USB: какво е, типове, формати и скорости 【пълно ръководство】 ⚡✔️

USB, Universal Serial Bus за адвокати, е хладното дете на детската площадка днес. Практически всички електронни устройства имат нещо общо с това и в крайна сметка ние го използваме за почти всичко. Клавиатури, мишки, външни спомени, слушалки, джойстици и т.н. Днес ще прегледаме една много бърза история откъде идва тази красавица, нейните формати, скорости и други. Да започнем!

Индекс на съдържанието

Малък контекст

През 1996 г. USB се роди в резултат на сътрудничеството на компютърния дизайнер Ajay V. Bhatt и Intel Corporation. Тази шина предава информация между компютъра и други свързани с него периферни устройства, като по-късно се разширява до почти всяко друго съществуващо устройство. Това, което накара този тип пристанища да се бомбардира и да се издигне над останалите, беше способността му да служи като връзка за огромен брой устройства.

Ставайки стандартизиран конектор, USB вече е задължителен за производителите на всички видове продукти и неговите скорости и размери на портове трябваше да се адаптират към времената. Неговата гъвкавост направи ненужни портове, които по-рано са имали безспорни приложения, като PS / 2 на по-стари клавиатури и мишки.

Как работи USB

Е, преди да влезем в риза с единадесет пръчки, нека започнем с основните положения. Уверяваме ви, че тук ще се опитаме да намалим техническите характеристики до минимум и да поддържаме разбираем език за всички публики, не се паникьосвайте!

USB кабел

За да обясним този раздел, ще направим разлика между USB кабела и това, което е самият порт. Устройство, свързано чрез USB чрез кабел, съдържа две вътрешни разклонения. Те са известни като кабел с усукана двойка . При този тип конектори напрежението е 5 волта и това, което може да варира, е неговата интензивност (ампераж) в зависимост от версията, както и други разлики в производството му:

• USB 1.0 до 2.0: Двата кабела могат едновременно да изпращат и получават, но не едновременно. То е това, което знаем като полудуплекс . Изходната му интензивност е 500 mAh. USB 3.0 нататък: броят на кабелите се увеличава на четири и това позволява да се изпращат и получават данни едновременно: два за всяка функция. Това ще бъде пълен дуплекс . Интензивността му е 900 mAh.

USB порт

В рамките на конектора ще открием, че има разлики в броя на пиновете и формата на контактите, които варират в зависимост от техния размер и USB версията. Ще обясним това задълбочено в раздела "USB формати на портове", след като разбили функциите му.

След като свържем USB към нашия компютър, телевизор или таблет, системата идентифицира устройството и (ако е необходимо) позволява да се „инсталира“, като търси най-подходящия драйвер за неговия профил (това се случва, когато свържем елементи като мишка за първи път, принтер или pendrive ). В редкия случай, че това не е така, зависи от потребителя да търси и ръчно да инсталира драйверите, от които се нуждае. Така се създава този тип формат на връзка, генериращ бърз и динамичен трансфер на информация, който не изисква изключване на компютъра.

Версии на USB

Прототипи в разработка

Подобно на всички продукти, USB имаше фаза на тестване и прототипиране преди стартиране, която се състоеше в процес на разработка, докато стигнахме до версия 1.0, която накрая беше пусната през 1996 г.

• USB 0.7 : пуснат през ноември 1994. USB 0.8 : пуснат през декември 1994. USB 0.9 : освободен през април 1995. USB 0.99 : освободен през август 1996.

Можем да кажем, че това бяха неговите „алфа-прототипи“ и доведоха екипа до окончателната версия, която всички знаем.

USB на пазара

USB 1.0, 1996г

Далеч от това, което всички бихме могли да мислим днес, като се има предвид, че мнозина през 90-те не биха забелязали разликата, USB не беше, че беше посрещнат с отворени обятия, когато удари пазара. С максимална скорост на предаване от 1.5Mbit / s (около 188 kB / s), този първи модел беше по-бавен от лошия кон. Въпреки хладното си начало, този порт се използва главно за ежедневни устройства като клавиатури, мишки, уеб камери или USB пръчки . Въпреки бързината си, това въведение запозна широката общественост с използването му и проправи пътя за това, което предстои.

USB 1.1, 1998г

Версията, която наистина предизвика проблема и започна състезанието към USB слава. Една десета може да не изглежда много различна с просто око, но вече ви казах, че разликите бяха забележителни. Скоростта на предаване премина от 1.5Mbit / s на 12Mbit / s. Както можете да си представите, USB 1.1 изглеждаше като Формула 1 до своя предшественик и бързо набра сила. Използването му продължи да се разнообразява благодарение на придобитата популярност. USB се установи стабилно на пазара.

USB 2.0, 2000г

Тук дойде изтребителят, висока скорост с главни букви, въпреки че това е аспект, който няма да спре в тази версия. От 12Mbit / s преминаваме към 480Mbit / s. Това е около 60 мегабайта в секунда при оптимални условия, въпреки че беше някак изневери. Обикновено бихме открили, че реалната му скорост е била около 280Mbit / s.

USB 2.0 е тук, за да остане с нас дълго време и това се дължи главно на дигиталната ера на новия век. Разделителната способност на изображението в 1080p Full HD кара филмите, сериите или фотографиите да стават все по-тежки всеки път, така че е необходимо да се увеличи скоростта на пренос на мултимедийните устройства, следователно скоростта се увеличава почти четиридесет пъти в сравнение с 1.1.

USB 3.0, 2009 г.

Отне девет години, за да се появи нова версия на пазара. Ако USB 2.0 вече ни се стори бърз като боец, 3.0 е директно космическа ракета. Със скорост на трансфер до 4, 8 Gbit / s (600 MB / s) тази грешка излезе на улицата със скорост 2.0. Въвеждането на този порт присъства в повечето лаптопи, настолни компютри, USB стикове и външни твърди дискове, въпреки че е възможно да го намерите и в продукти като дънни платки.

Препоръчваме да прочетете: USB 3.0 срещу USB 3.1 - Най-важните разлики.

Обикновено можем да го различим по стандартния му размер, тъй като вътрешният раздел на конектора е обикновено син, а не черен. Във версия 3.0 и до появата на USB 4.0 откриваме два по-късни варианта, известни като SuperSpeed ​​или Super Speed:

• USB 3.1 SuperSpeed, 2013: Скоростта на трансфер се увеличава от 4, 8 Gbit / s (600 MB / s) до 10 Gbit / s (1, 25 GB / s). USB 3.2 SuperSpeed, 2019: Ние сме през 2019 г., но въпреки че USB 3.2 е обявен за края на годината, той все още не е официално стартиран. Очаква се тя да достигне скорост на трансфер до 20 Gbit / s (2, 5 GB / s) и да можем да намерим съвместими компоненти, периферни устройства и компютри до 2020 г.

Свързан с този раздел може да се интересувате: USB 3.1 Gen 1 срещу USB 3.1 Gen 2 Всички разлики между USB портовете.

Портови формати

Добре, сега, когато знаем за версиите, нека разгледаме видовете пристанища. Тук имаме ситуация, подобна на тази на HDMI. Тънките формати се принуждават да получават конектори с все по-намален дизайн за свързване на кабели към мобилни устройства, камери, лаптопи, таблети и други. USB-ите не са останали извън тази лига и тъй като винаги има счупване за рип, това са техните формати:

Изображение: wikimedia commons

USB тип A

Тип A конектори са моделът, който се свързва директно към процесора. В тази категория можем да намерим следните размери:

Стандартен USB A

Този за цял живот, знаете за кой говоря. Всички USB стикове , мишки, клавиатури, телевизори и твърди дискове ги използват, последвани от дълъг списък с други устройства. Ние ги виждаме повече от комичните.

• USB тип А се характеризира с това, че има таб (черно като общо правило, син за версии 3.0), който не позволява да ги свържем назад. Контактът на четирите му щифта е в хоризонтална линия.

Стандартен USB 3.0 Тип A

USB 3.0 по подразбиране споделя всички структурни характеристики на стандартния порт тип A, използван от по-големите му братя, но добавя пет вътрешни пина за двупосочен пълен дуплекс обмен на данни, който обясняваме в раздела за това как работи USB.

USB 3.0 тип A и тип C

Микро USB тип A

Тази версия на Micro USB тип A е оттеглена и се счита за остаряла от мнозина. И четирите щифта все още са в хоризонтална линия и положението на конектора е гарантирано от формата на порта, а не от използването на вътрешен раздел.

Можете да намерите повече информация тук: Micro-USB: За какво е и за какво се използва в момента?

USB тип B

Тип B конектори обикновено са предназначени за периферни устройства или оборудване със специфични функции. В тази категория можем да намерим следните размери:

Стандартен USB B

• Като общо правило те са квадратчета с два заоблени ъгъла, за да се улесни правилната им връзка.Полците са разделени на две противоположни двойки.

Обичайно е да намерите този тип конектори за устройства или периферни устройства, които трябва да бъдат свързани към компютри, като някои принтери или касови апарати, между другото.

Стандартен USB 3.0 Тип B

Той е инструмент в скоростта на предаване на данни, тъй като добавя петте си пина за пълния дуплекс. Форматът му е малко по-дебел от стандартния тип Б.

Мини USB тип B

В рамките на тези портове можем да намерим два варианта на връзка:

1. Мини USB 5-пинов тип B. 8-пинов Mini USB тип B

Това е така, защото повечето телефони, камери или таблети изискват изключително малки портове, но броят на необходимите контактни щифтове може да варира в зависимост от неща като усилватели на зарядното устройство (например).

Микро USB тип B

Следвайте линията на Micro USB тип A и Mini USB тип B, тя изглежда като още една алтернатива за свързване на тънки или малки устройства. Той е този, който имаме в повечето си мобилни устройства, камери или таблети за функции като свързване на зарядното устройство.

Micro USB 3.0 тип B

Същият като Micro USB тип B, но форматът му се променя леко, за да отговаря на изискванията на подобрената му скорост на предаване.

USB Type-C

Това е сравнително скорошен тип порт, който за радост на мнозина (включително и аз) не е позициониран погрешно. Неговите конектори са напълно симетрични, така че борбата за поставяне на USB в положението, в което трябва да бъде (което никога не е първият опит) не съществува. Обикновено ги намираме в периферни устройства, като най-новите модели клавиатури или смартфони .

Изображение: Niridya - Собствена работа, базирана на: USB Type-C. От 2009 г. Европейската комисия за единния пазар се опитва да установи регламент за регулиране на големия брой конектори за мобилни зарядни устройства, които са на пазара, и ги обединява в единен модел по подобен начин на този на компютърните зарядни устройства. преносим, ​​въпреки че досега е неуспешен. Последният предложен кандидат беше USB Type C.

Сравнение на скоростта

Тук предлагаме състезание, за да можете да проверите графично разликата между различните версии на USB, съществуващи до момента.

Както може би сте забелязали, спряхме да изясним аспектите на скоростта на трансфер. Това е така, защото еволюцията винаги носи със себе си известни разходи и е, че най-честото нещо за обикновения потребител е да не актуализира хардуера си със същата скорост като пазара (което би било постоянно).

Пристигнали тук препоръчваме: USB 2.0 срещу USB 3.0 срещу USB 3.1. и като BONUS: конектори за компютър

Всичко това води до това, че в момента имаме различни устройства или USB портове с различни версии, така че прехвърлянето на данни, което можем да очакваме, не винаги ще бъде в състояние да достигне максималната разрешена скорост. Най-добрият пример за това е ефектът на затрудненията, който се генерира, когато свържем нашия pendrive 3.0 към лаптоп, чийто порт е 2.0, за да премине филм или серия.

В момента най-големият проблем за производителите е, че технологията да правят устройства по-бързи вече е тук, но това, което потребителят се справя през деня си, е „остаряло“.

Изводи за USB

Нека бъдем честни, пристигането на USB беше благословия и промени живота ни през хилядолетие, в което цифровата епоха вече е нещо неудържимо. С непрекъснато нарастващите качества на изображението и разделителните способности беше необходим тип универсален конектор, който достигна необходимата скорост на предаване на данни и USB удари в полето в точното време.

Ефективно ще забележим разликата в скоростта на по-новата версия на порта, която използваме, но има фактори, които трябва да вземем предвид при съществуващите версии. Наличието на външен твърд диск или USB флаш устройство, което има 3.0 свързан към компютър, чийто порт е 2.0, няма да ни накара да се отървем от ефекта на препятствието при прехвърляне на данни. Трябва да вземем предвид версията както на предавателя, така и на приемника, за да гарантираме максимална производителност.