Эта статья о стандарте компьютерной шины. Чтобы узнать о других значениях, см. USB (значения)
.
По состоянию на 2023 год USB состоит из четырех поколений спецификаций: USB 1.’’x’’
, USB 2.0
, USB 3. «x»
, и USB4
. Начиная с USB4, спецификация расширяет возможности передачи данных и питания с помощью
- Краткий справочник типов разъемов
- Схема наименования сентября 2022 г.
- USB-накопитель/USB-накопитель
- Протокол передачи мультимедиа
- Устройства человеко-интерфейса
- Механизм обновления прошивки устройства
- USB-перемычки
- USB-подключения двойного назначения
- Устройства малой и большой мощности
- Независимый от носителя USB
- Сравнение с другими способами подключения
- FireWire (IEEE 1394)
- Производные и родственные стандарты
- ISBN
- Парих, Биджал. «USB (универсальная последовательная шина): обзор» . Гараж инженеров . WTWH Media . Получено в 2022 г. . Барнатт, Кристофер (25 сентября 2022 г.). Объяснение USB: от 1.0 до USB4 V2.0 (ExplainingComputers) (видео). USB Type-A – это самый популярный разъём на компьютерах, который пользователи, как правило, просто называют USB. При этом разъёмы USB различаются, и сама группа Type-A делится на несколько видов. Что такое USB Type-A USB расшифровывается как универсальная последовательная шина, то есть универсальная последовательная шина. У СБ Тип-А также называется Стандарт-А. Такие порты встречаются повсюду как на компьютерах и ноутбуках, так и на блоках зарядных устройств. Практически все внешние периферийные компьютерные устройства поддерживаются через USB-A. Когда появились улучшения и предпочтения Впервые USB Type-A появился в 1996 году, когда вышла первая версия, но активно стала применяться спустя несколько лет, с версии 1.1. Одно из преимуществ этого порта – обратная совместимость. Даже если у вас порт USB 3.0, кабель, поддержка лишь 2.0, работоспособность в любом случае будет обеспечена. Но, конечно, на более низких скоростях. Это правило универсально, даже если подключить современный USB-накопитель к компьютеру, которому уже десяток лет. Разные цвета USB Для того чтобы существовали современные, скоростные версии USB от старых, придумана цветная маркировка. Как правило, разъём USB 3.0 изнутри окрашивается в синий цвет, а USB 3.1 – в бирюзовый, благодаря чему сразу выделяется. При этом USB0 и более старые версии – консервативный чёрного цвета. Однако отметим, что цветная маркировка может вам и не встретиться. Скорость USB 3.0 и его цвет не отличаются от старых разъёмов. В результате появилось еще 5 контактов, в результате чего общее число составило 9 контактов по сравнению с изделиями предыдущих поколений. Но, как мы уже отмечали, обратная совместимость всё равно доступна. Отличие USB-A от USB-C Говоря о стандарте на USB, нельзя не упомянуть будущий интерфейс, который явно за портом USB Type-C , он уже встречается везде, но в основном на смартфонах. Неуклюжее соединение USB-A было обновлено благодаря компактной конструкции USB-C, позволяющей делать электронные устройства тоньше, чем когда-либо. Помимо очевидных визуальных изменений, порты USB-C используют разъемы независимо от расположения, в котором вы его установили. Это важное обновление связано с симметричным расположением контактов как в нижней, так и в верхней части разъёма USB-C. Эти кабели/порты более компактны, поэтому встречаются в небольших устройствах, например, на кейсах от беспроводных наушников TWS. Ещё одно преимущество в скорости и удобстве. В отличие от извечной проблемы, когда стандартный USB не входит в разъём, потому что неправильно позиционирован, у USB-C такой проблемы нет. Он двухсторонний, в котором может участвовать любой желающий. Очевидно, у Типа А и Типа С разные разъёмы и безболезненно заменить одно на другое. Как компромисс – переходники, добавляющие предпочтения. Евросоюз активно требует от производителей перехода на USB-C, чтобы внести в мир электронных устройств большую универсальность. Даже Apple с их известным Lightning придётся пойти на уступки и отказаться от своего типа порта. Отдельно упомянем USB Type-B, который встречается реже и по форме напоминает квадрат. Его можно встретить в тех же компьютерах, консолях и т. д. Также существует Micro и Mini USB. Окончательно устаревающие формат, но Micro USB всё ещё в ходу на бюджетных смартфонах, беспроводных наушниках и многих других устройствах. Отличить их очень просто – оба порта не двухсторонние. Так как он вытесняется USB Type-C, в скором времени полностью исчезнет. Поддержка стандартов USB 4 Новейший стандарт USB 4.0 требует разъёмов USB-C, оставляя не у дел USB-A. USB 4.0 имеет потенциальную скорость передачи данных 40 Гбит/с в дополнение к поддержке USB Power Delivery (USB PD), обеспечивая двунаправленную подачу питания мощностью до 100 Вт (достаточно для питания больших электронных устройств от ноутбуков до принтеров). Это значительно мощнее, чем самый последний стандарт USB 3.1, максимальная скорость передачи данных которого составляет 10 Гбит/с. Типы разъёмов USB – видео USB Type-A и USB Type-C являются интерфейсами проводного подключения. Разбираемся, чем они отличаются друг от друга и какое отношение к ним имеет USB 3.1 . Типов проводного подключения множество. К ним относятся VGA, COM, HDMI , USB и многие другие. U SB Type-A и USB Type-C – это лишь верхушка айсберга, но говорить мы сегодня будем только о них. Эти два вида портов очень распространены, они встречаются и в персональных компьютерах, и в многочисленной периферии. При покупке любого девайса нелишним будет выяснить, какой тип подключения он поддерживает, так как эта информация поможет понять, что техника умеет делать и как выжать из нее максимум. Начнем с того, что подключение по USB подразумевает использование порта главного устройства (хоста), соединительного кабеля и порта приемного устройства. Порты несут разные функции и различаются внешне. USB-соединение типа А часто называют полноразмерным USB. Этот тип широко распространен и легко узнаваем. USB Type-A – крупный, горизонтально расположенный разъем прямоугольной формы с острыми углами. Внутри него находится пластиковая панель черного, белого или синего цвета с набором контактов. Это тот самый разъем, который перед использованием нужно как говорится «пронаблюдать»: штекер входит в гнездо только в одном положении. USB-A появился в середине девяностых. В нулевых он стал встречаться повсеместно. Им комплектуются клавиатуры, мышки, веб-камеры , повербанки, фотокамеры и соединительные кабели. Популярность USB Type-A обусловлена тем, что данный интерфейс надежен, универсален и обеспечивает высокую скорость передачи данных (480 Мбит/с). При этом он поддерживает не только подключение периферийных устройств, но и их подзарядку. На другом конце кабеля с USB Type-A может находиться коннектор USB Type-B. U SB-B – это порт приемного устройства (например, принтера ), которое подключается к хосту (компьютеру). Его также легко узнать: соединение типа B имеет квадратную форму. Существует множество подтипов USB-A и USB-B: USB Mini A, USB Micro A, Mini B, Micro AB и т.д. Их конструктивные особенности заслуживают отдельного материала, пока мы их касаться не будем. Что такое USB-C? Со временем возможности USB Type-A перестали отвечать потребностям пользователей, и возникла нужда в более быстром и компактном подключении. U SB-C – относительно новый интерфейс, он появился в 2014 году. По форме он отличается от USB-A: это тоже прямоугольник, но гораздо меньшего размера и с сильно скругленными углами. Сегодня Type-C является одним из самых широко используемых типов подключения в потребительских устройствах. Его ключевые особенности: Компактность и удобство (штекер USB-C вставляется в разъем любой стороной). Передача тока мощностью до 100 Вт (в некоторых случаях до 130 Вт). Возможность подавать питание на энергоемкие устройства, например, ноутбуки. Более высокая скорость передачи данных (до 10 Гбит/с). Возможность передачи видео в 4К. Универсальность — можно заменить множество специфических разъемов, включая HDMI и VGA. Потенциальная совместимость с Thunderbolt 3 (при наличии дополнительного оборудования порт USB-C может использоваться в качестве Thunderbolt 3). USB-C лучше, чем USB-A и все прочее? Как было сказано выше, USB Type-C является более быстрым и универсальным по сравнению с USB-A. Со временем он вытеснит старые интерфейсы, однако случится это еще не скоро. В настоящее время компьютеры и ноутбуки комплектуются обоими типами разъемов. Это необходимо, чтобы избежать проблем с подключением старой техники: в употреблении находится предостаточно телефонов, геймпадов , клавиатур, принтеров и прочей периферии, требующей подключения USB-A/A или USB-A/B. К тому же не все пользователи готовы приобретать переходники на USB-C ради того, чтобы пользоваться старой техникой через новый стандарт подключения. Но по мере того, как старые девайсы выходят из использования, USB-C получает все более широкое распространение. Что такое USB 3 USB 3.0 и USB 3.1 – протоколы передачи данных при подключении по USB. Данные термины не относятся к физическому описанию разъемов. Они указывают, на какой скорости устройство способно обмениваться данными. Стандарт USB 3.0 своим появлением положил начало цепочке важных изменений. Прежде всего он потребовал модифицировать конструкцию Type-A, чтобы расширить возможности подключения (так начал разрабатываться стандарт USB-C). Последующие изменения коснулись по большему счету только скорости передачи данных. Протокол USB 3.1 и порт USB-C разрабатывались параллельно, именно поэтому USB-C всегда работает через USB 3.1 (хотя технически можно реализовать в нем и USB 2.0). На данный момент существуют два поколения USB 3.1: USB 3.1 Gen 1 и USB 3.1 Gen 2. Второе расширяет исходные возможности USB-C, например, позволяет передавать данные на скорости до 10 Гбит/с. Порты USB-A и USB-C могут поддерживать различные протоколы – от USB 2.0 до USB 3.1 Gen 2. Обычно эта информация указана в технических характеристиках устройства. Однако ситуация осложняется тем, что производители используют разные наименования протоколов, и иногда возникает путаница: USB 3.1 Gen 1 ошибочно называют USB 3.0. USB 3.1 имеет совместимость с другими USB-соединениями: если порт ноутбука поддерживает протокол USB 3.1, к нему можно подключить старую флешку с USB 2.0. Но есть пара нюансов: для использования разъема Type-C может потребоваться адаптер, а максимальная скорость передачи данных возможна только в том случае, если USB-кабель и подключаемое устройство ее поддерживают. Вместо заключения Слишком сложно? Тогда запомните основное. USB-A и USB-C – это разъемы и штекеры разной формы. U SB-A – большой прямоугольный, USB-C – маленький и больше похож на вытянутый овал, чем на прямоугольник. USB 2.0, 3.0 и 3.1 – стандарты передачи данных. USB-A и USB-C могут иметь разные стандарты, от этого зависит скорость соединения. USB 3.1 совместим с другими стандартами, но только USB-C может использовать потенциал USB 3.1 Gen 2. Кабель и подключаемые устройства также должны поддерживать технологию 3.1 для полноценной работы. В скором времени появится стандарт USB 3.2. Он даст новые преимущества в плане скорости, но внесет еще большую путаницу в понимание стандартов USB. Для чего предназначены USB разъемы типа A Порт USB Type-A female (типа розетка). Разъемы USB Type-A являются наиболее распространенным типом USB-подключения, который вы найдете. Вы найдете порты USB Type-A в большинстве современных компьютеров, ноутбуков, игровых консолей (таких как PlayStation, Xbox и Nintendo Switch), смарт-телевизорах, проигрывателях потокового мультимедиа и других устройствах. Эти порты USB Type-A также называются розетками. Такие устройства, как USB-накопители, мыши, клавиатуры, внешние жесткие диски, веб-камеры, цифровые камеры, игровые контроллеры, мобильные устройства и множество других периферийных устройств и аксессуаров, часто имеют разъемы USB Type-A (часто называемые штекерами), которые можно подключать к портам типа А. Порты USB Type-A работают со всеми версиями USB, от USB 1.1 и USB 1.0 до USB 3.0, USB 3.1 и USB 3.2. USB Type-A и обратная совместимость Когда дело доходит до стандарта универсальной последовательной шины (USB), необходимо учитывать две вещи: форму физического разъема и базовый протокол (скорость). Разъемы USB Type-A восходят к первоначальному выпуску USB 1.0 в 1996 году, хотя USB стал общепринятым только с USB 1.1 в 1998 году. современные версии USB. Это давнее стандартное физическое соединение помогает USB в обратной совместимости. если у вас есть современный компьютер с поддержкой USB 3 и современное USB-устройство с поддержкой USB 3, вы можете соединить их кабелем USB, поддерживающим скорости USB 3, и получить все преимущества скорости. Однако, если у вас есть устройство USB 3, вы все равно можете использовать тот же USB-кабель для подключения его к старому компьютеру, который поддерживает только USB 2.0 или USB 1.1. Он будет работать на более медленных скоростях, но тот же разъем USB Type-A позволяет подключать устройство практически ко всему. Другими словами, вы можете подключить любой штекер USB Type-A к любому порту USB Type-A, и он «просто будет работать». Если устройства разных поколений — например, если вы подключите USB-накопитель 20-летней давности к современному ПК — они могут работать медленнее, но они будут работать. Синие разъемы USB часто быстрее Синий цвет внутри этого разъема USB Type-A указывает на то, что он поддерживает скорости USB 3.0 (вероятно). Разъемы и порты SB Type-A, которые поддерживают более высокие скорости USB 3.0, часто (но не всегда) имеют синюю внутреннюю часть. Разъемы типа A, которые поддерживают только более медленные скорости USB 2.0 или USB 1.1, часто (но не всегда) имеют черную внутреннюю часть. То же самое касается портов: порты USB 3.0 часто имеют синюю внутреннюю часть, а порты USB 2.0 часто имеют внутреннюю часть черного цвета. Однако это не гарантируется. Разъемы типа A, которые поддерживают скорости USB 3.0 — те, которые часто имеют синюю внутреннюю часть — имеют девять контактов по сравнению с четырьмя контактами в старых разъемах USB. Однако они по-прежнему обратно совместимы, и эти более высокие скорости будут работать только тогда, когда два устройства USB 3.0 подключены друг к другу. В противном случае они будут использовать более низкие скорости. USB Type-C — это будущее Разъем и порт USB Type-C. Хотя USB Type-A по-прежнему является наиболее широко используемым разъемом, за ним будущее. Будущее за USB Type-C, который уже распространен на новых устройствах. Некоторые современные устройства даже имеют порты USB Type-A и USB Type-C, поэтому они совместимы со всем. Некоторые даже отказываются от USB Type-A и используют только порты USB Type-C. Вы всегда можете использовать «ключ», который работает как адаптер. Например, устройство USB-A можно подключить к переходнику типа A-типа-C, что позволит вам подключить его к порту USB-C. Это работает, потому что, несмотря на разницу в физическом подключении, USB по-прежнему совместим. Кабели USB-C меньше по размеру и устраняют необходимость в портах mini USB и разъемах Micro-B. Это другие USB-разъемы меньшего размера, которые использовались для подключения устройств USB Type-A (таких как ноутбуки и зарядные устройства) к устройствам меньшего размера (например, смартфонам), в которых не было места для полной розетки USB Type-A. С USB-C для всех устройств будет только один стандартный порт USB Type-C. Как только это станет широко распространенным, вам не понадобятся разные типы USB-кабелей для разных устройств. USB Type-A будет вытеснен USB4 Этот переходник позволяет подключить разъем USB Type-A к разъему USB Type-C . Меньший разъем USB Type-C фактически потребуется для следующего стандарта USB, USB4. Но хотя форма разъема меняется, базовый стандарт USB по-прежнему обратно совместим с устройствами из предыдущих стандартов USB. Вы по-прежнему сможете подключить старое устройство USB Type-A к будущему устройству USB4, имеющему только разъемы Type-C. Вам просто понадобится ключ, который преобразует физическое соединение USB Type-A в USB Type-C.
- Парих, Биджал. «USB (универсальная последовательная шина): обзор» . Гараж инженеров . WTWH Media . Получено в 2022 г. .
- Что такое USB Type-A
- Когда появились улучшения и предпочтения
- Разные цвета USB
- Отличие USB-A от USB-C
- Поддержка стандартов USB 4
- Типы разъёмов USB – видео
- Что такое USB-C?
- USB-C лучше, чем USB-A и все прочее?
- Что такое USB 3
- Вместо заключения
USB был разработан для стандартизации подключения периферийных устройств
к персональным компьютерам как для связи, так и для подачи электроэнергии. Он в значительной степени заменил такие интерфейсы, как последовательные порты .
и параллельные порты
и стало обычным явлением на широком спектре устройств. Примеры периферийных устройств, подключаемых через USB, включают компьютерные клавиатуры и мыши, видеокамеры, принтеры, портативные медиаплееры, мобильные (портативные) цифровые телефоны, дисководы и сетевые адаптеры.
USB-разъемы все чаще вытесняют другие типы в качестве зарядных кабелей портативных устройств.
Краткий справочник типов разъемов
- Интерфейс USB является самонастраивающимся, что устраняет необходимость пользователю настраивать параметры устройства по скорости или формату данных или настраивать прерывания
, адреса ввода/вывода или каналы прямого доступа к памяти. [13]
- Разъемы USB стандартизированы на хосте, поэтому любое периферийное устройство может использовать большинство доступных разъемов.
- USB в полной мере использует дополнительную вычислительную мощность, которую можно экономично вложить в периферийные устройства, чтобы они могли управлять собой самостоятельно. Таким образом, USB-устройства часто не имеют настраиваемых пользователем настроек интерфейса.
- Интерфейс USB поддерживает горячую замену
(устройства можно заменять без перезагрузки хост-компьютера). - Небольшие устройства могут питаться напрямую от интерфейса USB, что устраняет необходимость в дополнительных кабелях питания.
- Поскольку использование логотипа USB разрешено только после проверки на соответствие
, пользователь может быть уверен, что USB-устройство будет работать должным образом, без необходимости тщательного вмешательства в настройки и конфигурацию. - Интерфейс USB определяет протоколы восстановления после распространенных ошибок, повышая надежность по сравнению с предыдущими интерфейсами. [12]
- Установка устройства, работающего по стандарту USB, требует минимальных действий оператора. Когда пользователь подключает устройство к порту работающего компьютера, оно либо полностью автоматически настраивается с использованием существующих драйверов устройств
, или система предложит пользователю найти драйвер, который затем автоматически установит и настроит.
Стандарт USB также предоставляет множество преимуществ производителям оборудования и разработчикам программного обеспечения, особенно в отношении относительной простоты реализации:
- Стандарт USB устраняет необходимость разработки собственных интерфейсов для новых периферийных устройств.
- Широкий диапазон скоростей передачи данных, доступный через интерфейс USB, подходит для различных устройств: от клавиатур и мышей до интерфейсов потокового видео.
- Интерфейс USB может быть спроектирован так, чтобы обеспечить максимально возможную задержку
для срочных функций или может быть настроен для фоновой передачи больших объемов данных с минимальным воздействием на системные ресурсы. - Интерфейс USB является обобщенным, без сигнальных линий, предназначенных только для одной функции одного устройства. [12]
Как и все стандарты, USB имеет множество ограничений в своей конструкции:
- Длина USB-кабелей ограничена, поскольку стандарт был предназначен для периферийных устройств на одном столе, а не между комнатами или зданиями. Однако порт USB можно подключить к шлюзу .
который имеет доступ к удаленным устройствам. - Скорость передачи данных USB ниже, чем у других межсоединений, таких как 100 Gigabit Ethernet
. - USB имеет строгую древовидную сеть
топология и главный/ведомый
протокол адресации периферийных устройств; эти устройства не могут взаимодействовать друг с другом, кроме как через хост, а два хоста не могут напрямую взаимодействовать через свои USB-порты. Некоторое расширение этого ограничения возможно с помощью USB On-The-Go
в, Устройства двойного назначения [14]
и протокольный мост
. - Хост не может транслировать сигналы на все периферийные устройства одновременно — к каждому необходимо обращаться индивидуально.
- Хотя между некоторыми устаревшими интерфейсами существуют преобразователи
и USB, они могут не обеспечивать полную реализацию устаревшего оборудования. Например, преобразователь USB в параллельный порт может хорошо работать с принтером, но не со сканером, который требует двунаправленного использования выводов данных.
логотип [15]
Ни в USB 1.0, ни в версии 1.1 не указана конструкция любого разъема меньше стандартного типа A или типа B. Хотя на многих периферийных устройствах появилось множество конструкций миниатюрного разъема типа B, соответствию стандарту USB 1.x препятствовало обращение с периферийными устройствами, имеющими миниатюрные разъемы, как если бы они имели привязанное соединение (то есть без вилки или розетки на периферийном конце). Не было известного миниатюрного разъема типа A до тех пор, пока он не был представлен в USB 2.0 (версия 1.01).
карта расширения
- Разъем Mini-A и Mini-B
- Кабели и разъемы Micro-USB, спецификация 1.01
- ИнтерЧип USB
Дополнение - Приложение On-The-Go 1.3
USB на ходу
позволяет двум USB-устройствам взаимодействовать друг с другом без необходимости использования отдельного USB-хоста - Зарядка аккумулятора
Спецификация 1.1
Добавлена поддержка специальных зарядных устройств, поведение хост-зарядных устройств для устройств с разряженными батареями - Характеристики зарядки аккумулятора 1.2
: [28]
с увеличенным током 1,5 А на портах зарядки для ненастроенных устройств, что обеспечивает высокоскоростную связь при силе тока до 1,5 А - Приложение по управлению питанием каналов ECN
, что добавляет сон
состояние власти
.
USB 3.0 добавляет SuperSpeed
режим работы, с соответствующим обратно совместимым
вилки, розетки и кабели. Вилки и розетки SuperSpeed обозначены отчетливым логотипом и синими вставками в розетках стандартного формата.
Основная статья: USB4
Сертифицированный USB4 40 Гбит/с
логотип и трезубец
логотип
Во время CES 2020
, USB-IF и Intel заявили о своем намерении разрешить продукты USB4, поддерживающие все дополнительные функции, такие как Thunderbolt 4
продукты. Ожидается, что первыми продуктами, совместимыми с USB4, станут процессоры Intel Tiger Lake .
серии и AMD Zen 3
серия процессоров, выпущенная в 2020 году.
Схема наименования сентября 2022 г.
(Отображается смесь спецификаций USB и их маркетинговых названий, поскольку спецификации иногда ошибочно используются в качестве маркетинговых названий) [
(для: USB4 20 Гбит/с не существует; USB4 2×2 не взаимозаменяем с USB 3.2 2×2, как указано в логотипе; логотипы для USB 3.x и USB разные)
]
Режимы работы USB 3.2 Gen 2×2 и USB4 Gen 2×2 – или: USB 3.2 Gen 2×1 и USB4 Gen 2×1 – не являются взаимозаменяемыми или совместимыми; все участвующие контроллеры должны работать в одном и том же режиме.
USB-устройство может состоять из нескольких логических подустройств, которые называются функциями устройства
. А составное устройство
может обеспечивать несколько функций, например веб-камера
(функция видеоустройства) со встроенным микрофоном (функция аудиоустройства). Альтернативой этому является составное устройство
,
при котором хост назначает каждому логическому устройству отдельный адрес, и все логические устройства подключаются к встроенному концентратору, который подключается к физическому кабелю USB.
Связь с USB-устройствами основана на каналах
(логические каналы). Канал — это соединение хост-контроллера с логическим объектом внутри устройства, называемым конечной точкой .
. Поскольку каналы соответствуют конечным точкам, эти термины иногда используются как синонимы. Каждое USB-устройство может иметь до 32 конечных точек (16 в
и 16 выходов
), хотя такое количество бывает редко. Конечные точки определяются и нумеруются устройством во время инициализации (период после физического соединения, называемый «перечислением») и поэтому являются относительно постоянными, тогда как каналы можно открывать и закрывать.
Существует два типа канала: поток и сообщение.
- А сообщение
труба двунаправленная и используется для управления
трансферы. Каналы сообщений обычно используются для коротких и простых команд устройству, а также для ответов о состоянии от устройства, используемых, например, каналом управления шиной номер 0. - А ручей
канал — это однонаправленный канал, подключенный к однонаправленной конечной точке, которая передает данные с использованием изохронного
, [54]
прерывание
, или объемный
передача:- Изохронные передачи
- С некоторой гарантированной скоростью передачи данных (для потоковых данных с фиксированной полосой пропускания), но с возможной потерей данных (например, аудио или видео в реальном времени)
- Прерывания передачи
- Устройства, которым требуется гарантированно быстрый отклик (ограниченная задержка), например манипуляторы, мыши
и клавиатуры - Массовые переводы
- Большие спорадические передачи с использованием всей оставшейся доступной полосы пропускания, но без гарантий пропускной способности или задержки (например, передача файлов)
Когда хост начинает передачу данных, он отправляет пакет TOKEN, содержащий конечную точку, указанную кортежем .
из (адрес_устройства, номер конечной точки)
. Если передача осуществляется от хоста к конечной точке, хост отправляет пакет OUT (специализация пакета TOKEN) с желаемым адресом устройства и номером конечной точки. Если передача данных осуществляется от устройства к хосту, хост вместо этого отправляет IN-пакет. Если конечная точка назначения является однонаправленной конечной точкой, направление, назначенное производителем, не соответствует пакету TOKEN (например, назначенное производителем направление — IN, а пакет TOKEN — пакет OUT), пакет TOKEN игнорируется. В противном случае он будет принят, и транзакция данных может начаться. С другой стороны, двунаправленная конечная точка принимает пакеты IN и OUT.
Конечные точки сгруппированы в интерфейсы
и каждый интерфейс связан с одной функцией устройства. Исключением является нулевая конечная точка, которая используется для настройки устройства и не связана ни с каким интерфейсом. Одна функция устройства, состоящая из независимо управляемых интерфейсов, называется составным устройством .
. Составное устройство имеет только один адрес устройства, поскольку хост назначает функции только адрес устройства.
Когда USB-устройство впервые подключается к USB-хосту, запускается процесс нумерации USB-устройств. Перечисление начинается с отправки сигнала сброса на USB-устройство. Скорость передачи сигналов USB-устройства определяется во время сигнализации сброса. После сброса информация об устройстве USB считывается хостом, и устройству присваивается уникальный 7-битный адрес. Если устройство поддерживается хостом, драйверы устройств
необходимые для связи с устройством загружаются, и устройство переводится в настроенное состояние. Если USB-хост перезапускается, процесс перечисления повторяется для всех подключенных устройств.
Хост-контроллер направляет поток трафика на устройства, поэтому ни одно USB-устройство не может передавать какие-либо данные по шине без явного запроса от хост-контроллера. В USB 2.0 хост-контроллер опрашивает
автобус для движения, обычно в круговом
мода. Пропускная способность каждого USB-порта определяется более низкой скоростью либо USB-порта, либо USB-устройства, подключенного к порту.
Высокоскоростные концентраторы USB 2.0 содержат устройства, называемые переводчиками транзакций, которые преобразуют высокоскоростные шины USB 2.0 в полноскоростные и низкоскоростные шины. На каждый концентратор или порт может быть один транслятор.
Поскольку на каждом хосте USB 3.0 имеется два отдельных контроллера, устройства USB 3.0 передают и принимают со скоростью сигнала USB 3.0 независимо от того, какие устройства USB 2.0 или более ранних версий подключены к этому хосту. Рабочие скорости передачи сигналов для более ранних устройств устанавливаются традиционным способом.
Функциональность USB-устройства определяется кодом класса, отправляемым на USB-хост. Это позволяет хосту загружать программные модули для устройства и поддерживать новые устройства от разных производителей.
USB-накопитель/USB-накопитель
, типичное запоминающее устройство USB
(2242) твердотельный накопитель ( SSD
) подключен к адаптеру USB 3.0 и подключен к компьютеру
Класс USB-накопителей большой емкости
(MSC или UMS) стандартизирует подключения к устройствам хранения данных. Первоначально предназначавшийся для магнитных и оптических приводов, он был расширен для поддержки флэш-накопителей .
и SD-карта
читатели. Возможность загрузки SD-карты с блокировкой записи .
с USB-адаптером особенно выгоден для сохранения целостности и неповрежденного первозданного состояния загрузочного носителя.
Хотя большинство персональных компьютеров с начала 2005 года могут загружаться с запоминающих устройств USB, USB не предназначен в качестве основной шины для внутренней памяти компьютера. Однако USB имеет то преимущество, что позволяет осуществлять горячую замену .
, что делает его полезным для мобильных периферийных устройств, включая накопители различных типов.
Некоторые производители предлагают внешние портативные жесткие диски USB
или пустые корпуса для дисководов. Они обеспечивают производительность, сравнимую с внутренними накопителями, но ограничены количеством и типами подключенных USB-устройств, а также верхним пределом интерфейса USB. Другие конкурирующие стандарты подключения внешних накопителей включают eSATA .
, ExpressCard
, FireWire
(IEEE 1394), а совсем недавно Thunderbolt
.
Протокол передачи мультимедиа
Устройства человеко-интерфейса
Механизм обновления прошивки устройства
- Асинхронный – АЦП или ЦАП вообще не синхронизируются с часами главного компьютера, работая за счет автономно работающих часов, локальных для устройства.
- Синхронный – часы устройства синхронизируются с сигналами начала кадра USB (SOF) или интервала шины. Например, для этого может потребоваться синхронизация тактового сигнала частотой 11,2896 МГц с сигналом SOF 1 кГц, что является большим умножением частоты. [78]
[79]
- Адаптивный – часы устройства синхронизируются с объемом данных, отправляемых хостом за кадр [80]
.
Различные вилки A и B предотвращают случайное подключение двух источников питания. Однако часть этой направленной топологии теряется с появлением многоцелевых USB-соединений (таких как USB On-The-Go
в смартфонах и маршрутизаторах Wi-Fi с питанием от USB), для которых требуются кабели A-to-A, B-to-B, а иногда и Y/разветвитель.
USB-перемычки
На рынке можно найти мостовые USB-кабели или кабели для передачи данных, обеспечивающие прямое соединение ПК с ПК. Мостовой кабель представляет собой специальный кабель с чипом и активной электроникой в середине кабеля. Чип в середине кабеля действует как периферийное устройство для обоих компьютеров и обеспечивает одноранговую связь между компьютерами. Кабели USB-моста используются для передачи файлов между двумя компьютерами через их порты USB.
Популяризировано Microsoft как Windows Easy Transfer
Утилита Microsoft использовала специальный USB-кабель-мост для передачи личных файлов и настроек с компьютера под управлением более ранней версии Windows на компьютер под управлением более новой версии. В контексте использования Windows Easy Transfer
программного обеспечения мостовой кабель иногда может обозначаться как Кабель Easy Transfer
.
Спецификация USB 3.0 представила перекрестный кабель A-to-A без питания для подключения двух компьютеров. Они не предназначены для передачи данных, а предназначены для диагностических целей.
USB-подключения двойного назначения
Восходящие USB-разъемы подают питание с номинальным напряжением 5 В постоянного тока через контакт V_BUS на нижестоящие USB-устройства.
Устройства малой и большой мощности
Устройства с низким энергопотреблением могут потреблять нагрузку не более 1 единицы, и все устройства должны работать как устройства с низким энергопотреблением при запуске в ненастроенном состоянии. 1 единица нагрузки составляет 100 мА для USB-устройств до USB 2.0, а для USB 3.0 единица нагрузки определяется как 150 мА. Многоканальные операции (USB-C) поддерживают устройства с низким энергопотреблением с единичной нагрузкой 250 мА.
Устройства высокой мощности (например, типичный 2,5-дюймовый жесткий диск USB) потребляют нагрузку не менее 1 единицы и не более 5 единиц нагрузки (5×100 мА = 500 мА) для устройств с интерфейсом USB 2.0 или 6-. единичная нагрузка (6×150 мА = 900 мА) для устройств SuperSpeed (USB 3.0 и выше). Многоканальные операции (USB-C) поддерживают устройства высокой мощности с током до 1500 мА (6×250 мА).
Помимо стандартного USB, существует фирменная высокомощная система, известная как PoweredUSB
, разработанный в 1990-х годах и в основном используемый в торговых терминалах, таких как кассовые аппараты.
- ^ а
б
в
д
е
ж
г
ч
я
Реализация USB 2.0 - ^ а
б
в
д
- Тихоходный (LS)
и Полноскоростной (FS)
в режимах используется одна пара проводов передачи данных, обозначенная D+ и D-, в полудуплексном режиме.
. Уровни передаваемого сигнала относятся к низкому логическому уровню и высокому логическому уровню. Сигнальные линии не оконцеваны
. - Высокоскоростной (HS)
использует одну и ту же пару проводов, но с другими электрическими соглашениями. Нижние напряжения сигнала от −10 до 10 мВ
для низкого и от 360 до 440 мВ
для логического высокого уровня и оконечной нагрузки 45 Ом на землю или дифференциального сопротивления 90 Ом для соответствия импедансу кабеля передачи данных. - СуперСпид (СС)
добавляет две дополнительные пары экранированных витых проводов передачи данных (и новые, в основном совместимые расширенные разъемы), помимо еще одного заземляющего провода. Они предназначены для полнодуплексной работы SuperSpeed. Соединение SuperSpeed работает независимо от канала USB 2.0 и имеет приоритет при подключении. Конфигурация линии связи выполняется с использованием LFPS (низкочастотной периодической сигнализации, примерно на частоте 20 МГц), а электрические характеристики включают в себя снижение напряжения на стороне передатчика и адаптивную линейную коррекцию на стороне приемника для борьбы с электрическими потерями в линиях передачи и, следовательно, на линии связи. знакомит с концепцией обучения ссылок
. - СуперСпид+ (СС+)
использует новую схему кодирования с повышенной скоростью передачи сигналов (режим Gen 2×1) и/или дополнительную полосу USB-C (режимы Gen 1×2 и Gen 2×2).
USB-соединение всегда между хостом или концентратором A
на конце разъема (или USB-C) и восходящего порта устройства или концентратора на другом конце.
Во время USB-соединения данные передаются в виде пакетов
. Первоначально все пакеты отправляются с хоста через корневой концентратор и, возможно, через несколько концентраторов на устройства. Некоторые из этих пакетов предписывают устройству отправить несколько пакетов в ответ.
Основные транзакции USB:
- OUT транзакция
- IN-транзакция
- Транзакция SETUP
- Обмен передачей управления
Независимый от носителя USB
USB-C (официально USB Type-C
) — это стандарт, определяющий новый разъем и несколько новых функций подключения. Среди них он поддерживает Альтернативный режим
, что позволяет передавать другие протоколы через разъем USB-C и кабель. Обычно используется для поддержки DisplayPort .
или HDMI
протоколы, что позволяет подключить дисплей, например монитор компьютера
или телевизор
, через USB-C.
DisplayLink — это технология, позволяющая подключать несколько дисплеев к компьютеру через USB. Он был представлен примерно в 2006 году и до появления альтернативного режима через USB-C это был единственный способ подключения дисплеев через USB. Это запатентованная технология, не стандартизированная Форумом разработчиков USB и обычно требующая отдельного драйвера устройства .
на компьютере.
Сравнение с другими способами подключения
FireWire (IEEE 1394)
Сначала USB считался дополнением к FireWire ( IEEE 1394
) технология, которая была разработана как последовательная шина с высокой пропускной способностью, которая эффективно соединяет периферийные устройства, такие как дисководы, аудиоинтерфейсы и видеооборудование. В первоначальной конструкции USB работал с гораздо более низкой скоростью передачи данных и использовал менее сложное оборудование. Он подходил для небольших периферийных устройств, таких как клавиатуры и указывающие устройства.
Наиболее существенные технические различия между FireWire и USB включают в себя:
- В сетях USB используется многоуровневая звезда
топологию, тогда как сети IEEE 1394 используют дерево .
топология. - USB 1.0, 1.1 и 2.0 использует протокол «говорить, когда говорят», что означает, что каждое периферийное устройство связывается с хостом, когда хост специально запрашивает у него связь. U SB 3.0 позволяет осуществлять связь с хостом, инициируемую устройством. Устройство FireWire может взаимодействовать с любым другим узлом в любое время в зависимости от условий сети.
- Сеть USB полагается на единственный хост на вершине дерева для управления сетью. Все коммуникации осуществляются между хостом и одним периферийным устройством. В сети FireWire любой способный узел может управлять сетью.
- USB работает от напряжения 5 В
линия электропередачи, а FireWire подает 12 В и теоретически может выдавать до 30 В. - Стандартные порты USB-концентратора могут обеспечивать типичный ток 500 мА/2,5 Вт и только 100 мА от портов, не являющихся концентраторами. U SB 3.0 и USB On-The-Go обеспечивают мощность 1,8 А/9,0 Вт (для отдельной зарядки аккумулятора, 1,5 А/7,5 Вт при полной полосе пропускания или 900 мА/4,5 Вт при высокой пропускной способности), в то время как FireWire теоретически может обеспечить мощность до 60 Вт. мощность, хотя более типично от 10 до 20 Вт.
IEEE 802.3af
, 802,3ат
, и 802,3бт
Питание через Ethernet
Стандарты (PoE) определяют более сложные схемы согласования мощности, чем USB с питанием. Они работают при 48 В постоянного тока .
и может обеспечивать большую мощность (до 12,95 Вт для 802.3af
, 25,5 Вт для 802,3at
он же PoE+
, 71 Вт для 802.3bt
он же 4PPoE
) по кабелю длиной до 100 метров по сравнению с USB 2.0, который обеспечивает мощность 2,5 Вт при максимальной длине кабеля 5 метров. Это сделало PoE популярным для VoIP .
телефоны, камеры видеонаблюдения
, точки беспроводного доступа
и другие сетевые устройства внутри зданий. Однако USB дешевле, чем PoE, при условии небольшого расстояния и низкого энергопотребления.
USB конкурентоспособен среди недорогих и физически соседних устройств. Однако Power over Ethernet и MIDI
Стандартные вилки имеют преимущество в устройствах высокого класса, которые могут иметь длинные кабели. U SB может вызвать контур заземления
проблемы между оборудованием, поскольку оно соединяет опорные точки земли на обоих трансиверах. Напротив, стандарт MIDI-штекера и Ethernet
имеют встроенную изоляцию до или более.
eSATA
разъем более надежный SATA
разъем, предназначенный для подключения внешних жестких дисков и SSD-накопителей. Скорость передачи данных SATA (до 6 Гбит/с) аналогична скорости передачи данных USB 3.0 (до 5 Гбит/с) и USB 3.1 (до 10 Гбит/с). Устройство, подключенное через eSATA, выглядит как обычное устройство SATA, обеспечивая полную производительность и полную совместимость с внутренними дисками.
eSATA не подает питание на внешние устройства. Это растущий недостаток по сравнению с USB. Несмотря на то, что мощности USB 3.0 4,5 Вт иногда недостаточно для питания внешних жестких дисков, технологии развиваются, и внешним дискам постепенно требуется меньше энергии, что уменьшает преимущество eSATA. eSATAp
(питание через eSATA; также известное как ESATA/USB) — это разъем, представленный в 2009 году, который подает питание на подключенные устройства с помощью нового, обратно совместимого разъема. На ноутбуке eSATAp обычно подает только 5 В для питания 2,5-дюймового жесткого диска или твердотельного накопителя; на настольной рабочей станции он может дополнительно подавать напряжение 12 В для питания более крупных устройств, включая 3,5-дюймовые жесткие диски или твердотельные накопители и 5,25-дюймовые оптические приводы.
Поддержка eSATAp может быть добавлена к настольному компьютеру в виде кронштейна, соединяющего ресурсы SATA материнской платы, питание и USB.
eSATA, как и USB, поддерживает горячее подключение
, хотя это может быть ограничено драйверами ОС и прошивкой устройства.
Различные преобразователи протоколов
доступны преобразователи сигналов данных USB в другие стандарты связи и обратно.
Из-за распространенности стандарта USB существует множество эксплойтов, использующих стандарт USB. Один из крупнейших примеров этого сегодня известен как USB Killer .
, устройство, которое повреждает устройства, посылая импульсы высокого напряжения по линиям передачи данных.
- Аксельсон, Ян (1 сентября 2006 г.). USB-накопитель: проектирование и программирование устройств и встроенных хостов
(1-е изд.). Исследования Лейквью
. ISBN
978-1-931-44804-8
.
- ——— (1 декабря 2007 г.). Последовательный порт в комплекте: COM-порты, виртуальные COM-порты USB и порты для встраиваемых систем
(2-е изд.). Исследования Лейквью. ISBN
978-1-931-44806-2
.
- ——— (2015). USB Complete: Руководство разработчика
(5-е изд.). Исследования Лейквью. ISBN
978-1-931448-28-4
.
(2-е изд.).
.
ISBN
978-0-970-28465-5
.
«Отладка USB 2.0 на соответствие требованиям: это не просто цифровой мир»
. Keysight Technologies
. Рекомендации по применению технологий. Ключевой взгляд (1382–1383 гг.).
Джоэл Джонсон (29 мая 2019 г.). «Невероятное происхождение USB, порта, который изменил всё»
. Быстрая рота
.
Ли, Питер (24 мая 2020 г.).
Почему USB продолжает меняться?
(видео).
Парих, Биджал. «USB (универсальная последовательная шина): обзор»
. Гараж инженеров
.
WTWH Media
. Получено в 2022 г.
.
Барнатт, Кристофер (25 сентября 2022 г.). Объяснение USB: от 1.0 до USB4 V2.0 (ExplainingComputers)
(видео).
USB Type-A – это самый популярный разъём на компьютерах, который пользователи, как правило, просто называют USB. При этом разъёмы USB различаются, и сама группа Type-A делится на несколько видов.
Что такое USB Type-A
USB расшифровывается как универсальная последовательная шина, то есть универсальная последовательная шина. У СБ Тип-А также называется Стандарт-А.
Такие порты встречаются повсюду как на компьютерах и ноутбуках, так и на блоках зарядных устройств. Практически все внешние периферийные компьютерные устройства поддерживаются через USB-A.
Когда появились улучшения и предпочтения
Впервые USB Type-A появился в 1996 году, когда вышла первая версия, но активно стала применяться спустя несколько лет, с версии 1.1. Одно из преимуществ этого порта – обратная совместимость.
Даже если у вас порт USB 3.0, кабель, поддержка лишь 2.0, работоспособность в любом случае будет обеспечена. Но, конечно, на более низких скоростях. Это правило универсально, даже если подключить современный USB-накопитель к компьютеру, которому уже десяток лет.
Разные цвета USB
Для того чтобы существовали современные, скоростные версии USB от старых, придумана цветная маркировка.
Как правило, разъём USB 3.0 изнутри окрашивается в синий цвет, а USB 3.1 – в бирюзовый, благодаря чему сразу выделяется. При этом USB0 и более старые версии – консервативный чёрного цвета. Однако отметим, что цветная маркировка может вам и не встретиться.
Скорость USB 3.0 и его цвет не отличаются от старых разъёмов. В результате появилось еще 5 контактов, в результате чего общее число составило 9 контактов по сравнению с изделиями предыдущих поколений. Но, как мы уже отмечали, обратная совместимость всё равно доступна.
Отличие USB-A от USB-C
Говоря о стандарте на USB, нельзя не упомянуть будущий интерфейс, который явно за портом USB Type-C
, он уже встречается везде, но в основном на смартфонах.
Неуклюжее соединение USB-A было обновлено благодаря компактной конструкции USB-C, позволяющей делать электронные устройства тоньше, чем когда-либо. Помимо очевидных визуальных изменений, порты USB-C используют разъемы независимо от расположения, в котором вы его установили.
Это важное обновление связано с симметричным расположением контактов как в нижней, так и в верхней части разъёма USB-C. Эти кабели/порты более компактны, поэтому встречаются в небольших устройствах, например, на кейсах от беспроводных наушников TWS.
Ещё одно преимущество в скорости и удобстве. В отличие от извечной проблемы, когда стандартный USB не входит в разъём, потому что неправильно позиционирован, у USB-C такой проблемы нет. Он двухсторонний, в котором может участвовать любой желающий.
Очевидно, у Типа А и Типа С разные разъёмы и безболезненно заменить одно на другое. Как компромисс – переходники, добавляющие предпочтения.
Евросоюз активно требует от производителей перехода на USB-C, чтобы внести в мир электронных устройств большую универсальность. Даже Apple с их известным Lightning придётся пойти на уступки и отказаться от своего типа порта.
Отдельно упомянем USB Type-B, который встречается реже и по форме напоминает квадрат. Его можно встретить в тех же компьютерах, консолях и т. д.
Также существует Micro и Mini USB. Окончательно устаревающие формат, но Micro USB всё ещё в ходу на бюджетных смартфонах, беспроводных наушниках и многих других устройствах. Отличить их очень просто – оба порта не двухсторонние. Так как он вытесняется USB Type-C, в скором времени полностью исчезнет.
Поддержка стандартов USB 4
Новейший стандарт USB 4.0 требует разъёмов USB-C, оставляя не у дел USB-A.
USB 4.0 имеет потенциальную скорость передачи данных 40 Гбит/с в дополнение к поддержке USB Power Delivery (USB PD), обеспечивая двунаправленную подачу питания мощностью до 100 Вт (достаточно для питания больших электронных устройств от ноутбуков до принтеров).
Это значительно мощнее, чем самый последний стандарт USB 3.1, максимальная скорость передачи данных которого составляет 10 Гбит/с.
Типы разъёмов USB – видео
USB Type-A и USB Type-C
являются интерфейсами проводного подключения. Разбираемся, чем они отличаются друг от друга и какое отношение к ним имеет USB 3.1
.
Типов проводного подключения множество. К ним относятся VGA, COM, HDMI
, USB и многие другие. U SB Type-A и USB Type-C
– это лишь верхушка айсберга, но говорить мы сегодня будем только о них. Эти два вида портов очень распространены, они встречаются и в персональных компьютерах, и в многочисленной периферии. При покупке любого девайса нелишним будет выяснить, какой тип подключения он поддерживает, так как эта информация поможет понять, что техника умеет делать и как выжать из нее максимум.
Начнем с того, что подключение по USB подразумевает использование порта главного устройства (хоста), соединительного кабеля и порта приемного устройства. Порты несут разные функции и различаются внешне.
USB-соединение типа А часто называют полноразмерным USB. Этот тип широко распространен и легко узнаваем.
USB Type-A – крупный, горизонтально расположенный разъем прямоугольной формы с острыми углами. Внутри него находится пластиковая панель черного, белого или синего цвета с набором контактов. Это тот самый разъем, который перед использованием нужно как говорится «пронаблюдать»: штекер входит в гнездо только в одном положении.
USB-A появился в середине девяностых. В нулевых он стал встречаться повсеместно. Им комплектуются клавиатуры, мышки, веб-камеры
, повербанки, фотокамеры и соединительные кабели. Популярность USB Type-A обусловлена тем, что данный интерфейс надежен, универсален и обеспечивает высокую скорость передачи данных (480 Мбит/с). При этом он поддерживает не только подключение периферийных устройств, но и их подзарядку.
На другом конце кабеля с USB Type-A может находиться коннектор USB Type-B. U SB-B – это порт приемного устройства (например, принтера
), которое подключается к хосту (компьютеру). Его также легко узнать: соединение типа B имеет квадратную форму.
Существует множество подтипов USB-A и USB-B: USB Mini A, USB Micro A, Mini B, Micro AB и т.д. Их конструктивные особенности заслуживают отдельного материала, пока мы их касаться не будем.
Что такое USB-C?
Со временем возможности USB Type-A перестали отвечать потребностям пользователей, и возникла нужда в более быстром и компактном подключении. U SB-C – относительно новый интерфейс, он появился в 2014 году. По форме он отличается от USB-A: это тоже прямоугольник, но гораздо меньшего размера и с сильно скругленными углами. Сегодня Type-C является одним из самых широко используемых типов подключения в потребительских устройствах.
Его ключевые особенности:
- Компактность и удобство (штекер USB-C вставляется в разъем любой стороной).
- Передача тока мощностью до 100 Вт (в некоторых случаях до 130 Вт).
- Возможность подавать питание на энергоемкие устройства, например, ноутбуки.
- Более высокая скорость передачи данных (до 10 Гбит/с).
- Возможность передачи видео в 4К.
- Универсальность — можно заменить множество специфических разъемов, включая HDMI и VGA.
- Потенциальная совместимость с Thunderbolt 3 (при наличии дополнительного оборудования порт USB-C может использоваться в качестве Thunderbolt 3).
USB-C лучше, чем USB-A и все прочее?
Как было сказано выше, USB Type-C является более быстрым и универсальным по сравнению с USB-A. Со временем он вытеснит старые интерфейсы, однако случится это еще не скоро.
В настоящее время компьютеры и ноутбуки комплектуются обоими типами разъемов. Это необходимо, чтобы избежать проблем с подключением старой техники: в употреблении находится предостаточно телефонов, геймпадов
, клавиатур, принтеров и прочей периферии, требующей подключения USB-A/A или USB-A/B.
К тому же не все пользователи готовы приобретать переходники на USB-C ради того, чтобы пользоваться старой техникой через новый стандарт подключения. Но по мере того, как старые девайсы выходят из использования, USB-C получает все более широкое распространение.
Что такое USB 3
USB 3.0 и USB 3.1
– протоколы передачи данных при подключении по USB. Данные термины не относятся к физическому описанию разъемов. Они указывают, на какой скорости устройство способно обмениваться данными.
Стандарт USB 3.0 своим появлением положил начало цепочке важных изменений. Прежде всего он потребовал модифицировать конструкцию Type-A, чтобы расширить возможности подключения (так начал разрабатываться стандарт USB-C). Последующие изменения коснулись по большему счету только скорости передачи данных.
Протокол USB 3.1 и порт USB-C разрабатывались параллельно, именно поэтому USB-C всегда работает через USB 3.1 (хотя технически можно реализовать в нем и USB 2.0). На данный момент существуют два поколения USB 3.1: USB 3.1 Gen 1 и USB 3.1 Gen 2. Второе расширяет исходные возможности USB-C, например, позволяет передавать данные на скорости до 10 Гбит/с.
Порты USB-A и USB-C могут поддерживать различные протоколы – от USB 2.0 до USB 3.1 Gen 2. Обычно эта информация указана в технических характеристиках устройства. Однако ситуация осложняется тем, что производители используют разные наименования протоколов, и иногда возникает путаница: USB 3.1 Gen 1 ошибочно называют USB 3.0.
USB 3.1 имеет совместимость с другими USB-соединениями: если порт ноутбука поддерживает протокол USB 3.1, к нему можно подключить старую флешку с USB 2.0. Но есть пара нюансов: для использования разъема Type-C может потребоваться адаптер, а максимальная скорость передачи данных возможна только в том случае, если USB-кабель и подключаемое устройство ее поддерживают.
Вместо заключения
Слишком сложно? Тогда запомните основное.
- USB-A и USB-C – это разъемы и штекеры разной формы. U SB-A – большой прямоугольный, USB-C – маленький и больше похож на вытянутый овал, чем на прямоугольник.
- USB 2.0, 3.0 и 3.1 – стандарты передачи данных.
- USB-A и USB-C могут иметь разные стандарты, от этого зависит скорость соединения.
- USB 3.1 совместим с другими стандартами, но только USB-C может использовать потенциал USB 3.1 Gen 2.
- Кабель и подключаемые устройства также должны поддерживать технологию 3.1 для полноценной работы.
- В скором времени появится стандарт USB 3.2. Он даст новые преимущества в плане скорости, но внесет еще большую путаницу в понимание стандартов USB.
Для чего предназначены USB разъемы типа A
Порт USB Type-A female (типа розетка).
Разъемы USB Type-A являются наиболее распространенным типом USB-подключения, который вы найдете. Вы найдете порты USB Type-A в большинстве современных компьютеров, ноутбуков, игровых консолей (таких как PlayStation, Xbox и Nintendo Switch), смарт-телевизорах, проигрывателях потокового мультимедиа и других устройствах. Эти порты USB Type-A также называются розетками. Такие устройства, как USB-накопители, мыши, клавиатуры, внешние жесткие диски, веб-камеры, цифровые камеры, игровые контроллеры, мобильные устройства и множество других периферийных устройств и аксессуаров, часто имеют разъемы USB Type-A (часто называемые штекерами), которые можно подключать к портам типа А.
Порты USB Type-A работают со всеми версиями USB, от USB 1.1 и USB 1.0 до USB 3.0, USB 3.1 и USB 3.2.
USB Type-A и обратная совместимость
Когда дело доходит до стандарта универсальной последовательной шины (USB), необходимо учитывать две вещи: форму физического разъема и базовый протокол (скорость). Разъемы USB Type-A восходят к первоначальному выпуску USB 1.0 в 1996 году, хотя USB стал общепринятым только с USB 1.1 в 1998 году. современные версии USB. Это давнее стандартное физическое соединение помогает USB в обратной совместимости. если у вас есть современный компьютер с поддержкой USB 3 и современное USB-устройство с поддержкой USB 3, вы можете соединить их кабелем USB, поддерживающим скорости USB 3, и получить все преимущества скорости. Однако, если у вас есть устройство USB 3, вы все равно можете использовать тот же USB-кабель для подключения его к старому компьютеру, который поддерживает только USB 2.0 или USB 1.1. Он будет работать на более медленных скоростях, но тот же разъем USB Type-A позволяет подключать устройство практически ко всему. Другими словами, вы можете подключить любой штекер USB Type-A к любому порту USB Type-A, и он «просто будет работать». Если устройства разных поколений — например, если вы подключите USB-накопитель 20-летней давности к современному ПК — они могут работать медленнее, но они будут работать.
Синие разъемы USB часто быстрее
Синий цвет внутри этого разъема USB Type-A указывает на то, что он поддерживает скорости USB 3.0 (вероятно).
Разъемы и порты SB Type-A, которые поддерживают более высокие скорости USB 3.0, часто (но не всегда) имеют синюю внутреннюю часть. Разъемы типа A, которые поддерживают только более медленные скорости USB 2.0 или USB 1.1, часто (но не всегда) имеют черную внутреннюю часть. То же самое касается портов: порты USB 3.0 часто имеют синюю внутреннюю часть, а порты USB 2.0 часто имеют внутреннюю часть черного цвета. Однако это не гарантируется. Разъемы типа A, которые поддерживают скорости USB 3.0 — те, которые часто имеют синюю внутреннюю часть — имеют девять контактов по сравнению с четырьмя контактами в старых разъемах USB. Однако они по-прежнему обратно совместимы, и эти более высокие скорости будут работать только тогда, когда два устройства USB 3.0 подключены друг к другу. В противном случае они будут использовать более низкие скорости.
USB Type-C — это будущее
Разъем и порт USB Type-C.
Хотя USB Type-A по-прежнему является наиболее широко используемым разъемом, за ним будущее. Будущее за USB Type-C, который уже распространен на новых устройствах. Некоторые современные устройства даже имеют порты USB Type-A и USB Type-C, поэтому они совместимы со всем. Некоторые даже отказываются от USB Type-A и используют только порты USB Type-C. Вы всегда можете использовать «ключ», который работает как адаптер. Например, устройство USB-A можно подключить к переходнику типа A-типа-C, что позволит вам подключить его к порту USB-C. Это работает, потому что, несмотря на разницу в физическом подключении, USB по-прежнему совместим. Кабели USB-C меньше по размеру и устраняют необходимость в портах mini USB и разъемах Micro-B. Это другие USB-разъемы меньшего размера, которые использовались для подключения устройств USB Type-A (таких как ноутбуки и зарядные устройства) к устройствам меньшего размера (например, смартфонам), в которых не было места для полной розетки USB Type-A. С USB-C для всех устройств будет только один стандартный порт USB Type-C. Как только это станет широко распространенным, вам не понадобятся разные типы USB-кабелей для разных устройств.
USB Type-A будет вытеснен USB4
Этот переходник позволяет подключить разъем USB Type-A к разъему USB Type-C
.
Меньший разъем USB Type-C фактически потребуется для следующего стандарта USB, USB4. Но хотя форма разъема меняется, базовый стандарт USB по-прежнему обратно совместим с устройствами из предыдущих стандартов USB. Вы по-прежнему сможете подключить старое устройство USB Type-A к будущему устройству USB4, имеющему только разъемы Type-C. Вам просто понадобится ключ, который преобразует физическое соединение USB Type-A в USB Type-C.