Nije li USB samo univerzalni standard za povezivanje uređaja? Pa, ne baš.
Univerzalna serijska sabirnica (USB) je industrijski standard razvijen sredinom 1990-ih koristeći komunikacijske protokole u sabirnici za povezivanje. Dizajniran je za standardizaciju povezivanja računalnih periferija (uključujući tipkovnice i pisače) s osobnim računalima, kako za komunikaciju tako i za napajanje električnom energijom.
Ali kako to čini? A zašto nam to treba? Pogledajmo tehnologiju i saznajmo.
Razumijevanje značenja univerzalne serijske sabirnice (USB)
Standardizirana veza za uređaje
USB je standardizirana veza koja omogućuje povezivanje uređaja s računalom ili drugim uređajima. Namijenjen je poboljšanju povezivosti širokog spektra uređaja i omogućavanju njihove međusobne komunikacije. USB se široko koristi u industriji i preferirana je metoda povezivanja uređaja s osobnim računalima.
Uspostavljanje protokola za USB uređaje
USB uspostavlja protokole za međusobnu komunikaciju uređaja. Uređajima omogućuje traženje i primanje podataka u velikim količinama. Na primjer, tipkovnica može poslati zahtjev računalu da upiše slovo, a računalo će poslati slovo natrag tipkovnici da ga prikaže.
Povezivanje niza uređaja
USB može povezati širok raspon uređaja, uključujući medijske uređaje poput tvrdih diskova i flash pogona. Također je namijenjen da omogući spontanu konfiguraciju uređaja. To znači da kada je uređaj povezan, računalo ga može automatski otkriti i konfigurirati bez potrebe za ponovnim pokretanjem.
Fizička struktura USB-a
USB se sastoji od ravnog, pravokutnog konektor koji se umeće u priključak na računalu ili čvorištu. Postoje različite vrste USB priključaka, uključujući četvrtaste i kose vanjske priključke. Upstream konektor se obično može ukloniti, a kabel se koristi za njegovo spajanje na računalo ili čvorište.
USB napon i maksimalna propusnost
Najnovija generacija USB-a podržava maksimalni napon od 5 volti i maksimalnu propusnost od 10 Gbps. Struktura USB-a uključuje sljedeća sučelja:
- Upravljački program glavnog upravljača (HCD)
- Sučelje upravljačkog programa host kontrolera (HCDI)
- USB uređaj
- USB Hub
Upravljanje propusnošću i ispunjavanje zahtjeva korisnika
USB protokol upravlja međusobnom vezom između uređaja i upravlja propusnošću kako bi se osigurao što brži prijenos podataka. Dostupna propusnost ovisi o tehničkim specifikacijama USB uređaja. USB softver upravlja i kontrolira protok podataka i ostvaruje komunikaciju između skrivenih dijelova USB-a.
Olakšavanje prijenosa podataka s USB cijevima
USB se sastoji od cijevi koje olakšavaju prijenos podataka između uređaja. Cijev je logički kanal koji se koristi za prijenos podataka između softvera i hardvera. USB cijevi se koriste za prijenos podataka između uređaja i softvera.
Evolucija USB-a: od osnovnog povezivanja do globalnog standarda
Rani dani USB-a
USB uređaji izvorno su razvijeni kao način postavljanja računala s mnoštvom perifernih uređaja. U ranim danima postojale su dvije osnovne varijante USB-a: paralelni i serijski. Razvoj USB-a započeo je 1994. s ciljem da se iz temelja olakša povezivanje računala s mnoštvom uređaja.
Problemi s adresiranjem i upotrebljivošću koji su mučili paralelne i serijske veze pojednostavljeni su s USB-om, jer je omogućio konfiguraciju softvera povezanih uređaja, dopuštajući veću funkcionalnost uključi i radi. Ajay Bhatt i njegov tim radili su na integriranim krugovima koji podržavaju USB, a proizvodi ih Intel. Prva USB sučelja prodana su globalno u siječnju 1996.
USB 1.0 i 1.1
Najranija revizija USB-a bila je široko prihvaćena i dovela je do toga da Microsoft odredi USB kao standardnu metodu povezivanja za osobna računala. Specifikacije USB 1.0 i 1.1 dopuštale su veze niske propusnosti, s maksimalnom brzinom prijenosa od 12 Mbps. To je bio značajan napredak u odnosu na paralelne i serijske veze.
U kolovozu 1998. pojavili su se prvi USB 1.1 uređaji koji su odgovarali novom standardu. Međutim, dizajn je bio otežan tretiranjem perifernih uređaja kao spojenih na priključnu utičnicu, koja je bila poznata kao "A" konektor. To je dovelo do razvoja "B" konektora, koji je omogućio fleksibilnije povezivanje s perifernim uređajima.
USB 2.0
U travnju 2000. uveden je USB 2.0, koji je dodao podršku za veze veće propusnosti s maksimalnom brzinom prijenosa od 480 Mbps. To je dovelo do razvoja manjih dizajna, kao što su minijaturizirani konektori i USB flash pogoni. Manji dizajni omogućili su veću prenosivost i praktičnost.
USB 3.0 i dalje
USB 3.0 predstavljen je u studenom 2008., s maksimalnom brzinom prijenosa od 5 Gbps. To je bilo značajno poboljšanje u odnosu na USB 2.0 i omogućilo je brži prijenos podataka. Kasnije su predstavljeni USB 3.1 i USB 3.2, s još većim brzinama prijenosa.
Tijekom godina napravljene su izmjene u izradi USB-a, s obavijestima o promjenama i važnim obavijestima o inženjerskim promjenama (ECN) uključenim u paket. USB kabeli su također evoluirali, uvođenjem interchip kabela koji omogućuju komunikaciju između uređaja bez potrebe za posebnom USB vezom.
USB je također dodao podršku za namjenske punjače, koji omogućuju brže punjenje uređaja. USB je postao globalni standard, s milijardama prodanih uređaja diljem svijeta. Revolucionirao je način na koji se povezujemo i komuniciramo s našim uređajima i nastavlja se razvijati kako bi zadovoljio potrebe modernog svijeta.
Vrste USB konektora
Uvod
USB konektori bitan su dio USB sustava, omogućujući način povezivanja USB uređaja s računalom ili drugim uređajem. Postoji nekoliko različitih tipova USB konektora, svaki sa svojom specifičnom konfiguracijom i oznakom.
Vrste USB utikača i konektora
USB utikač je muški konektor koji se obično nalazi na USB kabelima, dok je USB konektor ženska utičnica koja se nalazi na USB uređajima. Postoji nekoliko različitih vrsta USB utikača i konektora, uključujući:
- Tip A: Ovo je najčešći tip USB priključka, koji se obično nalazi na USB uređajima kao što su tipkovnice, memorijske kartice i AVR uređaji. Na drugom kraju završava s konektorom tipa A koji se uključuje u USB priključak na računalu ili drugom uređaju.
- Tip B: Ovaj tip USB utikača obično se nalazi na USB uređajima koji zahtijevaju više energije nego što konektor tipa A može pružiti, kao što su pisači i skeneri. Na drugom kraju završava s konektorom tipa B koji se uključuje u USB priključak na računalu ili drugom uređaju.
- Mini-USB: Ova vrsta USB utikača je manja verzija utikača tipa B i obično se nalazi na digitalnim fotoaparatima i drugim malim uređajima. Završava se na drugom kraju s konektorom tipa A ili tipa B koji se uključuje u USB priključak na računalu ili drugom uređaju.
- Micro-USB: Ova vrsta USB utikača čak je manja od Mini-USB utikača i obično se nalazi na novijim uređajima kao što su pametni telefoni i tableti. Završava se na drugom kraju s konektorom tipa A ili tipa B koji se uključuje u USB priključak na računalu ili drugom uređaju.
- USB Type-C: Ovo je najnoviji tip USB priključka i postaje sve prisutniji. To je rotacijski simetričan utikač koji se može umetnuti na bilo koji način, što olakšava korištenje. Također ima puno klinova i zaštite, što ga čini robusnijim i sposobnijim za rad u teškim uvjetima. Završava se na drugom kraju s konektorom tipa A ili tipa B koji se uključuje u USB priključak na računalu ili drugom uređaju.
Značajke USB konektora
USB priključci imaju nekoliko značajki koje su dizajnirane da ih učine lakšim za korištenje i pouzdanijima. To uključuje:
- Polarizacija: USB utikači i priključci nominalno su umetnuti u određenoj orijentaciji kako bi se izbjegla zabuna i osiguralo da su ispravne linije spojene.
- Oblikovani reljef: USB kabeli često su oblikovani s plastičnim preljevom koji daje reljef i potencijalno povećava robusnost kabela.
- Metalni omotač: USB konektori često imaju metalni omotač koji štiti i pomaže u održavanju kruga netaknutim.
- Plava boja: USB 3.0 konektori često su plavo obojeni kako bi se označila njihova veća brzina prijenosa i kompatibilnost s USB 2.0 uređajima.
Razumijevanje USB brzina prijenosa
USB generacije i brzine
USB je prošao višestruke iteracije otkako se pojavio, a svaka verzija ima vlastitu brzinu prijenosa. Glavni USB priključci koji se nalaze na modernim prijenosnim računalima i uređajima su USB 2.0, USB 3.0 i USB 3.1. Ovdje su stope prijenosa za svaku generaciju:
- USB 1.0: 1.5 megabita u sekundi (Mbps)
- USB 1.1: 12 Mbps
- USB 2.0: 480 Mbps
- USB 3.0: 5 gigabita u sekundi (Gbps)
- USB 3.1 Gen 1: 5 Gbps (ranije poznat kao USB 3.0)
- USB 3.1 Gen 2: 10 Gbps
Važno je napomenuti da su brzine prijenosa ograničene najsporijim uređajem spojenim na USB priključak. Dakle, ako imate USB 3.0 uređaj spojen na USB 2.0 priključak, brzina prijenosa bit će ograničena na 480 Mbps.
USB kabeli i brzine prijenosa
Vrsta USB kabela koji koristite također može utjecati na brzinu prijenosa. USB kabeli definirani su svojom sposobnošću prijenosa podataka i napajanja. Ovdje su uobičajeni USB kabeli i njihove definirane brzine prijenosa:
- USB 1.0/1.1 kabeli: Mogu prenositi podatke do 12 Mbps
- USB 2.0 kabeli: Mogu prenositi podatke do 480 Mbps
- USB 3.x kabeli: Mogu prenositi podatke do 10 Gbps
USB Superspeed i Superspeed+
USB 3.0 je bila prva verzija koja je uvela "Superspeed" brzine prijenosa od 5 Gbps. Kasnije verzije USB 3.0, poznate kao USB 3.1 Gen 2, uvele su brzine prijenosa "Superspeed+" od 10 Gbps. To znači da USB 3.1 Gen 2 udvostručuje brzinu prijenosa od USB 3.1 Gen 1.
USB 3.2, koji je predstavio USB Implementers Forum u rujnu 2017., identificira dvije brzine prijenosa:
- USB 3.2 Gen 1: 5 Gbps (ranije poznat kao USB 3.0 i USB 3.1 Gen 1)
- USB 3.2 Gen 2: 10 Gbps (ranije poznat kao USB 3.1 Gen 2)
USB napajanje (PD) i brzine punjenja
USB također ima specifikaciju pod nazivom USB Power Delivery (PD), koja omogućuje veće brzine punjenja i prijenos energije. USB PD može isporučiti do 100 W snage, što je više nego dovoljno za punjenje prijenosnog računala. USB PD prevladava u novijim prijenosnim računalima i uređajima, a možete ga prepoznati po logotipu USB PD.
Identificiranje brzine USB prijenosa
Poznavanje različitih brzina USB prijenosa može vam pomoći u prepoznavanju i dijagnosticiranju potencijalnih problema s vašim uređajima. Evo nekoliko načina za prepoznavanje brzine USB prijenosa:
- Potražite USB logo na svom uređaju ili kabelu. Logo će označavati USB generaciju i brzinu.
- Provjerite specifikacije svog uređaja. U specifikacijama bi trebala biti navedena USB verzija i brzina prijenosa.
- Provedite neko vrijeme premještajući datoteke između uređaja. To će vam dati ideju o brzini prijenosa koju možete očekivati.
Razumijevanje USB brzina prijenosa može biti komplicirano, ali važno je razumjeti ako ste zapeli u imenovanju maksimuma svojih uređaja. Iskorištavanjem prednosti najnovije USB tehnologije možete postići veće brzine prijenosa i veću učinkovitost.
Vlast
USB napajanje (PD)
USB Power Delivery (PD) je tehnologija zahtjeva i isporuke koja se temelji na određenim USB priključcima i kabelima koja pruža bolje performanse i mogućnosti punjenja. PD je standard koji omogućuje isporuku do 100 W snage, što je dovoljno za punjenje prijenosnog računala. PD podržavaju određeni Android uređaji i prijenosna računala, kao i neke marke USB punjača.
USB punjenje
USB punjenje je značajka koja omogućuje punjenje USB uređaja putem USB priključka. USB punjenje podržava većina USB uređaja, uključujući pametne telefone, tablete i kamere. USB punjenje se može izvršiti preko USB kabela spojenog na punjač ili računalo.
USB alati i laboratoriji za testiranje
USB alati i testni laboratoriji resursi su koje programeri mogu koristiti za testiranje usklađenosti svojih USB proizvoda s USB specifikacijom. USB-IF pruža biblioteku dokumenata, pretraživanje proizvoda i podatke za kontakt za USB testiranje usklađenosti.
USB vlastito punjenje
Vlasničko USB punjenje je varijanta USB punjenja koju su razvile određene tvrtke, poput Berg Electronicsa, podružnice NCR-a, i Microsofta. Ova metoda punjenja koristi vlasnički konektor i protokol punjenja koje USB-IF ne podržava.
USB licenciranje i patenti
USB-IF posjeduje patente povezane s USB tehnologijom i naplaćuje naknadu za licenciranje proizvođačima koji žele koristiti USB logo i ID dobavljača. USB-IF također licencira standard PoweredUSB, koji je vlasnički standard za punjenje i prijenos podataka koji je razvio USB-IF. Za PoweredUSB proizvode potrebno je testiranje usklađenosti USB-a.
USB usklađenost i priopćenja za tisak
Testiranje USB usklađenosti potrebno je za sve USB proizvode, uključujući one koji koriste vlastite metode punjenja. USB-IF izdaje priopćenja za tisak i osigurava resurse za članove i implementatore USB specifikacije. USB-IF također nudi logo i ID dobavljača za sukladne USB proizvode.
Razumijevanje kompatibilnosti USB verzije
Zašto je kompatibilnost USB verzije važna?
Kada pokušavate koristiti USB uređaje, važno je uzeti u obzir kompatibilnost USB verzije uređaja i priključka u koji će biti priključen. Ako USB verzija uređaja i priključak nisu kompatibilni, uređaj možda neće raditi ili će raditi manjom brzinom od željene. To znači da uređaj neće moći ispuniti svoj puni potencijal.
Koje su različite USB verzije?
USB verzije uključuju USB 1.0, USB 2.0, USB 3.0, USB 3.1 i USB 3.2. USB verzija određena je brzinama prijenosa, izlaznom snagom i fizičkim priključcima.
Koji je najveći problem s kompatibilnošću USB verzije?
Najveći problem s kompatibilnošću USB verzije je da su se USB konektori mijenjali tijekom vremena, iako iz dobrih razloga. To znači da čak i ako računalo ili glavni uređaj podržava određenu USB verziju, fizički priključak možda neće biti ispravne vrste da odgovara utikaču uređaja.
Kako možete provjeriti jesu li vaši USB uređaji kompatibilni?
Kako biste bili sigurni da su vaši USB uređaji kompatibilni, morate uzeti u obzir sljedeće varijable:
- USB verzija uređaja i priključak
- Vrsta USB priključka (Tip-A, Tip-B, Tip-C, itd.)
- USB brzine prijenosa
- Izlazna snaga USB priključka
- Željene mogućnosti USB uređaja
- Najveća mogućnost USB priključka
- Vrsta USB uređaja (flash disk, tvrdi disk, uređaj za punjenje itd.)
Možete koristiti tablicu kompatibilnosti kako biste saznali koje su USB verzije i utikači međusobno kompatibilni.
Što kompatibilnost USB verzije znači za brzinu prijenosa?
Kompatibilnost USB verzije znači da će brzina prijenosa uređaja biti ograničena na najnižu USB verziju dviju komponenti. Na primjer, ako je USB 3.0 uređaj priključen u USB 2.0 priključak, brzina prijenosa bit će ograničena na brzine prijenosa USB 2.0.
USB uređaji
Uvod u USB uređaje
USB uređaji vanjski su periferni uređaji dizajnirani za spajanje na računalo putem USB konektora. Oni nude brzo i jednostavno rješenje za proširenje funkcionalnosti i snage računala. USB uređaji dolaze u različitim oblicima i veličinama, a njihov broj svake godine raste. Danas su USB uređaji neizostavni dio modernog računarstva i teško je zamisliti računalo bez njih.
Primjeri USB uređaja
Evo nekoliko primjera USB uređaja:
- USB disk: Mali uređaj koji sadrži flash memoriju za pohranu podataka. To je moderna alternativa staroj disketi.
- Joystick/Gamepad: Uređaj koji se koristi za igranje igara na računalu. Nudi mnogo gumba i brzo vrijeme reakcije.
- Slušalice: uređaj koji se koristi za slušanje zvuka i snimanje vokala. To je popularan izbor za podcasting ili davanje intervjua.
- iPod/MP3 playeri: uređaj koji se koristi za pohranu i reprodukciju glazbe. Može se napuniti tisućama pjesama i može se spojiti na računalo radi sinkronizacije.
- Tipkovnica: uređaj koji se koristi za unos brojeva i teksta. To je dobra alternativa tipkovnici pune veličine.
- Jump/Thumb Drive: Mali uređaj koji sadrži flash memoriju za pohranu podataka. To je moderna alternativa staroj disketi.
- Zvučna kartica/zvučnici: uređaj koji se koristi za reprodukciju zvuka. Nudi bolju kvalitetu zvuka od ugrađenih zvučnika računala.
- Web kamera: uređaj koji se koristi za snimanje videa i slikanje. To je popularan izbor za videokonferencije i streaming.
- Pisači: uređaj koji se koristi za ispis teksta i slika. Nudi različite načine ispisa, kao što su inkjet, laserski ili termalni.
USB OTG uređaji
USB On-The-Go (OTG) značajka je koju nude neki USB uređaji. Omogućuje uređaju da djeluje kao domaćin i komunicira s drugim USB uređajima. Evo nekoliko primjera USB OTG uređaja:
- Mobilni telefon: uređaj koji nudi USB OTG funkciju. Može se koristiti za priključivanje USB perifernih uređaja, poput tipkovnice ili miša.
- Kamera: uređaj koji nudi USB OTG funkciju. Može se koristiti za spajanje USB flash pogona za pohranjivanje slika i videa.
- Skener: uređaj koji nudi USB OTG funkciju. Može se koristiti za pretvaranje skeniranih dokumenata ili slika u digitalne datoteke.
Lociranje USB priključaka na vašim uređajima
Tipična mjesta USB priključaka
USB priključci su poput skupnih kabelskih sučelja koja omogućuju međusobno povezivanje moderne osobne i potrošačke elektronike. Mogu se pronaći na različitim mjestima na vašim uređajima, uključujući:
- Stolna računala: obično se nalaze na stražnjoj strani tornja
- Prijenosna računala: obično se nalaze na bočnim ili stražnjim stranama uređaja
- Tableti i pametni telefoni: dodatni USB priključci mogu se nalaziti na blokovima za punjenje ili stalcima
Kako radi USB enumeracija
Kada povežete USB uređaj s računalom, proces koji se naziva enumeration dodjeljuje jedinstvenu adresu uređaju i započinje proces njegove identifikacije. To se zove popisivanje. Računalo zatim otkriva o kojoj se vrsti uređaja radi i dodjeljuje odgovarajući upravljački program za upravljanje njime. Na primjer, ako spojite miš, računalo šalje male naredbe uređaju, tražeći od njega da pošalje informacije o svojim parametrima. Nakon što računalo potvrdi da je uređaj miš, ono dodjeljuje odgovarajući upravljački program za upravljanje njime.
USB brzine i propusnost
USB 2.0 je najčešći tip USB priključka, s maksimalnom brzinom od 480 Mbps. USB 3.0 i 3.1 su brži, s brzinama do 5 odnosno 10 gigabita u sekundi. Međutim, brzina USB priključka nije zajamčena jer se dijeli na sve povezane uređaje. Glavno računalo kontrolira protok podataka dijeleći ih na okvire, pri čemu svaki novi okvir počinje u novom vremenskom intervalu. To osigurava da svaki uređaj ima dovoljno prostora za slanje i primanje podataka.
Praćenje vaših USB uređaja
S mnogo USB uređaja koje možete izabrati, može biti teško pratiti koji je koji. Mnogi proizvođači jasno označavaju svoje uređaje logotipovima ili naljepnicama, ali ako imate mnogo uređaja, još uvijek može biti teško odrediti koji je koji. Kako biste pomogli u tome, možete koristiti USB upravitelj za otvaranje popisa svih instaliranih USB uređaja i određivanje kojeg želite koristiti. Jednostavno kliknite na uređaj koji želite koristiti i on će biti dodijeljen odgovarajućem priključku.
Zaključak
Dakle, tu je sve što trebate znati o USB-u. To je protokol koji vam omogućuje povezivanje i komunikaciju sa širokim rasponom uređaja, a postoji već gotovo 25 godina.
Promijenio je način na koji se povezujemo i koristimo računala i tu je da ostane. Stoga se nemojte bojati zaroniti i smočiti noge! Nije tako strašno kao što zvuči!
Ja sam Joost Nusselder, osnivač Neaere i marketer sadržaja, tata i volim isprobavati novu opremu s gitarom u srcu moje strasti, a zajedno sa svojim timom stvaram detaljne članke na blogu od 2020. pomoći vjernim čitateljima savjetima za snimanje i gitaru.
