USB (англ. Universal Serial Bus — «универсальная последовательная шина») — последовательный интерфейс для подключения периферийных устройств к вычислительной технике. Получил широчайшее распространение и стал основным интерфейсом подключения периферии к бытовой цифровой технике.
Universal Serial Bus (USB) | |||||||||||||||||||
---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| |||||||||||||||||||
Тип | Шина | ||||||||||||||||||
История | |||||||||||||||||||
Разработчик | Compaq, DEC, IBM, Intel, Microsoft, NEC и Nortel | ||||||||||||||||||
Разработано | 1996 | ||||||||||||||||||
Произведено | c мая 1996 | ||||||||||||||||||
Вытеснил | Последовательный порт, Параллельный порт, Игровой порт, ADB, (PS/2), | ||||||||||||||||||
Спецификации | |||||||||||||||||||
Длина, мм | 6,65 (type-C) | ||||||||||||||||||
Ширина, мм |
| ||||||||||||||||||
Высота, мм |
| ||||||||||||||||||
Горячая замена | да | ||||||||||||||||||
Внешнее | да | ||||||||||||||||||
Кабель | 2–5 м (в зависимости от категории) | ||||||||||||||||||
Выводы |
| ||||||||||||||||||
Электрические параметры | |||||||||||||||||||
Напряжение | 5 В DC | ||||||||||||||||||
Макс. напряжение |
| ||||||||||||||||||
Макс. ток |
| ||||||||||||||||||
Параметры данных | |||||||||||||||||||
Передача данных | пакетные данные, определенные спецификациями | ||||||||||||||||||
Битовая ширина | 1 бит | ||||||||||||||||||
Пропускная способность | В зависимости от режима:
| ||||||||||||||||||
Макс. устройств | 127 | ||||||||||||||||||
Протокол | последовательный | ||||||||||||||||||
Распиновка | |||||||||||||||||||
| |||||||||||||||||||
Медиафайлы на Викискладе |
Интерфейс позволяет не только обмениваться данными, но и обеспечивать электропитание периферийного устройства. Сетевая архитектура позволяет подключать большое количество периферии даже к устройству с одним разъёмом USB.
Разработка спецификаций USB производится в рамках международной некоммерческой организации USB Implementers Forum (USB-IF), объединяющей разработчиков и производителей оборудования с шиной USB. В процессе развития выработано несколько версий спецификаций . Тем не менее разработчикам удалось сохранить высокую степень совместимости оборудования разных поколений. Спецификация интерфейса охватывает беспрецедентно широкий круг вопросов подключения и взаимодействия периферийных устройств с вычислительной системой:
- унификацию разъёмов и кабелей
- нормирование энергопотребления
- протоколы обмена данными
- унификацию функциональности и драйверов устройств
История
В Intel днем рождения USB называют 15 ноября 1995 года. Первые спецификации для USB 1.0 были представлены в 1994—1995 годах. Разработка USB поддерживалась фирмами Intel, Microsoft, Philips, US Robotics. USB стал «общим знаменателем» под тремя не связанными друг с другом стремлениями разных компаний:
- Расширение функциональности компьютера. На тот момент для подключения внешних периферийных устройств к персональному компьютеру использовалось несколько «традиционных» (англ. legacy) интерфейсов ((PS/2), последовательный порт, параллельный порт, порт для подключения джойстика, SCSI), и с появлением новых внешних устройств разрабатывали и новый разъём. Предполагалось, что USB заменит их все и заодно подхлестнёт разработку нетрадиционных устройств.
- Подключить к компьютеру мобильный телефон. В то время мобильные сети переходили на цифровую передачу голоса, и ни один из имеющихся интерфейсов не годился для передачи с телефона на компьютер как речи, так и данных.
- Простота для пользователя. Старые интерфейсы (например, последовательный (COM) и параллельный (LPT) порты) были крайне просты для разработчика, но не давали настоящего «подключи и работай». Требовались новые механизмы взаимодействия компьютера с низко- и среднескоростными внешними устройствами — возможно, более сложные для конструкторов, но надёжные, дружественные и пригодные к «горячему» подключению.
Поддержка USB вышла в 1996 году в виде патча к Windows 95 OEM Service Release 2, в дальнейшем она вошла в стандартную поставку Windows 98. В первые годы (1996—1997) устройств было мало, поэтому шину в шутку называли «Useless Serial Bus» («неиспользуемая последовательная шина»). Впрочем, производители быстро осознали пользу USB, и уже к 2000 году большинство принтеров и сканеров работало с новым интерфейсом.
Hewlett-Packard, Intel, (ныне Alcatel-Lucent), Microsoft, NEC и Philips совместно выступили с инициативой по разработке более скоростной версии USB. Спецификация USB 2.0 была опубликована в апреле 2000 года, и в конце 2001 года эта версия была стандартизирована USB Implementers Forum. USB 2.0 является обратно совместимой со всеми предыдущими версиями USB.
В некоторые из первых мобильных устройств встраивали громоздкий разъём USB-B. Но чаще разработчики шли на нарушение стандарта, встраивая туда несколько более компактный USB-A, или придумывали свой разъём. Со стандартом USB 2.0 специально для мобильных устройств появились разъёмы USB Mini-A и USB Mini-B, позднее появилась спецификация USB OTG. В 2007 году появились разъёмы USB Micro-A и USB Micro-B, вдвое тоньше USB Mini- и более надёжные. Ещё один недостаток USB Mini-USB — устройства фиксации были в периферии, а не в кабеле, и при поломке приходилось ремонтировать устройство, а не менять дешёвый кабель. В 2009 году в попытках уменьшить количество разъём USB Micro-B объявили основным стандартом зарядных устройств для мобильных телефонов, но меморандум так полностью и не был реализован — Apple просто сделала переходник с USB Micro-B на свой разъём.
В начале 2000-х годов корпорация Apple отдавала приоритет шине FireWire, в разработке которой она принимала активное участие. Ранние модели iPod были оснащены только интерфейсом FireWire, а USB отсутствовал. Впоследствии компания отказалась от FireWire в пользу USB, оставив в некоторых моделях FireWire только для подзарядки. Однако часть выпускавшихся клавиатур и мышей, начиная со второй половины 1990-х годов, имела интерфейс USB.
С начала 2000-х годов в BIOS компьютеров массового сегмента включена поддержка USB[] (поддержка USB в корпоративном сегменте началась с середины 1990-х). Это позволило загружаться с флеш-дисков, например, для переустановки ОС; пропала надобность в (PS/2-клавиатуре). Современные настольные материнские платы поддерживают свыше 10 USB-портов. В подавляющем большинстве современных ноутбуков и настольных компьютеров COM- и LPT-портов нет.
Пока происходило распространение USB-портов второй версии, производители внешних жёстких дисков уже «упёрлись» в ограничение USB 2.0 — и по току, и по скорости. Потребовался новый стандарт, который и вышел в 2008 году. Уложиться в старые четыре жилы не удалось, поэтому было добавлено пять новых. Первые материнские платы с поддержкой USB 3.0 вышли в 2010 году. К 2013 году USB 3.0 стал массовым. В продаже имеются платы расширения, добавляющие поддержку USB 3.0 в старых компьютерах.
Уже в первые годы обнаружился серьёзный конструктивный недостаток разъёма USB-A: он асимметричен, но не показывает, какой стороной его подключать. Кроме того, в мобильных телефонах стали расширять функциональность USB, чтобы подключать нетрадиционные устройства: Motorola RAZR V3 подключала через Mini-B гарнитуру, в смартфонах Samsung между пятью штырями Micro-B добавили шесть новых. Обе эти проблемы решил симметричный разъём USB-C, появившийся в 2014 году. Одни провода продублированы на обеих сторонах, о назначении других контроллеры «договариваются» при подключении. В дополнение USB-C имеет несколько резервных проводов, чтобы передавать, например, аналоговый звук или HDMI-видео.
Вышедший в 2019 году USB4 позволил менять направление сверхскоростных линий, что дало 40 Гбит/с в одну сторону. Он также сделал возможным так называемое «туннелирование протоколов», когда видео и PCIe «заворачиваются» в пакеты USB, давая больше места данным (старым устройствам, не умеющим разворачивать, нужны специальные преобразователи). Отказались от старых разъёмов, оставив только USB-C.
Основные сведения
Кабель USB (до 2.0 включительно) состоит из четырёх медных проводников: двух проводников питания и двух проводников данных в витой паре. Проводники заключены в заземлённую оплётку (экран).
Кабели USB ориентированы, то есть имеют физически разные наконечники «к устройству» (Тип B) и «к хосту» (Тип A). Возможна реализация USB-устройства без кабеля со встроенным в корпус наконечником «к хосту». Возможно и неразъёмное встраивание кабеля в устройство, как в мышь (стандарт запрещает это для устройств full и high speed, но производители его нарушают). Существуют, хотя и запрещены стандартом, и пассивные USB-удлинители, имеющие разъёмы «от хоста» и «к хосту».
С помощью кабелей формируется интерфейс между USB-устройствами и USB-хостом. В качестве хоста выступает программно-управляемый USB-контроллер, который обеспечивает функциональность всего интерфейса. Контроллер, как правило, интегрирован в микросхему южного моста, хотя может быть исполнен и в отдельном корпусе. Соединение контроллера с внешними устройствами происходит через [англ.]. В силу того, что USB-шина имеет древовидную топологию, концентратор самого верхнего уровня называется корневым (root hub). Он встроен в USB-контроллер и является его неотъемлемой частью.
Для подключения внешних устройств к USB-концентратору в нём предусмотрены порты, заканчивающиеся разъёмами. К разъёмам с помощью кабельного хозяйства могут подключаться USB-устройства либо USB-концентраторы нижних уровней. Такие концентраторы — активные электронные устройства (пассивных не бывает), обслуживающие несколько собственных USB-портов. С помощью USB-концентраторов допускается до пяти уровней каскадирования, не считая корневого. Сам USB-интерфейс не позволяет соединять между собой два компьютера (хост-устройства), это возможно лишь при использовании специальной электроники, имеющей два USB-входа и специализированный мост, например, эмулирующей два соединённых Ethernet-адаптера по одному для каждой из сторон либо использующие специализированное ПО для обмена файлами.
Устройства могут быть запитаны от шины, но могут и требовать внешнего источника питания. По умолчанию устройствам гарантируется ток до 100 мА, а после согласования с хост-контроллером — до 500 мА. Поддерживается и дежурный режим для устройств и концентраторов по команде с шины со снятием основного питания при сохранении дежурного питания и включением по команде с шины.
USB поддерживает «горячее» подключение и отключение устройств. Это достигнуто увеличенной длиной заземляющего контакта разъёма по отношению к сигнальным. При подключении разъёма USB первыми замыкаются заземляющие контакты, потенциалы корпусов двух устройств становятся равны и дальнейшее соединение сигнальных проводников не приводит к перенапряжениям.
На логическом уровне устройство USB поддерживает транзакции приёма и передачи данных. Каждый пакет каждой транзакции содержит в себе номер оконечной точки (endpoint) на устройстве. При подключении устройства драйверы в ядре ОС читают с устройства список оконечных точек и создают управляющие структуры данных для общения с каждой оконечной точкой устройства. Совокупность оконечной точки и структур данных в ядре ОС называется каналом (pipe).
Оконечные точки, а значит, и каналы, относятся к одному из четырёх классов — поточный (bulk), управляющий (control), изохронный (isoch) и прерывание (interrupt). Низкоскоростные устройства, такие, как мышь, не могут иметь изохронных и поточных каналов.
Управляющий канал предназначен для обмена с устройством короткими пакетами «вопрос-ответ». Любое устройство имеет управляющий канал 0, который позволяет программному обеспечению ОС прочитать краткую информацию об устройстве, в том числе коды производителя и модели, используемые для выбора драйвера, и список других оконечных точек.
Канал прерывания позволяет доставлять короткие пакеты и в том, и в другом направлении без получения на них ответа/подтверждения, но с гарантией времени доставки — пакет будет доставлен не позже, чем через N миллисекунд. Например, используется в устройствах ввода (клавиатуры, мыши, джойстики).
Изохронный канал позволяет доставлять пакеты без гарантии доставки и без ответов/подтверждений, но с гарантированной скоростью доставки в N пакетов на один период шины (1 кГц для low и full speed, 8 кГц для high speed). Используется для передачи аудио- и видеоинформации.
Поточный канал даёт гарантию доставки каждого пакета, поддерживает автоматическую приостановку передачи данных при неготовности устройства (переполнение или опустошение буфера), но не даёт гарантий скорости и задержки доставки. Используется, например, в принтерах и сканерах.
Время шины делится на периоды, в начале периода контроллер передаёт всей шине пакет «начало периода». Далее в течение периода передаются пакеты прерываний, потом изохронные в требуемом количестве, в оставшееся время в периоде передаются управляющие пакеты и в последнюю очередь — поточные.
Активной стороной шины всегда является контроллер, передача пакета данных от устройства к контроллеру реализована как короткий вопрос контроллера и длинный, содержащий данные, ответ устройства. Расписание движения пакетов для каждого периода шины создаётся совместными усилиями аппаратуры контроллера и ПО драйвера, для этого многие контроллеры используют крайне сложный DMA со сложной DMA-программой, формируемой драйвером.
Размер пакета для оконечной точки — это константа, встроенная в таблицу оконечных точек устройства и изменению не подлежит. Он выбирается разработчиком устройства из числа тех, что поддерживаются стандартом USB.
Версии спецификации
Список спецификаций
Спецификация | Скорость | Стандарт USB |
---|---|---|
Low-Speed | до 1,5 Мбит/с | USB 1.0 |
Full-Speed | до 12 Мбит/с | USB 1.1 |
High-speed | до 480 Мбит/с | USB 2.0 |
SuperSpeed | до 5 Гбит/с | USB 3.0 / USB 3.1 Gen 1 / USB 3.2 Gen 1 |
SuperSpeed+ 10Gbps | до 10 Гбит/с | USB 3.1 Gen 2 / USB 3.2 Gen 2 |
SuperSpeed++ 20Gbps | до 20 Гбит/с | USB 3.2 Gen 2x2 |
Предварительные версии
- USB 0.7: спецификация выпущена в ноябре 1994 года.
- USB 0.8: спецификация выпущена в декабре 1994 года.
- USB 0.9: спецификация выпущена в апреле 1995 года.
- USB 0.99: спецификация выпущена в августе 1995 года.
- USB 1.0 Release Candidate: спецификация выпущена в ноябре 1995 года.
USB 1.0
Спецификация выпущена 15 января 1996 года.
Технические характеристики:
- два режима работы:
- режим с низкой пропускной способностью (Low-Speed) — 1,5 Мбит/с;
- режим с высокой пропускной способностью (Full-Speed) — 12 Мбит/с;
- максимальная длина кабеля (без экрана) для режима Low-Speed — 3 м;
- максимальная длина кабеля (в экране) для режима Full-Speed — 5 м;
- максимальное количество подключённых устройств (включая размножители) — 127;
- возможно подключение «разноскоростных» периферийных устройств к одному контроллеру USB;
- напряжение питания для периферийных устройств — 5 В;
- максимальный ток, потребляемый периферийным устройством, — 500 мА.
USB 1.1
Спецификация выпущена в сентябре 1998 года. Исправлены проблемы и ошибки, обнаруженные в версии 1.0.
USB 2.0
Спецификация выпущена в апреле 2000 года. В 2002 году компании производители чипсетов для материнских плат начали выпуск новых продуктов с поддержкой USB 2.0.
USB 2.0 отличается от USB 1.1 введением режима High-Speed (пометка на логотипе — «Hi-speed»).
Для устройств USB 2.0 регламентировано три режима работы:
- Low-Speed, 10—1500 Кбит/c (клавиатуры, мыши, джойстики, геймпады);
- Full-Speed, 0,5—12 Мбит/с (аудио-, видеоустройства);
- High-Speed, 25—480 Мбит/с (аудио-, видеоустройства, устройства хранения информации).
Последующие модификации
Последующие модификации к спецификации USB публикуются в рамках «Извещений об инженерных изменениях» (англ. Engineering Change Notices, ECN). Самые важные из модификаций ECN представлены в наборе спецификаций USB 2.0 (англ. USB 2.0 specification package), доступном на сайте USB Implementers Forum.
- Mini-B Connector ECN: извещение выпущено в октябре 2000 года.
- Errata, начиная с декабря 2000: извещение выпущено в декабре 2000 года.
- Pull-up/Pull-down Resistors ECN: извещение выпущено в мае 2002 года.
- Errata, начиная с мая 2002: извещение выпущено в мае 2002 года.
- Interface Associations ECN: извещение выпущено в мае 2003 года. Были добавлены новые стандарты, позволяющие ассоциировать множество интерфейсов с одной функцией устройства.
- Rounded Chamfer ECN: извещение выпущено в октябре 2002 года.
- Unicode ECN: извещение выпущено в феврале 2005 года. Данное ECN специфицирует, что строки закодированы с использованием UTF-16LE.
- Inter-Chip USB Supplement: извещение выпущено в марте 2006 года.
- On-The-Go Supplement 1.3: извещение выпущено в декабре 2006 года. USB On-The-Go делает возможным связь двух USB-устройств друг с другом без отдельного USB-хоста. На практике одно из устройств играет роль хоста для другого.
USB OTG
В USB одно устройство всегда хост, другое — периферия. Смартфонам, цифровым фотоаппаратам и прочим мобильным устройствам приходится быть то хостом, то периферией: при подключении к компьютеру фотоаппарат — периферия, а при подключении к фотопринтеру — хост.
USB OTG (от On-The-Go, рус. «на ходу») сделала удобной смену роли устройств: они сами определяют, кем им быть. OTG-устройства можно подключать к компьютеру, и к таким устройствам через тот же порт можно подключать USB-периферию: обычно флеш-накопители, цифровые фотоаппараты, клавиатуры, мыши и другие устройства, не требующие дополнительных драйверов.
Роль устройства определяется кабелем: в штекере на стороне хоста замыкаются контакты 4 (ID) и 5 (Ground); на стороне периферии ID никуда не подключается. В дальнейшем устройство может отдать роль хоста другому, не меняя направление потока энергии.
USB 3
USB 3.0
Окончательная спецификация USB 3.0 появилась в 2008 году. Созданием USB 3.0 занимались компании Intel, Microsoft, Hewlett-Packard, Texas Instruments, NEC и NXP Semiconductors.
Спецификация USB 3.0 повышает максимальную скорость передачи информации до 5 Гбит/с, что на порядок больше скорости, которую может обеспечить USB 2.0. Также версия 3.0 отличается увеличенной с 500 мА до 900 мА силой тока. Таким образом, от одного порта можно запитывать большее количество устройств, а также отпадает необходимость использования внешнего питания для некоторых устройств. В спецификации USB 3.0 разъёмы и кабели обновлённого стандарта физически и функционально совместимы с USB 2.0, причём для однозначной идентификации разъёмы USB 3.0 принято изготавливать из пластика синего цвета (у некоторых производителей — красного). Кабель USB 2.0 содержит в себе четыре линии — пару для приёма/передачи данных, плюс и ноль питания, разъём «A» имеет 4 контакта. Для передачи высокоскоростных SuperSpeed сигналов в USB 3.0 добавлено ещё четыре линии связи (две витые пары) и один контакт сигнальной земли (GND_DRAIN), в результате чего кабель стал гораздо толще. Новые контакты в разъёмах USB 3.0 расположены отдельно от старых в другом контактном ряду.
В октябре 2009 года появилась информация, что корпорация Intel решила отложить внедрение поддержки USB 3.0 в свои чипсеты до 2011 года. Это решение привело к тому, что до 2011 года данный стандарт не стал массовым, так как пользователю было недостаточно просто купить материнскую плату, был необходим дополнительный адаптер либо производитель материнских плат распаивал на них контроллер стороннего производителя.
[англ.] обеспечивает аппаратную поддержку потоков для команд, статусов, входящих и исходящих данных, что позволяет более полно использовать пропускную способность USB-шины. Потоки были добавлены к протоколу USB 3.0 SuperSpeed для поддержки UASP.
Linux поддерживает USB 3.0 начиная с версии ядра 2.6.31. В Windows 8 и 10 интерфейс USB 3.0 поддерживается без установки дополнительных драйверов.
После выхода спецификации USB 3.1 стандарт USB 3.0 был переименован в USB 3.1 Gen 1. По словам технического директора USB-IF, это было сделано для того чтобы облегчить работу разработчикам устройств, то есть, чтобы обеспечить поддержку всех версий USB, теперь достаточно двух спецификаций — USB 2 и USB 3.1 — вместо трёх. После выхода спецификации USB 3.2 переименован в USB 3.2 Gen 1.
USB 3.1
31 июля 2013 года USB 3.0 Promoter Group объявила о принятии спецификации следующего интерфейса, USB 3.1, скорость передачи которого может достигать 10 Гбит/с. Компактный разъём USB Type-C, используемый с данной версией, является симметричным, позволяя вставлять кабель любой стороной, как это ранее сделала Apple в разъёмах Lightning.
После выхода стандарта USB 3.1 организация USB-IF объявила, что режим передачи USB 3.0 со скоростью до 5 Гбит/с (SuperSpeed) теперь будут классифицироваться как USB 3.1 Gen 1, а новый стандарт передачи USB 3.1 со скоростью до 10 Гбит/с (SuperSpeed+) — как USB 3.1 Gen 2.
В USB 3.1 входит два стандарта:
- SuperSpeed (USB 3.1 Gen 1) со скоростью до 5 Гбит/с, такой же, как и у USB 3.0;
- SuperSpeed+ (USB 3.1 Gen 2) со скоростью до 10 Гбит/с, удвоенная USB 3.0.
В USB 3.1 Gen 2, помимо увеличения скорости до 10 Гбит/с, были снижены издержки кодирования до 3 % переходом на .
Стандарт USB 3.1 обратно совместим с USB 3.0 и USB 2.0.
На практике первая реализация USB 3.1 в виде IP-блока от Synopsys показала в декабре 2013 года эффективную скорость передачи 7,2 Гбит/с (900 МБ в секунду).
USB 3.2
22 сентября 2017 некоммерческая организация USB Implementers Forum (USB-IF) опубликовала спецификацию стандарта USB 3.2, заключительная ревизия для USB 3.x. Новая спецификация предусматривает удвоение максимально возможной скорости передачи данных по сравнению с USB 3.1 Gen 2 — с 10 до 20 Гбит/с за счёт использования двух линий на 5 Гбит/с или 10 Гбит/с только для разъема USB Type-C по причине его двухсторонних контактов и использования дублирующих выводов как отдельный канал. Были внесены поправки в работу хост-адаптеров для плавного перехода между 2-канальным режимом дублирующих выводов к одноканальному режиму. Современные кабели USB Type-C, имеющиеся в наличии, уже поддерживают такой «двухлинейный» режим, так что покупать новые кабели не придётся. Появление первых коммерческих устройств с поддержкой стандарта USB 3.2 ожидается не ранее второй половины 2019 года.
Спецификации USB 3.2 заменяют стандарты USB 3.0 и USB 3.1; удовлетворяющие им устройства будут включать три стандарта скоростей:
- SuperSpeed USB (USB 3.2 Gen 1) со скоростью до 5 Гбит/с и кодированием 8b/10b, как у USB 3.1 Gen 1 и USB 3.0;
- SuperSpeed+ USB 10Gbps (USB 3.2 Gen 2) со скоростью до 10 Гбит/с и кодированием 128b/132b, как USB 3.1 Gen 2;
- SuperSpeed+ USB 20Gbps (USB 3.2 Gen 2x2) со скоростью до 20 Гбит/с и кодированием 128b/132b по двум линиям, каждая из которых соответствует USB 3.1 Gen 2.
В спецификациях также прописан вариант с двумя линиями, каждая из которых работает по протоколу USB 3.0[]:
- SuperSpeed+ USB 10Gbps (USB 3.2 Gen 1x2) со скоростью до 10 Гбит/с и кодированием 8b/10b по двум линиям, каждая из которых соответствует USB 3.1 Gen 1.
- Новая схема именования
После выхода стандарта USB 3.2 организация USB-IF ввела новую схему именования. Чтобы помочь компаниям с брендингом различных режимов передачи, USB-IF рекомендует называть режимы передачи 5, 10, 20 Гбит/с как SuperSpeed USB 5Gbps, SuperSpeed USB 10Gbps, SuperSpeed USB 20Gbps, соответственно:
Спецификация | Старое название | Оригинальное название | Режим передачи | Маркетинговое название (USB-IF branding) | Скорость | Скорость передачи | Картинка |
---|---|---|---|---|---|---|---|
USB 3.2 Gen 1 | USB 3.1 Gen 1 | USB 3.0 | Gen 1 | SuperSpeed USB 5Gbps | 5 Gbit/s | 500 MB/s | |
USB 3.2 Gen 2 | USB 3.1 Gen 2 | USB 3.1 | Gen 2 | SuperSpeed USB 10Gbps | 10 Gbit/s | 1,21 GB/s | |
USB 3.2 Gen 2x2 | --- | USB 3.2 | Gen 2 × 2 | SuperSpeed USB 20Gbps | 20 Gbit/s | 2,42 GB/s |
USB4
В отличие от предыдущих версий, название протокола пишется слитно, без пробела между словом «USB» и цифрой «4».
Спецификация четвёртой версии была опубликована 29 августа 2019 года. Новый базовый протокол повышает максимальную скорость до 40 Гбит/с (при использовании совместимых кабелей Type-C), сохраняя обратную совместимость с USB 3.2, USB 2.0 и, опционально, Thunderbolt 3.
Скорость до 40 Гбит/с достижима только со специальными кабелями, имеющими соответствующую маркировку. Для обычных кабелей максимальная скорость ограничена 20 Гбит/с.
USB4 2.0
В октябре 2022 года вышла обновленная спецификация USB4 Version 2.0 с пропускной способностью до 80 Гбит/с.
Стандарт совместим с DisplayPort 2.1, и с его помощью можно выводить изображение на монитор 4K с частотой обновления 240 Гц или монитор 10K с частотой обновления 60 Гц без сжатия видео. По кабелю можно питать монитор или через монитор питать подключённый к нему ноутбук (стандартом предусмотрена передача мощностью до 240 Вт).
Inter-Chip USB
[англ.] (IC-USB) и High Speed Inter-Chip USB (HSIC) — упрощённые версии USB 2.0 для некоммутируемого соединения микросхем в одном устройстве. Упрощение достигается за счёт замены физического уровня USB с асинхронного на синхронный, отказа от возможности смены скорости и определения подключения, отказа от электрической защиты драйверов и уменьшения их мощности. Логическая часть USB неизменна (в том числе логика состояний шины). IC-USB определяет соединение Full Speed (12 Мбит/с) устройств; HSIC определяет соединение High Speed (480 Мбит/с) устройств.
Первая версия стандарта IC-USB была принята в 2006 году. Первая версия стандарта HSIC была принята в 2007 году. HSIC использует две цифровых линии с логическими уровнями LVCMOS (1,2 вольта): STROBE и DATA. Максимальная длина проводников 10 см. Синхронный интерфейс обеспечивает пропускную способность 480 (Мбит/с) при тактовой частоте 240 МГц. Драйвер физического уровня HSIC потребляет на 50 % меньше энергии и занимает на 75 % меньше места на кристалле, чем традиционный драйвер USB 2.0.
В 2012 году была принята первая версия спецификаций Inter-Chip USB для USB 3.0.
Wireless USB — технология USB (официальная спецификация доступна с мая 2005 года), позволяющая организовать беспроводную связь с высокой скоростью передачи информации (до 480 Мбит/с на расстоянии 3 метров и до 110 Мбит/с на расстоянии 10 метров).
23 июля 2007 года USB-IF объявила о сертификации шести первых потребительских продуктов с поддержкой Wireless USB.
В 2013 году была представлена спецификация MA-USB, позволяющая инкапсулировать USB-протокол в существующие каналы связи, включая WiFi и WiGig.
Кабели и разъёмы USB
Цветовое кодирование
Цвет | Назначение |
---|---|
Белый | USB 1.0 |
Чёрный | USB 2.0 |
Синий | USB 3.2 Gen 1x1 (ранее - USB 3.0) |
Бирюзовый | USB 3.2 Gen 1x2 |
Красный/жёлтый/оранжевый | Отличается повышенной нагрузочной способностью и тем, что напряжение на них присутствует, даже если компьютер выключен или находится в режиме сна. |
Кабели и разъёмы USB 1.x и 2.0
Спецификация 1.0 регламентировала два типа разъёмов: A — на стороне контроллера или концентратора USB и B — на стороне периферийного устройства. Впоследствии были разработаны миниатюрные разъёмы для применения USB в переносных и мобильных устройствах, получившие название Mini-USB. Новая версия миниатюрных разъёмов, называемых Micro-USB, была представлена USB-IF 4 января 2007 года.
Обычный | Mini | Micro | |
---|---|---|---|
Тип A | 4×12 мм | 3×7 мм | 2×7 мм |
Тип B | 7×8 мм | 3×7 мм | 2×7 мм |
Существуют также разъёмы типа Mini-AB и Micro-AB, с которыми соединяются соответствующие коннекторы как типа A, так и типа B.
Производителями электроники используется разъём, совместимый с Mini-USB, содержащий 10 контактов, а не 5, как в оригинале (10-контактный штекер не войдёт в 5-контактный разъём). В частности, данное гнездо можно увидеть в телефонах под маркой Alcatel (TCL), Fly и Philips, где дополнительные контакты используются для возможности использования гарнитуры с микрофоном. Однако после перехода на Micro-USB + Mini-Jack в рамках Европейской программы по стандартизации зарядных устройств использование данного разъёма с 2012 года резко сократилось.
USB-A сочетает долговечность и механическую прочность, несмотря на отсутствие винтовой затяжки. Однако уменьшенные варианты разъёмов, имеющие тонкие пластмассовые выступы, высоко выступающие из подложки гнезда, плохо переносят частое смыкание-размыкание и требуют более бережного обращения.
Сигналы USB (версии до 2.x) передаются по двум проводам экранированного четырёхпроводного кабеля.
Номер контакта | Обозначение | Цвет провода | Описание | |
---|---|---|---|---|
1 | VBUS | Красный или | Оранжевый | +5 V |
2 | D− | Белый, или | Золотой | Данные− |
3 | D+ | Зелёный | Данные+ | |
4 | GND | Чёрный или | Синий | Земля |
Номер контакта | Обозначение | Цвет провода | Описание |
---|---|---|---|
1 | VBUS | Красный | +5 V |
2 | D− | Белый | Данные− |
3 | D+ | Зелёный | Данные+ |
4 | ID | No wire | On-The-Go ID определяет конец кабеля:
|
5 | GND | Чёрный | Земля |
Здесь GND — цепь «земли» для питания периферийных устройств, а VBus — это +5 вольт, также для цепей питания. Данные передаются дифференциально по проводам D− и D+. Состояния «0» и «1» определяются по разности потенциалов между линиями более 0,2 В и при условии, что на одной из линий потенциал относительно GND выше 2,8 В. Дифференциальный способ передачи является основным, но не единственным (например, при инициализации устройство сообщает хосту о режиме, поддерживаемом устройством (англ. Full-Speed или англ. Low-Speed), подтягиванием одной из линий данных к V_BUS через резистор 1,5 кОм (D− для режима Low-Speed и D+ для режимов Full-Speed и High-Speed).
Для соблюдения достаточного уровня сигнала в кабеле и недопускания его затухания требуется коррелировать длину кабеля с сечением проводников. Принята практика указания толщины сечения провода в AWG, например «28 AWG/1P…».
Примерное соответствие: маркировка кабеля (указание толщины провода в AWG) и соответствующая ей длина кабеля:
AWG | Длина, не больше (см) |
---|---|
28 | 81 |
26 | 131 |
24 | 208 |
22 | 333 |
20 | 500 |
Ограничение длины кабеля также связано с задержкой сигнала в линии. В спецификациях USB 2.0 оговорена величина задержки: она должна быть менее 5,2 наносекунды на метр для кабеля длиной 5 м. Максимально допустимая задержка сигнала в линии — 1,5 микросекунды для низкоскоростного режима. Таким образом, для обеспечения режима Hi Speed линия должна гарантировать задержку менее 26 наносекунд, а Low Speed — 1,5 микросекунды.
Кабели и разъёмы USB 3.0 и их совместимость с USB 2.0
- Все разъёмы USB, которые можно соединять друг с другом, рассчитаны на совместную работу. Это достигается за счёт электрической совместимости всех контактов разъёма USB 2.0 с соответствующими контактами разъёма USB 3.0. При этом разъём USB 3.0 имеет дополнительные контакты, не имеющие соответствия в разъёме USB 2.0, и, следовательно, при соединении разъёмов разных версий «лишние» контакты не будут задействованы, обеспечивая нормальную работу соединения версии 2.0.
- Все гнёзда и штекеры между USB 3.0 Тип A и USB 2.0 Тип A рассчитаны на совместную работу.
- Размер гнезда USB 3.0 Тип B несколько больше, чем это могло бы потребоваться для штекера USB 2.0 Тип B и более ранних. При этом предусмотрено подключение в эти гнёзда и такого типа штекеров. Соответственно, для подключения к компьютеру периферийного устройства с разъёмом USB 3.0 Тип B можно использовать кабели обоих типов, но для устройства с разъёмом USB 2.0 Тип B — только кабель USB 2.0.
- Гнёзда , обозначенные как eSATA/USB Combo, то есть имеющие возможность подключения к ним штекера USB, имеют возможность подключения штекеров USB Тип A: USB 2.0 и USB 3.0, но в скоростном режиме USB 2.0.
- Штекер eSATA ни в какую версию простого гнезда USB войти не может.
- Штекер eSATA может подключаться к гнезду eSATA/USB Combo.
- Гнёзда Type E находятся на материнских платах в расчёте на подключение шин USB 3.0 типа А или типа C.
Изображения разъёмов USB 3.0
Обычный | Micro | |
---|---|---|
Тип A | ||
Тип B | ||
Тип C | ||
Тип E |
Расположение выводов соединителей USB 3.0 типа A
Внешние изображения | |
---|---|
USB 3.0 тип А | |
USB 3.0 тип В | |
USB 3.0 тип B micro | |
Розетка USB 3.0 powered-B | |
Вилка USB 3.0 A |
№ контакта | A | B | micro B | ||||||||
---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
1 | VBUS (VCC) | VBUS (VCC) | VBUS (VCC) | ||||||||
2 | D− | D− | D− | ||||||||
3 | D+ | D+ | D+ | ||||||||
4 | GND | GND | ID | ||||||||
5 | StdA_SSTX− | StdA_SSTX− | GND | ||||||||
6 | StdA_SSTX+ | StdA_SSTX+ | StdA_SSTX− | ||||||||
7 | GND_DRAIN | GND_DRAIN | StdA_SSTX+ | ||||||||
8 | StdA_SSRX− | StdA_SSRX− | GND_DRAIN | ||||||||
9 | StdA_SSRX+ | StdA_SSRX+ | StdA_SSRX− | ||||||||
10 | StdA_SSRX+ | ||||||||||
Экран | Экран | Экран | Экран | ||||||||
Также существуют разъёмы USB 3.0 Micro ещё двух типов: вилка USB 3.0 Micro-A и розетка USB 3.0 Micro-AB. Визуально отличаются от USB 3.0 Micro-B «прямоугольной» (не срезанной) частью разъёма с секцией USB 2.0, что позволяет избежать подключения вилки Micro-A в розетку Micro-B, а розетку Micro-AB делает совместимой с обеими вилками.
Розетка Micro-AB будет применяться в мобильных устройствах, имеющих бортовой USB 3.0 host контроллер. Для идентификации режима хост/клиент используется вывод 4 (ID) — в вилке Micro-A он замкнут на «землю».
Расположение выводов соединителей USB 3.0 Powered-B
Разъём USB 3.0 Powered-B спроектирован с использованием двух дополнительных контактов, что позволяет устройствам предоставлять до 1000 мА другому устройству, например адаптеру Wireless USB. Это позволяет избежать необходимости в источнике питания для устройства, подключаемого к Wireless USB адаптеру, делая ещё один шаг к идеальной системе беспроводной связи (без отдельного питания). При обычных проводных подключениях к хосту или хабу эти два дополнительных контакта не используются.
1 | VBUS | +5V Питание |
2 | USB D− | USB 2.0 данные |
3 | USB D+ | |
4 | GND | Земля |
8 | StdA_SSRX− | SuperSpeed-приём |
9 | StdA_SSRX+ | SuperSpeed-приём |
7 | GND_DRAIN | Земля |
5 | StdA_SSTX− | SuperSpeed-передача |
6 | StdA_SSTX+ | SuperSpeed-передача |
10 | DPWR | Дополнительное питание на устройство |
11 | GND_D | Земля питания устройства |
USB Type-C
Контакт | Название | Описание | Контакт | Название | Описание | ||
---|---|---|---|---|---|---|---|
A1 | GND | Земля | B12 | GND | Земля | ||
A2 | TX1+ | SuperSpeed дифференциальная пара #1, передача+ | B11 | RX1+ | SuperSpeed дифференциальная пара #2, прием+ | ||
A3 | TX1- | SuperSpeed дифференциальная пара #1, передача- | B10 | RX1- | SuperSpeed дифференциальная пара #2, прием- | ||
A4 | VBUS | Плюс питания | B9 | VBUS | Плюс питания | ||
A5 | CC1 | Конфигурирующий канал (или согласующий) | B8 | SBU2 | Дополнительный канал (Sideband) | ||
A6 | D+ | High-Speed дифференциальная пара, положение 1, данные+ | B7 | D- | High-Speed дифференциальная пара, положение 2, данные- | ||
A7 | D- | High-Speed дифференциальная пара, положение 1, данные- | B6 | D+ | High-Speed дифференциальная пара, положение 2, данные+ | ||
A8 | SBU1 | Дополнительный канал (Sideband) | B5 | CC2 | Конфигурационный канал | ||
A9 | VBUS | Плюс питания | B4 | VBUS | Плюс питания | ||
A10 | RX2- | SuperSpeed дифференциальная пара #4, прием- | B3 | TX2- | SuperSpeed дифференциальная пара #3, передача- | ||
A11 | RX2+ | SuperSpeed дифференциальная пара #4, прием+ | B2 | TX2+ | SuperSpeed дифференциальная пара #3, передача+ | ||
A12 | GND | Земля | B1 | GND | Земля | ||
|
Разъём № 1 кабеля Type-C | Кабель Type-C | Разъём № 2 кабеля Type-C | |||||
---|---|---|---|---|---|---|---|
Контакт | Название | Цвет оболочки проводника | Название | Описание | Контакт | Название | |
Оплётка | Экран | Оплётка кабеля | Экран | Внешняя оплётка кабеля | Оплётка | Экран | |
A1, B1, A12, B12 | GND | Луженый | GND_PWRrt1 GND_PWRrt2 | Общая земля | A1, B1, A12, B12 | GND | |
A4, B4, A9, B9 | VBUS | Красный | PWR_VBUS1 PWR_VBUS2 | VBUS питание | A4, B4, A9, B9 | VBUS | |
B5 | VCONN | Жёлтый | PWR_VCONN | VCONN питание | B5 | VCONN | |
A5 | CC | Синий | CC | Канал конфигурирования | A5 | CC | |
A6 | Dp1 | Белый | UTP_Dp | Неэкранированная дифференциальная пара, positive | A6 | Dp1 | |
A7 | Dn1 | Зелёный | UTP_Dn | Неэкранированная дифференциальная пара, negative | A7 | Dn1 | |
A8 | SBU1 | Красный | SBU_A | Полоса передачи данных A | B8 | SBU2 | |
B8 | SBU2 | Чёрный | SBU_B | Полоса передачи данных B | A8 | SBU1 | |
A2 | SSTXp1 | Жёлтый * | SDPp1 | Экранированная дифференциальная пара #1, positive | B11 | SSRXp1 | |
A3 | SSTXn1 | Коричневый * | SDPn1 | Экранированная дифференциальная пара #1, negative | B10 | SSRXn1 | |
B11 | SSRXp1 | Зелёный * | SDPp2 | Экранированная дифференциальная пара #2, positive | A2 | SSTXp1 | |
B10 | SSRXn1 | Оранжевый * | SDPn2 | Экранированная дифференциальная пара #2, negative | A3 | SSTXn1 | |
B2 | SSTXp2 | Белый * | SDPp3 | Экранированная дифференциальная пара #3, positive | A11 | SSRXp2 | |
B3 | SSTXn2 | Чёрный * | SDPn3 | Экранированная дифференциальная пара #3, negative | A10 | SSRXn2 | |
A11 | SSRXp2 | Красный * | SDPp4 | Экранированная дифференциальная пара #4, positive | B2 | SSTXp2 | |
A10 | SSRXn2 | Синий * | SDPn4 | Экранированная дифференциальная пара #4, negative | B3 | SSTXn2 | |
* Цвета для оболочки проводников не установлены стандартом. |
«В ближайшем будущем интерфейс USB Type-C станет действительно универсальным. Версия 2.1 предусматривает электропитание через порт мощностью до 240 Вт. Это позволит использовать его для снабжения электроэнергией мониторов с разрешением 4К, принтеров и даже энергоёмких игровых ноутбуков.»https://usb.org/document-library/usb-type-cr-cable-and-connector-specification-revision-21
Оптические кабели USB 3.0
В 2013 году некоторыми компаниями были представлены оптические (оптоволоконные) кабели USB 3.0 и Thunderbolt, по которым сигнал USB может передаваться на расстояние до 100 метров против 3-5 метров (как правило) для стандартных «проводных» кабелей. Тонкие и гибкие кабели позволяют передавать данные на скоростях до 1 ГБ/с, но не обеспечивают передачу электропитания.
В начале пути сигнал из обычного электрического сигнала USB преобразуется в оптические сигналы. В конце пути сигнал подвергается обратному преобразованию.
Метод связи
Спецификация USB предлагает разработчику несколько вариантов устройств в зависимости от требуемой скорости обмена данными. Это Low Speed (физическая скорость 1,5 Мбит/с ± 1,5 %), Full Speed (12 Мбит/с ± 0,25 %), High Speed (480 Мбит/с ± 0,05 %), SuperSpeed (5 Гбит/с ± 0,06 %), SuperSpeed+ (10 Гбит/с). Low-, Full- и High-Speed-устройства используют одну дифференциальную полудуплексную линию связи для обмена данными, SuperSpeed — несколько. Протоколы обмена идентичны.
USB представляет собой сеть с одним мастером (хостом) и произвольным количеством подчинённых устройств (device). Топология сети — активное дерево. «Активное» означает, что в каждом узле дерева находится специальное устройство — концентратор (хаб). Хаб занимается электрическим согласованием кабелей, маршрутизацией пакетов, обнаружением подключения/отключения устройств и другими функциями. Все соединения в сети электрически и протокольно идентичны.
USB позволяет выполнять «горячее» подключение и отключение отдельных устройств или сегментов сети. «Горячее» означает, что работа сети при этом не нарушается, а мастер способен определять факт изменения конфигурации сети автоматически, в реальном времени. Поскольку вся сеть получает электропитание от мастера, то поддерживается возможность автоматического контроля энергоснабжения сети: устройство сообщает мастеру о своих потребностях, а мастер может запретить работу устройства, если энергетические возможности сети могут быть превышены.
Физический уровень
Когда к хосту никто не подключён, обе сигнальные линии D+ и D− подтянуты резисторами 15 кОм к минусу питания. При подключении устройства одна из линий подтягивается к +3,3 В через резистор 1,5 кОм. Устройства Low Speed подтягивают линию D−, а устройства Full Speed — D+. Таким образом хост определяет факт подключения и тип подключённого устройства. Устройства High Speed в момент подключения работают как Full Speed, переключаясь в высокоскоростной режим после обмена визитками.
Состояние дифпары, определённое резисторами подтяжки, в спецификации именуется Idle. То же состояние при включённом драйвере обозначается буквой J. Противоположное ему состояние — буквой K. Замыкание обеих линий на минус именуется Single Ended 0, сокращенно SE0; замыкание на плюс — SE1.
Данные кодируются по методу (NRZI) (Non-return-to-zero inverted). По этому методу каждому нулевому биту входных данных соответствует изменение состояния дифпары (J→K или K→J), а при единице изменения нет. Чтобы исключить потерю синхронизации на длительных единичных последовательностях, применяют битстаффинг, то есть принудительно вставляют в поток данных ноль на каждые 6 единиц подряд.
Состояние шины SE0 дольше 10 мс трактуется устройством как сброс (Reset) и требует от устройства реинициализации USB-стека. Состояние Idle дольше 3 мс подряд трактуется устройством как останов шины (Suspend) и формально требует от устройства самоограничения в потреблении электроэнергии от шины USB. Выход из Suspend происходит либо по возобновлению активности хоста, либо устройство может при необходимости подать специальный сигнал Resume. Сигнал Resume состоит из состояния K на несколько миллисекунд, завершаемое последовательностью SE0, SE0, J, где каждое состояние длится один битовый интервал согласно скоростному режиму устройства.
Структура пакетов
Обмен происходит короткими пакетами. Каждый пакет начинается с последовательности Start of Packet, для Low и Full Speed это KJKJKJKK. Далее всегда идёт специальный идентификатор пакета PID (англ. Packet IDentifier), указывающий на тип пакета. Всего имеется 16 разных типов пакетов, поэтому PID имеет размерность 4 бита. Однако для надёжности значение этого поля дублируется в инверсном виде, поэтому длина поля PID в пакете 8 бит. Заканчивается пакет последовательностью End of Packet: SE0, SE0, J. Минимальный межпакетный интервал ~0,1 мкс (для Full Speed).
В зависимости от типа пакета, между PID и EoP может содержаться ряд других полей с параметрами пакета и/или данными. Все эти поля (включая PID) передаются младшим битом вперёд (LSB first).
Типы пакетов USB представлены в таблице:
Тип | Значение PID (старшим битом вперед) | Передаваемый байт (младшим битом вперед) | Имя | Описание |
---|---|---|---|---|
Зарезервировано | 0000 | 0000 1111 | ||
Token | 0001 | 1000 0111 | OUT | Хост уведомляет устройство, что следующий пакет будет содержать данные от хоста к устройству |
1001 | 1001 0110 | IN | Хост уведомляет устройство, что готов принять от устройства пакет с данными | |
0101 | 1010 0101 | SOF | Пакет, отмечающий начало временно́го фрейма или микрофрейма. | |
1101 | 1011 0100 | SETUP | Хост уведомляет устройство, что следующий пакет будет содержать конфигурационные данные от хоста к устройству | |
1000 | 0001 1110 | SPLIT | USB High Speed разделённая передача | |
0100 | 0010 1101 | PING | Проверка возможности приёма данных устройством (USB High Speed) | |
Special | 1100 | 0011 1100 | PRE | Уведомление хабу, что следующая транзакция будет осуществляться в режиме Low Speed |
Handshake | ERR | Ошибка разделённой передачи (USB High Speed) | ||
0010 | 0100 1011 | ACK | Подтверждение приёма пакета с данными | |
1010 | 0101 1010 | NACK | Неготовность обслужить предыдущий пакет, пакет игнорируется | |
0110 | 0110 1001 | NYET | Данные ещё не готовы (USB High Speed) | |
1110 | 0111 1000 | STALL | Предыдущий пакет обратился к несуществующему или выключенному функционалу | |
Data | 0011 | 1100 0011 | DATA0 | Чётный пакет с данными |
1011 | 1101 0010 | DATA1 | Нечётный пакет с данными | |
0111 | 1110 0001 | DATA2 | Пакет данных для высокоскоростной изохронной передачи (USB High Speed) | |
1111 | 1111 0000 | MDATA | Пакет данных для высокоскоростной изохронной передачи (USB High Speed) |
Пакеты типа IN, OUT, SETUP являются заголовками многопакетной транзакции с обменом данными. Они содержат поля адреса устройства и номера конечной точки (Endpoint) в устройстве, с которым будет обмен данными в этой транзакции. Целостность пакетов удостоверяет поле CRC5.
Пакеты типа DATA содержат поле данных и поле контроля целостности данных CRC16. Стандарт ограничивает максимальную разрешённую длину данных: 8 байт для несконфигурированных устройств, 64 байта для устройств Low Speed, 1023 байта для устройств Full Speed и 1024 байта для устройств High Speed. Устройство может установить свою максимальную длину данных, меньшую разрешённой. Хост обязан поддерживать максимальную разрешённую длину данных. При обычном обмене пакеты с данными чередуются как «чётный-нечётный».
Пакеты типа ACK, NACK, STALL завершают транзакцию, сообщая о (не)успешности текущей транзакции. Не содержат дополнительные поля.
Адрес
USB является сетью, то есть к одному хосту может подключаться несколько устройств. Каждому устройству в процессе начального конфигурирования в момент подключения назначается уникальный адрес. Размерность адреса 7 бит, нулевое значение зарезервировано — соответственно, к одному хосту может подключаться до 127 устройств. Поле адреса содержат только те пакеты, что начинают транзакцию (IN, OUT, SETUP).
Endpoint
Помимо адресации физически подключённых устройств, USB предлагает логическую адресацию внутри устройства. Логическая адресация позволяет разделить потоки данных по разному функционалу внутри одного устройства. Например, клавиатура с тачпадом может иметь один канал данных для нажатий клавиш, а другой — для данных тачпада. В стеке TCP/IP имеется прямая аналогия конечной точки — порты.
Поле «endpoint» имеет размерность 4 бита, то есть возможны до 16 точек. Каждая точка может независимо работать как приёмная и как передающая, поэтому иногда их насчитывают 32. Поле «endpoint» является частью адресации в сети USB и содержится только в тех же пакетах, где есть адрес (IN, OUT, SETUP). В момент подключения в рамках начального конфигурирования устройство обязано передать хосту информацию о задействованных точках и их назначении. Эта информация должна согласовываться с соответствующими каналами данных программного драйвера устройства у хоста. Обращение к незадействованной точке вызывает ответ STALL. Пакеты SETUP могут приходить только на нулевой endpoint.
Временны́е фреймы
Спецификация USB содержит понятия временны́х фреймов и микрофреймов. Для Low Speed устройств каждую миллисекунду хост передаёт сигнал Keep Alive, состоящий из последовательности End of Packet. Для Full Speed устройств каждую миллисекунду хост передаёт специальный пакет SOF (Start of Frame), отмечающий начало очередного фрейма. Для High Speed этот пакет передаётся каждые 125 мкс; такой период называется микрофрейм. Спецификация USB требует, чтобы поддерживалось такое планирование транзакций и пакетов, чтобы периодичность рассылки SOF не нарушалась.
Принципы обмена данными
Обмен данными происходит так называемыми транзакциями — неразрывными последовательностями из нескольких пакетов. Инициатором обмена всегда является хост. Он передаёт короткий пакет (token), уведомляющий о начале новой транзакции. В этом пакете-токене хост указывает направление транзакции (IN или OUT), адрес устройства и номер endpoint. Например, токен OUT означает, что немедленно за токеном последует пакет с данными от хоста к устройству (DATA0 или DATA1). Пакетов с данными может быть несколько в одной транзакции, если каждый из них имеет максимально допустимую для этого устройства длину данных. Окончание пересылки данных определяется по длине пакета, не равной максимальной. Как только приходит укороченный пакет, устройство немедленно передаёт ответный пакет-подтверждение (handshake), например ACK (всё успешно принято), NACK (не смог принять: например, переполнен входной буфер), STALL (данные адресованы отключённому endpoint). Все пакеты в транзакции передаются практически слитно, максимальная пауза между пакетами не должна превышать ~1 мкс (для Full Speed), иначе транзакция будет признана ошибочной.
Аналогично происходит передача данных от устройства к хосту. Хост инициирует передачу токеном IN. Если устройство не имеет готовых данных для передачи, то отвечает NACK и транзакция заканчивается. Если данные готовы, устройство начинает передавать пакеты DATA0/DATA1. Принцип окончания передачи аналогичен: неполная длина пакета с данными. Получив неполный пакет, хост отвечает устройству пакетом-подтверждением ACK.
Транзакция с токеном SETUP полностью аналогична транзакции OUT, отличия лишь в логике восприятия данных устройством: это параметры соединения, которые управляют работой USB стека устройства.
Control, Interrupt, Bulk, Isochronous
Спецификация USB предоставляет несколько методов обмена данными. Каждому включённому endpoint должен быть сопоставлен какой-либо из методов. Control, Interrupt и Bulk используют протокол обмена с подтверждениями, описанный чуть выше. Метод bulk позволяет хосту свободно обмениваться данными с устройством по своему усмотрению. Метод control аналогичен bulk, но обменивается с устройством только специальными данными, управляющими работой USB-протокола в соответствии со спецификацией (в рамках транзакций типа SETUP). Поскольку периферийные устройства не могут инициировать обмен, то для передачи внезапно возникающих у устройства данных придумали метод interrupt, который позволяет опрашивать устройство с заданным периодом. Метод interrupt широко применяется для опроса клавиатур и мышек. Особняком стоит метод isochronous, позволяющий зарезервировать часть полосы пропускания USB-шины для таких данных, как аудио или видео. Isochronous не поддерживает контроля целостности передачи (пакеты ACK и NACK не передаются), а значит, не предусмотрены повторы в случае ошибок: неверно принятые данные пропадают.
Инициализация устройств
В момент подключения хост запрашивает у устройства ряд стандартизованных сведений (дескрипторов), на основании которых принимает решение, как с этим устройством работать. Дескрипторы содержат сведения о производителе и типе устройства, на основании которых хост подбирает программный драйвер. Таблицы дескрипторов и назначение полей подробно описаны в главе 9 спецификации USB.
После этого хост производит смену скорости (если устройство High Speed) и назначает устройству адрес.
Отладка и сертификация
Для отладки протоколов и контроля соответствия стандарту разработчиками устройств могут использоваться различные инструменты, позволяющие наблюдать процессы обмена на шине. Эти инструменты могут быть чисто программными, извлекающими события шины из драйверов USB компьютера. Однако такие инструменты не показывают аппаратно обрабатываемые либо ошибочные сигналы в шине. Для всеобъемлющего независимого контроля используются специализированные аппаратные сканеры и анализаторы протоколов. Использование аппаратного анализатора рекомендуется USB консорциумом для прохождения сертификации и при подготовке выпуска приборов в серийное производство.
Формально для получения права на размещение логотипов USB на продукции необходима её сертификация на соответствие стандарту. Организация USB-IF предлагает услуги по сертификации USB-устройств, а также поддерживает перечень сторонних сертифицирующих лабораторий.
Plug and Play
Разработчики спецификации USB уделили внимание вопросу автоматического определения функциональности USB устройств, чтобы избавить пользователя от рутинных действий при подключении USB устройств. Для этого в стандарте предусмотрено два механизма:
- Устройство сообщает хосту свои атрибуты, куда входит идентификатор разработчика устройства (VID) и идентификатор изделия (PID). На основании этих идентификаторов хост (компьютер) ищет методы работы с этим устройством (обычно это выражается в требовании установить драйверы, поставляемые разработчиком устройства).
- Устройство сообщает хосту идентификатор стандартизованного класса устройств. В рамках концепции USB разработан ряд спецификаций стандартных классов устройств, в рамках которых унифицирована работа с устройствами определённой функциональности. Например, широко известны устройства класса Human Interface Device, HID (это мышки, клавиатуры, игровые манипуляторы и т. п.) и устройства Mass Storage («флешки», дисководы). Для популярных классов устройств в компьютерах имеются готовые драйверы, поэтому подключение таких устройств происходит незаметно для пользователя.
Помимо стандартных решений USB, некоторые компании и энтузиасты предлагают иные решения. Например, в среде Windows популярны предустановленные драйверы WinUSB с доступным стороннему разработчику API.
Стандартные классы устройств
Назначение USB-устройств может определяться кодами классов, которые сообщаются USB-хосту для загрузки необходимых драйверов. Коды классов позволяют унифицировать работу с однотипными устройствами разных производителей. Устройство может поддерживать один или несколько классов, максимальное количество которых определяется количеством доступных endpoints.
Описание кодов классов:
Код | Название | Примеры использования/примечание |
---|---|---|
00h | N/A | Не задано |
01h | Audio | Звуковая карта, MIDI |
02h | Communication Device (CDC) | Модем, сетевая карта, COM-порт |
03h | Human Interface Device (HID) | Клавиатура, мышь, джойстик |
05h | Physical Interface Device (PID) | Джойстик с поддержкой Force feedback |
06h | Image | Веб-камера, сканер |
07h | Printer | Принтер |
08h | Mass Storage Device (MSD) | USB-накопитель, карта памяти, кардридер, цифровая фотокамера |
09h | USB hub | [англ.] |
0Ah | CDC Data | Используется совместно с классом CDC |
0Bh | Smart Card Reader (CCID) | Считыватель смарт-карт |
0Dh | Content security | Биометрический сканер |
0Eh | Video Device Class | Веб-камера |
0Fh | Personal Healthcare | Индикатор пульса, медицинское оборудование |
DCh | Diagnostic Device | Используется для проверки совместимости с USB |
E0h | Wireless Controller | Bluetooth-адаптер |
EFh | Miscellaneous | ActiveSync-устройства |
FEh | Application-specific | IrDA-устройства, режим обновления прошивки (DFU) |
FFh | Vendor-specific | На усмотрение производителя |
Электропитание
В стандарте USB предусмотрена возможность снабжения подключённых устройств небольшой электрической мощностью. Первоначально стандарт USB 2.0 допускал максимальный потребляемый устройством ток до 0,5 А при напряжении 5 В. USB 3.0 увеличил максимальный ток до 0,9 А при том же напряжении. Эти стандарты позволяют хосту контролировать потребление подключённых к шине устройств. Для этого в момент подключения и инициализации устройство сообщает хосту свои энергетические потребности. Хост оценивает энергетические возможности этого сегмента сети и разрешает или запрещает устройству работу.
В попытках стандартизировать запросы энергоемких устройств в 2007 году USB-IF принял спецификацию USB Battery Charging, которая в рамках кабельной инфраструктуры USB 2.0/3.0 позволяла увеличить потребляемый устройством ток до 5А. Позже была принята отдельная спецификация USB Power Delivery, которая предусматривает гораздо большую гибкость в управлении питанием.
Спецификация | Макс. ток | Макс. напряжение | Макс. мощность |
---|---|---|---|
USB 1.1/2.0 | 500 мА | 5 В | 2,5 Вт |
USB 3.0 | 900 мА | 5 В | 4,5 Вт |
USB 3.2 Gen x2 | 1,5 A | 5 В | 7,5 Вт |
Battery Charging 1.2 | 1,5 A | 5 В | 7,5 Вт |
Power Delivery 1.0/2.0/3.0 | 5 A | 20 В | 100 Вт |
Power Delivery 3.1 | 5 A | 48 В | 240 Вт |
|
USB Battery Charging
Первая попытка стандартизировать повышенное потребление мобильных устройств и источников питания с выходным разъёмом USB привела к появлению спецификации USB Battery Charging. Первая версия вышла в 2007 году. Актуальная версия USB BC 1.2 опубликована в 2010 году.
Спецификация разрешала существование специально обозначенных[] разъёмов USB-A с повышенной отдачей по току (до 1,5 А). Протокол начального конфигурирования USB дополнялся возможностью «договориться» о расширенном потреблении. Конечное устройство могло увеличить потребление только после «договорённости» с хостом.
Также разрешались разъёмы USB-A с не подключёнными линиями данных, например на зарядных устройствах. Такие зарядные устройства определялись мобильным устройством по замкнутым между собой контактам D+ и D−. Таким устройствам разрешалось отдавать ток до 5 А.
Для малогабаритных потребителей электроэнергии спецификация рекомендовала разъём MicroUSB-B.
USB Power Delivery
В новом стандарте USB Power Delivery концепция электропитания была значительно переработана. Теперь разработчики как хоста, так и устройства получили возможность гибко управлять питанием через шину USB. Решение о том, кто является источником, кто потребителем, о возможностях источника и кабеля принимаются в ходе диалога между устройствами по отдельному каналу связи. Предусматривается возможность, что в процессе диалога устройство может потребовать, а хост согласиться на повышение напряжения питания с целью передачи по USB-кабелю большей мощности. Повышенное напряжение выдаётся хостом на провод питания Vbus. Для совместимости со старыми устройствами хост возвращает напряжение к старым значениям 5 вольт, как только обнаруживает отсоединение устройства.
Технология USB Power Delivery обеспечивает передачу мощности до 100 Вт. Благодаря этому при помощи обычного USB-кабеля появилась возможность заряжать и подключать все электронные устройства от источника заряда, которым может выступить смартфон, ноутбук или внешний аккумулятор.
USB PD Rev.1
В 2012 году представлена первая ревизия USB PD. Использовались стандартные разъёмы и кабели стандартов USB 2.0 и 3.0. Управление питанием осуществлялось путём диалога между потребителем и источником по независимому каналу связи, организованному по проводу питания стандартного кабеля USB (Vbus). Использовалась частотная модуляция с несущей 24 МГц.
Стандарт позволял повышать напряжение на контакте питания USB (Vbus) до 12 В или 20 В при максимальном токе до 5А.
USB PD 2.0
Вторая ревизия стандарта вышла в 2014 году вместе со спецификацией USB 3.1 и привязана к новому разъёму USB Type-C. Теперь для выделенного канала связи между источником мощности и потребителем используется отдельный провод в кабеле (Configuration Сhannel). Также поддерживается определение типа кабеля и его возможностей по передаче мощности, для чего в кабелях с увеличенным максимальным током должна устанавливаться микросхема, сообщающая о параметрах кабеля.
Стандарт позволял повышать напряжение на контакте питания USB (Vbus) до 9, 15 или 20 В при максимальном токе до 5А. Для токов 3А и больше требуется использование специальных кабелей с идентификационной микросхемой.
USB PD 3.0
В 2019 году вышла ревизия USB PD 3.0. Его существенное отличие от USB PD 2.0 — режим Programmable Power Supply, когда потребитель запрашивает не фиксированное напряжение из ряда 5, 9, 15 или 20 В, а может регулировать напряжение в диапазоне 3,3…21В с шагом 20мВ. Также потребитель может запросить у источника увеличение тока с шагом в 50 мА.
USB PD 3.1
Весной 2021 года вышла ревизия USB PD 3.1. Существенное отличие — разделение режимов на Standard Power Range (совместимо с USB PD 3.0) и Extended Power Range, в котором возможны напряжения 28, 36 и 48В. Режим Programmable Power Supply сохранен только для Standard Power Range и не поддерживается в Extended Power Range. Для получения высокого регулируемого напряжения введен режим Adjustable Voltage Supply, позволяющий установить напряжение от 15 до 48В с шагом 100 мВ.
Таким образом, максимальная передаваемая мощность достигла 240Вт. Для токов 3А и больше и напряжений 20В и больше требуется использование специальных кабелей с идентификационной микросхемой. Для маркировки кабелей высокой мощности разработаны специальные логотипы.
Нестандартные решения
Питание мобильных гаджетов
Существует множество устройств, потребляющих ток сверх возможностей согласно спецификации USB.
При этом требуемый устройством ток заряда может быть гораздо выше, чем разрешает отдавать стандарт USB. Чтобы обойти это ограничение, многие производители телефонов выработали свои правила определения специального блока питания — зарядного устройства. Теперь при подключении к оригинальному зарядному устройству телефон получает возможность заряжаться максимально быстро. В то же время при подключении к стандартному USB-хосту телефон выполняет рекомендации стандарта USB, заряжаясь пониженным током или не заряжаясь вовсе.
Например, устройства компании Apple определяют максимальный отдаваемый зарядным устройством ток по напряжению на контактах D− и D+. Если D+ = D− = 2,0 В, то макс. ток — 0,5 А. Если D+ = 2,0 В и D− = 2,8 V, то макс. ток — 1 А. Если D+ = 2,8 В и D− = 2,0 В, то макс. ток — 2 А.
В 2007 году USB-IF принимает спецификацию USB Battery Charging, чем запускает процесс стандартизации электропитания мобильных устройств. В 2007—2010 годах принимается ряд национальных и международных нормативов (например, [англ.], GSM Universal Charging Solution, китайский «Technical Requirements and Test Method of Charger and Interface for Mobile Telecommunication Terminal Equipment»), согласно которым зарядные устройства мобильных гаджетов должны оснащаться однотипными разъёмами: розетка USB-A на корпусе зарядного устройства и Micro-USB-B на самом гаджете. Идентификация зарядного устройства происходит по замкнутым контактам D+ и D−.
Qualcomm Quick Charge
Определённую популярность приобрели технологии компании Qualcomm, похожие на стандарт USB Power Delivery, но более простые в реализации. Было выпущено четыре совместимых друг с другом версии спецификации:
Версия Qualcomm Quick Charge 1.0 (2013) предусматривала питание 5 В 2 А и мало отличалась от других нестандартных решений. Распространения не получила.
Версия Qualcomm Quick Charge 2.0 (2015), как и USB Power Delivery, предусматривала возможность повышения напряжения питания до 9, 12 или 20 В после согласования между зарядным устройством и гаджетом. Но в отличие от USB Power Delivery метод договора был гораздо проще и позволял использовать существующие кабели и разъёмы USB 2.0/3.0. По состоянию линий D+/D− гаджет определяет, что подключён к зарядному устройству, после чего выставляет на линии D+/D− определённое напряжение в соответствии с желаемым напряжением питания.
Версия Qualcomm Quick Charge 3.0 (2016) дополняет QC 2.0 возможностью плавной регулировки выходного напряжения в диапазоне 3,6—20 В по запросу гаджета.
В 2015 году USB-IF опубликовал методику тестирования кабельной инфраструктуры с разъёмами Type C, где прямо запретил управление напряжением на линии питания нестандартными методами. Корпорация Google выпустила рекомендацию не поддерживать QC 2.0 и 3.0 в Android-устройствах. По заявлению инженера Google метод зарядки Qualcomm Quick Charge в версиях 2.0 и 3.0 нарушает стандарт USB Type-C. Согласно пункту 4.8.2 спецификаций, устройство с разъемом USB Type-C может поддерживать собственные методы зарядки, однако они не должны изменять напряжение Vbus (что делает QC поднимая напряжение до 9 В и 12 В). Проблема решена в спецификации Quick Charge 4[].
Версия Qualcomm Quick Charge 4 представлена в ноябре 2016 года. Заявлена совместимость с кабелями с разъёмами Type C. Версия Qualcomm Quick Charge 4+ представлена летом 2017 года.
PoweredUSB
В другом языковом разделе есть более полная статья PoweredUSB (англ.). |
В 1999 году группа производителей торгового оборудования приняла корпоративный стандарт, по которому разъём USB оснащался дополнительными контактами с напряжениями 5 В, 12 В или 24 В и током до 6 А. Это решение не было поддержано USB-IF.
Критика
В разделе не хватает (см. ). |
- Разъёмы mini- и особенно Micro-USB, вследствие конструктивных просчётов производителя, зачастую со временем разбалтываются, начинают терять контакт и не имеют достаточно надёжного крепления к печатной плате, из-за чего при интенсивной эксплуатации могут быть полностью или частично повреждены. В некоторых случаях гнёзда отрываются, что может привести к необходимости замены платы или даже приобретения нового устройства в связи с невозможностью нормального восстановления оторванных печатных дорожек.
- Протокол требует от конечного устройства поддержания достаточно сложного алгоритма как для непосредственно обмена по шине, так и для поддержания сопутствующих функций типа инициализации или ответов на служебные сообщения. Ввиду своей сложности и разнообразности устройства зачастую аппаратно выполняют лишь базовые уровни протокола, оставляя верхние на откуп программному коду. Это приводит к заметным непроизводительным затратам программной памяти и времени, а также содержит угрозу ошибок и попыток избыточно упростить программный код в ущерб соответствию стандарту.
- Код производителя (VID) выдаётся разработчику устройства лишь после бюрократической процедуры и оплаты порядка 5000 $. Дополнительно организация разработчиков стандарта USB-IF негативно относится к перепродаже владельцами кодов производителя кодов устройств (PID). Всё это ограничивает доступность шины для мелких производителей и независимых разработчиков. Свободно доступных кодов для устройств, реализующих стандартные функциональности (например, порт обмена, устройство памяти или аудиоустройство), создатели стандарта не предоставляют.
- Список классов и подклассов устройств частями непоследователен, чрезмерно раздут, подклассы одного уровня зачастую неравноценны и содержат устаревшую функциональность. Как результат, поддержка определённого стандартного класса зачастую требует избыточного кода, не нужного для непосредственного функционирования, как со стороны устройства, так и хоста (компьютера). То же относится и к типам передаваемых пакетов, часть из которых имеет скорее историческое значение.
- Несмотря на заявленную универсальность, многие устройства, даже принадлежащие стандартным классам, большей частью требуют программной поддержки и отдельных драйверов на хосте. Так, современная операционная система Windows при подключении внешнего COM-порта или GPS-навигатора (которые относятся к одному стандартному классу коммуникационных устройств) требует для каждого из устройств отдельного драйвера. Это налагает на производителей отдельные обязанности по созданию и, возможно, подписыванию драйверов и содержит риск неработоспособности устройства на операционной системе другой версии.
- По сравнению с другими форматами передачи данных формат USB 1.0 имеет большие латентности (задержки) передачи информации. В формате USB 2.0 High Speed создатели предприняли попытку для уменьшения проблем латентности, но этот формат сам по себе требует наличия высокоскоростного приёмопередатчика и высокочастотного кабеля сопряжения, что во многих случаях является избыточным и дорогостоящим.
- Универсальность мешает работе с тайной, управлению критичными процессами: один и тот же порт годится и для клавиатуры, и для носителя данных.
Недостатки USB 2.0
- Хотя теоретическая максимальная пропускная способность USB 2.0 составляет 480 Мбит/с (60 МБ/с), на практике обеспечить пропускную способность, близкую к пиковой, не удаётся (макс. 45 МБ/с, чаще до 30 МБ/с). Это объясняется тем, что шина USB является полудуплексной — для передачи данных в обе стороны используется всего одна витая пара, поэтому за один такт данные могут быть переданы только в одну сторону, и, соответственно, для двунаправленного обмена данными требуется два такта. Для сравнения, шина FireWire (в стандарте IEEE 1394/1394a) хоть и обладает меньшей пиковой пропускной способностью 400 Мбит/с, что формально на 80 Мбит/с (10 МБ/с) меньше, чем у USB 2.0, но, будучи дуплексной (для передачи данных используется две витые пары — каждая в свою сторону, и для двунаправленного обмена данными требуется 1 такт), она позволяет обеспечить бо́льшую пропускную способность (50 МБ/с) для обмена данными с жёсткими дисками и другими устройствами хранения информации. В связи с этим разнообразные мобильные накопители уже давно «упираются» в недостаточную практическую пропускную способность USB 2.0.
Преимущества USB 3.0
Содержимое этой статьи нуждается в чистке. |
- Возможности передачи данных на скорости до 5 Гбит/с.
- Контроллер способен одновременно принимать и отправлять данные (полнодуплексный режим), что увеличило скорость работы.
- USB 3.0 обеспечивает бо́льшую силу тока, что упрощает подключение таких устройств, как, например, жёсткие диски.
- USB 3.0 совместим со старыми стандартами. Имеется возможность подключать старые устройства в новые порты. Устройства USB 3.0 можно подключать к порту USB 2.0 (в случае достаточности электропитания), но скорость работы устройства будет ограничена скоростью работы порта.
Уязвимость
В августе 2014 года была продемонстрирована реализация уязвимости устройств USB, получившей название BadUSB. Некоторые USB устройства позволяют изменять микропрограмму микросхемы, отвечающую за взаимодействие с компьютером. Злоумышленник, проведя реверс-инжиниринг конкретного устройства, может создать и записать в него вредоносный код. Этот вредоносный код может, например, имитируя клавиатуру, произвести необходимые действия за пользователя на заражаемом компьютере или, имитируя сетевое устройство, изменить сетевые настройки таким образом, что пользователь будет просматривать сайты Интернета через подконтрольные злоумышленнику промежуточные серверы (Фарминг). Кроме того, имитируя USB-флеш-накопитель, вредоносный код может загрузить и запустить на компьютере с включённым автозапуском вирусную программу. Такой вирус может скопировать себя и на другие устройства USB, подключённые в данный момент к компьютеру, заражая всё новые USB-устройства (веб-камеры, клавиатуры, флеш-карты и др.).
Зловредное устройство USB Kill и подобные могут эксплуатировать другую уязвимость: сразу после подключения к питанию USB-устройство формирует серию высоковольтных импульсов на контакты данных, уничтожая ценные микросхемы внутри компьютера. Уязвимость возникает благодаря доступности гнёзд USB, а также из-за того, что на все порты USB подаётся питание вне зависимости от того, какое устройство в них подключают, и из-за слабой защиты от высокого напряжения в высокоскоростных контактах, подключённых к микросхемам и выведенных на корпус.
USB и FireWire/1394
Протокол USB Mass Storage, представляющий собой метод передачи команд SCSI по шине USB, имеет бо́льшие накладные расходы, чем соответствующий ему протокол SBP-2 шины FireWire/1394. Поэтому при подключении внешнего диска или привода CD/DVD по FireWire удаётся достичь большей скорости передачи данных. Кроме того, USB Mass Storage не поддерживался в старых ОС (включая Windows 98) и требовал установки драйвера. SBP-2 же в них поддерживался изначально. Также в старых ОС (Windows 2000) протокол USB storage был реализован в урезанном виде, не позволявшем использовать функцию записи CD- и DVD-дисков на подключённом по USB дисководе; SBP-2 никогда не имел таких ограничений.
Шина USB строго ориентирована, поэтому соединение двух компьютеров требует дополнительного оборудования. Соединение оборудования без компьютера, например, принтера и сканера или фотоаппарата и принтера, было определено стандартом USB OTG; ранее же эти реализации были завязаны на конкретного производителя. Шина 1394/FireWire изначально не подвержена этому недостатку (например, можно соединить две видеокамеры).
См. также
Примечания
- 82371FB (PIIX) and 82371SB (PIIX3) PCI ISA IDE Xcelerator . Intel (май 1996). Дата обращения: 12 марта 2016. 13 марта 2016 года.
- USB ‘A’ Plug Form Factor Revision 1.0 (PDF). USB Implementers Forum (23 марта 2005). — «Body length is fully 12 mm in width by 4.5 mm in height with no deviations». Дата обращения: 4 июня 2017. 19 мая 2017 года.
- USB-C Power Delivery Hits 240W with Extended Power Range . Дата обращения: 23 февраля 2022. 14 ноября 2021 года.
- USB исполнилось двадцать лет изобретатель порта объяснил, почему коннектор изначально не сделали «перевертышем» . Дата обращения: 28 июня 2019. 19 ноября 2015 года.
- Happy birthday USB: The standard turns 20, and proud inventor Ajay Bhatt tells all . Дата обращения: 28 июня 2019. 31 мая 2019 года.
- Useless Serial Bus. USB stands for Useless Serial Bus. 1 USB Acronym/Abbreviation Meaning — What Does USB Stand For? Дата обращения: 10 марта 2012. 18 марта 2013 года.
- Why Does USB Keep Changing? | Nostalgia Nerd — YouTube . Дата обращения: 13 июня 2021. 18 июня 2021 года.
- USB 4: Everything We Know, Including Apple Support | Tom’s Hardware . Дата обращения: 13 июня 2021. 30 июня 2021 года.
- Как соединить компьютеры через USB (23 августа 2003). Дата обращения: 27 сентября 2016. 31 марта 2016 года.
- Connecting Two PCs Using a USB-USB Cable — Hardware Secrets . Дата обращения: 28 сентября 2016. 30 сентября 2016 года.
- . Дата обращения: 28 октября 2015. Архивировано из оригинала 28 октября 2015 года.
- USB.org - USB Naming and Packaging Recommendations . Дата обращения: 7 января 2013. Архивировано 14 января 2013 года.
- К планшетам на свободных ОС можно подключать любую периферию, но это требует сборки собственного ядра
- Архивированная копия . Дата обращения: 31 марта 2017. 31 марта 2017 года.
- USB 3.0 под угрозой . Дата обращения: 28 октября 2009. 24 мая 2011 года.
- Узнайте больше о ревизии B3 от 4 марта 2012 на Wayback Machine (англ.)
- Архивированная копия . Дата обращения: 11 июня 2009. 12 июня 2009 года. Блог разработчика Linux USB subsystem Sarah Sharp
- The USB-IF doesn’t want you to be confused about USB Type-C . Дата обращения: 24 февраля 2020. 24 февраля 2020 года.
- Разъём USB Type-C: плюсы, минусы и особенности | AndroidLime . androidlime.ru. Дата обращения: 24 марта 2016. 5 апреля 2016 года.
- . Дата обращения: 19 августа 2016. Архивировано из оригинала 20 августа 2016 года.
- USB 3.1 GEN 1 & GEN 2 EXPLAINED . Дата обращения: 19 августа 2016. 19 сентября 2016 года.
- . Дата обращения: 19 августа 2016. Архивировано из оригинала 14 мая 2009 года.
- "Synopsys Demonstrates Industry's First SuperSpeed USB 10 Gbps Platform-to-Platform Host-Device IP Data Transfer" (Press release). Mountain View, California: Synopsys. 2013-12-10. 24 декабря 2013. Дата обращения: 23 декабря 2013.
As measured by the Ellisys USB Explorer Protocol Analyzer, the IP realized 10 Gbps USB 3.1 effective data rates of more than 900 MBps between two Synopsys HAPS-70 FPGA-based prototyping systems while using backward compatible USB connectors, cables and software.
- USB 3.2 Specification (англ.). USB Implementers Forum, Inc.. Дата обращения: 29 мая 2018. Архивировано 1 июня 2012 года.
- Сергей Карасёв. Опубликована спецификация стандарта USB 3.2 . 3DNews (28 сентября 2017). Дата обращения: 29 мая 2018. 29 мая 2018 года.
- Сергей Карасёв. Проведена первая в мире демонстрация возможностей интерфейса USB 3.2 . 3DNews (28 мая 2018). Дата обращения: 29 мая 2018. 29 мая 2018 года.
- Забудьте о USB 3.0 и USB 3.1, стандарт USB 3.2 останется единственным «третьим» . Дата обращения: 27 февраля 2019. 27 февраля 2019 года.
- USB 3.2 Specification Language Usage Guidelines from USB-IF . Дата обращения: 6 марта 2020. 3 ноября 2021 года.
- USB DevDays 2019 — Branding Session . Дата обращения: 6 марта 2020. 22 марта 2020 года.
- USB4™ Specification | USB-IF (англ.). USB Implementers Forum (29 августа 2019). Дата обращения: 4 сентября 2019. 12 августа 2021 года.
- USB4 | USB-IF . www.usb.org. Дата обращения: 3 сентября 2019. 24 ноября 2021 года.
- Thunderbolt is optional in USB4, USB4 spec says (англ.). PCWorld (3 сентября 2019). Дата обращения: 4 сентября 2019. 6 августа 2020 года.
- USB4 увеличит скорость передачи данных по кабелям USB Type-C до 40 Гбит/с . 3DNews (4 марта 2019). Дата обращения: 4 сентября 2019. 6 марта 2019 года.
- Morten Christensen.Upgrade Your SoC Design to USB4 от 4 августа 2020 на Wayback Machine
- Представлены новые логотипы кабелей USB Type-C, сертифицированных по номинальной мощности . Дата обращения: 2 октября 2021. 2 октября 2021 года.
- На кабелях и устройствах с USB Type-C теперь будет указываться не только скорость передачи данных, но мощность зарядки . Дата обращения: 2 октября 2021. 2 октября 2021 года.
- Андрей Жученко. Анонсирован стандарт USB4 Version 2.0 с пропускной способностью 80 Гбит/с . 3DNews (1 сентября 2022). Дата обращения: 11 сентября 2022. 11 сентября 2022 года.
- High-Speed Inter-Chip USB Electrical Specification . Дата обращения: 3 января 2015. 3 декабря 2017 года.
- What is HSIC? Дата обращения: 28 декабря 2014. 12 сентября 2015 года.
- Inter-Chip Supplement to the USB Revision 3.0 Specification . Дата обращения: 21 ноября 2008. Архивировано 1 июня 2012 года.
- . Дата обращения: 1 ноября 2007. Архивировано из оригинала 10 ноября 2007 года.
- Гук М. Аппаратные средства IBM PC.-СПб: Питер,2000.-С.-708-723.-
- Агуров П. В. Интерфейс USB. Практика использования и программирования. — СПб: БХВ-Петербург, 2004. — 576 с. — .
- . CES 2013 . Optical Cables by Corning. Дата обращения: 13 января 2013. Архивировано из оригинала 18 января 2013 года.
- USB Development Tools . Дата обращения: 23 ноября 2016. 4 декабря 2016 года.
- USB Software and Hardware Tools . Дата обращения: 23 ноября 2016. 19 ноября 2016 года.
- Independent Test Labs . Дата обращения: 28 марта 2019. 28 марта 2019 года.
- . Дата обращения: 22 марта 2012. Архивировано из оригинала 2 апреля 2007 года.
- Типы зарядных портов . Дата обращения: 15 июля 2016. 16 июля 2020 года.
- The Basics of USB Battery Charging: A Survival Guide . Дата обращения: 30 июня 2016. 9 сентября 2019 года.
- . Дата обращения: 8 ноября 2016. Архивировано из оригинала 28 марта 2016 года.
- Как работает Power Delivery от 21 сентября 2017 на Wayback Machine // Хабр. — 22.01.2013.
- Революция интерфейсов. USB 3.1 Type-C в деталях. Взгляд электронщика от 11 апреля 2018 на Wayback Machine // Хабр. — 18.05.2015.
- USB Power Delivery — что это и как работает? | AndroidLime . androidlime.ru. Дата обращения: 6 мая 2018. 7 мая 2018 года.
- USB-IF Announces New Certified USB Type-C® Cable Power Rating Logos . Дата обращения: 2 октября 2021. 1 октября 2021 года.
- Зарядка гаджетов через USB . Дата обращения: 15 июля 2016. 21 июля 2016 года.
- Зарядка гаджетов через USB . Дата обращения: 30 июня 2016. 16 августа 2016 года.
- Modify a cheap USB charger to feed an iPod, iPhone or Samsung Galaxy . Дата обращения: 8 ноября 2016. 7 октября 2011 года.
- «Technical Requirements and Test Method of Charger and Interface for Mobile Telecommunication Terminal Equipment» (CCSA YD/T 1591—2006, later updated to YD/T 1591—2009)
- How to conform to China’s new mobile phone interface standards . Дата обращения: 8 ноября 2016. 14 мая 2014 года.
- Qualcomm Quick Charge — что это и как работает технология быстрой зарядки от 18 мая 2021 на Wayback Machine // galagram.com. — 05.05.2017.
- Технология Qualcomm Quick Charge 4+ ускорит зарядку на 15 % от 30 мая 2020 на Wayback Machine // 3dnews.ru. — 02.06.2017.
- Google to OEMs: Don’t use Qualcomm Quick Charge; USB-PD is the future : There are two competing quick charge standards. Google wants to kill one of them // Ars Technica. — 11.10.2016.
- Белмер, Патрик Функция быстрой зарядки Qualcomm нарушает стандарт USB Type C . Hardwareluxx Russia (26 апреля 2016). Дата обращения: 16 апреля 2024.
- «Quick Charge technology and USB-C. Specifically, it’s not possible to support both standards in the same device».
— Google engineer warns USB-C, Qualcomm Quick Charge are incompatible // www.extremetech.com. — 25.04.2016. - Представлена технология Qualcomm Quick Charge 4 : Технология Qualcomm Quick Charge 4 стала на 20% быстрее // iXBT.com. — 17.11.2016.
- MCS Electronics. USB Product ID note . Дата обращения: 1 июня 2015. 24 июня 2015 года.
- Manuel Masiero, Achim Roos. Adata DashDrive Air AE400 Review: Wi-Fi, Charger, And Card Reader. File Access And Streaming . www.tomshardware.com (10 июля 2013).
- Teener, Michael J. What is Firewire? Дата обращения: 14 июля 2008.
- 3DNews.В стандарте USB обнаружена критическая уязвимость . Дата обращения: 6 октября 2014. 7 октября 2014 года.
- Флешка-разрушитель сжигает компьютер разрядом в 200 вольт от 16 сентября 2016 на Wayback Machine, computerworld.ru, 12.09.2016
- Легендарная «флешка-убийца» поступила в продажу от 15 сентября 2016 на Wayback Machine — Российская газета, 2016-09-14
- Накопитель USB Kill 2.0 за секунду может уничтожить практически любой ПК от 19 сентября 2016 на Wayback Machine — securitylab.ru
- USB-брелок, за секунду выводящий ПК из строя, стоит всего €50 от 15 сентября 2016 на Wayback Machine — 3dnews.ru
Литература
- Универсальная последовательная шина USB // Модернизация и ремонт ПК = Upgrading and Repairing PCs / Скотт Мюллер. — 17-е изд. — М. : , 2007. — Гл. 15 : Последовательный, параллельный и другие интерфейсы ввода-вывода. — С. 1016—1026. — .
Ссылки
- usb.org — официальный сайт USB
- USB Document Library (USB 3.2, USB 2.0, Wireless USB, USB Type-C, USB Power Delivery) (англ.)
- Распайка разъёма USB 1.1 и 2.0
- Распайка разъёма USB (A, B, mini)
- List of USB ID’s (Vendors, devices and interfaces) (англ.)
- USB in a NutShell (выдержки из стандарта для разработчиков периферии) (англ.)
- USB in a NutShell — перевод на русский язык
- SuperSpeed USB 3.0 FAQ (SuperSpeed USB 3.0 Вопросы и Ответы) (англ.)
- SuperSpeed USB 3.0 FAQ — перевод на русский язык
- USB : Universal Serial Bus Specification : Универсальная последовательная шина / Владимир Яшкардин // www.SoftElectro.ru. — 2011.
- Виды USB-разъёмов и штекеров с точки зрения обычного пользователя — pc-hard.ru, 2012
- Революция интерфейсов. USB 3.1 Type-C в деталях. Взгляд электронщика
- Что такое USB OTG в смартфоне и планшете
Википедия, чтение, книга, библиотека, поиск, нажмите, истории, книги, статьи, wikipedia, учить, информация, история, скачать, скачать бесплатно, mp3, видео, mp4, 3gp, jpg, jpeg, gif, png, картинка, музыка, песня, фильм, игра, игры, мобильный, телефон, Android, iOS, apple, мобильный телефон, Samsung, iphone, xiomi, xiaomi, redmi, honor, oppo, nokia, sonya, mi, ПК, web, Сеть, компьютер
USB angl Universal Serial Bus universalnaya posledovatelnaya shina posledovatelnyj interfejs dlya podklyucheniya periferijnyh ustrojstv k vychislitelnoj tehnike Poluchil shirochajshee rasprostranenie i stal osnovnym interfejsom podklyucheniya periferii k bytovoj cifrovoj tehnike Universal Serial Bus USB USB tip ATip ShinaIstoriyaRazrabotchik Compaq DEC IBM Intel Microsoft NEC i NortelRazrabotano 1996Proizvedeno c maya 1996Vytesnil Posledovatelnyj port Parallelnyj port Igrovoj port ADB PS 2 SpecifikaciiDlina mm 6 65 type C Shirina mm 12 type A 8 45 type B 6 8 mini micro 8 25 type C Vysota mm 4 5 type A 7 26 type B 10 44 type B SuperSpeed 1 8 3 mini micro 2 4 type C Goryachaya zamena daVneshnee daKabel 2 5 m v zavisimosti ot kategorii Vyvody 4 1 power 2 data 1 ground5 On The Go 9 SuperSpeed 11 Powered B SuperSpeed 24 type C Elektricheskie parametryNapryazhenie 5 V DCMaks napryazhenie 5 00 0 25 0 60 V5 00 0 25 0 55 V USB 3 0 20 V Power Delivery USB PD 3 0 48 V Power Delivery USB PD 3 1 Maks tok 0 5 A USB 2 0 0 9 A USB 3 0 3 A USB C 5 A Battery Charging 5 A Power Delivery Parametry dannyhPeredacha dannyh paketnye dannye opredelennye specifikaciyamiBitovaya shirina 1 bitPropusknaya sposobnost V zavisimosti ot rezhima Poludupleks USB 1 x i USB 2 0 1 5 12 480 Mbit sPolnyj dupleks USB 3 x i USB4 5 10 20 40 Gbit sMaks ustrojstv 127Protokol posledovatelnyjRaspinovkatype A sleva i type B sprava kontaktaMarkirovkaOpisanie1 VBUS 5 V2 Data Dannye 3 Data Dannye 4 GroundZemlyaEkranOpletka Mediafajly na Vikisklade Interfejs pozvolyaet ne tolko obmenivatsya dannymi no i obespechivat elektropitanie periferijnogo ustrojstva Setevaya arhitektura pozvolyaet podklyuchat bolshoe kolichestvo periferii dazhe k ustrojstvu s odnim razyomom USB Razrabotka specifikacij USB proizvoditsya v ramkah mezhdunarodnoj nekommercheskoj organizacii USB Implementers Forum USB IF obedinyayushej razrabotchikov i proizvoditelej oborudovaniya s shinoj USB V processe razvitiya vyrabotano neskolko versij specifikacij Tem ne menee razrabotchikam udalos sohranit vysokuyu stepen sovmestimosti oborudovaniya raznyh pokolenij Specifikaciya interfejsa ohvatyvaet besprecedentno shirokij krug voprosov podklyucheniya i vzaimodejstviya periferijnyh ustrojstv s vychislitelnoj sistemoj unifikaciyu razyomov i kabelej normirovanie energopotrebleniya protokoly obmena dannymi unifikaciyu funkcionalnosti i drajverov ustrojstvIstoriyaV Intel dnem rozhdeniya USB nazyvayut 15 noyabrya 1995 goda Pervye specifikacii dlya USB 1 0 byli predstavleny v 1994 1995 godah Razrabotka USB podderzhivalas firmami Intel Microsoft Philips US Robotics USB stal obshim znamenatelem pod tremya ne svyazannymi drug s drugom stremleniyami raznyh kompanij Rasshirenie funkcionalnosti kompyutera Na tot moment dlya podklyucheniya vneshnih periferijnyh ustrojstv k personalnomu kompyuteru ispolzovalos neskolko tradicionnyh angl legacy interfejsov PS 2 posledovatelnyj port parallelnyj port port dlya podklyucheniya dzhojstika SCSI i s poyavleniem novyh vneshnih ustrojstv razrabatyvali i novyj razyom Predpolagalos chto USB zamenit ih vse i zaodno podhlestnyot razrabotku netradicionnyh ustrojstv Podklyuchit k kompyuteru mobilnyj telefon V to vremya mobilnye seti perehodili na cifrovuyu peredachu golosa i ni odin iz imeyushihsya interfejsov ne godilsya dlya peredachi s telefona na kompyuter kak rechi tak i dannyh Prostota dlya polzovatelya Starye interfejsy naprimer posledovatelnyj COM i parallelnyj LPT porty byli krajne prosty dlya razrabotchika no ne davali nastoyashego podklyuchi i rabotaj Trebovalis novye mehanizmy vzaimodejstviya kompyutera s nizko i sredneskorostnymi vneshnimi ustrojstvami vozmozhno bolee slozhnye dlya konstruktorov no nadyozhnye druzhestvennye i prigodnye k goryachemu podklyucheniyu Podderzhka USB vyshla v 1996 godu v vide patcha k Windows 95 OEM Service Release 2 v dalnejshem ona voshla v standartnuyu postavku Windows 98 V pervye gody 1996 1997 ustrojstv bylo malo poetomu shinu v shutku nazyvali Useless Serial Bus neispolzuemaya posledovatelnaya shina Vprochem proizvoditeli bystro osoznali polzu USB i uzhe k 2000 godu bolshinstvo printerov i skanerov rabotalo s novym interfejsom Hewlett Packard Intel nyne Alcatel Lucent Microsoft NEC i Philips sovmestno vystupili s iniciativoj po razrabotke bolee skorostnoj versii USB Specifikaciya USB 2 0 byla opublikovana v aprele 2000 goda i v konce 2001 goda eta versiya byla standartizirovana USB Implementers Forum USB 2 0 yavlyaetsya obratno sovmestimoj so vsemi predydushimi versiyami USB V nekotorye iz pervyh mobilnyh ustrojstv vstraivali gromozdkij razyom USB B No chashe razrabotchiki shli na narushenie standarta vstraivaya tuda neskolko bolee kompaktnyj USB A ili pridumyvali svoj razyom So standartom USB 2 0 specialno dlya mobilnyh ustrojstv poyavilis razyomy USB Mini A i USB Mini B pozdnee poyavilas specifikaciya USB OTG V 2007 godu poyavilis razyomy USB Micro A i USB Micro B vdvoe tonshe USB Mini i bolee nadyozhnye Eshyo odin nedostatok USB Mini USB ustrojstva fiksacii byli v periferii a ne v kabele i pri polomke prihodilos remontirovat ustrojstvo a ne menyat deshyovyj kabel V 2009 godu v popytkah umenshit kolichestvo razyom USB Micro B obyavili osnovnym standartom zaryadnyh ustrojstv dlya mobilnyh telefonov no memorandum tak polnostyu i ne byl realizovan Apple prosto sdelala perehodnik s USB Micro B na svoj razyom V nachale 2000 h godov korporaciya Apple otdavala prioritet shine FireWire v razrabotke kotoroj ona prinimala aktivnoe uchastie Rannie modeli iPod byli osnasheny tolko interfejsom FireWire a USB otsutstvoval Vposledstvii kompaniya otkazalas ot FireWire v polzu USB ostaviv v nekotoryh modelyah FireWire tolko dlya podzaryadki Odnako chast vypuskavshihsya klaviatur i myshej nachinaya so vtoroj poloviny 1990 h godov imela interfejs USB S nachala 2000 h godov v BIOS kompyuterov massovogo segmenta vklyuchena podderzhka USB istochnik ne ukazan 3792 dnya podderzhka USB v korporativnom segmente nachalas s serediny 1990 h Eto pozvolilo zagruzhatsya s flesh diskov naprimer dlya pereustanovki OS propala nadobnost v PS 2 klaviature Sovremennye nastolnye materinskie platy podderzhivayut svyshe 10 USB portov V podavlyayushem bolshinstve sovremennyh noutbukov i nastolnyh kompyuterov COM i LPT portov net Poka proishodilo rasprostranenie USB portov vtoroj versii proizvoditeli vneshnih zhyostkih diskov uzhe upyorlis v ogranichenie USB 2 0 i po toku i po skorosti Potrebovalsya novyj standart kotoryj i vyshel v 2008 godu Ulozhitsya v starye chetyre zhily ne udalos poetomu bylo dobavleno pyat novyh Pervye materinskie platy s podderzhkoj USB 3 0 vyshli v 2010 godu K 2013 godu USB 3 0 stal massovym V prodazhe imeyutsya platy rasshireniya dobavlyayushie podderzhku USB 3 0 v staryh kompyuterah Uzhe v pervye gody obnaruzhilsya seryoznyj konstruktivnyj nedostatok razyoma USB A on asimmetrichen no ne pokazyvaet kakoj storonoj ego podklyuchat Krome togo v mobilnyh telefonah stali rasshiryat funkcionalnost USB chtoby podklyuchat netradicionnye ustrojstva Motorola RAZR V3 podklyuchala cherez Mini B garnituru v smartfonah Samsung mezhdu pyatyu shtyryami Micro B dobavili shest novyh Obe eti problemy reshil simmetrichnyj razyom USB C poyavivshijsya v 2014 godu Odni provoda produblirovany na obeih storonah o naznachenii drugih kontrollery dogovarivayutsya pri podklyuchenii V dopolnenie USB C imeet neskolko rezervnyh provodov chtoby peredavat naprimer analogovyj zvuk ili HDMI video Vyshedshij v 2019 godu USB4 pozvolil menyat napravlenie sverhskorostnyh linij chto dalo 40 Gbit s v odnu storonu On takzhe sdelal vozmozhnym tak nazyvaemoe tunnelirovanie protokolov kogda video i PCIe zavorachivayutsya v pakety USB davaya bolshe mesta dannym starym ustrojstvam ne umeyushim razvorachivat nuzhny specialnye preobrazovateli Otkazalis ot staryh razyomov ostaviv tolko USB C Osnovnye svedeniyaKabel USB do 2 0 vklyuchitelno sostoit iz chetyryoh mednyh provodnikov dvuh provodnikov pitaniya i dvuh provodnikov dannyh v vitoj pare Provodniki zaklyucheny v zazemlyonnuyu oplyotku ekran Kabeli USB orientirovany to est imeyut fizicheski raznye nakonechniki k ustrojstvu Tip B i k hostu Tip A Vozmozhna realizaciya USB ustrojstva bez kabelya so vstroennym v korpus nakonechnikom k hostu Vozmozhno i nerazyomnoe vstraivanie kabelya v ustrojstvo kak v mysh standart zapreshaet eto dlya ustrojstv full i high speed no proizvoditeli ego narushayut Sushestvuyut hotya i zapresheny standartom i passivnye USB udliniteli imeyushie razyomy ot hosta i k hostu S pomoshyu kabelej formiruetsya interfejs mezhdu USB ustrojstvami i USB hostom V kachestve hosta vystupaet programmno upravlyaemyj USB kontroller kotoryj obespechivaet funkcionalnost vsego interfejsa Kontroller kak pravilo integrirovan v mikroshemu yuzhnogo mosta hotya mozhet byt ispolnen i v otdelnom korpuse Soedinenie kontrollera s vneshnimi ustrojstvami proishodit cherez angl V silu togo chto USB shina imeet drevovidnuyu topologiyu koncentrator samogo verhnego urovnya nazyvaetsya kornevym root hub On vstroen v USB kontroller i yavlyaetsya ego neotemlemoj chastyu Dlya podklyucheniya vneshnih ustrojstv k USB koncentratoru v nyom predusmotreny porty zakanchivayushiesya razyomami K razyomam s pomoshyu kabelnogo hozyajstva mogut podklyuchatsya USB ustrojstva libo USB koncentratory nizhnih urovnej Takie koncentratory aktivnye elektronnye ustrojstva passivnyh ne byvaet obsluzhivayushie neskolko sobstvennyh USB portov S pomoshyu USB koncentratorov dopuskaetsya do pyati urovnej kaskadirovaniya ne schitaya kornevogo Sam USB interfejs ne pozvolyaet soedinyat mezhdu soboj dva kompyutera host ustrojstva eto vozmozhno lish pri ispolzovanii specialnoj elektroniki imeyushej dva USB vhoda i specializirovannyj most naprimer emuliruyushej dva soedinyonnyh Ethernet adaptera po odnomu dlya kazhdoj iz storon libo ispolzuyushie specializirovannoe PO dlya obmena fajlami Ustrojstva mogut byt zapitany ot shiny no mogut i trebovat vneshnego istochnika pitaniya Po umolchaniyu ustrojstvam garantiruetsya tok do 100 mA a posle soglasovaniya s host kontrollerom do 500 mA Podderzhivaetsya i dezhurnyj rezhim dlya ustrojstv i koncentratorov po komande s shiny so snyatiem osnovnogo pitaniya pri sohranenii dezhurnogo pitaniya i vklyucheniem po komande s shiny USB podderzhivaet goryachee podklyuchenie i otklyuchenie ustrojstv Eto dostignuto uvelichennoj dlinoj zazemlyayushego kontakta razyoma po otnosheniyu k signalnym Pri podklyuchenii razyoma USB pervymi zamykayutsya zazemlyayushie kontakty potencialy korpusov dvuh ustrojstv stanovyatsya ravny i dalnejshee soedinenie signalnyh provodnikov ne privodit k perenapryazheniyam Na logicheskom urovne ustrojstvo USB podderzhivaet tranzakcii priyoma i peredachi dannyh Kazhdyj paket kazhdoj tranzakcii soderzhit v sebe nomer okonechnoj tochki endpoint na ustrojstve Pri podklyuchenii ustrojstva drajvery v yadre OS chitayut s ustrojstva spisok okonechnyh tochek i sozdayut upravlyayushie struktury dannyh dlya obsheniya s kazhdoj okonechnoj tochkoj ustrojstva Sovokupnost okonechnoj tochki i struktur dannyh v yadre OS nazyvaetsya kanalom pipe Okonechnye tochki a znachit i kanaly otnosyatsya k odnomu iz chetyryoh klassov potochnyj bulk upravlyayushij control izohronnyj isoch i preryvanie interrupt Nizkoskorostnye ustrojstva takie kak mysh ne mogut imet izohronnyh i potochnyh kanalov Upravlyayushij kanal prednaznachen dlya obmena s ustrojstvom korotkimi paketami vopros otvet Lyuboe ustrojstvo imeet upravlyayushij kanal 0 kotoryj pozvolyaet programmnomu obespecheniyu OS prochitat kratkuyu informaciyu ob ustrojstve v tom chisle kody proizvoditelya i modeli ispolzuemye dlya vybora drajvera i spisok drugih okonechnyh tochek Kanal preryvaniya pozvolyaet dostavlyat korotkie pakety i v tom i v drugom napravlenii bez polucheniya na nih otveta podtverzhdeniya no s garantiej vremeni dostavki paket budet dostavlen ne pozzhe chem cherez N millisekund Naprimer ispolzuetsya v ustrojstvah vvoda klaviatury myshi dzhojstiki Izohronnyj kanal pozvolyaet dostavlyat pakety bez garantii dostavki i bez otvetov podtverzhdenij no s garantirovannoj skorostyu dostavki v N paketov na odin period shiny 1 kGc dlya low i full speed 8 kGc dlya high speed Ispolzuetsya dlya peredachi audio i videoinformacii Potochnyj kanal dayot garantiyu dostavki kazhdogo paketa podderzhivaet avtomaticheskuyu priostanovku peredachi dannyh pri negotovnosti ustrojstva perepolnenie ili opustoshenie bufera no ne dayot garantij skorosti i zaderzhki dostavki Ispolzuetsya naprimer v printerah i skanerah Vremya shiny delitsya na periody v nachale perioda kontroller peredayot vsej shine paket nachalo perioda Dalee v techenie perioda peredayutsya pakety preryvanij potom izohronnye v trebuemom kolichestve v ostavsheesya vremya v periode peredayutsya upravlyayushie pakety i v poslednyuyu ochered potochnye Aktivnoj storonoj shiny vsegda yavlyaetsya kontroller peredacha paketa dannyh ot ustrojstva k kontrolleru realizovana kak korotkij vopros kontrollera i dlinnyj soderzhashij dannye otvet ustrojstva Raspisanie dvizheniya paketov dlya kazhdogo perioda shiny sozdayotsya sovmestnymi usiliyami apparatury kontrollera i PO drajvera dlya etogo mnogie kontrollery ispolzuyut krajne slozhnyj DMA so slozhnoj DMA programmoj formiruemoj drajverom Razmer paketa dlya okonechnoj tochki eto konstanta vstroennaya v tablicu okonechnyh tochek ustrojstva i izmeneniyu ne podlezhit On vybiraetsya razrabotchikom ustrojstva iz chisla teh chto podderzhivayutsya standartom USB Versii specifikaciiSpisok specifikacij Specifikaciya Skorost Standart USBLow Speed do 1 5 Mbit s USB 1 0Full Speed do 12 Mbit s USB 1 1High speed do 480 Mbit s USB 2 0SuperSpeed do 5 Gbit s USB 3 0 USB 3 1 Gen 1 USB 3 2 Gen 1SuperSpeed 10Gbps do 10 Gbit s USB 3 1 Gen 2 USB 3 2 Gen 2SuperSpeed 20Gbps do 20 Gbit s USB 3 2 Gen 2x2Predvaritelnye versii USB 0 7 specifikaciya vypushena v noyabre 1994 goda USB 0 8 specifikaciya vypushena v dekabre 1994 goda USB 0 9 specifikaciya vypushena v aprele 1995 goda USB 0 99 specifikaciya vypushena v avguste 1995 goda USB 1 0 Release Candidate specifikaciya vypushena v noyabre 1995 goda USB 1 0 Specifikaciya vypushena 15 yanvarya 1996 goda Tehnicheskie harakteristiki dva rezhima raboty rezhim s nizkoj propusknoj sposobnostyu Low Speed 1 5 Mbit s rezhim s vysokoj propusknoj sposobnostyu Full Speed 12 Mbit s maksimalnaya dlina kabelya bez ekrana dlya rezhima Low Speed 3 m maksimalnaya dlina kabelya v ekrane dlya rezhima Full Speed 5 m maksimalnoe kolichestvo podklyuchyonnyh ustrojstv vklyuchaya razmnozhiteli 127 vozmozhno podklyuchenie raznoskorostnyh periferijnyh ustrojstv k odnomu kontrolleru USB napryazhenie pitaniya dlya periferijnyh ustrojstv 5 V maksimalnyj tok potreblyaemyj periferijnym ustrojstvom 500 mA USB 1 1 Specifikaciya vypushena v sentyabre 1998 goda Ispravleny problemy i oshibki obnaruzhennye v versii 1 0 USB 2 0 Logotip Hi Speed USB Specifikaciya vypushena v aprele 2000 goda V 2002 godu kompanii proizvoditeli chipsetov dlya materinskih plat nachali vypusk novyh produktov s podderzhkoj USB 2 0 USB 2 0 otlichaetsya ot USB 1 1 vvedeniem rezhima High Speed pometka na logotipe Hi speed Dlya ustrojstv USB 2 0 reglamentirovano tri rezhima raboty Low Speed 10 1500 Kbit c klaviatury myshi dzhojstiki gejmpady Full Speed 0 5 12 Mbit s audio videoustrojstva High Speed 25 480 Mbit s audio videoustrojstva ustrojstva hraneniya informacii Posleduyushie modifikacii Posleduyushie modifikacii k specifikacii USB publikuyutsya v ramkah Izveshenij ob inzhenernyh izmeneniyah angl Engineering Change Notices ECN Samye vazhnye iz modifikacij ECN predstavleny v nabore specifikacij USB 2 0 angl USB 2 0 specification package dostupnom na sajte USB Implementers Forum Mini B Connector ECN izveshenie vypusheno v oktyabre 2000 goda Errata nachinaya s dekabrya 2000 izveshenie vypusheno v dekabre 2000 goda Pull up Pull down Resistors ECN izveshenie vypusheno v mae 2002 goda Errata nachinaya s maya 2002 izveshenie vypusheno v mae 2002 goda Interface Associations ECN izveshenie vypusheno v mae 2003 goda Byli dobavleny novye standarty pozvolyayushie associirovat mnozhestvo interfejsov s odnoj funkciej ustrojstva Rounded Chamfer ECN izveshenie vypusheno v oktyabre 2002 goda Unicode ECN izveshenie vypusheno v fevrale 2005 goda Dannoe ECN specificiruet chto stroki zakodirovany s ispolzovaniem UTF 16LE Inter Chip USB Supplement izveshenie vypusheno v marte 2006 goda On The Go Supplement 1 3 izveshenie vypusheno v dekabre 2006 goda USB On The Go delaet vozmozhnym svyaz dvuh USB ustrojstv drug s drugom bez otdelnogo USB hosta Na praktike odno iz ustrojstv igraet rol hosta dlya drugogo USB OTG Logotip USB OTGOsnovnaya statya USB On The Go V USB odno ustrojstvo vsegda host drugoe periferiya Smartfonam cifrovym fotoapparatam i prochim mobilnym ustrojstvam prihoditsya byt to hostom to periferiej pri podklyuchenii k kompyuteru fotoapparat periferiya a pri podklyuchenii k fotoprinteru host USB OTG ot On The Go rus na hodu sdelala udobnoj smenu roli ustrojstv oni sami opredelyayut kem im byt OTG ustrojstva mozhno podklyuchat k kompyuteru i k takim ustrojstvam cherez tot zhe port mozhno podklyuchat USB periferiyu obychno flesh nakopiteli cifrovye fotoapparaty klaviatury myshi i drugie ustrojstva ne trebuyushie dopolnitelnyh drajverov Rol ustrojstva opredelyaetsya kabelem v shtekere na storone hosta zamykayutsya kontakty 4 ID i 5 Ground na storone periferii ID nikuda ne podklyuchaetsya V dalnejshem ustrojstvo mozhet otdat rol hosta drugomu ne menyaya napravlenie potoka energii USB 3 USB 3 0 Logotip SuperSpeed USB Okonchatelnaya specifikaciya USB 3 0 poyavilas v 2008 godu Sozdaniem USB 3 0 zanimalis kompanii Intel Microsoft Hewlett Packard Texas Instruments NEC i NXP Semiconductors Specifikaciya USB 3 0 povyshaet maksimalnuyu skorost peredachi informacii do 5 Gbit s chto na poryadok bolshe skorosti kotoruyu mozhet obespechit USB 2 0 Takzhe versiya 3 0 otlichaetsya uvelichennoj s 500 mA do 900 mA siloj toka Takim obrazom ot odnogo porta mozhno zapityvat bolshee kolichestvo ustrojstv a takzhe otpadaet neobhodimost ispolzovaniya vneshnego pitaniya dlya nekotoryh ustrojstv V specifikacii USB 3 0 razyomy i kabeli obnovlyonnogo standarta fizicheski i funkcionalno sovmestimy s USB 2 0 prichyom dlya odnoznachnoj identifikacii razyomy USB 3 0 prinyato izgotavlivat iz plastika sinego cveta u nekotoryh proizvoditelej krasnogo Kabel USB 2 0 soderzhit v sebe chetyre linii paru dlya priyoma peredachi dannyh plyus i nol pitaniya razyom A imeet 4 kontakta Dlya peredachi vysokoskorostnyh SuperSpeed signalov v USB 3 0 dobavleno eshyo chetyre linii svyazi dve vitye pary i odin kontakt signalnoj zemli GND DRAIN v rezultate chego kabel stal gorazdo tolshe Novye kontakty v razyomah USB 3 0 raspolozheny otdelno ot staryh v drugom kontaktnom ryadu V oktyabre 2009 goda poyavilas informaciya chto korporaciya Intel reshila otlozhit vnedrenie podderzhki USB 3 0 v svoi chipsety do 2011 goda Eto reshenie privelo k tomu chto do 2011 goda dannyj standart ne stal massovym tak kak polzovatelyu bylo nedostatochno prosto kupit materinskuyu platu byl neobhodim dopolnitelnyj adapter libo proizvoditel materinskih plat raspaival na nih kontroller storonnego proizvoditelya angl obespechivaet apparatnuyu podderzhku potokov dlya komand statusov vhodyashih i ishodyashih dannyh chto pozvolyaet bolee polno ispolzovat propusknuyu sposobnost USB shiny Potoki byli dobavleny k protokolu USB 3 0 SuperSpeed dlya podderzhki UASP Linux podderzhivaet USB 3 0 nachinaya s versii yadra 2 6 31 V Windows 8 i 10 interfejs USB 3 0 podderzhivaetsya bez ustanovki dopolnitelnyh drajverov Posle vyhoda specifikacii USB 3 1 standart USB 3 0 byl pereimenovan v USB 3 1 Gen 1 Po slovam tehnicheskogo direktora USB IF eto bylo sdelano dlya togo chtoby oblegchit rabotu razrabotchikam ustrojstv to est chtoby obespechit podderzhku vseh versij USB teper dostatochno dvuh specifikacij USB 2 i USB 3 1 vmesto tryoh Posle vyhoda specifikacii USB 3 2 pereimenovan v USB 3 2 Gen 1 USB 3 1 31 iyulya 2013 goda USB 3 0 Promoter Group obyavila o prinyatii specifikacii sleduyushego interfejsa USB 3 1 skorost peredachi kotorogo mozhet dostigat 10 Gbit s Kompaktnyj razyom USB Type C ispolzuemyj s dannoj versiej yavlyaetsya simmetrichnym pozvolyaya vstavlyat kabel lyuboj storonoj kak eto ranee sdelala Apple v razyomah Lightning Posle vyhoda standarta USB 3 1 organizaciya USB IF obyavila chto rezhim peredachi USB 3 0 so skorostyu do 5 Gbit s SuperSpeed teper budut klassificirovatsya kak USB 3 1 Gen 1 a novyj standart peredachi USB 3 1 so skorostyu do 10 Gbit s SuperSpeed kak USB 3 1 Gen 2 V USB 3 1 vhodit dva standarta SuperSpeed USB 3 1 Gen 1 so skorostyu do 5 Gbit s takoj zhe kak i u USB 3 0 SuperSpeed USB 3 1 Gen 2 so skorostyu do 10 Gbit s udvoennaya USB 3 0 V USB 3 1 Gen 2 pomimo uvelicheniya skorosti do 10 Gbit s byli snizheny izderzhki kodirovaniya do 3 perehodom na Standart USB 3 1 obratno sovmestim s USB 3 0 i USB 2 0 Na praktike pervaya realizaciya USB 3 1 v vide IP bloka ot Synopsys pokazala v dekabre 2013 goda effektivnuyu skorost peredachi 7 2 Gbit s 900 MB v sekundu USB 3 2 22 sentyabrya 2017 nekommercheskaya organizaciya USB Implementers Forum USB IF opublikovala specifikaciyu standarta USB 3 2 zaklyuchitelnaya reviziya dlya USB 3 x Novaya specifikaciya predusmatrivaet udvoenie maksimalno vozmozhnoj skorosti peredachi dannyh po sravneniyu s USB 3 1 Gen 2 s 10 do 20 Gbit s za schyot ispolzovaniya dvuh linij na 5 Gbit s ili 10 Gbit s tolko dlya razema USB Type C po prichine ego dvuhstoronnih kontaktov i ispolzovaniya dubliruyushih vyvodov kak otdelnyj kanal Byli vneseny popravki v rabotu host adapterov dlya plavnogo perehoda mezhdu 2 kanalnym rezhimom dubliruyushih vyvodov k odnokanalnomu rezhimu Sovremennye kabeli USB Type C imeyushiesya v nalichii uzhe podderzhivayut takoj dvuhlinejnyj rezhim tak chto pokupat novye kabeli ne pridyotsya Poyavlenie pervyh kommercheskih ustrojstv s podderzhkoj standarta USB 3 2 ozhidaetsya ne ranee vtoroj poloviny 2019 goda Specifikacii USB 3 2 zamenyayut standarty USB 3 0 i USB 3 1 udovletvoryayushie im ustrojstva budut vklyuchat tri standarta skorostej SuperSpeed USB USB 3 2 Gen 1 so skorostyu do 5 Gbit s i kodirovaniem 8b 10b kak u USB 3 1 Gen 1 i USB 3 0 SuperSpeed USB 10Gbps USB 3 2 Gen 2 so skorostyu do 10 Gbit s i kodirovaniem 128b 132b kak USB 3 1 Gen 2 SuperSpeed USB 20Gbps USB 3 2 Gen 2x2 so skorostyu do 20 Gbit s i kodirovaniem 128b 132b po dvum liniyam kazhdaya iz kotoryh sootvetstvuet USB 3 1 Gen 2 V specifikaciyah takzhe propisan variant s dvumya liniyami kazhdaya iz kotoryh rabotaet po protokolu USB 3 0 istochnik ne ukazan 1407 dnej SuperSpeed USB 10Gbps USB 3 2 Gen 1x2 so skorostyu do 10 Gbit s i kodirovaniem 8b 10b po dvum liniyam kazhdaya iz kotoryh sootvetstvuet USB 3 1 Gen 1 Novaya shema imenovaniya Posle vyhoda standarta USB 3 2 organizaciya USB IF vvela novuyu shemu imenovaniya Chtoby pomoch kompaniyam s brendingom razlichnyh rezhimov peredachi USB IF rekomenduet nazyvat rezhimy peredachi 5 10 20 Gbit s kak SuperSpeed USB 5Gbps SuperSpeed USB 10Gbps SuperSpeed USB 20Gbps sootvetstvenno Specifikaciya Staroe nazvanie Originalnoe nazvanie Rezhim peredachi Marketingovoe nazvanie USB IF branding Skorost Skorost peredachi KartinkaUSB 3 2 Gen 1 USB 3 1 Gen 1 USB 3 0 Gen 1 SuperSpeed USB 5Gbps 5 Gbit s 500 MB sUSB 3 2 Gen 2 USB 3 1 Gen 2 USB 3 1 Gen 2 SuperSpeed USB 10Gbps 10 Gbit s 1 21 GB sUSB 3 2 Gen 2x2 USB 3 2 Gen 2 2 SuperSpeed USB 20Gbps 20 Gbit s 2 42 GB sUSB4 Logotip USB4 V otlichie ot predydushih versij nazvanie protokola pishetsya slitno bez probela mezhdu slovom USB i cifroj 4 Specifikaciya chetvyortoj versii byla opublikovana 29 avgusta 2019 goda Novyj bazovyj protokol povyshaet maksimalnuyu skorost do 40 Gbit s pri ispolzovanii sovmestimyh kabelej Type C sohranyaya obratnuyu sovmestimost s USB 3 2 USB 2 0 i opcionalno Thunderbolt 3 Skorost do 40 Gbit s dostizhima tolko so specialnymi kabelyami imeyushimi sootvetstvuyushuyu markirovku Dlya obychnyh kabelej maksimalnaya skorost ogranichena 20 Gbit s USB4 2 0 V oktyabre 2022 goda vyshla obnovlennaya specifikaciya USB4 Version 2 0 s propusknoj sposobnostyu do 80 Gbit s Standart sovmestim s DisplayPort 2 1 i s ego pomoshyu mozhno vyvodit izobrazhenie na monitor 4K s chastotoj obnovleniya 240 Gc ili monitor 10K s chastotoj obnovleniya 60 Gc bez szhatiya video Po kabelyu mozhno pitat monitor ili cherez monitor pitat podklyuchyonnyj k nemu noutbuk standartom predusmotrena peredacha moshnostyu do 240 Vt Inter Chip USB angl IC USB i High Speed Inter Chip USB HSIC uproshyonnye versii USB 2 0 dlya nekommutiruemogo soedineniya mikroshem v odnom ustrojstve Uproshenie dostigaetsya za schyot zameny fizicheskogo urovnya USB s asinhronnogo na sinhronnyj otkaza ot vozmozhnosti smeny skorosti i opredeleniya podklyucheniya otkaza ot elektricheskoj zashity drajverov i umensheniya ih moshnosti Logicheskaya chast USB neizmenna v tom chisle logika sostoyanij shiny IC USB opredelyaet soedinenie Full Speed 12 Mbit s ustrojstv HSIC opredelyaet soedinenie High Speed 480 Mbit s ustrojstv Pervaya versiya standarta IC USB byla prinyata v 2006 godu Pervaya versiya standarta HSIC byla prinyata v 2007 godu HSIC ispolzuet dve cifrovyh linii s logicheskimi urovnyami LVCMOS 1 2 volta STROBE i DATA Maksimalnaya dlina provodnikov 10 sm Sinhronnyj interfejs obespechivaet propusknuyu sposobnost 480 Mbit s pri taktovoj chastote 240 MGc Drajver fizicheskogo urovnya HSIC potreblyaet na 50 menshe energii i zanimaet na 75 menshe mesta na kristalle chem tradicionnyj drajver USB 2 0 V 2012 godu byla prinyata pervaya versiya specifikacij Inter Chip USB dlya USB 3 0 Wireless USB Logotip USB wireless Wireless USB tehnologiya USB oficialnaya specifikaciya dostupna s maya 2005 goda pozvolyayushaya organizovat besprovodnuyu svyaz s vysokoj skorostyu peredachi informacii do 480 Mbit s na rasstoyanii 3 metrov i do 110 Mbit s na rasstoyanii 10 metrov 23 iyulya 2007 goda USB IF obyavila o sertifikacii shesti pervyh potrebitelskih produktov s podderzhkoj Wireless USB V 2013 godu byla predstavlena specifikaciya MA USB pozvolyayushaya inkapsulirovat USB protokol v sushestvuyushie kanaly svyazi vklyuchaya WiFi i WiGig Kabeli i razyomy USBCvetovoe kodirovanie Cvet NaznachenieBelyj USB 1 0Chyornyj USB 2 0Sinij USB 3 2 Gen 1x1 ranee USB 3 0 Biryuzovyj USB 3 2 Gen 1x2Krasnyj zhyoltyj oranzhevyj Otlichaetsya povyshennoj nagruzochnoj sposobnostyu i tem chto napryazhenie na nih prisutstvuet dazhe esli kompyuter vyklyuchen ili nahoditsya v rezhime sna Kabeli i razyomy USB 1 x i 2 0 Specifikaciya 1 0 reglamentirovala dva tipa razyomov A na storone kontrollera ili koncentratora USB i B na storone periferijnogo ustrojstva Vposledstvii byli razrabotany miniatyurnye razyomy dlya primeneniya USB v perenosnyh i mobilnyh ustrojstvah poluchivshie nazvanie Mini USB Novaya versiya miniatyurnyh razyomov nazyvaemyh Micro USB byla predstavlena USB IF 4 yanvarya 2007 goda Obychnyj Mini MicroTip A 4 12 mm 3 7 mm 2 7 mmTip B 7 8 mm 3 7 mm 2 7 mmPodklyuchenie vynosnoj kolodki s paroj razyomov USB na materinskoj plate ASUS P5Q SE Sushestvuyut takzhe razyomy tipa Mini AB i Micro AB s kotorymi soedinyayutsya sootvetstvuyushie konnektory kak tipa A tak i tipa B Proizvoditelyami elektroniki ispolzuetsya razyom sovmestimyj s Mini USB soderzhashij 10 kontaktov a ne 5 kak v originale 10 kontaktnyj shteker ne vojdyot v 5 kontaktnyj razyom V chastnosti dannoe gnezdo mozhno uvidet v telefonah pod markoj Alcatel TCL Fly i Philips gde dopolnitelnye kontakty ispolzuyutsya dlya vozmozhnosti ispolzovaniya garnitury s mikrofonom Odnako posle perehoda na Micro USB Mini Jack v ramkah Evropejskoj programmy po standartizacii zaryadnyh ustrojstv ispolzovanie dannogo razyoma s 2012 goda rezko sokratilos USB A sochetaet dolgovechnost i mehanicheskuyu prochnost nesmotrya na otsutstvie vintovoj zatyazhki Odnako umenshennye varianty razyomov imeyushie tonkie plastmassovye vystupy vysoko vystupayushie iz podlozhki gnezda ploho perenosyat chastoe smykanie razmykanie i trebuyut bolee berezhnogo obrasheniya Signaly USB versii do 2 x peredayutsya po dvum provodam ekranirovannogo chetyryohprovodnogo kabelya Standartnye Mini i Micro USB vilki Svetlye uchastki polyeRazmeshenie provodnikovRaspinovka Tip A i B Nomer kontakta Oboznachenie Cvet provoda Opisanie1 VBUS Krasnyj ili Oranzhevyj 5 V2 D Belyj ili Zolotoj Dannye 3 D Zelyonyj Dannye 4 GND Chyornyj ili Sinij ZemlyaRaspinovka Mini Micro A i B Nomer kontakta Oboznachenie Cvet provoda Opisanie1 VBUS Krasnyj 5 V2 D Belyj Dannye 3 D Zelyonyj Dannye 4 ID No wire On The Go ID opredelyaet konec kabelya A host podklyuchyon k zemle B ustrojstvo ne podklyuchyon5 GND Chyornyj Zemlya Uproshyonnaya versiya USB Standart A Zdes GND cep zemli dlya pitaniya periferijnyh ustrojstv a VBus eto 5 volt takzhe dlya cepej pitaniya Dannye peredayutsya differencialno po provodam D i D Sostoyaniya 0 i 1 opredelyayutsya po raznosti potencialov mezhdu liniyami bolee 0 2 V i pri uslovii chto na odnoj iz linij potencial otnositelno GND vyshe 2 8 V Differencialnyj sposob peredachi yavlyaetsya osnovnym no ne edinstvennym naprimer pri inicializacii ustrojstvo soobshaet hostu o rezhime podderzhivaemom ustrojstvom angl Full Speed ili angl Low Speed podtyagivaniem odnoj iz linij dannyh k V BUS cherez rezistor 1 5 kOm D dlya rezhima Low Speed i D dlya rezhimov Full Speed i High Speed Dlya soblyudeniya dostatochnogo urovnya signala v kabele i nedopuskaniya ego zatuhaniya trebuetsya korrelirovat dlinu kabelya s secheniem provodnikov Prinyata praktika ukazaniya tolshiny secheniya provoda v AWG naprimer 28 AWG 1P Primernoe sootvetstvie markirovka kabelya ukazanie tolshiny provoda v AWG i sootvetstvuyushaya ej dlina kabelya AWG Dlina ne bolshe sm 28 8126 13124 20822 33320 500 Ogranichenie dliny kabelya takzhe svyazano s zaderzhkoj signala v linii V specifikaciyah USB 2 0 ogovorena velichina zaderzhki ona dolzhna byt menee 5 2 nanosekundy na metr dlya kabelya dlinoj 5 m Maksimalno dopustimaya zaderzhka signala v linii 1 5 mikrosekundy dlya nizkoskorostnogo rezhima Takim obrazom dlya obespecheniya rezhima Hi Speed liniya dolzhna garantirovat zaderzhku menee 26 nanosekund a Low Speed 1 5 mikrosekundy Kabeli i razyomy USB 3 0 i ih sovmestimost s USB 2 0 Vse razyomy USB kotorye mozhno soedinyat drug s drugom rasschitany na sovmestnuyu rabotu Eto dostigaetsya za schyot elektricheskoj sovmestimosti vseh kontaktov razyoma USB 2 0 s sootvetstvuyushimi kontaktami razyoma USB 3 0 Pri etom razyom USB 3 0 imeet dopolnitelnye kontakty ne imeyushie sootvetstviya v razyome USB 2 0 i sledovatelno pri soedinenii razyomov raznyh versij lishnie kontakty ne budut zadejstvovany obespechivaya normalnuyu rabotu soedineniya versii 2 0 Vse gnyozda i shtekery mezhdu USB 3 0 Tip A i USB 2 0 Tip A rasschitany na sovmestnuyu rabotu Razmer gnezda USB 3 0 Tip B neskolko bolshe chem eto moglo by potrebovatsya dlya shtekera USB 2 0 Tip B i bolee rannih Pri etom predusmotreno podklyuchenie v eti gnyozda i takogo tipa shtekerov Sootvetstvenno dlya podklyucheniya k kompyuteru periferijnogo ustrojstva s razyomom USB 3 0 Tip B mozhno ispolzovat kabeli oboih tipov no dlya ustrojstva s razyomom USB 2 0 Tip B tolko kabel USB 2 0 Gnyozda oboznachennye kak eSATA USB Combo to est imeyushie vozmozhnost podklyucheniya k nim shtekera USB imeyut vozmozhnost podklyucheniya shtekerov USB Tip A USB 2 0 i USB 3 0 no v skorostnom rezhime USB 2 0 Shteker eSATA ni v kakuyu versiyu prostogo gnezda USB vojti ne mozhet Shteker eSATA mozhet podklyuchatsya k gnezdu eSATA USB Combo Gnyozda Type E nahodyatsya na materinskih platah v raschyote na podklyuchenie shin USB 3 0 tipa A ili tipa C Izobrazheniya razyomov USB 3 0 Obychnyj MicroTip ATip BTip CTip ERaspolozhenie vyvodov soedinitelej USB 3 0 tipa A Vneshnie izobrazheniyaUSB 3 0 tip AUSB 3 0 tip VUSB 3 0 tip B microRozetka USB 3 0 powered BVilka USB 3 0 A kontakta A B micro B1 VBUS VCC VBUS VCC VBUS VCC 2 D D D 3 D D D 4 GND GND ID5 StdA SSTX StdA SSTX GND6 StdA SSTX StdA SSTX StdA SSTX 7 GND DRAIN GND DRAIN StdA SSTX 8 StdA SSRX StdA SSRX GND DRAIN9 StdA SSRX StdA SSRX StdA SSRX 10 StdA SSRX Ekran Ekran Ekran EkranRaspolozhenie kontaktov vilki USB 3 0 Micro B Takzhe sushestvuyut razyomy USB 3 0 Micro eshyo dvuh tipov vilka USB 3 0 Micro A i rozetka USB 3 0 Micro AB Vizualno otlichayutsya ot USB 3 0 Micro B pryamougolnoj ne srezannoj chastyu razyoma s sekciej USB 2 0 chto pozvolyaet izbezhat podklyucheniya vilki Micro A v rozetku Micro B a rozetku Micro AB delaet sovmestimoj s obeimi vilkami Rozetka Micro AB budet primenyatsya v mobilnyh ustrojstvah imeyushih bortovoj USB 3 0 host kontroller Dlya identifikacii rezhima host klient ispolzuetsya vyvod 4 ID v vilke Micro A on zamknut na zemlyu Raspolozhenie vyvodov soedinitelej USB 3 0 Powered B Razyom USB 3 0 Powered B sproektirovan s ispolzovaniem dvuh dopolnitelnyh kontaktov chto pozvolyaet ustrojstvam predostavlyat do 1000 mA drugomu ustrojstvu naprimer adapteru Wireless USB Eto pozvolyaet izbezhat neobhodimosti v istochnike pitaniya dlya ustrojstva podklyuchaemogo k Wireless USB adapteru delaya eshyo odin shag k idealnoj sisteme besprovodnoj svyazi bez otdelnogo pitaniya Pri obychnyh provodnyh podklyucheniyah k hostu ili habu eti dva dopolnitelnyh kontakta ne ispolzuyutsya 1 VBUS 5V Pitanie2 USB D USB 2 0 dannye3 USB D 4 GND Zemlya8 StdA SSRX SuperSpeed priyom9 StdA SSRX SuperSpeed priyom7 GND DRAIN Zemlya5 StdA SSTX SuperSpeed peredacha6 StdA SSTX SuperSpeed peredacha10 DPWR Dopolnitelnoe pitanie na ustrojstvo11 GND D Zemlya pitaniya ustrojstvaUSB Type C Razyom USB Type COsnovnaya statya USB Type C Naznachenie kontaktov USB Type C razyoma gnezda i shtekera Kontakt Nazvanie Opisanie Kontakt Nazvanie OpisanieA1 GND Zemlya B12 GND ZemlyaA2 TX1 SuperSpeed differencialnaya para 1 peredacha B11 RX1 SuperSpeed differencialnaya para 2 priem A3 TX1 SuperSpeed differencialnaya para 1 peredacha B10 RX1 SuperSpeed differencialnaya para 2 priem A4 VBUS Plyus pitaniya B9 VBUS Plyus pitaniyaA5 CC1 Konfiguriruyushij kanal ili soglasuyushij B8 SBU2 Dopolnitelnyj kanal Sideband A6 D High Speed differencialnaya para polozhenie 1 dannye B7 D High Speed differencialnaya para polozhenie 2 dannye A7 D High Speed differencialnaya para polozhenie 1 dannye B6 D High Speed differencialnaya para polozhenie 2 dannye A8 SBU1 Dopolnitelnyj kanal Sideband B5 CC2 Konfiguracionnyj kanalA9 VBUS Plyus pitaniya B4 VBUS Plyus pitaniyaA10 RX2 SuperSpeed differencialnaya para 4 priem B3 TX2 SuperSpeed differencialnaya para 3 peredacha A11 RX2 SuperSpeed differencialnaya para 4 priem B2 TX2 SuperSpeed differencialnaya para 3 peredacha A12 GND Zemlya B1 GND ZemlyaEkranirovannaya differencialnaya para mozhet ispolzovatsya dlya realizacii USB SuperSpeed 3 0 SuperSpeed 3 1 SuperSpeed 3 2 do 20 Gbit s Neekranirovannaya differencialnaya para mozhet ispolzovatsya dlya realizacii USB Low Speed 1 0 Full Speed 1 1 High Speed 2 0 do 480 Mbit s V shtekere differencialnaya para podklyuchaetsya tolko v odnom polozhenii vo 2 om polozhenii kontakty otsutstvuyut Naznachenie provodnikov v kabele USB 3 1 Type C Razyom 1 kabelya Type C Kabel Type C Razyom 2 kabelya Type CKontakt Nazvanie Cvet obolochki provodnika Nazvanie Opisanie Kontakt NazvanieOplyotka Ekran Oplyotka kabelya Ekran Vneshnyaya oplyotka kabelya Oplyotka EkranA1 B1 A12 B12 GND Luzhenyj GND PWRrt1 GND PWRrt2 Obshaya zemlya A1 B1 A12 B12 GNDA4 B4 A9 B9 VBUS Krasnyj PWR VBUS1 PWR VBUS2 VBUS pitanie A4 B4 A9 B9 VBUSB5 VCONN Zhyoltyj PWR VCONN VCONN pitanie B5 VCONNA5 CC Sinij CC Kanal konfigurirovaniya A5 CCA6 Dp1 Belyj UTP Dp Neekranirovannaya differencialnaya para positive A6 Dp1A7 Dn1 Zelyonyj UTP Dn Neekranirovannaya differencialnaya para negative A7 Dn1A8 SBU1 Krasnyj SBU A Polosa peredachi dannyh A B8 SBU2B8 SBU2 Chyornyj SBU B Polosa peredachi dannyh B A8 SBU1A2 SSTXp1 Zhyoltyj SDPp1 Ekranirovannaya differencialnaya para 1 positive B11 SSRXp1A3 SSTXn1 Korichnevyj SDPn1 Ekranirovannaya differencialnaya para 1 negative B10 SSRXn1B11 SSRXp1 Zelyonyj SDPp2 Ekranirovannaya differencialnaya para 2 positive A2 SSTXp1B10 SSRXn1 Oranzhevyj SDPn2 Ekranirovannaya differencialnaya para 2 negative A3 SSTXn1B2 SSTXp2 Belyj SDPp3 Ekranirovannaya differencialnaya para 3 positive A11 SSRXp2B3 SSTXn2 Chyornyj SDPn3 Ekranirovannaya differencialnaya para 3 negative A10 SSRXn2A11 SSRXp2 Krasnyj SDPp4 Ekranirovannaya differencialnaya para 4 positive B2 SSTXp2A10 SSRXn2 Sinij SDPn4 Ekranirovannaya differencialnaya para 4 negative B3 SSTXn2 Cveta dlya obolochki provodnikov ne ustanovleny standartom V blizhajshem budushem interfejs USB Type C stanet dejstvitelno universalnym Versiya 2 1 predusmatrivaet elektropitanie cherez port moshnostyu do 240 Vt Eto pozvolit ispolzovat ego dlya snabzheniya elektroenergiej monitorov s razresheniem 4K printerov i dazhe energoyomkih igrovyh noutbukov https usb org document library usb type cr cable and connector specification revision 21 Opticheskie kabeli USB 3 0 V 2013 godu nekotorymi kompaniyami byli predstavleny opticheskie optovolokonnye kabeli USB 3 0 i Thunderbolt po kotorym signal USB mozhet peredavatsya na rasstoyanie do 100 metrov protiv 3 5 metrov kak pravilo dlya standartnyh provodnyh kabelej Tonkie i gibkie kabeli pozvolyayut peredavat dannye na skorostyah do 1 GB s no ne obespechivayut peredachu elektropitaniya V nachale puti signal iz obychnogo elektricheskogo signala USB preobrazuetsya v opticheskie signaly V konce puti signal podvergaetsya obratnomu preobrazovaniyu Metod svyaziSpecifikaciya USB predlagaet razrabotchiku neskolko variantov ustrojstv v zavisimosti ot trebuemoj skorosti obmena dannymi Eto Low Speed fizicheskaya skorost 1 5 Mbit s 1 5 Full Speed 12 Mbit s 0 25 High Speed 480 Mbit s 0 05 SuperSpeed 5 Gbit s 0 06 SuperSpeed 10 Gbit s Low Full i High Speed ustrojstva ispolzuyut odnu differencialnuyu poludupleksnuyu liniyu svyazi dlya obmena dannymi SuperSpeed neskolko Protokoly obmena identichny USB predstavlyaet soboj set s odnim masterom hostom i proizvolnym kolichestvom podchinyonnyh ustrojstv device Topologiya seti aktivnoe derevo Aktivnoe oznachaet chto v kazhdom uzle dereva nahoditsya specialnoe ustrojstvo koncentrator hab Hab zanimaetsya elektricheskim soglasovaniem kabelej marshrutizaciej paketov obnaruzheniem podklyucheniya otklyucheniya ustrojstv i drugimi funkciyami Vse soedineniya v seti elektricheski i protokolno identichny USB pozvolyaet vypolnyat goryachee podklyuchenie i otklyuchenie otdelnyh ustrojstv ili segmentov seti Goryachee oznachaet chto rabota seti pri etom ne narushaetsya a master sposoben opredelyat fakt izmeneniya konfiguracii seti avtomaticheski v realnom vremeni Poskolku vsya set poluchaet elektropitanie ot mastera to podderzhivaetsya vozmozhnost avtomaticheskogo kontrolya energosnabzheniya seti ustrojstvo soobshaet masteru o svoih potrebnostyah a master mozhet zapretit rabotu ustrojstva esli energeticheskie vozmozhnosti seti mogut byt prevysheny Fizicheskij uroven Differencialnaya liniya svyazi v vide vitoj pary provodov s impedansom 90 OmShemotehnika portov USB Full i High Speed Ustrojstvo Low Speed otlichaetsya podklyucheniem rezistora 1 5k k D vmesto D Oscillogramma paketa NACK dlya Full Speed ustrojstva Kogda k hostu nikto ne podklyuchyon obe signalnye linii D i D podtyanuty rezistorami 15 kOm k minusu pitaniya Pri podklyuchenii ustrojstva odna iz linij podtyagivaetsya k 3 3 V cherez rezistor 1 5 kOm Ustrojstva Low Speed podtyagivayut liniyu D a ustrojstva Full Speed D Takim obrazom host opredelyaet fakt podklyucheniya i tip podklyuchyonnogo ustrojstva Ustrojstva High Speed v moment podklyucheniya rabotayut kak Full Speed pereklyuchayas v vysokoskorostnoj rezhim posle obmena vizitkami Sostoyanie difpary opredelyonnoe rezistorami podtyazhki v specifikacii imenuetsya Idle To zhe sostoyanie pri vklyuchyonnom drajvere oboznachaetsya bukvoj J Protivopolozhnoe emu sostoyanie bukvoj K Zamykanie obeih linij na minus imenuetsya Single Ended 0 sokrashenno SE0 zamykanie na plyus SE1 Dannye kodiruyutsya po metodu NRZI Non return to zero inverted Po etomu metodu kazhdomu nulevomu bitu vhodnyh dannyh sootvetstvuet izmenenie sostoyaniya difpary J K ili K J a pri edinice izmeneniya net Chtoby isklyuchit poteryu sinhronizacii na dlitelnyh edinichnyh posledovatelnostyah primenyayut bitstaffing to est prinuditelno vstavlyayut v potok dannyh nol na kazhdye 6 edinic podryad Sostoyanie shiny SE0 dolshe 10 ms traktuetsya ustrojstvom kak sbros Reset i trebuet ot ustrojstva reinicializacii USB steka Sostoyanie Idle dolshe 3 ms podryad traktuetsya ustrojstvom kak ostanov shiny Suspend i formalno trebuet ot ustrojstva samoogranicheniya v potreblenii elektroenergii ot shiny USB Vyhod iz Suspend proishodit libo po vozobnovleniyu aktivnosti hosta libo ustrojstvo mozhet pri neobhodimosti podat specialnyj signal Resume Signal Resume sostoit iz sostoyaniya K na neskolko millisekund zavershaemoe posledovatelnostyu SE0 SE0 J gde kazhdoe sostoyanie dlitsya odin bitovyj interval soglasno skorostnomu rezhimu ustrojstva Struktura paketov Obmen proishodit korotkimi paketami Kazhdyj paket nachinaetsya s posledovatelnosti Start of Packet dlya Low i Full Speed eto KJKJKJKK Dalee vsegda idyot specialnyj identifikator paketa PID angl Packet IDentifier ukazyvayushij na tip paketa Vsego imeetsya 16 raznyh tipov paketov poetomu PID imeet razmernost 4 bita Odnako dlya nadyozhnosti znachenie etogo polya dubliruetsya v inversnom vide poetomu dlina polya PID v pakete 8 bit Zakanchivaetsya paket posledovatelnostyu End of Packet SE0 SE0 J Minimalnyj mezhpaketnyj interval 0 1 mks dlya Full Speed V zavisimosti ot tipa paketa mezhdu PID i EoP mozhet soderzhatsya ryad drugih polej s parametrami paketa i ili dannymi Vse eti polya vklyuchaya PID peredayutsya mladshim bitom vperyod LSB first Tipy paketov USB predstavleny v tablice Tip Znachenie PID starshim bitom vpered Peredavaemyj bajt mladshim bitom vpered Imya OpisanieZarezervirovano 0000 0000 1111Token 0001 1000 0111 OUT Host uvedomlyaet ustrojstvo chto sleduyushij paket budet soderzhat dannye ot hosta k ustrojstvu1001 1001 0110 IN Host uvedomlyaet ustrojstvo chto gotov prinyat ot ustrojstva paket s dannymi0101 1010 0101 SOF Paket otmechayushij nachalo vremenno go frejma ili mikrofrejma 1101 1011 0100 SETUP Host uvedomlyaet ustrojstvo chto sleduyushij paket budet soderzhat konfiguracionnye dannye ot hosta k ustrojstvu1000 0001 1110 SPLIT USB High Speed razdelyonnaya peredacha0100 0010 1101 PING Proverka vozmozhnosti priyoma dannyh ustrojstvom USB High Speed Special 1100 0011 1100 PRE Uvedomlenie habu chto sleduyushaya tranzakciya budet osushestvlyatsya v rezhime Low SpeedHandshake ERR Oshibka razdelyonnoj peredachi USB High Speed 0010 0100 1011 ACK Podtverzhdenie priyoma paketa s dannymi1010 0101 1010 NACK Negotovnost obsluzhit predydushij paket paket ignoriruetsya0110 0110 1001 NYET Dannye eshyo ne gotovy USB High Speed 1110 0111 1000 STALL Predydushij paket obratilsya k nesushestvuyushemu ili vyklyuchennomu funkcionaluData 0011 1100 0011 DATA0 Chyotnyj paket s dannymi1011 1101 0010 DATA1 Nechyotnyj paket s dannymi0111 1110 0001 DATA2 Paket dannyh dlya vysokoskorostnoj izohronnoj peredachi USB High Speed 1111 1111 0000 MDATA Paket dannyh dlya vysokoskorostnoj izohronnoj peredachi USB High Speed Pakety tipa IN OUT SETUP yavlyayutsya zagolovkami mnogopaketnoj tranzakcii s obmenom dannymi Oni soderzhat polya adresa ustrojstva i nomera konechnoj tochki Endpoint v ustrojstve s kotorym budet obmen dannymi v etoj tranzakcii Celostnost paketov udostoveryaet pole CRC5 Pakety tipa DATA soderzhat pole dannyh i pole kontrolya celostnosti dannyh CRC16 Standart ogranichivaet maksimalnuyu razreshyonnuyu dlinu dannyh 8 bajt dlya neskonfigurirovannyh ustrojstv 64 bajta dlya ustrojstv Low Speed 1023 bajta dlya ustrojstv Full Speed i 1024 bajta dlya ustrojstv High Speed Ustrojstvo mozhet ustanovit svoyu maksimalnuyu dlinu dannyh menshuyu razreshyonnoj Host obyazan podderzhivat maksimalnuyu razreshyonnuyu dlinu dannyh Pri obychnom obmene pakety s dannymi chereduyutsya kak chyotnyj nechyotnyj Pakety tipa ACK NACK STALL zavershayut tranzakciyu soobshaya o ne uspeshnosti tekushej tranzakcii Ne soderzhat dopolnitelnye polya Adres USB yavlyaetsya setyu to est k odnomu hostu mozhet podklyuchatsya neskolko ustrojstv Kazhdomu ustrojstvu v processe nachalnogo konfigurirovaniya v moment podklyucheniya naznachaetsya unikalnyj adres Razmernost adresa 7 bit nulevoe znachenie zarezervirovano sootvetstvenno k odnomu hostu mozhet podklyuchatsya do 127 ustrojstv Pole adresa soderzhat tolko te pakety chto nachinayut tranzakciyu IN OUT SETUP Endpoint Pomimo adresacii fizicheski podklyuchyonnyh ustrojstv USB predlagaet logicheskuyu adresaciyu vnutri ustrojstva Logicheskaya adresaciya pozvolyaet razdelit potoki dannyh po raznomu funkcionalu vnutri odnogo ustrojstva Naprimer klaviatura s tachpadom mozhet imet odin kanal dannyh dlya nazhatij klavish a drugoj dlya dannyh tachpada V steke TCP IP imeetsya pryamaya analogiya konechnoj tochki porty Pole endpoint imeet razmernost 4 bita to est vozmozhny do 16 tochek Kazhdaya tochka mozhet nezavisimo rabotat kak priyomnaya i kak peredayushaya poetomu inogda ih naschityvayut 32 Pole endpoint yavlyaetsya chastyu adresacii v seti USB i soderzhitsya tolko v teh zhe paketah gde est adres IN OUT SETUP V moment podklyucheniya v ramkah nachalnogo konfigurirovaniya ustrojstvo obyazano peredat hostu informaciyu o zadejstvovannyh tochkah i ih naznachenii Eta informaciya dolzhna soglasovyvatsya s sootvetstvuyushimi kanalami dannyh programmnogo drajvera ustrojstva u hosta Obrashenie k nezadejstvovannoj tochke vyzyvaet otvet STALL Pakety SETUP mogut prihodit tolko na nulevoj endpoint Vremenny e frejmy Specifikaciya USB soderzhit ponyatiya vremenny h frejmov i mikrofrejmov Dlya Low Speed ustrojstv kazhduyu millisekundu host peredayot signal Keep Alive sostoyashij iz posledovatelnosti End of Packet Dlya Full Speed ustrojstv kazhduyu millisekundu host peredayot specialnyj paket SOF Start of Frame otmechayushij nachalo ocherednogo frejma Dlya High Speed etot paket peredayotsya kazhdye 125 mks takoj period nazyvaetsya mikrofrejm Specifikaciya USB trebuet chtoby podderzhivalos takoe planirovanie tranzakcij i paketov chtoby periodichnost rassylki SOF ne narushalas Principy obmena dannymi Obmen dannymi proishodit tak nazyvaemymi tranzakciyami nerazryvnymi posledovatelnostyami iz neskolkih paketov Iniciatorom obmena vsegda yavlyaetsya host On peredayot korotkij paket token uvedomlyayushij o nachale novoj tranzakcii V etom pakete tokene host ukazyvaet napravlenie tranzakcii IN ili OUT adres ustrojstva i nomer endpoint Naprimer token OUT oznachaet chto nemedlenno za tokenom posleduet paket s dannymi ot hosta k ustrojstvu DATA0 ili DATA1 Paketov s dannymi mozhet byt neskolko v odnoj tranzakcii esli kazhdyj iz nih imeet maksimalno dopustimuyu dlya etogo ustrojstva dlinu dannyh Okonchanie peresylki dannyh opredelyaetsya po dline paketa ne ravnoj maksimalnoj Kak tolko prihodit ukorochennyj paket ustrojstvo nemedlenno peredayot otvetnyj paket podtverzhdenie handshake naprimer ACK vsyo uspeshno prinyato NACK ne smog prinyat naprimer perepolnen vhodnoj bufer STALL dannye adresovany otklyuchyonnomu endpoint Vse pakety v tranzakcii peredayutsya prakticheski slitno maksimalnaya pauza mezhdu paketami ne dolzhna prevyshat 1 mks dlya Full Speed inache tranzakciya budet priznana oshibochnoj Analogichno proishodit peredacha dannyh ot ustrojstva k hostu Host iniciiruet peredachu tokenom IN Esli ustrojstvo ne imeet gotovyh dannyh dlya peredachi to otvechaet NACK i tranzakciya zakanchivaetsya Esli dannye gotovy ustrojstvo nachinaet peredavat pakety DATA0 DATA1 Princip okonchaniya peredachi analogichen nepolnaya dlina paketa s dannymi Poluchiv nepolnyj paket host otvechaet ustrojstvu paketom podtverzhdeniem ACK Tranzakciya s tokenom SETUP polnostyu analogichna tranzakcii OUT otlichiya lish v logike vospriyatiya dannyh ustrojstvom eto parametry soedineniya kotorye upravlyayut rabotoj USB steka ustrojstva Control Interrupt Bulk Isochronous Specifikaciya USB predostavlyaet neskolko metodov obmena dannymi Kazhdomu vklyuchyonnomu endpoint dolzhen byt sopostavlen kakoj libo iz metodov Control Interrupt i Bulk ispolzuyut protokol obmena s podtverzhdeniyami opisannyj chut vyshe Metod bulk pozvolyaet hostu svobodno obmenivatsya dannymi s ustrojstvom po svoemu usmotreniyu Metod control analogichen bulk no obmenivaetsya s ustrojstvom tolko specialnymi dannymi upravlyayushimi rabotoj USB protokola v sootvetstvii so specifikaciej v ramkah tranzakcij tipa SETUP Poskolku periferijnye ustrojstva ne mogut iniciirovat obmen to dlya peredachi vnezapno voznikayushih u ustrojstva dannyh pridumali metod interrupt kotoryj pozvolyaet oprashivat ustrojstvo s zadannym periodom Metod interrupt shiroko primenyaetsya dlya oprosa klaviatur i myshek Osobnyakom stoit metod isochronous pozvolyayushij zarezervirovat chast polosy propuskaniya USB shiny dlya takih dannyh kak audio ili video Isochronous ne podderzhivaet kontrolya celostnosti peredachi pakety ACK i NACK ne peredayutsya a znachit ne predusmotreny povtory v sluchae oshibok neverno prinyatye dannye propadayut Inicializaciya ustrojstv V moment podklyucheniya host zaprashivaet u ustrojstva ryad standartizovannyh svedenij deskriptorov na osnovanii kotoryh prinimaet reshenie kak s etim ustrojstvom rabotat Deskriptory soderzhat svedeniya o proizvoditele i tipe ustrojstva na osnovanii kotoryh host podbiraet programmnyj drajver Tablicy deskriptorov i naznachenie polej podrobno opisany v glave 9 specifikacii USB Posle etogo host proizvodit smenu skorosti esli ustrojstvo High Speed i naznachaet ustrojstvu adres Otladka i sertifikaciya Dlya otladki protokolov i kontrolya sootvetstviya standartu razrabotchikami ustrojstv mogut ispolzovatsya razlichnye instrumenty pozvolyayushie nablyudat processy obmena na shine Eti instrumenty mogut byt chisto programmnymi izvlekayushimi sobytiya shiny iz drajverov USB kompyutera Odnako takie instrumenty ne pokazyvayut apparatno obrabatyvaemye libo oshibochnye signaly v shine Dlya vseobemlyushego nezavisimogo kontrolya ispolzuyutsya specializirovannye apparatnye skanery i analizatory protokolov Ispolzovanie apparatnogo analizatora rekomenduetsya USB konsorciumom dlya prohozhdeniya sertifikacii i pri podgotovke vypuska priborov v serijnoe proizvodstvo Formalno dlya polucheniya prava na razmeshenie logotipov USB na produkcii neobhodima eyo sertifikaciya na sootvetstvie standartu Organizaciya USB IF predlagaet uslugi po sertifikacii USB ustrojstv a takzhe podderzhivaet perechen storonnih sertificiruyushih laboratorij Plug and PlayRazrabotchiki specifikacii USB udelili vnimanie voprosu avtomaticheskogo opredeleniya funkcionalnosti USB ustrojstv chtoby izbavit polzovatelya ot rutinnyh dejstvij pri podklyuchenii USB ustrojstv Dlya etogo v standarte predusmotreno dva mehanizma Ustrojstvo soobshaet hostu svoi atributy kuda vhodit identifikator razrabotchika ustrojstva VID i identifikator izdeliya PID Na osnovanii etih identifikatorov host kompyuter ishet metody raboty s etim ustrojstvom obychno eto vyrazhaetsya v trebovanii ustanovit drajvery postavlyaemye razrabotchikom ustrojstva Ustrojstvo soobshaet hostu identifikator standartizovannogo klassa ustrojstv V ramkah koncepcii USB razrabotan ryad specifikacij standartnyh klassov ustrojstv v ramkah kotoryh unificirovana rabota s ustrojstvami opredelyonnoj funkcionalnosti Naprimer shiroko izvestny ustrojstva klassa Human Interface Device HID eto myshki klaviatury igrovye manipulyatory i t p i ustrojstva Mass Storage fleshki diskovody Dlya populyarnyh klassov ustrojstv v kompyuterah imeyutsya gotovye drajvery poetomu podklyuchenie takih ustrojstv proishodit nezametno dlya polzovatelya Pomimo standartnyh reshenij USB nekotorye kompanii i entuziasty predlagayut inye resheniya Naprimer v srede Windows populyarny predustanovlennye drajvery WinUSB s dostupnym storonnemu razrabotchiku API Standartnye klassy ustrojstv Naznachenie USB ustrojstv mozhet opredelyatsya kodami klassov kotorye soobshayutsya USB hostu dlya zagruzki neobhodimyh drajverov Kody klassov pozvolyayut unificirovat rabotu s odnotipnymi ustrojstvami raznyh proizvoditelej Ustrojstvo mozhet podderzhivat odin ili neskolko klassov maksimalnoe kolichestvo kotoryh opredelyaetsya kolichestvom dostupnyh endpoints Opisanie kodov klassov Kod Nazvanie Primery ispolzovaniya primechanie00h N A Ne zadano01h Audio Zvukovaya karta MIDI02h Communication Device CDC Modem setevaya karta COM port03h Human Interface Device HID Klaviatura mysh dzhojstik05h Physical Interface Device PID Dzhojstik s podderzhkoj Force feedback06h Image Veb kamera skaner07h Printer Printer08h Mass Storage Device MSD USB nakopitel karta pamyati kardrider cifrovaya fotokamera09h USB hub angl 0Ah CDC Data Ispolzuetsya sovmestno s klassom CDC0Bh Smart Card Reader CCID Schityvatel smart kart0Dh Content security Biometricheskij skaner0Eh Video Device Class Veb kamera0Fh Personal Healthcare Indikator pulsa medicinskoe oborudovanieDCh Diagnostic Device Ispolzuetsya dlya proverki sovmestimosti s USBE0h Wireless Controller Bluetooth adapterEFh Miscellaneous ActiveSync ustrojstvaFEh Application specific IrDA ustrojstva rezhim obnovleniya proshivki DFU FFh Vendor specific Na usmotrenie proizvoditelyaElektropitanieV standarte USB predusmotrena vozmozhnost snabzheniya podklyuchyonnyh ustrojstv nebolshoj elektricheskoj moshnostyu Pervonachalno standart USB 2 0 dopuskal maksimalnyj potreblyaemyj ustrojstvom tok do 0 5 A pri napryazhenii 5 V USB 3 0 uvelichil maksimalnyj tok do 0 9 A pri tom zhe napryazhenii Eti standarty pozvolyayut hostu kontrolirovat potreblenie podklyuchyonnyh k shine ustrojstv Dlya etogo v moment podklyucheniya i inicializacii ustrojstvo soobshaet hostu svoi energeticheskie potrebnosti Host ocenivaet energeticheskie vozmozhnosti etogo segmenta seti i razreshaet ili zapreshaet ustrojstvu rabotu V popytkah standartizirovat zaprosy energoemkih ustrojstv v 2007 godu USB IF prinyal specifikaciyu USB Battery Charging kotoraya v ramkah kabelnoj infrastruktury USB 2 0 3 0 pozvolyala uvelichit potreblyaemyj ustrojstvom tok do 5A Pozzhe byla prinyata otdelnaya specifikaciya USB Power Delivery kotoraya predusmatrivaet gorazdo bolshuyu gibkost v upravlenii pitaniem Standarty pitaniya USB Specifikaciya Maks tok Maks napryazhenie Maks moshnostUSB 1 1 2 0 500 mA 5 V 2 5 VtUSB 3 0 900 mA 5 V 4 5 VtUSB 3 2 Gen x2 1 5 A 5 V 7 5 VtBattery Charging 1 2 1 5 A 5 V 7 5 VtPower Delivery 1 0 2 0 3 0 5 A 20 V 100 VtPower Delivery 3 1 5 A 48 V 240 VtDlya tokov bolee 3 A nuzhny specialnye kabeli Dlya napryazhenij 20V i bolshe nuzhny specialnye kabeliUSB Battery Charging Pervaya popytka standartizirovat povyshennoe potreblenie mobilnyh ustrojstv i istochnikov pitaniya s vyhodnym razyomom USB privela k poyavleniyu specifikacii USB Battery Charging Pervaya versiya vyshla v 2007 godu Aktualnaya versiya USB BC 1 2 opublikovana v 2010 godu Specifikaciya razreshala sushestvovanie specialno oboznachennyh kak razyomov USB A s povyshennoj otdachej po toku do 1 5 A Protokol nachalnogo konfigurirovaniya USB dopolnyalsya vozmozhnostyu dogovoritsya o rasshirennom potreblenii Konechnoe ustrojstvo moglo uvelichit potreblenie tolko posle dogovoryonnosti s hostom Takzhe razreshalis razyomy USB A s ne podklyuchyonnymi liniyami dannyh naprimer na zaryadnyh ustrojstvah Takie zaryadnye ustrojstva opredelyalis mobilnym ustrojstvom po zamknutym mezhdu soboj kontaktam D i D Takim ustrojstvam razreshalos otdavat tok do 5 A Dlya malogabaritnyh potrebitelej elektroenergii specifikaciya rekomendovala razyom MicroUSB B USB Power Delivery V novom standarte USB Power Delivery koncepciya elektropitaniya byla znachitelno pererabotana Teper razrabotchiki kak hosta tak i ustrojstva poluchili vozmozhnost gibko upravlyat pitaniem cherez shinu USB Reshenie o tom kto yavlyaetsya istochnikom kto potrebitelem o vozmozhnostyah istochnika i kabelya prinimayutsya v hode dialoga mezhdu ustrojstvami po otdelnomu kanalu svyazi Predusmatrivaetsya vozmozhnost chto v processe dialoga ustrojstvo mozhet potrebovat a host soglasitsya na povyshenie napryazheniya pitaniya s celyu peredachi po USB kabelyu bolshej moshnosti Povyshennoe napryazhenie vydayotsya hostom na provod pitaniya Vbus Dlya sovmestimosti so starymi ustrojstvami host vozvrashaet napryazhenie k starym znacheniyam 5 volt kak tolko obnaruzhivaet otsoedinenie ustrojstva Tehnologiya USB Power Delivery obespechivaet peredachu moshnosti do 100 Vt Blagodarya etomu pri pomoshi obychnogo USB kabelya poyavilas vozmozhnost zaryazhat i podklyuchat vse elektronnye ustrojstva ot istochnika zaryada kotorym mozhet vystupit smartfon noutbuk ili vneshnij akkumulyator USB PD Rev 1 V 2012 godu predstavlena pervaya reviziya USB PD Ispolzovalis standartnye razyomy i kabeli standartov USB 2 0 i 3 0 Upravlenie pitaniem osushestvlyalos putyom dialoga mezhdu potrebitelem i istochnikom po nezavisimomu kanalu svyazi organizovannomu po provodu pitaniya standartnogo kabelya USB Vbus Ispolzovalas chastotnaya modulyaciya s nesushej 24 MGc Standart pozvolyal povyshat napryazhenie na kontakte pitaniya USB Vbus do 12 V ili 20 V pri maksimalnom toke do 5A USB PD 2 0 Vtoraya reviziya standarta vyshla v 2014 godu vmeste so specifikaciej USB 3 1 i privyazana k novomu razyomu USB Type C Teper dlya vydelennogo kanala svyazi mezhdu istochnikom moshnosti i potrebitelem ispolzuetsya otdelnyj provod v kabele Configuration Shannel Takzhe podderzhivaetsya opredelenie tipa kabelya i ego vozmozhnostej po peredache moshnosti dlya chego v kabelyah s uvelichennym maksimalnym tokom dolzhna ustanavlivatsya mikroshema soobshayushaya o parametrah kabelya Standart pozvolyal povyshat napryazhenie na kontakte pitaniya USB Vbus do 9 15 ili 20 V pri maksimalnom toke do 5A Dlya tokov 3A i bolshe trebuetsya ispolzovanie specialnyh kabelej s identifikacionnoj mikroshemoj USB PD 3 0 V 2019 godu vyshla reviziya USB PD 3 0 Ego sushestvennoe otlichie ot USB PD 2 0 rezhim Programmable Power Supply kogda potrebitel zaprashivaet ne fiksirovannoe napryazhenie iz ryada 5 9 15 ili 20 V a mozhet regulirovat napryazhenie v diapazone 3 3 21V s shagom 20mV Takzhe potrebitel mozhet zaprosit u istochnika uvelichenie toka s shagom v 50 mA USB PD 3 1 Vesnoj 2021 goda vyshla reviziya USB PD 3 1 Sushestvennoe otlichie razdelenie rezhimov na Standard Power Range sovmestimo s USB PD 3 0 i Extended Power Range v kotorom vozmozhny napryazheniya 28 36 i 48V Rezhim Programmable Power Supply sohranen tolko dlya Standard Power Range i ne podderzhivaetsya v Extended Power Range Dlya polucheniya vysokogo reguliruemogo napryazheniya vveden rezhim Adjustable Voltage Supply pozvolyayushij ustanovit napryazhenie ot 15 do 48V s shagom 100 mV Takim obrazom maksimalnaya peredavaemaya moshnost dostigla 240Vt Dlya tokov 3A i bolshe i napryazhenij 20V i bolshe trebuetsya ispolzovanie specialnyh kabelej s identifikacionnoj mikroshemoj Dlya markirovki kabelej vysokoj moshnosti razrabotany specialnye logotipy Nestandartnye resheniya Pitanie mobilnyh gadzhetov Osnovnaya statya Protokoly bystroj zaryadki Sushestvuet mnozhestvo ustrojstv potreblyayushih tok sverh vozmozhnostej soglasno specifikacii USB Pri etom trebuemyj ustrojstvom tok zaryada mozhet byt gorazdo vyshe chem razreshaet otdavat standart USB Chtoby obojti eto ogranichenie mnogie proizvoditeli telefonov vyrabotali svoi pravila opredeleniya specialnogo bloka pitaniya zaryadnogo ustrojstva Teper pri podklyuchenii k originalnomu zaryadnomu ustrojstvu telefon poluchaet vozmozhnost zaryazhatsya maksimalno bystro V to zhe vremya pri podklyuchenii k standartnomu USB hostu telefon vypolnyaet rekomendacii standarta USB zaryazhayas ponizhennym tokom ili ne zaryazhayas vovse Naprimer ustrojstva kompanii Apple opredelyayut maksimalnyj otdavaemyj zaryadnym ustrojstvom tok po napryazheniyu na kontaktah D i D Esli D D 2 0 V to maks tok 0 5 A Esli D 2 0 V i D 2 8 V to maks tok 1 A Esli D 2 8 V i D 2 0 V to maks tok 2 A V 2007 godu USB IF prinimaet specifikaciyu USB Battery Charging chem zapuskaet process standartizacii elektropitaniya mobilnyh ustrojstv V 2007 2010 godah prinimaetsya ryad nacionalnyh i mezhdunarodnyh normativov naprimer angl GSM Universal Charging Solution kitajskij Technical Requirements and Test Method of Charger and Interface for Mobile Telecommunication Terminal Equipment soglasno kotorym zaryadnye ustrojstva mobilnyh gadzhetov dolzhny osnashatsya odnotipnymi razyomami rozetka USB A na korpuse zaryadnogo ustrojstva i Micro USB B na samom gadzhete Identifikaciya zaryadnogo ustrojstva proishodit po zamknutym kontaktam D i D Qualcomm Quick Charge Osnovnaya statya Quick Charge Signalizaciya QC 2 0 3 0 Opredelyonnuyu populyarnost priobreli tehnologii kompanii Qualcomm pohozhie na standart USB Power Delivery no bolee prostye v realizacii Bylo vypusheno chetyre sovmestimyh drug s drugom versii specifikacii Versiya Qualcomm Quick Charge 1 0 2013 predusmatrivala pitanie 5 V 2 A i malo otlichalas ot drugih nestandartnyh reshenij Rasprostraneniya ne poluchila Versiya Qualcomm Quick Charge 2 0 2015 kak i USB Power Delivery predusmatrivala vozmozhnost povysheniya napryazheniya pitaniya do 9 12 ili 20 V posle soglasovaniya mezhdu zaryadnym ustrojstvom i gadzhetom No v otlichie ot USB Power Delivery metod dogovora byl gorazdo proshe i pozvolyal ispolzovat sushestvuyushie kabeli i razyomy USB 2 0 3 0 Po sostoyaniyu linij D D gadzhet opredelyaet chto podklyuchyon k zaryadnomu ustrojstvu posle chego vystavlyaet na linii D D opredelyonnoe napryazhenie v sootvetstvii s zhelaemym napryazheniem pitaniya Versiya Qualcomm Quick Charge 3 0 2016 dopolnyaet QC 2 0 vozmozhnostyu plavnoj regulirovki vyhodnogo napryazheniya v diapazone 3 6 20 V po zaprosu gadzheta V 2015 godu USB IF opublikoval metodiku testirovaniya kabelnoj infrastruktury s razyomami Type C gde pryamo zapretil upravlenie napryazheniem na linii pitaniya nestandartnymi metodami Korporaciya Google vypustila rekomendaciyu ne podderzhivat QC 2 0 i 3 0 v Android ustrojstvah Po zayavleniyu inzhenera Google metod zaryadki Qualcomm Quick Charge v versiyah 2 0 i 3 0 narushaet standart USB Type C Soglasno punktu 4 8 2 specifikacij ustrojstvo s razemom USB Type C mozhet podderzhivat sobstvennye metody zaryadki odnako oni ne dolzhny izmenyat napryazhenie Vbus chto delaet QC podnimaya napryazhenie do 9 V i 12 V Problema reshena v specifikacii Quick Charge 4 istochnik ne ukazan 63 dnya Versiya Qualcomm Quick Charge 4 predstavlena v noyabre 2016 goda Zayavlena sovmestimost s kabelyami s razyomami Type C Versiya Qualcomm Quick Charge 4 predstavlena letom 2017 goda PoweredUSB V drugom yazykovom razdele est bolee polnaya statya PoweredUSB angl Vy mozhete pomoch proektu rasshiriv tekushuyu statyu s pomoshyu perevodaRazyomy PoweredUSB V 1999 godu gruppa proizvoditelej torgovogo oborudovaniya prinyala korporativnyj standart po kotoromu razyom USB osnashalsya dopolnitelnymi kontaktami s napryazheniyami 5 V 12 V ili 24 V i tokom do 6 A Eto reshenie ne bylo podderzhano USB IF KritikaV razdele ne hvataet ssylok na istochniki sm rekomendacii po poisku Informaciya dolzhna byt proveryaema inache ona mozhet byt udalena Vy mozhete otredaktirovat statyu dobaviv ssylki na avtoritetnye istochniki v vide snosok 2 oktyabrya 2014 Razyomy mini i osobenno Micro USB vsledstvie konstruktivnyh proschyotov proizvoditelya zachastuyu so vremenem razbaltyvayutsya nachinayut teryat kontakt i ne imeyut dostatochno nadyozhnogo krepleniya k pechatnoj plate iz za chego pri intensivnoj ekspluatacii mogut byt polnostyu ili chastichno povrezhdeny V nekotoryh sluchayah gnyozda otryvayutsya chto mozhet privesti k neobhodimosti zameny platy ili dazhe priobreteniya novogo ustrojstva v svyazi s nevozmozhnostyu normalnogo vosstanovleniya otorvannyh pechatnyh dorozhek Protokol trebuet ot konechnogo ustrojstva podderzhaniya dostatochno slozhnogo algoritma kak dlya neposredstvenno obmena po shine tak i dlya podderzhaniya soputstvuyushih funkcij tipa inicializacii ili otvetov na sluzhebnye soobsheniya Vvidu svoej slozhnosti i raznoobraznosti ustrojstva zachastuyu apparatno vypolnyayut lish bazovye urovni protokola ostavlyaya verhnie na otkup programmnomu kodu Eto privodit k zametnym neproizvoditelnym zatratam programmnoj pamyati i vremeni a takzhe soderzhit ugrozu oshibok i popytok izbytochno uprostit programmnyj kod v usherb sootvetstviyu standartu Kod proizvoditelya VID vydayotsya razrabotchiku ustrojstva lish posle byurokraticheskoj procedury i oplaty poryadka 5000 Dopolnitelno organizaciya razrabotchikov standarta USB IF negativno otnositsya k pereprodazhe vladelcami kodov proizvoditelya kodov ustrojstv PID Vsyo eto ogranichivaet dostupnost shiny dlya melkih proizvoditelej i nezavisimyh razrabotchikov Svobodno dostupnyh kodov dlya ustrojstv realizuyushih standartnye funkcionalnosti naprimer port obmena ustrojstvo pamyati ili audioustrojstvo sozdateli standarta ne predostavlyayut Spisok klassov i podklassov ustrojstv chastyami neposledovatelen chrezmerno razdut podklassy odnogo urovnya zachastuyu neravnocenny i soderzhat ustarevshuyu funkcionalnost Kak rezultat podderzhka opredelyonnogo standartnogo klassa zachastuyu trebuet izbytochnogo koda ne nuzhnogo dlya neposredstvennogo funkcionirovaniya kak so storony ustrojstva tak i hosta kompyutera To zhe otnositsya i k tipam peredavaemyh paketov chast iz kotoryh imeet skoree istoricheskoe znachenie Nesmotrya na zayavlennuyu universalnost mnogie ustrojstva dazhe prinadlezhashie standartnym klassam bolshej chastyu trebuyut programmnoj podderzhki i otdelnyh drajverov na hoste Tak sovremennaya operacionnaya sistema Windows pri podklyuchenii vneshnego COM porta ili GPS navigatora kotorye otnosyatsya k odnomu standartnomu klassu kommunikacionnyh ustrojstv trebuet dlya kazhdogo iz ustrojstv otdelnogo drajvera Eto nalagaet na proizvoditelej otdelnye obyazannosti po sozdaniyu i vozmozhno podpisyvaniyu drajverov i soderzhit risk nerabotosposobnosti ustrojstva na operacionnoj sisteme drugoj versii Po sravneniyu s drugimi formatami peredachi dannyh format USB 1 0 imeet bolshie latentnosti zaderzhki peredachi informacii V formate USB 2 0 High Speed sozdateli predprinyali popytku dlya umensheniya problem latentnosti no etot format sam po sebe trebuet nalichiya vysokoskorostnogo priyomoperedatchika i vysokochastotnogo kabelya sopryazheniya chto vo mnogih sluchayah yavlyaetsya izbytochnym i dorogostoyashim Universalnost meshaet rabote s tajnoj upravleniyu kritichnymi processami odin i tot zhe port goditsya i dlya klaviatury i dlya nositelya dannyh Nedostatki USB 2 0 Hotya teoreticheskaya maksimalnaya propusknaya sposobnost USB 2 0 sostavlyaet 480 Mbit s 60 MB s na praktike obespechit propusknuyu sposobnost blizkuyu k pikovoj ne udayotsya maks 45 MB s chashe do 30 MB s Eto obyasnyaetsya tem chto shina USB yavlyaetsya poludupleksnoj dlya peredachi dannyh v obe storony ispolzuetsya vsego odna vitaya para poetomu za odin takt dannye mogut byt peredany tolko v odnu storonu i sootvetstvenno dlya dvunapravlennogo obmena dannymi trebuetsya dva takta Dlya sravneniya shina FireWire v standarte IEEE 1394 1394a hot i obladaet menshej pikovoj propusknoj sposobnostyu 400 Mbit s chto formalno na 80 Mbit s 10 MB s menshe chem u USB 2 0 no buduchi dupleksnoj dlya peredachi dannyh ispolzuetsya dve vitye pary kazhdaya v svoyu storonu i dlya dvunapravlennogo obmena dannymi trebuetsya 1 takt ona pozvolyaet obespechit bo lshuyu propusknuyu sposobnost 50 MB s dlya obmena dannymi s zhyostkimi diskami i drugimi ustrojstvami hraneniya informacii V svyazi s etim raznoobraznye mobilnye nakopiteli uzhe davno upirayutsya v nedostatochnuyu prakticheskuyu propusknuyu sposobnost USB 2 0 Preimushestva USB 3 0 Soderzhimoe etoj stati nuzhdaetsya v chistke Tekst soderzhit mnogo malovazhnyh neenciklopedichnyh ili ustarevshih podrobnostej Pozhalujsta uluchshite statyu v sootvetstvii s pravilami napisaniya statej Vozmozhnosti peredachi dannyh na skorosti do 5 Gbit s Kontroller sposoben odnovremenno prinimat i otpravlyat dannye polnodupleksnyj rezhim chto uvelichilo skorost raboty USB 3 0 obespechivaet bo lshuyu silu toka chto uproshaet podklyuchenie takih ustrojstv kak naprimer zhyostkie diski USB 3 0 sovmestim so starymi standartami Imeetsya vozmozhnost podklyuchat starye ustrojstva v novye porty Ustrojstva USB 3 0 mozhno podklyuchat k portu USB 2 0 v sluchae dostatochnosti elektropitaniya no skorost raboty ustrojstva budet ogranichena skorostyu raboty porta Uyazvimost V avguste 2014 goda byla prodemonstrirovana realizaciya uyazvimosti ustrojstv USB poluchivshej nazvanie BadUSB Nekotorye USB ustrojstva pozvolyayut izmenyat mikroprogrammu mikroshemy otvechayushuyu za vzaimodejstvie s kompyuterom Zloumyshlennik provedya revers inzhiniring konkretnogo ustrojstva mozhet sozdat i zapisat v nego vredonosnyj kod Etot vredonosnyj kod mozhet naprimer imitiruya klaviaturu proizvesti neobhodimye dejstviya za polzovatelya na zarazhaemom kompyutere ili imitiruya setevoe ustrojstvo izmenit setevye nastrojki takim obrazom chto polzovatel budet prosmatrivat sajty Interneta cherez podkontrolnye zloumyshlenniku promezhutochnye servery Farming Krome togo imitiruya USB flesh nakopitel vredonosnyj kod mozhet zagruzit i zapustit na kompyutere s vklyuchyonnym avtozapuskom virusnuyu programmu Takoj virus mozhet skopirovat sebya i na drugie ustrojstva USB podklyuchyonnye v dannyj moment k kompyuteru zarazhaya vsyo novye USB ustrojstva veb kamery klaviatury flesh karty i dr Zlovrednoe ustrojstvo USB Kill i podobnye mogut ekspluatirovat druguyu uyazvimost srazu posle podklyucheniya k pitaniyu USB ustrojstvo formiruet seriyu vysokovoltnyh impulsov na kontakty dannyh unichtozhaya cennye mikroshemy vnutri kompyutera Uyazvimost voznikaet blagodarya dostupnosti gnyozd USB a takzhe iz za togo chto na vse porty USB podayotsya pitanie vne zavisimosti ot togo kakoe ustrojstvo v nih podklyuchayut i iz za slaboj zashity ot vysokogo napryazheniya v vysokoskorostnyh kontaktah podklyuchyonnyh k mikroshemam i vyvedennyh na korpus USB i FireWire 1394 Protokol USB Mass Storage predstavlyayushij soboj metod peredachi komand SCSI po shine USB imeet bo lshie nakladnye rashody chem sootvetstvuyushij emu protokol SBP 2 shiny FireWire 1394 Poetomu pri podklyuchenii vneshnego diska ili privoda CD DVD po FireWire udayotsya dostich bolshej skorosti peredachi dannyh Krome togo USB Mass Storage ne podderzhivalsya v staryh OS vklyuchaya Windows 98 i treboval ustanovki drajvera SBP 2 zhe v nih podderzhivalsya iznachalno Takzhe v staryh OS Windows 2000 protokol USB storage byl realizovan v urezannom vide ne pozvolyavshem ispolzovat funkciyu zapisi CD i DVD diskov na podklyuchyonnom po USB diskovode SBP 2 nikogda ne imel takih ogranichenij Shina USB strogo orientirovana poetomu soedinenie dvuh kompyuterov trebuet dopolnitelnogo oborudovaniya Soedinenie oborudovaniya bez kompyutera naprimer printera i skanera ili fotoapparata i printera bylo opredeleno standartom USB OTG ranee zhe eti realizacii byli zavyazany na konkretnogo proizvoditelya Shina 1394 FireWire iznachalno ne podverzhena etomu nedostatku naprimer mozhno soedinit dve videokamery Sm takzheHDMI DisplayPort ThunderboltPrimechaniya82371FB PIIX and 82371SB PIIX3 PCI ISA IDE Xcelerator neopr Intel maj 1996 Data obrasheniya 12 marta 2016 13 marta 2016 goda USB A Plug Form Factor Revision 1 0 neopr PDF USB Implementers Forum 23 marta 2005 Body length is fully 12 mm in width by 4 5 mm in height with no deviations Data obrasheniya 4 iyunya 2017 19 maya 2017 goda USB C Power Delivery Hits 240W with Extended Power Range neopr Data obrasheniya 23 fevralya 2022 14 noyabrya 2021 goda USB ispolnilos dvadcat let izobretatel porta obyasnil pochemu konnektor iznachalno ne sdelali perevertyshem neopr Data obrasheniya 28 iyunya 2019 19 noyabrya 2015 goda Happy birthday USB The standard turns 20 and proud inventor Ajay Bhatt tells all neopr Data obrasheniya 28 iyunya 2019 31 maya 2019 goda Useless Serial Bus USB stands for Useless Serial Bus 1 USB Acronym Abbreviation Meaning What Does USB Stand For neopr Data obrasheniya 10 marta 2012 18 marta 2013 goda Why Does USB Keep Changing Nostalgia Nerd YouTube neopr Data obrasheniya 13 iyunya 2021 18 iyunya 2021 goda USB 4 Everything We Know Including Apple Support Tom s Hardware neopr Data obrasheniya 13 iyunya 2021 30 iyunya 2021 goda Kak soedinit kompyutery cherez USB neopr 23 avgusta 2003 Data obrasheniya 27 sentyabrya 2016 31 marta 2016 goda Connecting Two PCs Using a USB USB Cable Hardware Secrets neopr Data obrasheniya 28 sentyabrya 2016 30 sentyabrya 2016 goda neopr Data obrasheniya 28 oktyabrya 2015 Arhivirovano iz originala 28 oktyabrya 2015 goda USB org USB Naming and Packaging Recommendations neopr Data obrasheniya 7 yanvarya 2013 Arhivirovano 14 yanvarya 2013 goda K planshetam na svobodnyh OS mozhno podklyuchat lyubuyu periferiyu no eto trebuet sborki sobstvennogo yadra Arhivirovannaya kopiya neopr Data obrasheniya 31 marta 2017 31 marta 2017 goda USB 3 0 pod ugrozoj neopr Data obrasheniya 28 oktyabrya 2009 24 maya 2011 goda Uznajte bolshe o revizii B3 ot 4 marta 2012 na Wayback Machine angl Arhivirovannaya kopiya neopr Data obrasheniya 11 iyunya 2009 12 iyunya 2009 goda Blog razrabotchika Linux USB subsystem Sarah Sharp The USB IF doesn t want you to be confused about USB Type C neopr Data obrasheniya 24 fevralya 2020 24 fevralya 2020 goda Razyom USB Type C plyusy minusy i osobennosti AndroidLime neopr androidlime ru Data obrasheniya 24 marta 2016 5 aprelya 2016 goda neopr Data obrasheniya 19 avgusta 2016 Arhivirovano iz originala 20 avgusta 2016 goda USB 3 1 GEN 1 amp GEN 2 EXPLAINED neopr Data obrasheniya 19 avgusta 2016 19 sentyabrya 2016 goda neopr Data obrasheniya 19 avgusta 2016 Arhivirovano iz originala 14 maya 2009 goda Synopsys Demonstrates Industry s First SuperSpeed USB 10 Gbps Platform to Platform Host Device IP Data Transfer Press release Mountain View California Synopsys 2013 12 10 24 dekabrya 2013 Data obrasheniya 23 dekabrya 2013 As measured by the Ellisys USB Explorer Protocol Analyzer the IP realized 10 Gbps USB 3 1 effective data rates of more than 900 MBps between two Synopsys HAPS 70 FPGA based prototyping systems while using backward compatible USB connectors cables and software USB 3 2 Specification angl USB Implementers Forum Inc Data obrasheniya 29 maya 2018 Arhivirovano 1 iyunya 2012 goda Sergej Karasyov Opublikovana specifikaciya standarta USB 3 2 neopr 3DNews 28 sentyabrya 2017 Data obrasheniya 29 maya 2018 29 maya 2018 goda Sergej Karasyov Provedena pervaya v mire demonstraciya vozmozhnostej interfejsa USB 3 2 neopr 3DNews 28 maya 2018 Data obrasheniya 29 maya 2018 29 maya 2018 goda Zabudte o USB 3 0 i USB 3 1 standart USB 3 2 ostanetsya edinstvennym tretim neopr Data obrasheniya 27 fevralya 2019 27 fevralya 2019 goda USB 3 2 Specification Language Usage Guidelines from USB IF neopr Data obrasheniya 6 marta 2020 3 noyabrya 2021 goda USB DevDays 2019 Branding Session neopr Data obrasheniya 6 marta 2020 22 marta 2020 goda USB4 Specification USB IF angl USB Implementers Forum 29 avgusta 2019 Data obrasheniya 4 sentyabrya 2019 12 avgusta 2021 goda USB4 USB IF neopr www usb org Data obrasheniya 3 sentyabrya 2019 24 noyabrya 2021 goda Thunderbolt is optional in USB4 USB4 spec says angl PCWorld 3 sentyabrya 2019 Data obrasheniya 4 sentyabrya 2019 6 avgusta 2020 goda USB4 uvelichit skorost peredachi dannyh po kabelyam USB Type C do 40 Gbit s rus 3DNews 4 marta 2019 Data obrasheniya 4 sentyabrya 2019 6 marta 2019 goda Morten Christensen Upgrade Your SoC Design to USB4 ot 4 avgusta 2020 na Wayback Machine Predstavleny novye logotipy kabelej USB Type C sertificirovannyh po nominalnoj moshnosti neopr Data obrasheniya 2 oktyabrya 2021 2 oktyabrya 2021 goda Na kabelyah i ustrojstvah s USB Type C teper budet ukazyvatsya ne tolko skorost peredachi dannyh no moshnost zaryadki neopr Data obrasheniya 2 oktyabrya 2021 2 oktyabrya 2021 goda Andrej Zhuchenko Anonsirovan standart USB4 Version 2 0 s propusknoj sposobnostyu 80 Gbit s rus 3DNews 1 sentyabrya 2022 Data obrasheniya 11 sentyabrya 2022 11 sentyabrya 2022 goda High Speed Inter Chip USB Electrical Specification neopr Data obrasheniya 3 yanvarya 2015 3 dekabrya 2017 goda What is HSIC neopr Data obrasheniya 28 dekabrya 2014 12 sentyabrya 2015 goda Inter Chip Supplement to the USB Revision 3 0 Specification neopr Data obrasheniya 21 noyabrya 2008 Arhivirovano 1 iyunya 2012 goda neopr Data obrasheniya 1 noyabrya 2007 Arhivirovano iz originala 10 noyabrya 2007 goda Guk M Apparatnye sredstva IBM PC SPb Piter 2000 S 708 723 ISBN 5 88782 290 2 Agurov P V Interfejs USB Praktika ispolzovaniya i programmirovaniya SPb BHV Peterburg 2004 576 s ISBN 5 94157 202 6 CES 2013 neopr Optical Cables by Corning Data obrasheniya 13 yanvarya 2013 Arhivirovano iz originala 18 yanvarya 2013 goda USB Development Tools neopr Data obrasheniya 23 noyabrya 2016 4 dekabrya 2016 goda USB Software and Hardware Tools neopr Data obrasheniya 23 noyabrya 2016 19 noyabrya 2016 goda Independent Test Labs neopr Data obrasheniya 28 marta 2019 28 marta 2019 goda neopr Data obrasheniya 22 marta 2012 Arhivirovano iz originala 2 aprelya 2007 goda Tipy zaryadnyh portov neopr Data obrasheniya 15 iyulya 2016 16 iyulya 2020 goda The Basics of USB Battery Charging A Survival Guide neopr Data obrasheniya 30 iyunya 2016 9 sentyabrya 2019 goda neopr Data obrasheniya 8 noyabrya 2016 Arhivirovano iz originala 28 marta 2016 goda Kak rabotaet Power Delivery ot 21 sentyabrya 2017 na Wayback Machine Habr 22 01 2013 Revolyuciya interfejsov USB 3 1 Type C v detalyah Vzglyad elektronshika ot 11 aprelya 2018 na Wayback Machine Habr 18 05 2015 USB Power Delivery chto eto i kak rabotaet AndroidLime rus androidlime ru Data obrasheniya 6 maya 2018 7 maya 2018 goda USB IF Announces New Certified USB Type C Cable Power Rating Logos neopr Data obrasheniya 2 oktyabrya 2021 1 oktyabrya 2021 goda Zaryadka gadzhetov cherez USB neopr Data obrasheniya 15 iyulya 2016 21 iyulya 2016 goda Zaryadka gadzhetov cherez USB neopr Data obrasheniya 30 iyunya 2016 16 avgusta 2016 goda Modify a cheap USB charger to feed an iPod iPhone or Samsung Galaxy neopr Data obrasheniya 8 noyabrya 2016 7 oktyabrya 2011 goda Technical Requirements and Test Method of Charger and Interface for Mobile Telecommunication Terminal Equipment CCSA YD T 1591 2006 later updated to YD T 1591 2009 How to conform to China s new mobile phone interface standards neopr Data obrasheniya 8 noyabrya 2016 14 maya 2014 goda Qualcomm Quick Charge chto eto i kak rabotaet tehnologiya bystroj zaryadki ot 18 maya 2021 na Wayback Machine galagram com 05 05 2017 Tehnologiya Qualcomm Quick Charge 4 uskorit zaryadku na 15 ot 30 maya 2020 na Wayback Machine 3dnews ru 02 06 2017 Google to OEMs Don t use Qualcomm Quick Charge USB PD is the future There are two competing quick charge standards Google wants to kill one of them Ars Technica 11 10 2016 Belmer Patrik Funkciya bystroj zaryadki Qualcomm narushaet standart USB Type C rus Hardwareluxx Russia 26 aprelya 2016 Data obrasheniya 16 aprelya 2024 Quick Charge technology and USB C Specifically it s not possible to support both standards in the same device Google engineer warns USB C Qualcomm Quick Charge are incompatible www extremetech com 25 04 2016 Predstavlena tehnologiya Qualcomm Quick Charge 4 Tehnologiya Qualcomm Quick Charge 4 stala na 20 bystree iXBT com 17 11 2016 MCS Electronics USB Product ID note neopr Data obrasheniya 1 iyunya 2015 24 iyunya 2015 goda Manuel Masiero Achim Roos Adata DashDrive Air AE400 Review Wi Fi Charger And Card Reader File Access And Streaming neopr www tomshardware com 10 iyulya 2013 Teener Michael J What is Firewire neopr Data obrasheniya 14 iyulya 2008 3DNews V standarte USB obnaruzhena kriticheskaya uyazvimost neopr Data obrasheniya 6 oktyabrya 2014 7 oktyabrya 2014 goda Fleshka razrushitel szhigaet kompyuter razryadom v 200 volt ot 16 sentyabrya 2016 na Wayback Machine computerworld ru 12 09 2016 Legendarnaya fleshka ubijca postupila v prodazhu ot 15 sentyabrya 2016 na Wayback Machine Rossijskaya gazeta 2016 09 14 Nakopitel USB Kill 2 0 za sekundu mozhet unichtozhit prakticheski lyuboj PK ot 19 sentyabrya 2016 na Wayback Machine securitylab ru USB brelok za sekundu vyvodyashij PK iz stroya stoit vsego 50 ot 15 sentyabrya 2016 na Wayback Machine 3dnews ruLiteraturaUniversalnaya posledovatelnaya shina USB Modernizaciya i remont PK Upgrading and Repairing PCs Skott Myuller 17 e izd M 2007 Gl 15 Posledovatelnyj parallelnyj i drugie interfejsy vvoda vyvoda S 1016 1026 ISBN 0 7897 3404 4 SsylkiMediafajly na Vikisklade usb org oficialnyj sajt USB USB Document Library USB 3 2 USB 2 0 Wireless USB USB Type C USB Power Delivery angl Raspajka razyoma USB 1 1 i 2 0 Raspajka razyoma USB A B mini List of USB ID s Vendors devices and interfaces angl USB in a NutShell vyderzhki iz standarta dlya razrabotchikov periferii angl USB in a NutShell perevod na russkij yazyk SuperSpeed USB 3 0 FAQ SuperSpeed USB 3 0 Voprosy i Otvety angl SuperSpeed USB 3 0 FAQ perevod na russkij yazyk USB Universal Serial Bus Specification Universalnaya posledovatelnaya shina Vladimir Yashkardin www SoftElectro ru 2011 Vidy USB razyomov i shtekerov s tochki zreniya obychnogo polzovatelya pc hard ru 2012 Revolyuciya interfejsov USB 3 1 Type C v detalyah Vzglyad elektronshika Chto takoe USB OTG v smartfone i planshete