USB

Den aktuella versionen av sidan har ännu inte granskats av erfarna bidragsgivare och kan skilja sig väsentligt från versionen som granskades den 29 juni 2021; kontroller kräver 132 redigeringar .
Universal Serial Bus (USB)

USB typ A
Sorts Däck
Berättelse
Utvecklaren Compaq , DEC , IBM , Intel , Microsoft , NEC och Nortel
Tagit fram 1996
Producerad från maj 1996 [1]
avsatt Serieport ,
Parallell Port ,
Game Port ,
ADB ,
PS/2 ,
Specifikationer
Längd, mm 6,65 ( Typ-C )
Bredd, mm
  • 12 (typ-A) [2]
  • 8,45 (typ-B)
  • 6,8 (mini/mikro)
  • 8,25 (Typ-C)
Höjd, mm
  • 4,5 (typ-A) [2]
  • 7,26(typ-B)
  • 10.44 (typ B SuperSpeed)
  • 1,8-3 (mini/mikro)
  • 2.4 (Typ-C)
Hot swap Ja
Extern Ja
Kabel 2–5 m (beroende på kategori)
Slutsatser
  • 4: 1 ström, 2 data, 1 jord
  • 5 (On-The-Go)
  • 9 (SuperSpeed)
  • 11 (Powered-B SuperSpeed)
  • 24 (typ-C)
Elektriska parametrar
Spänning 5V DC
Max. Spänning
  • 5.00+0,25
    -0,60     PÅ
  • 5.00+0,25
    -0,55     B     (USB 3.0)
  • 20 V (strömförsörjning USB PD 3.0)
  • 48V (strömförsörjning USB PD 3.1) [3]
Max. nuvarande
  • 0,5 A (USB 2.0)
  • 0,9 A (USB 3.0)
  • 3 A (USB-C)
  • 5 A (batteriladdning)
  • 5 A (strömförsörjning)
Dataalternativ
Dataöverföring paketdata definierade av specifikationer
Bitbredd 1 bit
Bandbredd Beroende på läge:
  • Halv duplex (USB 1.x och USB 2.0): 1,5; 12; 480 Mbps
  • Full duplex (USB 3.x och USB4): 5; tio; tjugo; 40 Gbps
Max. enheter 127
Protokoll konsekvent
Pinout
typ-A (vänster) och typ-B (höger)
kontakt nr.MärkningBeskrivning
ett    VBUS _+5V
2    Data-Data -
3    Data+Data +
fyra    JordJorden
SkärmFläta
 Mediafiler på Wikimedia Commons

USB ( engelska  Universal Serial Bus  - "universal serial bus") är ett seriellt gränssnitt för att ansluta kringutrustning till datorteknik . Den har fått den bredaste distributionen och har blivit huvudgränssnittet för att ansluta kringutrustning till digitala hushållsapparater.

Gränssnittet tillåter inte bara att utbyta data, utan också att ge ström till kringutrustningen. Nätverksarkitekturen gör att du kan ansluta ett stort antal kringutrustning även till en enhet med en enda USB-kontakt.

Utvecklingen av USB-specifikationer sker inom ramen för den internationella ideella organisationen USB Implementers Forum (USB-IF), som förenar utvecklare och tillverkare av utrustning med USB-bussen. I utvecklingsprocessen har flera versioner av specifikationerna utvecklats . Ändå lyckades utvecklarna upprätthålla en hög grad av kompatibilitet mellan utrustning av olika generationer. Gränssnittsspecifikationen täcker ett aldrig tidigare skådat brett utbud av problem relaterade till anslutning och interaktion mellan kringutrustning och ett datorsystem:

Historik

Hos Intel är USB födelsedag den 15 november 1995 [4] [5] . De första specifikationerna för USB 1.0 presenterades 1994-1995. USB-utveckling stöddes av Intel , Microsoft , Philips , US Robotics . USB har blivit en "gemensam nämnare" under tre orelaterade ambitioner från olika företag:

USB-stöd släpptes 1996 som en patch för Windows 95 OEM Service Release 2 , senare blev det standard i Windows 98 . Under de första åren (1996-1997) fanns det få enheter, så bussen kallades skämtsamt "Useless serial bus" ("useless serial bus") [6] . Tillverkarna insåg dock snabbt fördelarna med USB, och år 2000 arbetade de flesta skrivare och skannrar med det nya gränssnittet.

Hewlett-Packard , Intel , Lucent (nu Alcatel-Lucent ), Microsoft , NEC och Philips tog tillsammans initiativet till att utveckla en snabbare version av USB. USB 2.0-specifikationen publicerades i april 2000, och i slutet av 2001 standardiserades denna version av USB Implementers Forum. USB 2.0 är bakåtkompatibel med alla tidigare versioner av USB.

Några av de tidigaste mobila enheterna hade en skrymmande USB-B-kontakt [7] inbyggd i dem . Men oftare bröt utvecklare mot standarden genom att bädda in en lite mer kompakt USB-A [7] , eller kom på en egen kontakt. Med USB 2.0-standarden dök Mini-A- och Mini-B-kontakter upp specifikt för mobila enheter, och senare dök USB OTG-specifikationen upp. 2007 dök det upp Micro-A- och Micro-B-kontakter, dubbelt så tunna som Mini- och mer pålitliga [7] . En annan nackdel med MiniUSB är att fixeringsenheterna var i periferin, inte i kabeln, och i händelse av ett haveri var enheten tvungen att repareras, snarare än att byta en billig kabel [7] . 2009, i ett försök att minska mängden elektroniskt avfall , tillkännagavs Micro-B som huvudstandarden för mobiltelefonladdare, men memorandumet implementerades aldrig helt - Apple gjorde helt enkelt en adapter från Micro-B till dess kontakt.

I början av 2000-talet prioriterade Apple Corporation FireWire -bussen , i vilken den var aktivt involverad i utvecklingen. Tidiga modeller av iPod var bara utrustade med ett FireWire -gränssnitt , och det fanns ingen USB. Därefter övergav företaget FireWire till förmån för USB, och lämnade FireWire endast för laddning i vissa modeller. Vissa tangentbord och möss som producerats sedan andra hälften av 1990-talet hade dock ett USB-gränssnitt.

Sedan början av 2000-talet har USB-stöd aktiverats i BIOS (USB-stöd i företagssegmentet började i mitten av 1990-talet). Detta möjliggjorde uppstart från flash-enheter , till exempel för att installera om operativsystemet; behovet av ett PS/2-tangentbord försvann . Moderna stationära moderkort stöder över 10 USB-portar. De allra flesta moderna bärbara och stationära datorer har inte COM- och LPT- portar.

Medan distributionen av USB-portar av den andra versionen pågick hade tillverkare av externa hårddiskar redan "vilat" mot begränsningen av USB 2.0 - både vad gäller ström och hastighet. En ny standard krävdes, som släpptes 2008. Det gick inte att träffa de gamla fyra ådrorna, så fem nya tillkom. De första moderkorten med USB 3.0-stöd kom ut 2010 . År 2013 hade USB 3.0 blivit mainstream. Det finns expansionskort kommersiellt tillgängliga som lägger till USB 3.0-stöd till äldre datorer.

Redan under de första åren upptäcktes ett allvarligt designfel i USB-A-kontakten: den är asymmetrisk, men visar inte vilken sida den ska anslutas till. Dessutom började mobiltelefoner utöka funktionaliteten hos USB för att ansluta icke-traditionella enheter: Motorola RAZR V3 kopplade ett headset via en Mini-B, i Samsungs smartphones lades sex nya till mellan de fem Micro-B-stiften. Båda dessa problem löstes av den symmetriska USB-C-kontakten, som dök upp 2014. Vissa ledningar är duplicerade på båda sidor, kontrollerna "överens" om tilldelningen av andra när de är anslutna. Dessutom har USB-C flera redundanta ledningar för att bära till exempel analogt ljud eller HDMI -video.

USB4 släpptes 2019 och gjorde det möjligt för superhöghastighetslinjer att omdirigeras, vilket gav 40 Gbps enkel väg. Det tillät också så kallad " protokolltunneling ", där video och PCIe "lindas in" i USB-paket, vilket ger mer utrymme för data [8] (äldre enheter som inte kan distribuera behöver speciella omvandlare). Övergav de gamla kontakterna och lämnade bara USB-C kvar.

Grundläggande information

En USB-kabel (upp till 2.0 inklusive) består av fyra kopparledare: två strömledare och två dataledare i ett tvinnat par. Ledarna är inneslutna i en jordad fläta (skärm).

USB-kablar är orienterade, det vill säga de har fysiskt olika uttag "till enhet" (typ B) och "till värd" (typ A). Det är möjligt att implementera en USB-enhet utan kabel med en spets "till värden" inbyggd i kroppen. Det är också möjligt att permanent bädda in kabeln i enheten, som i en mus (standarden förbjuder detta för full- och höghastighetsenheter, men tillverkare bryter mot det). Det finns, även om det är förbjudet enligt standarden, passiva USB-förlängare som har "från värden" och "till värden"-kontakter.

Kablar utgör gränssnittet mellan USB-enheter och USB-värden. En mjukvarustyrd USB-styrenhet fungerar som en värd , vilket ger hela gränssnittets funktionalitet. Styrenheten är som regel integrerad i southbridge- chippet , även om den också kan göras i ett separat paket. Styrenheten är ansluten till externa enheter via en USB-hubb . På grund av det faktum att USB-bussen har en trädtopologi kallas navet på toppnivån rotnavet. Den är inbyggd i USB-kontrollern och är en integrerad del av den.

För att ansluta externa enheter till en USB-hubb tillhandahåller den portar som slutar med kontakter. USB-enheter eller USB-hubbar på lägre nivå kan anslutas till kontakterna med hjälp av kabelhantering. Sådana nav är aktiva elektroniska enheter (det finns inga passiva) som betjänar flera av deras egna USB-portar. Med USB-hubbar är upp till fem nivåer av kaskad tillåten, roten inte räknas. USB-gränssnittet i sig tillåter inte anslutning av två datorer (värdenheter) till varandra, detta är endast möjligt när man använder speciell elektronik som har två USB-ingångar och en specialiserad brygga, till exempel emulerar två anslutna Ethernet-adaptrar, en för varje sida, eller med hjälp av specialiserad fildelningsprogram [9] [10] .

Enheter kan drivas med buss, men kan också kräva en extern strömkälla. Enheter garanteras upp till 100mA som standard och upp till 500mA efter förhandlingar med värdkontrollern. Standby-läget stöds också för enheter och hubbar på kommando från bussen med borttagande av huvudströmförsörjningen samtidigt som standby-strömmen bibehålls och slås på på kommando från bussen.

USB stöder hot plugging och urkoppling av enheter. Detta uppnås genom att öka längden på kontaktens jordningskontakt i förhållande till signalen. När USB-kontakten är ansluten stängs jordkontakterna först, potentialerna för de två enheternas höljen blir lika, och ytterligare anslutning av signalledarna leder inte till överspänningar.

På den logiska nivån stöder USB-enheten dataöverföring och mottagningstransaktioner. Varje paket av varje transaktion innehåller numret för slutpunkten (slutpunkten) på enheten. När en enhet är ansluten läser drivrutiner i OS-kärnan listan över ändpunkter från enheten och skapar kontrolldatastrukturer för att kommunicera med varje ändpunkt på enheten. Samlingen av slutpunkter och datastrukturer i OS-kärnan kallas en pipe.

Endpoints, och därmed kanaler, tillhör en av fyra klasser - streaming (bulk), kontroll (kontroll), isochronous (isoch) och interrupt (avbryt). Låghastighetsenheter som en mus kan inte ha isokrona och strömmande kanaler.

Kontrollkanalen är avsedd för utbyte av korta frågesvarspaket med enheten. Alla enheter har kontrollkanal 0, vilket gör att OS-programvaran kan läsa kort information om enheten, inklusive tillverkare och modellkoder som används för att välja en drivrutin och en lista över andra slutpunkter.

Avbrottskanalen gör att du kan leverera korta paket åt båda hållen utan att få svar/bekräftelse till dem, men med garanti om leveranstid – paketet kommer att levereras senast i N millisekunder. Till exempel används den i inmatningsenheter (tangentbord, möss, joysticks).

En isokron kanal gör att paket kan levereras utan leveransgaranti och utan svar/bekräftelser, men med en garanterad leveranshastighet på N paket per bussperiod (1 kHz för låg och full hastighet, 8 kHz för hög hastighet). Används för att överföra ljud- och videoinformation.

Streamingkanalen garanterar leveransen av varje paket, stöder automatisk avstängning av dataöverföring när enheten inte är klar (buffertspill eller underflöde), men garanterar inte leveranshastigheten och fördröjningen. Används till exempel i skrivare och skannrar.

Busstiden är uppdelad i perioder, i början av perioden skickar styrenheten "period start"-paketet till hela bussen. Vidare, under perioden sänds avbrottspaket, sedan isokrona i den erforderliga mängden, under den återstående tiden i perioden sänds kontrollpaket och slutligen strömpaket.

Den aktiva sidan av bussen är alltid styrenheten, överföringen av ett datapaket från enhet till styrenhet implementeras som en kort fråga från styrenheten och ett långt, datainnehållande svar från enheten. Paketschemat för varje bussperiod skapas av de gemensamma ansträngningarna av styrenhetens hårdvara och drivrutinsmjukvaran, för detta använder många styrenheter en extremt komplex DMA med ett komplext DMA-program som genereras av föraren.

Paketstorleken för en slutpunkt är en konstant inbyggd i enhetens slutpunktstabell och kan inte ändras. Den väljs av enhetsutvecklaren bland dem som stöds av USB-standarden.

Versioner av specifikationen

Lista över specifikationer

Specifikation Fart USB-standard
Låg hastighet upp till 1,5 Mbps USB 1.0
Full fart upp till 12 Mbps USB 1.1
hög hastighet upp till 480 Mbps USB 2.0
Super hastighet upp till 5 Gbps USB 3.0 / USB 3.1 Gen 1 / USB 3.2 Gen 1
SuperSpeed+ 10 Gbps upp till 10 Gbps USB 3.1 Gen 2 / USB 3.2 Gen 2
SuperSpeed++ 20 Gbps upp till 20 Gbps USB 3.2 Gen 2x2

Förhandsvisningar

USB 1.0

Specifikationen släpptes den 15 januari 1996.

Specifikationer:

USB 1.1

Specifikationen släpptes i september 1998. Fixade problem och buggar i version 1.0. Den första versionen som har fått stor spridning[ specificera ] .

USB 2.0

Specifikationen släpptes i april 2000.

USB 2.0 skiljer sig från USB 1.1 genom att introducera ett höghastighetsläge (märkt på logotypen som "Hi-speed" [12] ).

Det finns tre driftlägen för USB 2.0-enheter:

Efterföljande ändringar

Efterföljande ändringar av USB-specifikationen publiceras som Engineering Change Notices (ECN )  . De viktigaste av ECN-modifieringarna presenteras i USB 2.0 -specifikationspaketet som finns på USB Implementers Forums webbplats . 

  • Mini-B Connector ECN: Meddelande utfärdat oktober 2000.
  • Errata sedan december 2000: meddelande utfärdat i december 2000.
  • Pull-up/Pull-down Resistors ECN: Meddelande utfärdat i maj 2002.
  • Errata sedan maj 2002: meddelande utfärdat i maj 2002.
  • Interface Associations ECN: Meddelande utfärdat maj 2003. Nya standarder har lagts till för att tillåta flera gränssnitt att kopplas till en enda enhetsfunktion.
  • Rounded Chamfer ECN: Tillkännagivande utfärdat oktober 2002.
  • Unicode ECN: Meddelande utfärdat februari 2005. Detta ECN anger att strängar är kodade med UTF-16LE .
  • Inter-Chip USB-tillägg: meddelande utfärdat mars 2006.
  • On-The-Go-tillägg 1.3: Meddelande utfärdat december 2006. USB On-The-Go gör det möjligt för två USB-enheter att kommunicera med varandra utan en separat USB-värd. I praktiken spelar en av enheterna rollen som värd för en annan.
USB OTG

I USB är en enhet alltid värd, den andra är kringutrustningen. Smartphones, digitalkameror och andra mobila enheter måste vara antingen en värd eller en kringutrustning: när den är ansluten till en dator är kameran en kringutrustning, och när den är ansluten till en fotoskrivare är den en värd.

USB OTG (från On-The-Go, ryska "on the go" ) gjorde det bekvämt att ändra enhetens roll: de bestämmer själva vem de ska vara. OTG-enheter kan anslutas till en dator och USB-kringutrustning kan anslutas till sådana enheter via samma port: vanligtvis flashenheter, digitalkameror, tangentbord, möss och andra enheter som inte kräver ytterligare drivrutiner [13] .

Enhetens roll bestäms av kabeln: i kontakten på värdsidan är stift 4 (ID) och 5 (Jord) stängda; på sidan av periferin är ID inte anslutet någonstans.

USB 3.x

USB 3.0

Den slutliga USB 3.0-specifikationen dök upp 2008. USB 3.0 har utvecklats av Intel , Microsoft , Hewlett-Packard , Texas Instruments , NEC och NXP Semiconductors .

USB 3.0-specifikationen höjer den maximala dataöverföringshastigheten till 5 Gbps, vilket är en storleksordning snabbare än USB 2.0. Dessutom kännetecknas version 3.0 av en ökad strömstyrka från 500 mA till 900 mA. Således kan fler enheter drivas från en port, och det finns inte heller något behov av att använda extern ström för vissa enheter [14] . I USB 3.0-specifikationen är kontakterna och kablarna i den uppdaterade standarden fysiskt och funktionellt kompatibla med USB 2.0, och för entydig identifiering är USB 3.0-kontakter vanligtvis gjorda av blå plast (röd för vissa tillverkare). USB 2.0-kabeln innehåller fyra linjer - ett par för att ta emot/sända data, plus och noll ström, kontakt "A" har 4 stift. För att bära höghastighets SuperSpeed-signaler lade USB 3.0 till ytterligare fyra kommunikationslinjer (två tvinnade par) och ett signaljordstift (GND_DRAIN), vilket resulterade i att kabeln blev mycket tjockare. Nya stift i USB 3.0-kontakter är placerade separat från de gamla i en annan stiftrad.

I oktober 2009 rapporterades det att Intel hade beslutat att skjuta upp introduktionen av USB 3.0-stöd till sina styrkretsar till 2011. Detta beslut ledde till det faktum att denna standard inte blev utbredd fram till 2011, eftersom det inte räckte för användaren att bara köpa ett moderkort, en extra adapter behövdes eller moderkortstillverkaren lödde en tredjepartskontroller till dem [15 ] [16] .

USB 3.0 Host Controller (xHCI) ger hårdvaruflödesstöd för kommandon, status, inkommande och utgående data, vilket gör att du kan utnyttja USB-bussens bandbredd mer fullt ut. Strömmarna lades till USB 3.0 SuperSpeed-protokollet för att stödja UASP .

Linux har stödt USB 3.0 sedan kärnversion 2.6.31 [17] . Windows 8 och 10 stöder USB 3.0 utan ytterligare drivrutiner.

Efter lanseringen av USB 3.1-specifikationen döptes USB 3.0-standarden om till USB 3.1 Gen 1. Enligt USB-IF CTO gjordes detta för att göra det lättare för enhetsutvecklare, det vill säga att säkerställa stöd för alla versioner av USB räcker det nu med två specifikationer - USB 2 och USB 3.1 - istället för tre [18] . Omdöpt till USB 3.2 Gen 1 efter lanseringen av USB 3.2-specifikationen.

USB 3.1

Den 31 juli 2013 tillkännagav USB 3.0 Promoter Group antagandet av specifikationen för nästa gränssnitt, USB 3.1, som kan nå upp till 10 Gbps [19] . Den kompakta USB Type-C- kontakten som används med den här versionen är symmetrisk, vilket gör att kabeln kan föras in i båda riktningarna, som Apple tidigare gjorde med Lightning -kontakter .

Efter lanseringen av USB 3.1-standarden meddelade USB-IF att USB 3.0-överföringsläge upp till 5 Gb/s (SuperSpeed) nu kommer att klassificeras som USB 3.1 Gen 1, och den nya USB 3.1-överföringsstandarden upp till 10 Gb/s (SuperSpeed+ ) - liknande USB 3.1 Gen 2 [20] [21] .

USB 3.1 innehåller två standarder [22] :

  • SuperSpeed ​​(USB 3.1 Gen 1) upp till 5 Gb/s, samma som USB 3.0;
  • SuperSpeed+ (USB 3.1 Gen 2) upp till 10 Gbps, dubbel USB 3.0.

I USB 3.1 Gen 2, förutom att öka hastigheten till 10 Gb/s, reducerades kodningsoverhead med upp till 3 % genom att byta till ett 128b/132b- kodningsschema .

USB 3.1-standarden är bakåtkompatibel med USB 3.0 och USB 2.0.

I praktiken visade den första implementeringen av USB 3.1 som ett IP-block från Synopsys en effektiv överföringshastighet på 7,2 Gb/s (900 MB per sekund) i december 2013 [23] .

USB 3.2

Den 22 september 2017 publicerade den ideella organisationen USB Implementers Forum (USB-IF) USB 3.2 standardspecifikationen [24] , den slutliga revideringen för USB 3.x. Den nya specifikationen ger en fördubbling av den maximala dataöverföringshastigheten jämfört med USB 3.1 Gen 2 - från 10 till 20 Gb/s på grund av användningen av två linjer med 5 Gb/s eller 10 Gb/s endast för USB Type-C kontakt på grund av dess reversibla kontakter och användningen av dubbla utgångar som en separat kanal. Värdadaptrar har ändrats för att sömlöst övergå från 2-kanals redundant utgångsläge till enkanalsläge. Moderna USB Type-C- kablar som finns tillgängliga stöder redan detta "tvårads"-läge, så det finns inget behov av att köpa nya kablar [25] . Utseendet på de första kommersiella enheterna som stöder USB 3.2-standarden väntas inte tidigare än under andra halvan av 2019 [26] .

USB 3.2-specifikationerna ersätter USB 3.0- och USB 3.1-standarderna; enheter som uppfyller dem kommer att inkludera tre hastighetsstandarder [27] :

  • SuperSpeed ​​​​USB (USB 3.2 Gen 1) upp till 5 Gbps med 8b/10b-kodning som USB 3.1 Gen 1 och USB 3.0;
  • SuperSpeed+ USB 10 Gbps (USB 3.2 Gen 2) upp till 10 Gbps med 128b/132b-kodning som USB 3.1 Gen 2;
  • SuperSpeed+ USB 20Gbps (USB 3.2 Gen 2x2) upp till 20Gbps med 128b/132b-kodning över två körfält, var och en kompatibel med USB 3.1 Gen 2.

Specifikationerna anger också en variant med två rader, som var och en fungerar på USB 3.0-protokollet :

  • SuperSpeed+ USB 10 Gbps (USB 3.2 Gen 1x2) upp till 10 Gbps med 8b/10b-kodning över två körfält, vardera USB 3.1 Gen 1.
Nytt namnschema

Sedan lanseringen av USB 3.2-standarden har USB-IF introducerat ett nytt namnschema [28] . För att hjälpa företag att skapa olika överföringslägen rekommenderar USB-IF att 5, 10, 20 Gbps överföringslägen namnges som SuperSpeed ​​​​USB 5 Gbps, SuperSpeed ​​​​USB 10 Gbps, SuperSpeed ​​​​USB 20 Gbps, respektive [29] :

Specifikation gammalt namn ursprungliga namn Överföringsläge Marknadsföringsnamn (USB-IF branding) Fart Överföringshastighet Bild
USB3.2 Gen1 USB3.1 Gen1 USB 3.0 Gen 1 SuperSpeed ​​​​USB 5 Gbps 5 Gbit/s 500 MB/s USB SuperSpeed ​​​​5 Gbps Trident Logo.svg
USB3.2 Gen2 USB3.1 Gen2 USB 3.1 Gen 2 SuperSpeed ​​​​USB 10 Gbps 10 Gbit/s 1,21 GB/s USB SuperSpeed ​​​​10 Gbps Trident Logo.svg
USB 3.2 Gen 2x2 --- USB 3.2 Gen 2×2 SuperSpeed ​​​​USB 20 Gbps 20 Gbit/s 2,42 GB/s USB SuperSpeed ​​​​20 Gbps Trident Logo.svg

USB4

Till skillnad från tidigare versioner är namnet på protokollet skrivet tillsammans, utan ett mellanslag mellan ordet "USB" och siffran "4".

Den fjärde versionsspecifikationen publicerades den 29 augusti 2019 [30] [31] . Det nya kärnprotokollet ökar den maximala hastigheten till 40 Gbps (vid användning av kompatibla Type-C-kablar) samtidigt som bakåtkompatibiliteten med USB 3.2, USB 2.0 och valfri Thunderbolt 3 [32] [33] [34] bibehålls .

Hastigheter upp till 40 Gbps kan endast uppnås med speciellt märkta kablar. För konventionella kablar är den maximala hastigheten begränsad till 20 Gbps. [35] [36]

I november 2022 förväntas den uppdaterade USB4 version 2.0-specifikationen släppas med en bandbredd på upp till 80 Gb/s [37] .

Inter-Chip USB

Inter Chip USB(IC-USB) och High Speed ​​​​Inter-Chip USB (HSIC) är förenklade versioner av USB 2.0 för okopplad anslutning av chips i en enhet. Förenkling uppnås genom att byta ut det fysiska USB-skiktet från asynkront till synkront, vägra möjligheten att ändra hastighet och anslutningsdetektering, vägra elektriskt skydd av förare och minska deras effekt. Den logiska delen av USB är oförändrad (inklusive logiken för busstillstånden). IC-USB definierar anslutningen av enheter med full hastighet (12 Mbps); HSIC definierar anslutningen av höghastighetsenheter (480 Mbps).

Den första versionen av IC-USB-standarden antogs 2006. Den första versionen av HSIC-standarden antogs 2007 [38] . HSIC använder två digitala linjer med LVCMOS logiska nivåer (1,2 volt ): STROBE och DATA. Den maximala ledarlängden är 10 cm Det synkrona gränssnittet ger en genomströmning på 480 Mbps vid en klockfrekvens på 240 MHz. HSIC-drivrutinen för fysiskt lager förbrukar 50 % mindre ström och upptar 75 % mindre chiputrymme än en traditionell USB 2.0-drivrutin [39] .

2012 antogs den första versionen av Inter-Chip USB-specifikationerna för USB 3.0 [40] .

Trådlös USB

Trådlös USB  - USB-teknik (officiell specifikation tillgänglig sedan maj 2005 ), som låter dig organisera trådlös kommunikation med en hög dataöverföringshastighet (upp till 480 Mbps på ett avstånd av 3 meter och upp till 110 Mbps på ett avstånd av 10 meter) .

Den 23 juli 2007 tillkännagav USB-IF certifieringen av de första sex konsumentprodukterna för att stödja trådlös USB [41] .

Media Agnostic USB

2013 introducerades MA-USB-specifikationen, vilket gör att USB-protokollet kan kapslas in i befintliga kommunikationskanaler, inklusive WiFi och WiGig .

USB-kablar och kontakter

USB 1.x och 2.0 kablar och kontakter

Specifikation 1.0 reglerade två typer av kontakter: A - på sidan av USB-kontrollern eller hubben och B - på sidan av kringutrustningen. Därefter utvecklades miniatyrkontakter för att använda USB i bärbara och mobila enheter, kallade Mini-USB. En ny version av miniatyrkontakter kallad Micro-USB introducerades av USB-IF den 4 januari 2007.

Vanlig Mini Micro
Typ A 4×12 mm 3×7 mm 2×7 mm
Typ B 7×8 mm 3×7 mm 2×7 mm

Det finns även Mini-AB och Micro-AB kontakter, till vilka motsvarande kontakter av både typ A och typ B ansluts.

Elektroniktillverkare använder en Mini-USB-kompatibel kontakt som innehåller 10 stift istället för 5 som i originalet (en 10-stiftskontakt passar inte i en 5-stiftskontakt). I synnerhet kan detta uttag ses i Alcatel (TCL), Fly och Philips telefoner, där ytterligare kontakter används för att möjliggöra användningen av ett headset med mikrofon. Men efter övergången till Micro-USB + Mini-Jack, som en del av det europeiska standardiseringsprogrammet för laddare, har användningen av denna kontakt minskat dramatiskt sedan 2012.

USB-A kombinerar hållbarhet och mekanisk styrka trots avsaknaden av skruvdragning. Men mindre versioner av kopplingarna, som har tunna plastutsprång som sticker ut högt från sockelsubstratet, tolererar inte frekvent stängning och öppning och kräver mer försiktig hantering.

USB-signaler (upp till 2,x) överförs över två ledningar i en skärmad fyrtrådskabel.

Pinout Typ-A och -B
Kontaktnummer Beteckning Trådfärg Beskrivning
ett VBUS _ Röd, eller Orange +5V
2 D− Vit, eller Guld Data −
3 D+ Grön Data+
fyra GND Svart, eller Blå Jorden
Pinout Mini/Micro-A och -B
Kontaktnummer Beteckning Trådfärg Beskrivning
ett VBUS _ Röd +5V
2 D− Vit Data −
3 D+ Grön Data+
fyra ID ingen tråd On-The-Go ID identifierar änden av kabeln:
  • A (värd): ansluten till jord
  • B (enhet): inte ansluten
5 GND Den svarta Jorden

Här är GND " jord "  -kretsen för att driva kringutrustning, och VBus är +5 volt, även för kraftkretsar. Data överförs differentiellt på D− och D+-ledningarna. Tillstånden "0" och "1" bestäms av potentialskillnaden mellan linjerna på mer än 0,2 V och förutsatt att potentialen i förhållande till GND på en av linjerna är högre än 2,8 V [42] . Differentialöverföringsmetoden är den huvudsakliga, men inte den enda (till exempel under initiering informerar enheten värden om läget som stöds av enheten ( full  hastighet eller låg hastighet ) genom  att dra en av dataledningarna till V_BUS genom ett 1,5 kΩ-motstånd (D− för låghastighetsläge och D+ för fullhastighets- och höghastighetslägen) [43] .

För att upprätthålla en tillräcklig signalnivå i kabeln och förhindra dess dämpning är det nödvändigt att korrelera kabelns längd med ledarnas tvärsnitt. Det är vanligt att specificera trådmätare i AWG , till exempel "28 AWG/1P...".

Ungefärlig överensstämmelse: kabelmärkning (indikering av trådtjocklek i AWG) och motsvarande kabellängd:

AWG Längd, inte mer (cm)
28 81
26 131
24 208
22 333
tjugo 500

Kabellängdsbegränsningar är också relaterade till signalfördröjningen i linjen. USB 2.0-specifikationerna föreskriver att latensen är mindre än 5,2 nanosekunder per meter för en kabel på 5 m. Den maximala tillåtna linjefördröjningen är 1,5 mikrosekunder för låghastighetsläge. För att tillhandahålla höghastighetsläge måste linjen garantera en fördröjning på mindre än 26 nanosekunder och låg hastighet - 1,5 mikrosekunder.

USB 3.0-kablar och kontakter och deras USB 2.0-kompatibilitet

  • Alla USB-kontakter som kan anslutas till varandra är designade för att fungera tillsammans. Detta uppnås också på grund av den elektriska kompatibiliteten mellan alla stift på USB 2.0-kontakten med motsvarande stift på USB 3.0-kontakten. Samtidigt har USB 3.0-kontakten ytterligare stift som inte matchar USB 2.0-kontakten, och därför, när du ansluter kontakter av olika versioner, kommer de "extra" stiften inte att användas, vilket säkerställer normal drift av 2.0-versionens anslutning.
  • Alla uttag och pluggar mellan USB 3.0 Typ A och USB 2.0 Typ A är designade för att fungera tillsammans.
  • Storleken på USB 3.0 Type B-uttaget är något större än vad som skulle krävas för en USB 2.0 Type B-kontakt och tidigare. Samtidigt tillhandahålls anslutningen till dessa uttag och denna typ av pluggar. Följaktligen kan båda typerna av kablar användas för att ansluta en kringutrustning med en USB 3.0 Typ B-kontakt till en dator, men endast en USB 2.0-kabel kan användas för en enhet med en USB 2.0 Typ B-kontakt.
  • eSATAp- uttag markerade som eSATA/USB Combo, det vill säga har möjlighet att ansluta en USB-kontakt till dem, har möjlighet att ansluta USB Typ A-kontakter: USB 2.0 och USB 3.0, men i USB 2.0 höghastighetsläge.
  • En eSATA- kontakt får inte plats i någon version av ett enkelt USB-uttag.
  • eSATA -kontakten kan anslutas till eSATA /USB Combo-uttaget.
Bilder på USB 3.0-kontakter
Vanlig Mini Micro
Typ A
Typ B
Typ C
USB 3.0 Typ A-kontaktstift
kontakt nr. A B mikro B
ett VBUS (VCC) VBUS (VCC) VBUS (VCC)
2 D− D− D−
3 D+ D+ D+
fyra GND GND ID
5 StdA_SSTX- StdA_SSTX- GND
6 StdA_SSTX+ StdA_SSTX+ StdA_SSTX-
7 GND_DRAIN GND_DRAIN StdA_SSTX+
åtta StdA_SSRX- StdA_SSRX- GND_DRAIN
9 StdA_SSRX+ StdA_SSRX+ StdA_SSRX-
tio StdA_SSRX+
Skärm Skärm Skärm Skärm

Det finns även ytterligare två typer av USB 3.0 Micro-kontakter: en USB 3.0 Micro-A-kontakt och ett USB 3.0 Micro-AB-uttag. Visuellt skiljer sig från USB 3.0 Micro-B genom den "rektangulära" (ej skurna) delen av kontakten med USB 2.0-sektionen, vilket undviker att ansluta en Micro-A-kontakt till ett Micro-B-uttag och gör ett Micro-AB-uttag kompatibelt med båda pluggarna.

Micro-AB-uttaget kommer att användas i mobila enheter med en inbyggd USB 3.0-värdkontroller. Pin 4 (ID) används för att identifiera värd-/klientläget - i Micro-A-kontakten är den kortsluten till jord.

USB 3.0 Powered-B-kontakt stift

USB 3.0 Powered-B-kontakten är designad med två extra stift, vilket gör att enheter kan ge upp till 1000mA till en annan enhet, till exempel en trådlös USB-adapter. Detta eliminerar behovet av en strömkälla för enheten ansluten till den trådlösa USB-adaptern, vilket tar ytterligare ett steg mot det ideala trådlösa kommunikationssystemet (utan separat strömförsörjning). Normala trådbundna anslutningar till en värd eller hubb använder inte dessa två extra stift.

ett VBUS +5V ström
2 USB D− USB 2.0-data
3 USB D+
fyra GND Jorden
åtta StdA_SSRX- SuperSpeed-mottagning
9 StdA_SSRX+ SuperSpeed-mottagning
7 GND_DRAIN Jorden
5 StdA_SSTX- SuperSpeed ​​​​överföring
6 StdA_SSTX+ SuperSpeed ​​​​överföring
tio DPWR Ytterligare kraft per enhet
elva GND_D Enhetens strömjord
USB Typ-C Stifttilldelning USB Type-C-kontakt - uttag och stickpropp
Kontakt namn Beskrivning Kontakt namn Beskrivning
A1 GND Jorden B12 GND Jorden
A2 TX1+ SuperSpeed ​​​​differentialpar # 1 [a] , växel+ B11 RX1+ SuperSpeed ​​​​Differential Par #2 [a] Receive+
A3 TX1- SuperSpeed ​​​​differentialpar #1 [a] , transmission- B10 RX1- SuperSpeed ​​​​differentialpar #2 [a] , motta-
A4 VBUS _ Plus näring B9 VBUS _ Plus näring
A5 CC1 Konfigurerar kanal (eller matchning) B8 SBU2 Ytterligare kanal (sidband)
A6 D+ Höghastighetsdifferentialpar [b] , position 1, data+ B7 D- High-Speed ​​​​differentialpar [b] , position 2 [c] , data-
A7 D- High-Speed ​​​​differentialpar [b] , position 1, data- B6 D+ Höghastighetsdifferentialpar [b] , position 2 [c] , data+
A8 SBU1 Ytterligare kanal (sidband) B5 CC2 Konfigurationskanal
A9 VBUS _ Plus näring B4 VBUS _ Plus näring
A10 RX2- SuperSpeed ​​​​differentialpar #4 [a] , motta- B3 TX2- SuperSpeed ​​​​differentialpar #3 [a] , transmission-
A11 RX2+ SuperSpeed ​​​​differentialpar #4 [a] , tar emot+ B2 TX2+ SuperSpeed ​​​​differentialpar #3 [a] , växel+
A12 GND Jorden B1 GND Jorden
  1. ↑ 1 2 3 4 5 6 7 8 Avskärmat differentialpar, kan användas för att implementera USB SuperSpeed ​​(3.0), SuperSpeed+ (3.1), SuperSpeed++ (3.2) - upp till 20 Gbps
  2. ↑ 1 2 3 4 Oskärmat differentialpar, kan användas för att implementera USB Low-Speed ​​(1.0), Full-Speed ​​(1.1), High-Speed ​​(2.0) - upp till 480 Mbps
  3. ↑ 1 2 I stickkontakten är differentialparet anslutet endast i ett läge, i det 2:a läget finns inga kontakter.
Syftet med ledarna i USB 3.1 Type-C-kabeln
Kontakt nr 1 på Type-C-kabeln Typ-C kabel Kontakt nr 2 Typ-C-kabel
Kontakt namn Färg på ledarmanteln namn Beskrivning Kontakt namn
Fläta Skärm Kabelfläta Skärm Ytterkabelmantel Fläta Skärm
A1, B1, A12, B12 GND Konserverad GND_PWRrt1
GND_PWRrt2 		gemensam mark A1, B1, A12, B12 GND
A4, B4, A9, B9 VBUS _ Röd PWR_VBUS 1 PWR_VBUS 2 _ _
 VBUS strömförsörjning _ A4, B4, A9, B9 VBUS _
B5 V CONN Gul
 PWR_V CONN V CONN ström B5 V CONN
A5 CC Blå CC Konfigurationskanal A5 CC
A6 Dpl Vit UTP_Dp Oskärmat differentialpar , positivt A6 Dpl
A7 Dn1 Grön UTP_Dn Oskärmat differentialpar, negativ A7 Dn1
A8 SBU1 Röd SBU_A Databand A B8 SBU2
B8 SBU2 Den svarta SBU_B Databand B A8 SBU1
A2 SSTXp1 Gul * SDPp1 Avskärmat differentialpar #1, positivt B11 SSRXp1
A3 SSTXn1 Brun * SDPn1 Skärmad differentialpar #1, negativ B10 SSRXn1
B11 SSRXp1 Grön * SDPp2 Avskärmat differentialpar #2, positivt A2 SSTXp1
B10 SSRXn1 Orange * SDPn2 Avskärmat differentialpar #2, negativ A3 SSTXn1
B2 SSTXp2 Vit * SDPp3 Avskärmat differentialpar #3, positivt A11 SSRXp2
B3 SSTXn2 Den svarta * SDPn3 Skärmad differentialpar #3, negativ A10 SSRXn2
A11 SSRXp2 Röd * SDPp4 Avskärmat differentialpar #4, positivt B2 SSTXp2
A10 SSRXn2 blå * SDPn4 Skärmad differentialpar #4, negativ B3 SSTXn2
* Färger för mantelledare anges inte av standarden.

"Inom en snar framtid kommer USB Type-C-gränssnittet att bli verkligt universellt. Version 2.1 ger porteffekt upp till 240W. Detta kommer att göra det möjligt att använda den för att driva 4K-skärmar, skrivare och till och med energikrävande bärbara speldatorer." https://usb.org/document-library/usb-type-cr-cable-and-connector-specification-revision-21

USB 3.0 optiska kablar

Under 2013 introducerade vissa företag USB 3.0 och Thunderbolt optiska (fiberoptiska) kablar, genom vilka USB-signalen kan överföras upp till 100 meter [44] mot 3-5 meter (vanligtvis) för vanliga "trådbundna" kablar. Tunna och flexibla kablar låter dig överföra data med hastigheter upp till 1 Gb/s, men ger ingen kraftöverföring.

I början av resan omvandlas signalen från en konventionell elektrisk USB-signal till optiska signaler. Vid slutet av banan inverteras signalen.

Kommunikationsmetod

USB-specifikationen erbjuder designern flera alternativ för enheter, beroende på vilken dataöverföringshastighet som krävs. Dessa är Low Speed ​​(fysisk hastighet 1,5 Mbps ± 1,5%), Full Speed ​​(12 Mbps ± 0,25%), High Speed ​​(480 Mbps ± 0,05%), SuperSpeed ​​(5 Gbps ± 0,06%) , SuperSpeed+ (10 Gbps). Låg-, full- och höghastighetsenheter använder en differentiell halvduplexkommunikationslinje för kommunikation, SuperSpeed ​​​​ - flera. Utbytesprotokollen är identiska.

USB är ett nätverk med en master (värd) och ett godtyckligt antal slavenheter (enhet). Nätverkstopologin  är ett aktivt träd . "Aktiv" betyder att varje nod i trädet har en speciell enhet - ett nav. Hubben hanterar elektrisk kabelavslutning, paketrouting, detektering av anslutning/bortkoppling av enheter och andra funktioner. Alla anslutningar i nätverket är elektriskt och protokoll identiska.

USB låter dig "hot" ansluta och koppla bort enskilda enheter eller nätverkssegment. "Hot" betyder att nätverksdriften inte störs, och guiden kan fastställa faktumet av en nätverkskonfigurationsändring automatiskt, i realtid. Eftersom hela nätverket får ström från mastern, stöds möjligheten att automatiskt styra nätverkets strömförsörjning: enheten informerar mastern om sina behov och mastern kan inaktivera enheten om nätverkets strömkapacitet kan överskridas .

Fysiskt lager

Ett förenklat elektriskt diagram över USB-anslutningen visas i figuren. När ingen är ansluten till värden dras båda signalledningarna D+ och D− upp med 15 kΩ-motstånd till strömförsörjningens minus. När enheten är ansluten dras en av ledningarna upp till +3,3 V genom ett 1,5 kΩ motstånd. Låghastighetsenheter drar upp D−-linjen, medan Full Speed-enheter drar upp D+-linjen. Således bestämmer värden fakta om anslutning och typen av ansluten enhet. Höghastighetsenheter fungerar som Full Speed ​​vid anslutningstillfället och växlar till höghastighetsläge efter att ha bytt visitkort.

Tillståndet för differentialparet som definieras av pullup-motstånden hänvisas till som Idle i specifikationen. Samma tillstånd med föraren påslagen indikeras av bokstaven J. Det motsatta tillståndet indikeras av bokstaven K. Stängningen av båda linjerna till minus kallas Single Ended 0, förkortat SE0; kort till positiv - SE1.

Data kodas med NRZI -metoden (Non-return-to-zero inverted). Enligt denna metod motsvarar varje nollbit av indata en förändring i tillståndet för differentialparet (J→K eller K→J), och det finns ingen förändring för en enhet. För att eliminera förlusten av synkronisering på långa enstaka sekvenser används bitstuffing , det vill säga noll tvångsinfogas i dataströmmen för var 6:e ​​enhet i rad.

Tillståndet för SE0-bussen som är längre än 10 ms tolkas av enheten som en återställning och kräver att enheten återinitierar USB-stacken. Idle-tillståndet i mer än 3 ms i rad tolkas av enheten som en busshållplats (Suspend) och kräver formellt att enheten självbegränsar sin strömförbrukning från USB-bussen. Exit from Suspend sker antingen när värdaktiviteten återupptas, eller så kan enheten, om nödvändigt, skicka en speciell återuppta-signal. Återuppta-signalen består av ett K-tillstånd under några millisekunder, avslutat av sekvensen SEO, SE0, J, där varje tillstånd varar ett bitintervall enligt enhetens hastighetsläge.

Paketstruktur

Utbytet sker i korta paket. Varje paket börjar med en Start of Packet-sekvens, för låg och full hastighet är det KJKJKJKK. Därefter finns det alltid en speciell PID-paketidentifierare ( English  Packet IDentifier ), som anger typen av paket. Det finns totalt 16 olika pakettyper, så PID har 4 bitar. Men för pålitlighetens skull dupliceras värdet på detta fält i omvänd form, så längden på PID-fältet i paketet är 8 bitar. Paketet slutar med End of Packet-sekvensen: SE0, SE0, J. Minsta intervall mellan paket är ~0,1 µs (för full hastighet).

Beroende på pakettyp kan ett antal andra fält med paketparametrar och/eller data finnas mellan PID och EoP. Alla dessa fält (inklusive PID) sänds LSB först.

Typer av USB-paket presenteras i tabellen:

Sorts PID-värde (den mest signifikanta biten först) Överförd byte (minst signifikant bit först) namn Beskrivning
reserverad 0000 0000 1111
Tecken 0001 1000 0111 UT Värden meddelar enheten att nästa paket kommer att innehålla data från värden till enheten
1001 1001 0110 I Värden meddelar enheten att den är redo att ta emot ett datapaket från enheten.
0101 1010 0101 SÅ F Ett paket som markerar början på en tidsram eller mikroram.
1101 1011 0100 UPPSTART Värden meddelar enheten att nästa paket kommer att innehålla konfigurationsdata från värden till enheten
1000 0001 1110 DELA USB höghastighetsdelad överföring
0100 0010 1101 PINGA Kontrollera om enheten kan ta emot data (USB High Speed)
Särskild 1100 0011 1100 PRE Meddelar hubben att nästa transaktion kommer att vara i låghastighetsläge
handslag FELA Split Transfer Error (USB High Speed)
0010 0100 1011 ACK Mottagningsbekräftelse av datapaket
1010 0101 1010 NACK Ovilja att servera det föregående paketet ignoreras paketet
0110 0110 1001 NYET Data ännu inte klar (USB High Speed)
1110 0111 1000 BÅS Tidigare paket fick åtkomst till obefintlig eller inaktiverad funktionalitet
Data 0011 1100 0011 DATA0 Även datapaket
1011 1101 0010 DATA1 Udda datapaket
0111 1110 0001 DATA2 High Speed ​​​​Isochronous Data Packet (USB High Speed)
1111 1111 0000 MDATA High Speed ​​​​Isochronous Data Packet (USB High Speed)

Paket av typen IN, OUT, SETUP är rubrikerna för en multipakettransaktion med datautbyte. De innehåller fälten för enhetens adress och Endpoint-numret i enheten som data kommer att utbytas med i denna transaktion. Paketintegriteten verifieras av CRC5-fältet.

Paket av typen DATA innehåller ett datafält och ett CRC 16 dataintegritetsfält. Standarden begränsar den maximalt tillåtna datalängden till 8 byte för okonfigurerade enheter, 64 byte för låghastighetsenheter, 1023 byte för fullhastighetsenheter och 1024 byte för höghastighetsenheter. Enheten kan ställa in sin maximala datalängd på mindre än tillåtet. Värden måste stödja den maximalt tillåtna datalängden. I ett normalt utbyte interfolieras datapaket som "jämna-udda".

Paket som ACK, NACK, STALL slutför transaktionen och rapporterar (o)framgången för den aktuella transaktionen. Innehåll inte ytterligare fält.

Adress

USB är ett nätverk, vilket innebär att flera enheter kan ansluta till samma värd. Varje enhet tilldelas en unik adress under den första konfigurationsprocessen vid anslutningstillfället. Adressdimensionen är 7 bitar, nollvärdet är reserverat - följaktligen kan upp till 127 enheter ansluta till en värd. Adressfältet innehåller endast de paket som startar en transaktion (IN, OUT, SETUP).

Slutpunkt

Förutom att adressera fysiskt anslutna enheter erbjuder USB logisk adressering inom enheten. Med logisk adressering kan du separera dataströmmar enligt olika funktionalitet inom samma enhet. Till exempel kan ett tangentbord med en pekplatta ha en datakanal för tangenttryckningar och en annan för pekplattans data. I TCP/IP-stacken finns det en direkt analogi för en slutpunkt—portar.

Fältet "slutpunkt" har en dimension på 4 bitar, det vill säga upp till 16 punkter är möjliga. Varje punkt kan självständigt fungera som mottagare och som sändare, så ibland finns det 32. Fältet "slutpunkt" är en del av adresseringen i USB-nätverket och finns bara i samma paket där det finns en adress (IN) , UT, INSTÄLLNING). Vid tidpunkten för anslutningen, som en del av den initiala konfigurationen, måste enheten överföra information till värden om de inblandade punkterna och deras syfte. Denna information måste överensstämma med lämpliga enhetsdrivrutinprogramvarudatakanaler hos värden. Att komma åt en oanvänd punkt resulterar i ett STALL-svar. SETUP-paket kan bara komma till nollslutpunkten.

Tidsramar

USB-specifikationen innehåller begreppen tidsramar och mikroramar. För låghastighetsenheter sänder värden varje millisekund en Keep Alive-signal bestående av en End of Packet-sekvens. För Full Speed-enheter skickar värden ett speciellt SOF-paket (Start of Frame) varje millisekund, vilket markerar början på nästa bildruta. För High Speed ​​sänds detta paket var 125:e µs; en sådan period kallas en mikroram. USB-specifikationen kräver att transaktions- och paketschemaläggning stöds så att periodiciteten för SOF inte bryts.

Principer för datautbyte

Datautbyte sker i så kallade transaktioner – oskiljaktiga sekvenser av flera paket. Initiativtagaren till utbytet är alltid värden. Den skickar ett kort paket (token) som meddelar om starten av en ny transaktion. I detta tokenpaket anger värden riktningen för transaktionen (IN eller UT), enhetens adress och ändpunktsnumret. Till exempel betyder en OUT-token att token omedelbart kommer att följas av ett datapaket från värden till enheten (DATA0 eller DATA1). Det kan finnas flera datapaket i en transaktion om vart och ett av dem har den maximala tillåtna datalängden för den här enheten. Slutet på dataöverföringen bestäms av paketets längd, som inte är lika med maximum. Så snart ett trunkerat paket anländer skickar enheten omedelbart en svarspaketbekräftelse (handskakning), till exempel ACK (allt togs emot), NACK (kunde inte ta emot: till exempel var ingångsbufferten full), STALL (data adresserad till den frånkopplade slutpunkten). Alla paket i en transaktion sänds nästan samtidigt, den maximala pausen mellan paket bör inte överstiga ~1 μs (för Full Speed), annars kommer transaktionen att kännas igen som felaktig.

På samma sätt överförs data från enheten till värden. Värden initierar överföringen med IN-token. Om enheten inte har någon data redo att skicka, svarar den med NACK och transaktionen avslutas. Om data är klara börjar enheten sända DATA0/DATA1-paket. Principen för att avsluta överföringen är liknande: ofullständig längd på datapaketet. Vid mottagande av ett ofullständigt paket svarar värden på enheten med ett ACK-paket.

Transaktionen med SETUP-token är helt lik OUT-transaktionen, de enda skillnaderna är i logiken för datauppfattningen av enheten: dessa är anslutningsparametrarna som styr driften av enhetens USB-stack.

Kontroll, Avbryt, Bulk, Isokron

USB-specifikationen tillhandahåller flera metoder för att utbyta data. Varje inkluderad endpoint måste mappas till en av metoderna. Kontroll, Avbrott och Bulk använder handskakningsprotokollet som beskrivs ovan. Bulkmetoden tillåter värden att fritt kommunicera med enheten som den vill. Kontrollmetoden liknar bulk, men den utbyter endast speciella data med enheten som styr driften av USB-protokollet i enlighet med specifikationen (inom transaktioner av typen SETUP). Eftersom kringutrustning inte kan initiera ett utbyte, kom de på avbrottsmetoden för att överföra data som plötsligt dyker upp på enheten, vilket gör att du kan polla enheten med en angiven period. Avbrottsmetoden används ofta för att polla tangentbord och möss. Att stå isär är den isokrona metoden, som gör att du kan reservera en del av USB-bussens bandbredd för data som ljud eller video. Isochronous stöder inte överföringsintegritetskontroll (ACK- och NACK-paket sänds inte), vilket innebär att återförsök inte tillhandahålls vid fel: felaktigt mottagen data går förlorad.

Enhetsinitiering

Vid tidpunkten för anslutningen begär värden en uppsättning standardiserad information (deskriptorer) från enheten, på basis av vilken den bestämmer hur den ska arbeta med denna enhet. Beskrivningarna innehåller information om tillverkare och typ av enhet, baserat på vilken värden väljer en mjukvarudrivrutin. Beskrivningstabeller och fälttilldelningar beskrivs i kapitel 9 i USB-specifikationen.

Därefter utför värden en hastighetsändring (om enheten är High Speed) och tilldelar en adress till enheten.

Felsökning och certifiering

För att felsöka protokoll och kontrollera överensstämmelse med standarden kan enhetsutvecklare använda olika verktyg som låter dig observera utbytesprocesserna på bussen [45] [46] . Dessa verktyg kan vara rent mjukvarubaserade och hämtar busshändelser från datorns USB-drivrutiner. Sådana verktyg visar dock inte hårdvarubearbetade eller felaktiga signaler på bussen. För omfattande oberoende kontroll används specialiserade hårdvaruskannrar och protokollanalysatorer. Användningen av en hårdvaruanalysator rekommenderas av USB-konsortiet för certifiering och som förberedelse för lanseringen av enheter i massproduktion.

Formellt, för att få rätten att placera USB-logotyper på produkter, är det nödvändigt att certifiera dem för överensstämmelse med standarden. USB-IF-organisationen erbjuder certifieringstjänster för USB-enheter och upprätthåller även en lista över certifierande laboratorier från tredje part [47] .

Plug and Play

Utvecklarna av USB-specifikationen uppmärksammade frågan om att automatiskt upptäcka funktionaliteten hos USB-enheter för att rädda användaren från rutinåtgärder vid anslutning av USB-enheter. Det finns två mekanismer för att göra detta:

  • Enheten kommunicerar sina attribut till värden, vilket inkluderar enhetsleverantörs-ID (VID) och produkt-ID (PID). Baserat på dessa identifierare letar värden (datorn) efter sätt att arbeta med den här enheten (vanligtvis uttrycks detta i kravet på att installera drivrutiner som tillhandahålls av enhetstillverkaren).
  • Enheten berättar för värden identifieraren för den standardiserade enhetsklassen. Som en del av USB-konceptet har ett antal specifikationer för standardenhetsklasser tagits fram, inom vilka arbetet med enheter med en viss funktionalitet förenas. Till exempel är enheter av klassen Human Interface Device, HID (dessa är möss, tangentbord, spelkontroller, etc.) och masslagringsenheter (“flash-enheter”, diskenheter) allmänt kända. För populära klasser av enheter har datorer färdiga drivrutiner, så anslutningen av sådana enheter är osynlig för användaren.

Förutom vanliga USB-lösningar erbjuder vissa företag och entusiaster andra lösningar. Till exempel är förinstallerade WinUSB - drivrutiner med ett tredjeparts- API tillgängligt i Windows-miljön populära .

Standardenhetsklasser

Syftet med USB-enheter kan bestämmas av klasskoderna som rapporteras till USB-värden för att ladda de nödvändiga drivrutinerna. Klasskoder låter dig kombinera arbete med enheter av samma typ från olika tillverkare. En enhet kan stödja en eller flera klasser, vars maximala antal bestäms av antalet tillgängliga slutpunkter.

Beskrivning av klasskoder [48] :

Koden namn Användningsexempel/not
00h _ N/A Inte inställd
01h Audio Ljudkort , MIDI
02h Kommunikationsenhet (CDC) Modem , nätverkskort , COM-port
03h Human Interface Device (HID) Tangentbord , mus , joystick
05h Physical Interface Device (PID) Joystick med Force feedback- stöd
06h Bild Webbkamera , skanner
07h Skrivare Skrivare
08h Masslagringsenhet (MSD) USB-minne , minneskort , kortläsare , digitalkamera
09h USB-hubb USB-hubb
0 Ah CDC-data Används tillsammans med CDC-klassen
0bh Smart Card Reader (CCID) Smart kortläsare
0Dh innehållssäkerhet biometrisk skanner
0 Eh Videoenhetsklass Webbkamera
0Fh personlig hälsovård Pulsindikator, medicinsk utrustning
DCH Diagnostisk enhet Används för att kontrollera USB-kompatibilitet
E0h Trådlös kontroll Bluetooth -adapter
EFh Diverse ActiveSync- enheter
FEh Applikationsspecifik IrDA- enheter, uppdateringsläge för fast programvara (DFU)
FFh Leverantörsspecifik Efter tillverkarens gottfinnande

Strömförsörjning

USB-standarden ger möjlighet att förse anslutna enheter med en liten mängd el. Ursprungligen tillät USB 2.0-standarden en enhet att dra en maximal ström på 0,5 A vid 5 V. USB 3.0 ökade den maximala strömmen till 0,9 A vid samma spänning. Dessa standarder tillåter värden att kontrollera förbrukningen av enheter som är anslutna till bussen. För att göra detta, vid tidpunkten för anslutning och initialisering, informerar enheten värden om dess energibehov. Värden utvärderar energikapaciteten för detta nätverkssegment och tillåter eller förbjuder enheten från att fungera.

I ett försök att standardisera kraven på strömintensiva enheter antog USB-IF 2007 USB-batteriladdningsspecifikationen, som inom USB 2.0/3.0-kabelinfrastrukturen gjorde det möjligt att öka den ström som enheten förbrukar upp till 5A [49] [50] . Senare antogs en separat USB Power Delivery-specifikation, vilket möjliggör mycket mer flexibilitet i energihantering.

USB-strömstandarder
Specifikation Max. nuvarande Max. Spänning Max. kraft
USB 1.1/2.0 500 mA 5 V 2,5W
USB 3.0 900 mA 5 V 4,5 W
USB 3.2 Gen x2 1,5 A 5 V 7,5W
Batteriladdning 1.2 1,5 A 5 V 7,5W
Power Delivery 1.0/2.0/3.0 5 A [a] 20 V 100 W
Power Delivery 3.1 5 A [a] 48 V [b] 240 W
  1. ↑ 1 2 För strömmar större än 3 A krävs speciella kablar.
  2. ↑ För spänningar över 20V behövs speciella kablar.

USB-batteriladdning

Det första försöket att standardisera prylar med hög förbrukning och USB-utgångsströmförsörjning resulterade i USB-batteriladdningsspecifikationen [51] . Den första versionen släpptes 2007. Den nuvarande versionen av USB BC 1.2 publicerades 2010.

Specifikationen tillät förekomsten av särskilt utsedda[ hur? ] USB-A-kontakter med ökad strömeffektivitet (upp till 1,5 A). Det initiala USB-konfigurationsprotokollet kompletterades med möjligheten att "förhandla" utökad förbrukning. Slutenheten kunde öka förbrukningen först efter "överenskommelse" med värden.

USB-A-kontakter med oanslutna dataledningar var också tillåtna, till exempel på laddare. Sådana laddare identifierades av gadgeten av de slutna kontakterna D+ och D−. Sådana enheter fick ge ström upp till 5 A.

För små strömförbrukare rekommenderade specifikationen en MicroUSB-B-kontakt.

USB Power Delivery

I den nya USB Power Delivery-standarden har konceptet med strömförsörjning gjorts om avsevärt [52] [53] . Både värd- och enhetsutvecklare har nu flexibiliteten att hantera USB-ström. Beslutet om vem som är källan, vem som är konsumenten, om källans och kabelns möjligheter fattas i samband med en dialog mellan enheter via en separat kommunikationskanal. Det är möjligt att enheten under dialogen kan kräva, och värden kommer överens om att öka matningsspänningen för att överföra hög effekt över den befintliga kabelinfrastrukturen. En överspänning matas ut av värden på Vbus-strömkabeln. För kompatibilitet med äldre enheter återställer värden spänningen till de gamla 5 volt så snart den upptäcker en frånkopplad enhet.

USB Power Delivery-teknik ger upp till 100W ström. Tack vare detta, med hjälp av en konventionell USB-kabel, blev det möjligt att ladda och ansluta alla elektroniska enheter från en laddningskälla, som kan vara en smartphone, laptop eller externt batteri [54] .

USBPD Rev.1

2012 introducerades den första revisionen av USB PD. Standard-USB 2.0- och 3.0-plugg- och kabelinfrastrukturen användes. Strömhanteringen genomfördes genom en dialog mellan konsumenten och källan via en oberoende kommunikationskanal organiserad över strömkabeln till en vanlig USB-kabel (V -bus ). Frekvensmodulering med en bärvåg på 24 MHz användes .

Standarden tillät att öka spänningen på USB-strömstiftet (Vbus) till 12 V eller 20 V vid en maximal ström på upp till 5A.

USBPD 2.0

Den andra revideringen av standarden släpptes 2014 tillsammans med USB 3.1-specifikationen och är kopplad till den nya USB Type-C-kontakten. Nu, för en dedikerad kommunikationskanal mellan strömkällan och konsumenten, används en separat ledning i kabeln (Configuration Channel). Den stöder också bestämning av typen av kabel och dess kraftöverföringskapacitet, för vilken en mikrokrets måste installeras i kablar med en ökad maximal ström som rapporterar parametrarna för kabeln.

Standarden tillät att öka spänningen på USB-strömstiftet (Vbus) till 9, 15 eller 20 V vid en maximal ström på upp till 5A. För strömmar över 3A krävs speciella kablar med identifieringschip.

USBPD 3.0

2019 släpptes USB PD 3.0. Dess betydande skillnad från USB PD 2.0 är det programmerbara strömförsörjningsläget, när konsumenten inte begär en fast spänning från intervallet 5, 9, 15 eller 20 V, men kan justera spänningen i intervallet 3,3 ... 21V i 20mV steg. Konsumenten kan också be källan att begränsa strömmen i steg om 50 mA.

USBPD 3.1

Våren 2021 släpptes USB PD 3.1. [3] En betydande skillnad är uppdelningen av lägen i Standard Power Range (kompatibelt med USB PD 3.0) och Extended Power Range, där spänningar på 28, 36 och 48V är möjliga. Det programmerbara strömförsörjningsläget är endast reserverat för standardeffektområdet och stöds inte i det utökade strömområdet. För att erhålla en hög reglerad spänning har läget Justerbar spänningsförsörjning introducerats, som låter dig ställa in spänningen från 15 till 48V i steg om 100 mV.

Således nådde den maximala sända effekten 240W. För strömmar över 3A och spänningar över 20V krävs speciella kablar med identifieringschip. Särskilda logotyper har tagits fram för visuell märkning av högeffektkablar. [35] [36] [55]

Icke-standardiserade lösningar

Att driva mobila prylar

Tillverkare av mobila prylar kunde inte komma förbi tillgången på el från ett USB-uttag. Det finns många enheter som drar ström utan att uppfylla USB-specifikationen.

Samtidigt kan laddningsströmmen som krävs av enheten vara mycket högre än vad USB-standarden tillåter. För att komma runt denna begränsning har många telefontillverkare utvecklat sina egna regler för att bestämma en speciell strömförsörjning - en laddare [56] [57] . Nu när den är ansluten till originalladdaren får telefonen möjlighet att ladda så snabbt som möjligt. Samtidigt, när den är ansluten till en vanlig USB-värd, följer telefonen rekommendationerna från USB-standarden, laddas med reducerad ström eller inte laddas alls.

Till exempel bestämmer Apple-enheter den maximala strömutmatningen från laddaren från spänningen vid D− och D+ stiften. Om D+ = D− = 2,0 V är max. ström - 0,5 A. Om D+ = 2,0 V och D− = 2,8 V, då max. ström - 1 A. Om D+ = 2,8 V och D− = 2,0 V, då max. ström - 2 A [58] .

2007 antog USB-IF USB-batteriladdningsspecifikationen, som startar processen att standardisera strömförsörjningen för mobila enheter. Under 2007-2010 antogs ett antal nationella och internationella bestämmelser (till exempel Common extern strömförsörjning, GSM Universal Charging Solution, kinesiska "Technical Requirements and Test Method of Charger and Interface for Mobile Telecommunication Terminal Equipment" [59] [60] ), enligt vilken mobila gadgetladdare måste vara utrustade med samma typ av kontakter: USB-A uttag på laddarfodralet och Micro-USB-B på själva prylen. Laddaren identifieras av slutna kontakter D+ och D−.

Qualcomm Quick Charge

Qualcomm -teknologier , liknande USB Power Delivery-standarden, men lättare att implementera, har vunnit en viss popularitet. Fyra kompatibla versioner av specifikationen har släppts [61] [62] :

Qualcomm Quick Charge 1.0-versionen (2013) gav 5 V 2 A strömförsörjning och skiljde sig inte mycket från andra icke-standardiserade lösningar. Fick inte utdelning.

Qualcomm Quick Charge 2.0 (2015), som USB Power Delivery, gav möjligheten att öka matningsspänningen till 9, 12 eller 20 V efter överenskommelse mellan laddaren och gadgeten. Men till skillnad från USB Power Delivery var kontraktsmetoden mycket enklare och tillät användning av befintliga USB 2.0/3.0-kablar och kontakter. Beroende på tillståndet för D+/D−-ledningarna bestämmer gadgeten att den är ansluten till laddaren, varefter den ställer in en viss spänning på D+/D−-ledningarna i enlighet med den önskade matningsspänningen.

Versionen av Qualcomm Quick Charge 3.0 (2016) kompletterar QC 2.0 med möjligheten att smidigt justera utspänningen i intervallet 3,6-20 V på begäran av gadgeten.

Enligt USB-specifikationen kan vissa kablar med typ C-kontakter innehålla ett chip som identifierar kabelns parametrar. Eftersom denna mikrokrets drivs av kabelkraftledningarna kan en ökning av spänningen på dem vara ödesdigert för både kabeln och den anslutna utrustningen. I detta avseende visade sig användningen av Quick Charge 2.0 och 3.0 på kablar med typ C-kontakter vara riskabel. 2015 publicerade USB-IF en metod för att testa kabelinfrastruktur med typ C-kontakter, där den uttryckligen förbjöd spänningsstyrning på kraftledningen med icke-standardiserade metoder. Nu kommer Quick Charge 2.0- och 3.0-laddare med en USB Type C-kontakt inte att kunna ta emot ett certifikat om överensstämmelse [63] . Google har utfärdat en rekommendation att inte stödja QC 2.0 och 3.0 på Android-enheter [64] . Problemet är löst i Quick Charge 4-specifikationen.

Qualcomm Quick Charge 4-versionen introducerades i november 2016. Deklareras kompatibel med kablar med typ C-kontakter [65] . Qualcomm Quick Charge 4+-versionen introducerades sommaren 2017.

Powered USB

1999 antog en grupp tillverkare av kommersiell utrustning en företagsstandard, enligt vilken USB-kontakten var utrustad med ytterligare kontakter med spänningar på 5 V, 12 V eller 24 V och en ström på upp till 6 A. Detta beslut stöddes inte med USB-IF.

Kritik

  • Mini- och speciellt Micro-USB-kontakter, på grund av tillverkarens konstruktionsfelräkningar, lossnar ofta med tiden, börjar tappa kontakten och har inte en tillräckligt tillförlitlig anslutning till kretskortet , vilket gör att de vid intensiv användning kan vara helt eller delvis skadad. I vissa fall lossnar uttagen, vilket kan leda till behovet av att byta ut brädet eller till och med köpa en ny enhet på grund av omöjligheten av normal återhämtning av trasiga tryckta spår. Denna nackdel är mest uttalad i små enheter som mobiltelefoner, surfplattor, elektroniska läsare och digitala fickspelare . .
  • Protokollet kräver att slutenheten upprätthåller en ganska komplex algoritmisk stack både för direkt kommunikation över bussen och för att stödja relaterade funktioner såsom initiering eller svar på servicemeddelanden. På grund av deras komplexitet och mångfald implementerar enheter ofta bara de grundläggande nivåerna av protokollet i hårdvara, vilket lämnar de övre i programkodens nåd. Detta leder till en märkbar overhead av programminne och tid, och innehåller också hotet om fel och försök att överförenkla programkoden till skada för överensstämmelse med standarden.
  • Tillverkarens kod (VID) utfärdas till enhetsutvecklaren först efter ett byråkratiskt förfarande och en monetär kostnad på cirka $ 5 000. Dessutom har USB-IF-standardutvecklingsorganisationen en negativ inställning till återförsäljning av ägarna av tillverkarens koder för enhetskoder (PID) [66] . Allt detta begränsar bussens tillgänglighet för små tillverkare och oberoende utvecklare. Fritt tillgängliga koder för enheter som implementerar standardfunktioner (till exempel en utbytesport, en minnesenhet eller en ljudenhet) tillhandahålls inte av standardens skapare.
  • Listan över klasser och underklasser av enheter är inkonsekvent i delar, alltför uppsvälld, underklasser på samma nivå är ofta ojämlika och innehåller föråldrad funktionalitet. Som ett resultat av detta kräver stöd för en viss standardklass ofta redundant kod som inte behövs för omedelbar drift, både från enheten och värden (datorn). Detsamma gäller de typer av paket som sänds, av vilka några är av ganska historisk betydelse.
  • Trots den deklarerade universaliteten kräver många enheter, även de som tillhör standardklasser, för det mesta mjukvarustöd och separata drivrutiner på värden. Så det moderna Windows-operativsystemet, när du ansluter en extern COM-port eller en GPS-navigator (som tillhör samma standardklass av kommunikationsenheter), kräver en separat drivrutin för var och en av enheterna. Detta ålägger tillverkarna separata skyldigheter att skapa och eventuellt signera drivrutiner och innehåller risken för att en enhet inte fungerar på ett operativsystem av en annan version.
  • Jämfört med andra dataöverföringsformat har USB 1.0-formatet stora latenser (fördröjningar) i informationsöverföringen. USB 2.0 High Speed-formatet har försökt minska latensproblem, men själva formatet kräver en höghastighetssändtagare och högfrekvensgränssnittskabel, vilket är redundant och dyrt i många fall.

Nackdelar med USB 2.0

  • Även om den teoretiska maximala genomströmningen för USB 2.0 är 480 Mbit/s (60 Mb/s), är det i praktiken inte möjligt att uppnå en genomströmning nära toppen (max. 45 Mb/s [67] , oftare upp till 30 Mb/s). Detta beror på det faktum att USB-bussen är halvduplex - endast ett tvinnat par används för att överföra data i båda riktningarna, därför kan data överföras i en cykel endast i en riktning, och följaktligen krävs två cykler för dubbelriktat datautbyte. Som jämförelse, FireWire -bussen, även om den har en lägre toppbandbredd på 400 Mbps, vilket formellt är 80 Mbps (10 Mb/s) mindre än USB 2.0, men eftersom den är duplex (två tvinnade par används för dataöverföring - vardera i sin egen riktning, och dubbelriktat datautbyte kräver 1 cykel), låter det dig ge mer bandbredd för datautbyte med hårddiskar och andra lagringsenheter. I detta avseende har en mängd olika mobila enheter länge "vilat" mot den otillräckliga praktiska bandbredden hos USB 2.0.

Fördelar med USB 3.0

  • Möjlighet att överföra data med hastigheter upp till 5 Gb/s.
  • Styrenheten kan samtidigt ta emot och skicka data (full duplex-läge), vilket ökade drifthastigheten.
  • USB 3.0 ger mer ström, vilket gör det lättare att ansluta enheter som hårddiskar.
  • USB 3.0 är kompatibel med äldre standarder. Det är möjligt att ansluta gamla enheter till nya portar. USB 3.0-enheter kan anslutas till en USB 2.0-port (om strömförsörjningen är tillräcklig), men enhetens hastighet begränsas av portens hastighet.

Sårbarhet

I augusti 2014 demonstrerades en implementering av en USB-enhetssårbarhet kallad BadUSB . Vissa USB-enheter låter dig ändra firmware för mikrokretsen som är ansvarig för att interagera med datorn. En angripare, som har omvänt en specifik enhet, kan skapa och skriva skadlig kod i den. Denna skadliga kod kan till exempel genom att imitera tangentbordet, utföra nödvändiga åtgärder för användaren på den infekterade datorn eller, genom att imitera en nätverksenhet, ändra nätverksinställningar på ett sådant sätt att användaren kommer att surfa på Internet via mellanliggande servrar som kontrolleras av angriparen ( Pharming ). Dessutom, genom att imitera ett USB-minne , kan skadlig kod ladda ner och köra ett virusprogram på en dator med autorun aktiverat. Ett sådant virus kan kopiera sig själv till andra USB-enheter som för närvarande är anslutna till datorn och infektera fler och fler USB-enheter (webbkameror, tangentbord, flash-kort, etc.) [68] .

Den skadliga USB Kill-enheten och liknande enheter kan utnyttja en annan sårbarhet: omedelbart efter anslutning till ström, genererar USB-enheten en serie högspänningspulser på datastiften, vilket förstör värdefulla mikrokretsar inuti datorn [69] [70] [71] [72] . Sårbarheten uppstår på grund av tillgången på USB-uttag, samt på grund av att alla USB-portar strömförsörjs oavsett vilken enhet som är ansluten till dem, och på grund av svagt skydd mot högspänning i höghastighetskontakter kopplade till chips och utgång på kroppen.

USB och FireWire/1394

USB Mass Storage-protokollet, som är en metod för att överföra SCSI-kommandon över USB-bussen, har mer overhead än motsvarande FireWire/1394-protokoll, SBP-2. Därför är det möjligt att uppnå en högre dataöverföringshastighet när du ansluter en extern enhet eller CD/DVD-enhet via FireWire. USB Mass Storage stöddes inte heller på äldre operativsystem (inklusive Windows 98 ) och krävde att en drivrutin installerades. SBP-2 stöddes från början i dem. Även i äldre operativsystem (Windows 2000) implementerades USB-lagringsprotokollet i en trunkerad form, vilket inte tillät användning av funktionen att skriva CD- och DVD -skivor på en USB-ansluten enhet; SBP-2 hade aldrig sådana begränsningar.

USB-bussen är strikt orienterad, så att ansluta två datorer kräver ytterligare hårdvara. Anslutningen av utrustning utan dator, såsom en skrivare och skanner eller kamera och skrivare, definierades av USB OTG- standarden ; tidigare var dessa implementeringar knutna till en specifik tillverkare. 1394/FireWire-bussen påverkas initialt inte av denna nackdel (till exempel kan två videokameror anslutas).

Fakta

Svetsaren Saldanha, ledaren för en av de evangeliska kulterna i Brasilien , förbjöd sina anhängare att använda USB-enheter och portar - han såg i USB-emblemet symbolen för Satan  - en treudd med vilken syndares själar torteras i helvetet , och uttalade att alla som använder USB, dyrkar Satan [73] [74] [75] [76] .

Anteckningar

  1. ↑ 82371FB (PIIX) och 82371SB (PIIX3) PCI ISA IDE Xcelerator . Intel (maj 1996). Hämtad 12 mars 2016. Arkiverad från originalet 13 mars 2016.
  2. ↑ 1 2 USB 'A' Plug Form Factor Revision 1.0 (PDF). USB Implementers Forum (23 mars 2005). - "Kroppens längd är helt 12 mm bred och 4,5 mm i höjd utan avvikelser". Hämtad 4 juni 2017. Arkiverad från originalet 19 maj 2017.
  3. ↑ 1 2 USB-C-strömförsörjning når 240W med utökat effektområde . Hämtad 23 februari 2022. Arkiverad från originalet 14 november 2021.
  4. ↑ USB är tjugo år gammal, uppfinnaren av porten förklarade varför kontakten inte ursprungligen gjordes till en "förändring" . Hämtad 28 juni 2019. Arkiverad från originalet 19 november 2015.
  5. ↑ Grattis på födelsedagen USB: Standarden fyller 20, och den stolta uppfinnaren Ajay Bhatt berättar allt . Hämtad 28 juni 2019. Arkiverad från originalet 31 maj 2019.
  6. ↑ Värdelös seriell buss. USB står för Useless Serial Bus. 1 USB akronym/förkortning Betydelse - vad står USB för? . Hämtad 10 mars 2012. Arkiverad från originalet 18 mars 2013.
  7. ↑ 1 2 3 4 Varför ändras USB hela tiden? | Nostalgi Nerd - YouTube . Hämtad 13 juni 2021. Arkiverad från originalet 18 juni 2021.
  8. ↑ USB 4: Allt vi vet, inklusive Apple-support | Toms hårdvara . Hämtad 13 juni 2021. Arkiverad från originalet 30 juni 2021.
  9. ↑ Hur man ansluter datorer via USB (23 augusti 2003). Hämtad 27 september 2016. Arkiverad från originalet 31 mars 2016.
  10. ↑ Ansluta två datorer med en USB-USB-kabel - Hårdvaruhemligheter . Hämtad 28 september 2016. Arkiverad från originalet 30 september 2016.
  11. ↑ 1 2 USB-specifikation 1.0 (avsnitt 7.1.1.1 och 7.1.1.2) (länk ej tillgänglig) . Datum för åtkomst: 28 oktober 2015. Arkiverad från originalet 28 oktober 2015. 
  12. ↑ USB.org - USB-namngivning och förpackningsrekommendationer . Tillträdesdatum: 7 januari 2013. Arkiverad från originalet 14 januari 2013.
  13. ↑ Du kan ansluta vilken kringutrustning som helst till surfplattor på gratis OS, men detta kräver att du bygger din egen kärna
  14. ↑ Arkiverad kopia . Hämtad 31 mars 2017. Arkiverad från originalet 31 mars 2017.
  15. ↑ USB 3.0 hotas . Hämtad 28 oktober 2009. Arkiverad från originalet 24 maj 2011.
  16. ↑ Läs mer om revision B3 Arkiverad 4 mars 2012 på Wayback Machine 
  17. ↑ Arkiverad kopia (länk ej tillgänglig) . Hämtad 11 juni 2009. Arkiverad från originalet 12 juni 2009.   Sarah Sharps utvecklarblogg för Linux USB-undersystem
  18. ↑ USB-IF vill inte att du ska bli förvirrad angående USB Type-C . Hämtad 24 februari 2020. Arkiverad från originalet 24 februari 2020.
  19. ↑ USB Type-C-kontakt: fördelar, nackdelar och funktioner | AndroidLime . androidlime.ru Hämtad 24 mars 2016. Arkiverad från originalet 5 april 2016.
  20. ↑ Lab för interoperabilitet för USB-plattform (nedlänk) . Hämtad 19 augusti 2016. Arkiverad från originalet 20 augusti 2016. 
  21. ↑ USB 3.1 GEN 1 & GEN 2 FÖRKLADE . Hämtad 19 augusti 2016. Arkiverad från originalet 19 september 2016.
  22. ↑ USB.org - SuperSpeed ​​​​USB (inte tillgänglig länk) . Hämtad 19 augusti 2016. Arkiverad från originalet 14 maj 2009. 
  23. ↑ Synopsys (2013-12-10). Synopsys demonstrerar industrins första SuperSpeed ​​​​USB 10 Gbps plattform-till-plattform värdenhet IP-dataöverföring . Pressmeddelande . Arkiverad från originalet den 24 december 2013. Hämtad 2013-12-23 . "Som mätt med Ellisys USB Explorer Protocol Analyzer, realiserade IP 10 Gbps USB 3.1 effektiva datahastigheter på mer än 900 MBps mellan två Synopsys HAPS-70 FPGA-baserade prototypsystem samtidigt som bakåtkompatibla USB-kontakter, kablar och programvara användes."
  24. ↑ USB 3.2-  specifikation . USB Implementers Forum, Inc. Hämtad 29 maj 2018. Arkiverad från originalet 1 juni 2012.
  25. ↑ Sergey Karasev. USB 3.2-specifikation publicerad . 3DNews (28 september 2017). Hämtad 29 maj 2018. Arkiverad från originalet 29 maj 2018.
  26. ↑ Sergey Karasev. Världens första demonstration av USB 3.2-gränssnittskapacitet hölls . 3DNews (28 maj 2018). Hämtad 29 maj 2018. Arkiverad från originalet 29 maj 2018.
  27. ↑ Glöm USB 3.0 och USB 3.1, USB 3.2 kommer att förbli den enda "tredje" . Hämtad 27 februari 2019. Arkiverad från originalet 27 februari 2019.
  28. ↑ USB 3.2-specifikation Riktlinjer för språkanvändning från USB-IF . Hämtad 6 mars 2020. Arkiverad från originalet 3 november 2021.
  29. ↑ USB DevDays 2019 - Branding Session . Hämtad 6 mars 2020. Arkiverad från originalet 22 mars 2020.
  30. ↑ USB4™-specifikation | USB-IF  (engelska) . USB Implementers Forum (29 augusti 2019). Hämtad 4 september 2019. Arkiverad från originalet 12 augusti 2021.
  31. ↑ USB4 | USB-IF . www.usb.org. Hämtad 3 september 2019. Arkiverad från originalet 24 november 2021.
  32. ↑ Thunderbolt är valfritt i USB4 , enligt USB4-specifikationen  . PCWorld (3 september 2019). Hämtad 4 september 2019. Arkiverad från originalet 6 augusti 2020.
  33. ↑ USB4 kommer att öka dataöverföringshastigheten över USB Type-C-kablar till 40 Gb/s . 3DNews (4 mars 2019). Hämtad 4 september 2019. Arkiverad från originalet 6 mars 2019.
  34. ↑ Morten Christensen. Uppgradera din SoC-design till USB4 Arkiverad 4 augusti 2020 på Wayback Machine
  35. ↑ 1 2 Nya USB Type-C Power Rating certifierade kabellogotyper introducerade . Hämtad 2 oktober 2021. Arkiverad från originalet 2 oktober 2021.
  36. ↑ 1 2 Kablar och enheter med USB Type-C visar nu inte bara dataöverföringshastigheten utan även laddningseffekten . Hämtad 2 oktober 2021. Arkiverad från originalet 2 oktober 2021.
  37. ↑ Andrey Zhuchenko. Tillkännaged USB4 version 2.0-standard med 80 Gb/s bandbredd . 3DNews (1 september 2022). Hämtad: 11 september 2022.
  38. ↑ High Speed ​​​​Inter-Chip USB elektrisk specifikation . Hämtad 3 januari 2015. Arkiverad från originalet 3 december 2017.
  39. ↑ Vad är HSIC? . Hämtad 28 december 2014. Arkiverad från originalet 12 september 2015.
  40. ↑ Inter-Chip-tillägg till USB Revision 3.0-specifikationen . Hämtad 21 november 2008. Arkiverad från originalet 1 juni 2012.
  41. ↑ terralab.ru Trådlös USB: första stegen (otillgänglig länk) . Hämtad 1 november 2007. Arkiverad från originalet 10 november 2007. 
  42. ↑ Guk M. Hardware IBM PC.-St. Petersburg: Peter, 2000.-S.-708-723.- ISBN 5-88782-290-2
  43. ↑ Agurov P.V. USB-gränssnitt. Övning av användning och programmering. - St Petersburg: BHV-Petersburg, 2004. - 576 sid. - ISBN 5-94157-202-6 .
  44. ↑ Corning Incorporated . CES 2013 (inte tillgänglig länk) . Optiska kablar från Corning . Hämtad 13 januari 2013. Arkiverad från originalet 18 januari 2013. 
  45. ↑ USB-utvecklingsverktyg . Tillträdesdatum: 23 november 2016. Arkiverad från originalet 4 december 2016.
  46. ↑ USB-programvara och hårdvaruverktyg . Datum för åtkomst: 23 november 2016. Arkiverad från originalet 19 november 2016.
  47. ↑ Oberoende testlabb . Hämtad 28 mars 2019. Arkiverad från originalet 28 mars 2019.
  48. ↑ USB-klasskoder (inte tillgänglig länk) . Datum för åtkomst: 22 mars 2012. Arkiverad från originalet 2 april 2007. 
  49. ↑ Typer av laddningsportar . Hämtad 15 juli 2016. Arkiverad från originalet 16 juli 2020.
  50. ↑ Grunderna för USB-batteriladdning: En överlevnadsguide . Hämtad 30 juni 2016. Arkiverad från originalet 9 september 2019.
  51. ↑ USB-batteriladdning v1.2 (ej tillgänglig länk) . Hämtad 8 november 2016. Arkiverad från originalet 28 mars 2016. 
  52. ↑ How Power Delivery Works Arkiverad 21 september 2017 på Wayback Machine // Habr . - 2013-01-22.
  53. ↑ Revolution av gränssnitt. USB 3.1 Type-C i detalj. Vy över en elektronikingenjör Arkiverad 11 april 2018 på Wayback Machine // Sudo Null IT News . - 18 maj 2015.
  54. ↑ USB Power Delivery - vad är det och hur fungerar det? | AndroidLime . androidlime.ru Hämtad 6 maj 2018. Arkiverad från originalet 7 maj 2018.
  55. ↑ USB-IF tillkännager nya certifierade logotyper för USB Type-C®-kabelströmklassificering . Hämtad 2 oktober 2021. Arkiverad från originalet 1 oktober 2021.
  56. ↑ Laddar prylar via USB . Hämtad 15 juli 2016. Arkiverad från originalet 21 juli 2016.
  57. ↑ Laddar prylar via USB . Hämtad 30 juni 2016. Arkiverad från originalet 16 augusti 2016.
  58. ↑ Ändra en billig USB-laddare för att mata en iPod, iPhone eller Samsung Galaxy . Hämtad 8 november 2016. Arkiverad från originalet 7 oktober 2011.
  59. ↑ "Tekniska krav och testmetod för laddare och gränssnitt för terminalutrustning för mobil telekommunikation" (CCSA YD/T 1591-2006, senare uppdaterad till YD/T 1591-2009)
  60. ↑ Hur man följer Kinas nya standarder för mobiltelefongränssnitt . Hämtad 8 november 2016. Arkiverad från originalet 14 maj 2014.
  61. ↑ Qualcomm Quick Charge - vad det är och hur snabb laddningsteknik fungerar Arkiverad 18 maj 2021 på Wayback Machine // galagram.com . - 5 maj 2017.
  62. ↑ Qualcomm Quick Charge 4+-teknik kommer att påskynda laddningen med 15 % Arkivexemplar daterad 30 maj 2020 på Wayback Machine // 3dnews.ru. - 02.06.2017.
  63. ↑ "Snabbladdningsteknik och USB-C. Specifikt är det inte möjligt att stödja båda standarderna i samma enhet."
       —  Googles ingenjör varnar USB-C, Qualcomm Quick Charge är inkompatibla  // www.extremetech.com. - 2016-04-25.
  64. ↑ Google till OEM: Använd inte Qualcomm Quick Charge; USB-PD är framtiden  : Det finns två konkurrerande snabbladdningsstandarder. Google vill döda en av dem // Ars Technica . - 11.10.2016.
  65. ↑ Qualcomm Quick Charge 4-teknik introducerad  : Qualcomm Quick Charge 4-tekniken är 20 % snabbare // iXBT.com . - 17/11 2016.
  66. ↑ MCS Electronics. Notera USB-produkt-ID . Hämtad 1 juni 2015. Arkiverad från originalet 24 juni 2015.
  67. ↑ Manuel Masiero, Achim Roos. Adata DashDrive Air AE400 recension: Wi-Fi, laddare och kortläsare. Filåtkomst och streaming . www.tomshardware.com (10 juli 2013).
  68. ↑ 3DNews En kritisk sårbarhet har upptäckts i USB-standarden . Hämtad 6 oktober 2014. Arkiverad från originalet 7 oktober 2014.
  69. ↑ En flashenhet bränner en dator med en urladdning på 200 volt Arkiverad kopia av 16 september 2016 på Wayback Machine
  70. ↑ Den legendariska "killer flash-enheten" började säljas Arkivexemplar daterad 15 september 2016 på Wayback Machine  - Rossiyskaya Gazeta, 2016-09-14
  71. ↑ USB Kill 2.0-enhet kan förstöra nästan vilken dator som helst i en andra arkiverad kopia av 19 september 2016 på Wayback Machine  - securitylab.ru
  72. ↑ En USB-nyckelbricka som inaktiverar en dator på en sekund kostar endast 50 € Arkiverad kopia av 15 september 2016 på Wayback Machine  - 3dnews.ru
  73. ↑ Acidez Bucal. BOMBA: Em SP, culto evangelico proibe uso decnologias USB  (port.) . Bobolhando (29 juni 2010). Hämtad 17 april 2014. Arkiverad från originalet 19 april 2014.
  74. ↑ Personalförfattare. Brasiliansk sekt förbjuder  USB . ITProPortal.com (17 november 2010). Hämtad 17 april 2014. Arkiverad från originalet 19 april 2014.
  75. ↑ Brasilianska evangelister ser symbolen för Satan i USB-emblemet (otillgänglig länk) . Ruformator (17 november 2010). Hämtad 17 april 2014. Arkiverad från originalet 19 april 2014. 
  76. ↑ Chefen för det religiösa samfundet kallade USB-datorporten för Satans skapelse . Hämtad 16 september 2016. Arkiverad från originalet 21 september 2016.

Litteratur

  • Universal Serial Bus USB // Uppgradering och reparation av datorer / Scott Muller. - 17:e upplagan. - M .  : Williams , 2007. - Ch. 15 : Seriella, parallella och andra I/O-gränssnitt. - S. 1016-1026. — ISBN 0-7897-3404-4 .

Länkar

  Gå till Wikidata-objektet  Ordböcker och uppslagsverk
I bibliografiska kataloger
 Datorbussar och gränssnitt
Grundläggande koncept
Processorer
Inre
Anteckningsböcker
Driver
Periferi
Utrustningshantering
Universell
Videogränssnitt
Inbyggda system
 Mikrokontroller
Arkitektur
8-bitars
16-bitars
32-bitars
Tillverkare
Komponenter
Periferi
Gränssnitt
OS
Programmering