Зарем USB не е само универзален стандард за поврзување уреди? Па, не баш.
Универзална сериска шина (USB) е индустриски стандард развиен во средината на 1990-тите, користејќи протоколи за комуникација во автобус за поврзување. Тој беше дизајниран да го стандардизира поврзувањето на компјутерските периферни уреди (вклучувајќи тастатури и печатачи) со персонални компјутери, и за комуникација и за снабдување со електрична енергија.
Но, како го прави тоа? И зошто ни треба? Ајде да ја погледнеме технологијата и да дознаеме.
Разбирање на значењето на универзалната сериска шина (USB)
Стандардизирана врска за уреди
USB е стандардизирана врска која им овозможува на уредите да се поврзат со компјутер или други уреди. Наменет е да ја подобри поврзаноста на широк опсег на уреди и да им овозможи да комуницираат едни со други. USB е широко користен во индустријата и е префериран метод за поврзување уреди со персонални компјутери.
Воспоставување протоколи за USB-уреди
USB воспоставува протоколи за уредите да комуницираат едни со други. Им овозможува на уредите да бараат и примаат податоци во големи количини. На пример, тастатурата може да испрати барање до компјутерот да напише буква, а компјутерот ќе ја испрати буквата назад до тастатурата за да ја прикаже.
Поврзување на опсег на уреди
USB може да поврзе широк опсег на уреди, вклучувајќи медиумски уреди како хард дискови и флеш-уреди. Наменет е и да овозможи спонтана конфигурација на уредите. Ова значи дека кога уредот е поврзан, компјутерот може автоматски да го открие и конфигурира без потреба од рестартирање.
Физичката структура на USB
USB се состои од рамна, правоаголна конектор што се вметнува во порта на компјутер или центар. Постојат различни типови на USB конектори, вклучувајќи квадратни и коси надворешни конектори. Конекторот нагоре обично може да се отстрани и се користи кабел за да се поврзе со компјутерот или центарот.
USB напон и максимален пропусен опсег
Последната генерација на USB поддржува максимален напон од 5 волти и максимален пропусен опсег од 10 Gbps. Структурата на USB ги вклучува следните интерфејси:
- Возач за контролер на домаќинот (HCD)
- Интерфејс за двигател на контролорот на домаќинот (HCDI)
- УСБ-уред
- USB Hub
Управување со пропусниот опсег и исполнување на барањата на клиентите
Протоколот USB се справува со интерконекција помеѓу уредите и управува со пропусниот опсег за да се осигура дека податоците се пренесуваат што е можно побрзо. Пропусниот опсег што е достапен зависи од техничките спецификации на USB-уредот. Софтверот USB управува и го контролира протокот на податоци и ја реализира комуникацијата помеѓу скриените делови на USB-то.
Олеснување на пренос на податоци со USB-цевки
USB се состои од цевки кои го олеснуваат преносот на податоци помеѓу уредите. Цевката е логичен канал кој се користи за пренос на податоци помеѓу софтверот и хардверот. USB цевките се користат за пренос на податоци помеѓу уреди и софтвер.
Еволуцијата на USB: од основно поврзување до глобален стандард
Раните денови на USB
УСБ-уредите првично беа развиени како начин за поставување на компјутер со мноштво периферни уреди. Во раните денови, имаше две основни варијанти на USB: паралелно и сериско. Развојот на USB започна во 1994 година, со цел фундаментално да се олесни поврзувањето на компјутерите со мноштво уреди.
Проблемите со адресирањето и употребливоста што ги мачеа паралелните и сериските врски беа поедноставени со USB, бидејќи дозволуваше софтверска конфигурација на поврзаните уреди, овозможувајќи поголема функционалност за приклучување и репродукција. Аџеј Бат и неговиот тим работеа на интегрираните кола што поддржуваат USB, кои беа произведени од Интел. Првите USB интерфејси беа продадени на глобално ниво во јануари 1996 година.
USB 1.0 и 1.1
Најраната ревизија на USB беше широко усвоена и доведе до тоа Microsoft да го назначи USB како стандарден метод за поврзување за компјутери. Спецификациите за USB 1.0 и 1.1 дозволуваат поврзување со низок пропусен опсег, со максимална брзина на пренос од 12 Mbps. Ова беше значително подобрување во однос на паралелните и сериските врски.
Во август 1998 година, се појавија првите USB 1.1 уреди, во согласност со новиот стандард. Сепак, дизајнот беше попречен со третирање на периферните уреди како врзани за приклучокот за поврзување, кој беше познат како конектор „А“. Ова доведе до развој на конекторот „Б“, што овозможи пофлексибилно поврзување со периферните уреди.
USB 2.0
Во април 2000 година беше воведен USB 2.0, додавајќи поддршка за конекции со поголем пропусен опсег со максимална брзина на пренос од 480 Mbps. Ова доведе до развој на помали дизајни, како што се минијатуризирани конектори и USB флеш драјвови. Помалите дизајни овозможија поголема преносливост и практичност.
USB 3.0 и повеќе
USB 3.0 беше претставен во ноември 2008 година, со максимална брзина на пренос од 5 Gbps. Ова беше значително подобрување во однос на USB 2.0 и овозможи побрзи стапки на пренос на податоци. Подоцна беа претставени USB 3.1 и USB 3.2, со уште повисоки стапки на пренос.
Измените на инженерството на USB беа направени со текот на годините, со известувања за промени и важни известувања за инженерски промени (ECN) вклучени во пакетот. УСБ-каблите, исто така, еволуираа, со воведувањето на меѓучип-кабли кои овозможуваат комуникација помеѓу уредите без да се бара посебна USB конекција.
USB додаде и поддршка за наменски полначи, кои овозможуваат побрзо полнење на уредите. USB стана глобален стандард, со милијарди продадени уреди ширум светот. Тој направи револуција во начинот на кој се поврзуваме и комуницираме со нашите уреди и продолжува да се развива за да ги задоволи потребите на современиот свет.
Типови на USB конектори
Вовед
USB конекторите се суштински дел од USB системот, обезбедувајќи средство за поврзување на USB-уреди со компјутер или друг уред. Постојат неколку различни типови на USB конектори, секој со своја специфична конфигурација и ознака.
Типови на USB приклучоци и конектори
УСБ-приклучокот е машкиот конектор што вообичаено се наоѓа на USB-каблите, додека USB-приклучокот е женскиот приклучок што се наоѓа на USB-уредите. Постојат неколку различни типови на USB приклучоци и конектори, вклучувајќи:
- Тип А: Ова е најчестиот тип на USB приклучок, кој обично се наоѓа на USB-уреди како што се тастатури, мемориски стикови и AVR уреди. Се завршува на другиот крај со конектор од тип А што се приклучува во USB-порта на компјутер или друг уред.
- Тип Б: Овој тип на USB-приклучок обично се наоѓа на USB-уреди за кои е потребна поголема енергија отколку што може да обезбеди конектор од тип А, како што се печатачи и скенери. Се завршува на другиот крај со конектор од тип Б што се приклучува на USB-порта на компјутер или друг уред.
- Мини-USB: Овој тип на USB приклучок е помала верзија на приклучокот Тип Б и обично се наоѓа на дигитални фотоапарати и други мали уреди. Се завршува на другиот крај со конектор од тип А или тип Б што се приклучува во USB-порта на компјутер или друг уред.
- Micro-USB: Овој тип на USB приклучок е дури и помал од Mini-USB приклучокот и обично се наоѓа на поновите уреди како паметни телефони и таблети. Се завршува на другиот крај со конектор од тип А или тип Б што се приклучува во USB-порта на компјутер или друг уред.
- USB Type-C: Ова е најновиот тип на USB приклучок и станува сè поприсутен. Тоа е ротационо симетричен приклучок што може да се вметне во секој случај, што го прави полесен за користење. Исто така, има многу иглички и штитници, што го прави поробустен и способен да работи во сурови средини. Се завршува на другиот крај со конектор од тип А или тип Б што се приклучува во USB-порта на компјутер или друг уред.
Карактеристики на USB конектор
USB конекторите имаат неколку функции кои се дизајнирани да ги направат полесни за користење и посигурни. Тие вклучуваат:
- Поларизација: USB приклучоците и конекторите номинално се вметнуваат во одредена ориентација за да се избегне забуна и да се осигура дека се поврзани правилните линии.
- Украсен релјеф: USB-каблите често се обликуваат со пластична обвивка што обезбедува олеснување и потенцијално ја зголемува робусноста на кабелот.
- Метална обвивка: USB конекторите често имаат метална обвивка што обезбедува заштита и помага да се задржи колото недопрено.
- Сина боја: USB 3.0 конекторите често се обоени во сина боја за да ги означат нивните повисоки брзини на пренос и компатибилност со уредите USB 2.0.
Разбирање на брзината на пренос на USB
Генерации и брзини на USB
USB претрпе повеќекратни повторувања откако првпат излезе, и секоја верзија има своја брзина на пренос. Главните USB порти кои се наоѓаат на современите лаптопи и уреди се USB 2.0, USB 3.0 и USB 3.1. Еве ги стапките на трансфер за секоја генерација:
- USB 1.0: 1.5 мегабити во секунда (Mbps)
- USB 1.1: 12 Mbps
- USB 2.0: 480 Mbps
- USB 3.0: 5 гигабити во секунда (Gbps)
- USB 3.1 Gen 1: 5 Gbps (порано познат како USB 3.0)
- USB 3.1 Gen 2: 10 Gbps
Важно е да се напомене дека стапките на пренос се ограничени од најбавниот уред поврзан на USB-портата. Значи, ако имате USB 3.0 уред поврзан на USB 2.0 порта, брзината на пренос ќе биде ограничена на 480 Mbps.
USB кабли и брзини на пренос
Типот на USB-кабел што го користите може да влијае и на брзините на пренос. USB каблите се дефинирани според нивната способност да пренесуваат податоци и енергија. Еве ги вообичаените USB кабли и нивните дефинирани брзини на пренос:
- USB 1.0/1.1 кабли: Може да пренесува податоци до 12 Mbps
- USB 2.0 кабли: Може да пренесува податоци до 480 Mbps
- USB 3.x кабли: Може да пренесува податоци до 10 Gbps
USB Superspeed и Superspeed+
USB 3.0 беше првата верзија која воведе „Superspeed“ стапки на пренос од 5 Gbps. Подоцнежните верзии на USB 3.0, познати како USB 3.1 Gen 2, воведоа брзина на пренос „Superspeed+“ од 10 Gbps. Ова значи дека USB 3.1 Gen 2 ја удвојува брзината на пренос на USB 3.1 Gen 1.
USB 3.2, откриен од Форумот за имплементатори на USB во септември 2017 година, идентификува две стапки на пренос:
- USB 3.2 Gen 1: 5 Gbps (порано познат како USB 3.0 и USB 3.1 Gen 1)
- USB 3.2 Gen 2: 10 Gbps (порано познат како USB 3.1 Gen 2)
Испорака на енергија преку USB (PD) и брзини на полнење
USB има и спецификација наречена USB Power Delivery (PD), која овозможува поголема брзина на полнење и пренос на енергија. USB PD може да испорача до 100 вати енергија, што е повеќе од доволно за полнење на лаптоп. USB PD е распространет кај поновите лаптопи и уреди, а можете да го идентификувате барајќи го логото на USB PD.
Идентификување на брзини на пренос преку USB
Познавањето на различните брзини на пренос на USB може да ви помогне да ги идентификувате и дијагностицирате потенцијалните проблеми со вашите уреди. Еве неколку начини за идентификување на брзината на пренос на USB:
- Побарајте го USB логото на вашиот уред или кабел. Логото ќе ги означи генерирањето и брзината на USB.
- Проверете ги спецификациите на вашиот уред. Спецификациите треба да ја наведат USB верзијата и брзината на пренос.
- Поминете некое време преместувајќи ги датотеките помеѓу уредите. Ова ќе ви даде идеја за брзината на пренос што можете да ја очекувате.
Разбирањето на брзините на пренос на USB може да биде комплицирано, но важно е да се разбере ако сте заглавени да ги именувате максимумите на вашите уреди. Користејќи ги предностите на најновите USB технологии, можете да постигнете повисоки стапки на пренос и да стекнете поголема ефикасност.
Моќ
Испорака на напојување преку USB (PD)
USB Power Delivery (PD) е технологија за барање и испорака базирана на одредени USB конектори и кабли што обезбедува повисоки перформанси и можности за полнење. PD е стандард кој овозможува испорака до 100 W, што е доволно за полнење на лаптоп. PD е поддржан од одредени Android уреди и лаптопи, како и од некои брендови на USB полначи.
USB полнење
Полнењето преку USB е карактеристика што овозможува полнење на USB-уреди преку USB-порта. Полнењето преку USB е поддржано од повеќето USB уреди, вклучувајќи паметни телефони, таблети и камери. Полнењето преку USB може да се направи преку USB-кабел поврзан со полнач или компјутер.
USB алатки и лаборатории за тестирање
USB алатките и тест лабораториите се ресурси кои програмерите можат да ги користат за тестирање на нивните USB производи за усогласеност со спецификацијата за USB. USB-IF обезбедува библиотека со документи, пребарување на производи и информации за контакт за тестирање на усогласеност со USB.
Комерцијално полнење на USB
Комерцијалното полнење на USB е варијанта на полнење преку USB што е развиено од одредени компании, како што се Berg Electronics, подружница на NCR и Microsoft. Овој метод на полнење користи сопствен конектор и протокол за полнење што не е одобрен од USB-IF.
УСБ лиценцирање и патенти
USB-IF поседува патенти поврзани со USB технологијата и наплаќа надоместок за лиценцирање на производителите кои сакаат да го користат USB логото и ID на продавачот. USB-IF го лиценцира и PoweredUSB стандардот, кој е сопствен стандард за полнење и пренос на податоци развиен од USB-IF. Потребно е тестирање за усогласеност со USB за производите PoweredUSB.
Усогласеност со USB и соопштенија за печатот
Потребно е тестирање за усогласеност со USB за сите USB-производи, вклучувајќи ги и оние што користат сопствени методи за полнење. USB-IF издава соопштенија за печатот и обезбедува ресурси за членовите и имплементаторите на спецификацијата за USB. USB-IF, исто така, обезбедува лого и ID на продавач за усогласени USB производи.
Разбирање на компатибилноста со USB верзија
Зошто е важна компатибилноста на USB верзијата?
Кога се обидувате да користите USB-уреди, важно е да се земе предвид компатибилноста на USB-верзијата на уредот и портата во која ќе се приклучи. Ако USB верзијата на уредот и портата не се компатибилни, уредот може да не работи или да работи со помала брзина од саканата. Ова значи дека уредот нема да може да го исполни својот максимален потенцијал.
Кои се различните USB верзии?
USB верзиите вклучуваат USB 1.0, USB 2.0, USB 3.0, USB 3.1 и USB 3.2. Верзијата за USB се одредува според стапките на пренос, излезната моќност и физичките конектори.
Кој е најголемиот проблем со компатибилноста на USB верзијата?
Најголемиот проблем со компатибилноста на USB верзијата е тоа што USB конекторите се менуваат со текот на времето, иако од добри причини. Ова значи дека дури и ако компјутер или уред-домаќин поддржува одредена USB верзија, физичката порта можеби не е правилниот тип за да одговара на приклучокот на уредот.
Како можете да бидете сигурни дека вашите USB уреди се компатибилни?
За да бидете сигурни дека вашите USB-уреди се компатибилни, треба да ги земете предвид следните променливи:
- USB верзија на уредот и портата
- Тип на USB конектор (Тип-А, Тип-Б, Тип-Ц, итн.)
- Стапки на пренос преку USB
- Излезна енергија на USB-портата
- Посакуваните можности на USB-уредот
- Највисока способност на USB-портата
- Тип на USB-уред (флеш диск, хард диск, уред за полнење итн.)
Можете да користите графикон за компатибилност за да дознаете кои USB верзии и приклучоци се компатибилни едни со други.
Што значи компатибилноста со USB верзијата за брзина на пренос?
Компатибилноста со USB верзија значи дека брзината на пренос на уредот ќе биде ограничена на најниската USB верзија на двете компоненти. На пример, ако USB 3.0 уред е вклучен во USB 2.0 приклучок, брзината на пренос ќе биде ограничена на стапките на пренос на USB 2.0.
УСБ-уреди
Вовед во УСБ-уреди
USB уредите се надворешни периферни уреди дизајнирани да се прикачат на компјутер преку USB конектори. Тие нудат брзо и лесно решение за проширување на функционалноста и моќноста на компјутерот. USB уредите доаѓаат во различни форми и големини, а нивниот број постојано се зголемува секоја година. Во денешно време, USB уредите се суштински дел од модерното компјутерско работење и тешко е да се замисли компјутер без нив.
Примери на USB-уреди
Еве неколку примери на USB-уреди:
- USB-диск: Мал уред кој содржи флеш меморија за складирање податоци. Тоа е модерна алтернатива на старата флопи диск.
- Joystick/Gamepad: Уред што се користи за играње игри на компјутер. Нуди многу копчиња и брзо време на реакција.
- Слушалки: Уред што се користи за слушање аудио и снимање вокали. Тоа е популарен избор за подкаст или давање интервјуа.
- iPod/MP3 плеери: Уред што се користи за складирање и репродукција на музика. Може да се наполни со илјадници песни и може да се прикачи на компјутер за синхронизација.
- Тастатура: Уред што се користи за внесување броеви и текст. Тоа е добра алтернатива за тастатура со целосна големина.
- Jump/Thumb Drive: Мал уред кој содржи флеш меморија за складирање податоци. Тоа е модерна алтернатива на старата флопи диск.
- Звучна картичка/Звучници: Уред што се користи за репродукција на аудио. Тој нуди подобар квалитет на звукот од вградените звучници на компјутерот.
- Веб камера: Уред што се користи за снимање видео и фотографирање. Тоа е популарен избор за видео конференции и стриминг.
- Печатачи: Уред што се користи за печатење текстови и слики. Нуди различни начини на печатење, како што се инк-џет, ласерски или термички.
USB OTG уреди
USB On-The-Go (OTG) е карактеристика што ја нудат некои USB-уреди. Овозможува уредот да дејствува како домаќин и да комуницира со други USB-уреди. Еве неколку примери на USB OTG уреди:
- Мобилен телефон: Уред кој нуди USB OTG функционалност. Може да се користи за прикачување на USB периферни уреди, како што се тастатура или глушец.
- Камера: Уред што нуди USB OTG функционалност. Може да се користи за прикачување на USB флеш драјв за складирање слики и видеа.
- Скенер: Уред што нуди USB OTG функционалност. Може да се користи за конвертирање на скенирања на документи или слики во дигитални датотеки.
Лоцирање на USB-порти на вашите уреди
Типични локации на USB-порти
USB портите се како рефус кабли интерфејси кои овозможуваат модерната лична и потрошувачка електроника да се поврзат една со друга. Тие можат да се најдат на различни локации на вашите уреди, вклучувајќи:
- Десктоп компјутери: обично се наоѓаат на задниот дел од кулата
- Лаптопи: обично се наоѓаат на страните или на задниот дел на уредот
- Таблети и паметни телефони: дополнителни USB порти може да се наоѓаат на блокови за полнење или држачи
Како функционира набројувањето на USB
Кога поврзувате USB-уред на вашиот компјутер, процесот наречен набројување му доделува единствена адреса на уредот и го започнува процесот на негово идентификување. Ова се нарекува да се набројува. Компјутерот потоа дознава за каков тип на уред се работи и му доделува соодветен драјвер да го контролира. На пример, ако поврзете глушец, компјутерот испраќа мали команди до уредот, барајќи од него да испрати назад информации за неговите параметри. Откако компјутерот ќе потврди дека уредот е глушец, му доделува соодветен драјвер да го контролира.
USB брзини и пропусен опсег
USB 2.0 е најчестиот тип на USB порта, со максимална брзина од 480 Mbps. USB 3.0 и 3.1 се побрзи, со брзини до 5 и 10 гигабити во секунда, соодветно. Сепак, брзината на USB-портата не е загарантирана, бидејќи е поделена на сите поврзани уреди. Компјутерот-домаќин го контролира протокот на податоци со тоа што ги дели на рамки, при што секоја нова рамка започнува во нов временски слот. Ова осигурува дека на секој уред му се дава доволно простор за испраќање и примање податоци.
Следење на вашите USB-уреди
Со многу USB-уреди за избор, може да биде тешко да се следи кој е кој. Многу производители јасно ги означуваат своите уреди со логоа или етикети, но ако имате многу уреди, сепак може да биде тешко да се одреди кој е кој. За да помогнете во ова, можете да користите УСБ-менаџер за да отворите список со сите инсталирани USB-уреди и да одредите кој сакате да го користите. Едноставно кликнете на уредот што сакате да го користите и тој ќе биде доделен на соодветната порта.
Заклучок
Еве го, сè што треба да знаете за USB. Тоа е протокол кој ви овозможува да се поврзете и да комуницирате со широк опсег на уреди, а постои речиси 25 години.
Го смени начинот на кој се поврзуваме и користиме компјутери и тука е да остане. Затоа, не плашете се да се нурнете и да ги навлажните нозете! Не е толку страшно како што звучи!
Јас сум Јост Нуселдер, основачот на Neaera и продавач на содржина, тато, и сакам да испробувам нова опрема со гитара во срцето на мојата страст, и заедно со мојот тим, создавам детални блог статии од 2020 година да им помогне на лојалните читатели со совети за снимање и гитара.
