits et des informations de contact pour les tests de conformité USB.
Chargement propriétaire USB
La charge propriétaire USB est une variante de la charge USB qui a été développée par certaines sociétés, telles que Berg Electronics, une filiale de NCR, et Microsoft. Cette méthode de charge utilise un connecteur propriétaire et un protocole de charge qui n'est pas approuvé par l'USB-IF.
Licences et brevets USB
L'USB-IF détient des brevets liés à la technologie USB et facture des frais de licence aux fabricants qui souhaitent utiliser le logo USB et l'ID du fournisseur. L'USB-IF autorise également la norme PoweredUSB, qui est une norme propriétaire de charge et de transfert de données développée par l'USB-IF. Des tests de conformité USB sont requis pour les produits PoweredUSB.
Conformité USB et communiqués de presse
Des tests de conformité USB sont requis pour tous les produits USB, y compris ceux qui utilisent des méthodes de charge propriétaires. L'USB-IF publie des communiqués de presse et fournit des ressources aux membres et aux implémenteurs de la spécification USB. L'USB-IF fournit également un logo et un identifiant de fournisseur pour les produits USB conformes.
Compréhension de la compatibilité des versions USB
Pourquoi la compatibilité des versions USB est-elle importante ?
Lorsque vous essayez d'utiliser des périphériques USB, il est important de tenir compte de la compatibilité de la version USB du périphérique et du port sur lequel il sera branché. Si la version USB de l'appareil et le port ne sont pas compatibles, l'appareil peut ne pas fonctionner ou fonctionner à une vitesse inférieure à celle souhaitée. Cela signifie que l'appareil ne pourra pas fonctionner à son plein potentiel.
Quelles sont les différentes versions USB ?
Les versions USB incluent USB 1.0, USB 2.0, USB 3.0, USB 3.1 et USB 3.2. La version USB est déterminée par les taux de transfert, la puissance de sortie et les connecteurs physiques.
Quel est le plus gros problème avec la compatibilité de la version USB ?
Le plus gros problème avec la compatibilité de la version USB est que les connecteurs USB ont changé au fil du temps, mais pour de bonnes raisons. Cela signifie que même si un ordinateur ou un périphérique hôte prend en charge une certaine version USB, le port physique peut ne pas être du bon type pour s'adapter à la prise du périphérique.
Comment pouvez-vous vous assurer que vos périphériques USB sont compatibles ?
Pour vous assurer que vos périphériques USB sont compatibles, vous devez tenir compte des variables suivantes :
- Version USB de l'appareil et du port
- Type de connecteur USB (Type-A, Type-B, Type-C, etc.)
- Taux de transfert USB
- Sortie d'alimentation du port USB
- Capacités souhaitées du périphérique USB
- Capacité maximale du port USB
- Type de périphérique USB (lecteur flash, disque dur, chargeur, etc.)
Vous pouvez utiliser un tableau de compatibilité pour savoir quelles versions et prises USB sont compatibles entre elles.
Que signifie la compatibilité de la version USB pour la vitesse de transfert ?
La compatibilité de la version USB signifie que la vitesse de transfert de l'appareil sera limitée à la version USB la plus basse des deux composants. Par exemple, si un périphérique USB 3.0 est branché sur un port USB 2.0, la vitesse de transfert sera limitée aux taux de transfert USB 2.0.
Périphériques USB
Présentation des périphériques USB
Les périphériques USB sont des périphériques externes conçus pour être connectés à un ordinateur via des connecteurs USB. Ils offrent une solution simple et rapide pour étendre les fonctionnalités et la puissance d'un ordinateur. Les périphériques USB se présentent sous différentes formes et tailles, et leur nombre ne cesse d'augmenter chaque année. De nos jours, les périphériques USB sont une partie essentielle de l'informatique moderne, et il est difficile d'imaginer un ordinateur sans eux.
Exemples de périphériques USB
Voici quelques exemples de périphériques USB :
- Disque USB : Un petit appareil qui contient une mémoire flash pour stocker des données. C'est une alternative moderne à l'ancienne disquette.
- Joystick/Gamepad : appareil utilisé pour jouer à des jeux sur un ordinateur. Il offre beaucoup de boutons et des temps de réaction rapides.
- Casque : Un appareil utilisé pour écouter de l'audio et enregistrer des voix. C'est un choix populaire pour le podcasting ou pour donner des interviews.
- Lecteurs iPod/MP3 : un appareil utilisé pour stocker et écouter de la musique. Il peut contenir des milliers de chansons et peut être connecté à un ordinateur pour la synchronisation.
- Clavier : appareil utilisé pour saisir des chiffres et du texte. C'est une bonne alternative à un clavier pleine grandeur.
- Jump/Thumb Drive : Un petit appareil qui contient une mémoire flash pour stocker des données. C'est une alternative moderne à l'ancienne disquette.
- Carte son/Haut-parleurs : périphérique utilisé pour la lecture audio. Il offre une meilleure qualité sonore que les haut-parleurs intégrés d'un ordinateur.
- Webcam : Appareil utilisé pour enregistrer des vidéos et prendre des photos. C'est un choix populaire pour la visioconférence et le streaming.
- Imprimantes : appareil utilisé pour imprimer des textes et des images. Il propose différents modes d'impression, tels que le jet d'encre, le laser ou le thermique.
Périphériques USB OTG
USB On-The-Go (OTG) est une fonctionnalité offerte par certains périphériques USB. Il permet à un périphérique d'agir en tant qu'hôte et de communiquer avec d'autres périphériques USB. Voici quelques exemples de périphériques USB OTG :
- Téléphone portable : un appareil qui offre la fonctionnalité USB OTG. Il peut être utilisé pour connecter des périphériques USB, tels qu'un clavier ou une souris.
- Appareil photo : Un appareil qui offre la fonctionnalité USB OTG. Il peut être utilisé pour connecter une clé USB pour stocker des photos et des vidéos.
- Scanner : Un appareil qui offre la fonctionnalité USB OTG. Il peut être utilisé pour convertir des numérisations de documents ou d'images en fichiers numériques.
Localisation des ports USB sur vos appareils
Emplacements typiques des ports USB
Les ports USB sont comme des interfaces de câble en vrac qui permettent aux appareils électroniques personnels et grand public modernes de se connecter les uns aux autres. Ils peuvent être trouvés à divers endroits sur vos appareils, notamment :
- Ordinateurs de bureau : généralement situés à l'arrière de la tour
- Ordinateurs portables : généralement situés sur les côtés ou à l'arrière de l'appareil
- Tablettes et smartphones : des ports USB supplémentaires peuvent être situés sur des blocs ou des supports de charge
Fonctionnement de l'énumération USB
Lorsque vous connectez un périphérique USB à votre ordinateur, un processus appelé énumération attribue une adresse unique au périphérique et commence le processus d'identification. C'est ce qu'on appelle être énuméré. L'ordinateur découvre alors de quel type de périphérique il s'agit et attribue le pilote approprié pour le contrôler. Par exemple, si vous connectez une souris, l'ordinateur envoie de petites commandes à l'appareil, lui demandant de lui renvoyer des informations sur ses paramètres. Une fois que l'ordinateur a vérifié que le périphérique est une souris, il attribue le pilote approprié pour le contrôler.
Vitesses et bande passante USB
USB 2.0 est le type de port USB le plus courant, avec une vitesse maximale de 480 Mbps. USB 3.0 et 3.1 sont plus rapides, avec des vitesses allant jusqu'à 5 et 10 gigabits par seconde, respectivement. Cependant, la vitesse d'un port USB n'est pas garantie, car elle est répartie entre tous les appareils connectés. L'ordinateur hôte contrôle le flux de données en le divisant en trames, chaque nouvelle trame commençant dans un nouveau créneau horaire. Cela garantit que chaque appareil dispose d'un espace suffisant pour envoyer et recevoir des données.
Garder une trace de vos périphériques USB
Avec de nombreux périphériques USB parmi lesquels choisir, il peut être difficile de savoir lequel est lequel. De nombreux fabricants marquent clairement leurs appareils avec des logos ou des étiquettes, mais si vous avez beaucoup d'appareils, il peut toujours être difficile de déterminer lequel est lequel. Pour vous aider, vous pouvez utiliser un gestionnaire USB pour ouvrir une liste de tous les périphériques USB installés et déterminer celui que vous souhaitez utiliser. Cliquez simplement sur l'appareil que vous souhaitez utiliser et il sera attribué au port approprié.
Conclusion
Alors voilà, tout ce que vous devez savoir sur l'USB. C'est un protocole qui vous permet de vous connecter et de communiquer avec une large gamme d'appareils, et il existe depuis près de 25 ans.
Il a changé la façon dont nous nous connectons et utilisons les ordinateurs et il est là pour rester. Alors n'ayez pas peur de plonger et de vous mouiller les pieds ! Ce n'est pas aussi effrayant que ça en a l'air !
Je suis Joost Nusselder, le fondateur de Neaera et un spécialiste du marketing de contenu, papa, et j'adore essayer de nouveaux équipements avec la guitare au cœur de ma passion, et avec mon équipe, je crée des articles de blog approfondis depuis 2020 pour aider les lecteurs fidèles avec des conseils d'enregistrement et de guitare.
