В данной статье я хочу подробнее рассказать о спецификациях USB. Будут затронуты различные характеристики интерфейсов и отличия USB 3.0 от 2.0. Версия 1.0 в расчет я не беру, потому что она почти не используется. я говорил о том, как определить, какой порт стоит на ноутбуке и компьютере, советую почитать.

Давайте начнем с самого начала и узнаем, как расшифровывается USB. Это Universal Serial Bus в переводе универсальная последовательная шина. Создана была еще в 1996 году и поддерживалась такими компаниями, как Intel, Microsoft и другими. На данный момент технология действительно является универсальной и поддерживает большинство современных устройств. Вы можете подключить к USB компьютерную мышь, жесткий диск, сканер и принтер, смартфон, флешки и многое другое.

Новый стандарт USB 3.0

На самом деле не такой уж он и новый, потому что был создан в 2007 компанией Intel и имеет название Super Speed , так как скорость была очень высокая по сравнению с предыдущими спецификациями. Так в чем же отличие USB 3.0 и 2.0? Существенное отличие только в скорости. Теоретически известно, что USB 2.0 должен передавать скорость 480 Мб/с, но на самом деле редко достигает 200 Мб/с. А вот USB 3.0 намного превзошла своего предшественника – скорость может достигать 5 Гб/с. Хотя все зависит от оборудования, с которым вы работаете.

Еще есть один момент, на который стоит обратить внимание. В новом стандарте увеличена сила тока до 900 мА, в USB 2.0 сила тока составляет 500 мА. Думаю, это большой плюс, потому что вы можете намного быстрее зарядить несколько устройств при наличии USB-хаба.

Есть и недостатки USB 3.0. например, технология поддерживается в Windows, начиная с версии Vista, в Windows XP такой поддержки нет. Цена тоже играет немаловажную роль и пока еще является довольно высокой. Большинство устройств все еще ориентированы на USB 2.0, потому что переходить на новую технологию нет необходимости. Допустим, та же мышь и клавиатура спокойно работают и на USB 2.0, а смена стандарта почти ничего не даст.

Еще один хороший плюс USB 3.0 – совместимость с предшествующими стандартами. Вы можете подключить устройство USB 2.0 к 3.0 и наоборот.

Что в стандарте USB 3.1?

Итак, скорость передачи данных так и осталась на уровне 5 Гбит/с. Конечно, она зависит от самого контроллера и конфигурации флеш-памяти NAND.

Позже разработчики решили представить новый тип — USB 3.1 Gen 2 . Тут уже есть некоторые изменения, а именно увеличение скорости до 10 Гбит/с. Присутствует совместимость с предыдущими стандартами.

Что такое Wireless USB?

Технология, ставшая доступна с 2005 года, которая позволяет передавать информацию с помощью беспроводной связи со скоростью 480 Мбит/с, при условии, что соединенные устройства находятся на расстоянии до 3-х метров. Чем больше расстояние, тем меньше скорость передачи.

: что это и в чем ее отличие от USB 2.0?

Что же такое USB вообще? USB - это универсальная последовательная шина - Universal Serial Bus . Ее разработчик - индийский инженер-программист Аджай В., с того далекого 1996 года эта технология является стандартным (и очень привычным на сегодня) способом подключения к компьютеру. Сегодня практически все устройства (мышь, принтер, сканет и пр.) пользуются этой технологией. А продано на сегодня продано более 10 млрд. этих устройств.

Что такое USB 3.0?

В сентябре 2007 года Intel объявила о создании технологии USB 3.0 (или SuperSpeed USB), которая характеризуется очень высокими показателями скорости и производительности. Главное отличие USB 3.0 от USB 2.0 - это, конечно же, скорость. USB 2.0, по теории, должна иметь скорость 480 Мбит/ сек, но на практике не дает и 250 Мбит/сек. SuperSpeed USB в теории может показать максимальную скорость 4,8 Гбит /сек, т.е. в десять раз больше скорости USB 2.0.

Другое важное отличие - увеличение силы тока до 900 мА в USB 3.0 (у USB 2.0 - 500 мА). То есть можно подпитывать от одного хаба большее количество устройств, или же вообще убрать отдельные блоки питания, т.е. с одного контроллера может "кормиться" 6 устройств по 150мА или одно - съесть все 900. Минимальное рабочее напряжение подключенного устройства снижено до 4 Вольт.

Кабель USB 2.0 имеет 4 провода. В новом кабеле на две витые пары больше, что делает его более толстым. Новые контакты расположились отдельно от старых, в другом контактном ряду. Кабель для SuperSpeed USB отличается от своего предшественника визуально, стоит только взглянуть на контакты. Поэтому новые кабели более толстые и менее гибкие, ну и более дорогие. Все перечисленное повлияло и на максимальную длину кабеля: рекомендуемый кабель с USB 2.0. 5 метров; длина SuperSpeed USB ограничена максимумом 3 метрами. Но кабель имеет специальное покрытие, предотвращающее помехи электромагнитных полей.

Windows не поддерживает версию 3.0 в XP, Linux стал поддерживать USB 3.0 с версии 2.6.31.

Итак, основные отличия USB 2.0 от USB 3.0:

1. Скорость передачи данных в 10 раз выше.
2. Увеличение силы тока почти в 2 раза делает возможным от одного порта подпитывать больше устройств.
3. Новая технология более дорогая, а кабель при этом более толстый и менее длинный - пожалуй, основной недостаток новой версии.
4. USB 3.0 не поддерживается всеми операционными системами.

Не столь очевидный, но важный момент: с версией 3.0 USB, плюс ко всему, станет изохронным и полнодуплексным, т.е. станет возможным независимо передавать данные в обе стороны с максимальной скоростью. Ранние версии USB полудуплексные, а, следовательно, заявленная максимальная скорость достигалась только при передаче данных в одном направлении. Усовершенствование важно для будущих высокоскоростных USB 3.0 SSD и других устройств хранения данных, т.к. интерфейс не будет ограничивать потенциальные возможности устройства при одновременном выполнении чтения и записи.

Для достижения таких характеристик в USB 3.0 SuperSpeed изменена конструкция разъёмов и кабелей с сохранением максимальной совместимости с предыдущими версиями стандарта там, где это возможно.
Как было сказано выше, в новой версии для передачи данных добавлено ещё две дифференциальные пары для SuperSpeed-режима и отдельный экран, поэтому кабель по конструкции и диаметру напоминает экранированную витую пару (STP) категории 6, а SuperSpeed часть USB 3.0 производительностью и использованными методами передачи информации очень напоминает PCI-E 2.0 1x во внешнем исполнении, но являясь с ним полностью несовместимой.

Добавлен новый тип разъёма - USB Powered B. В дополнение к уже имеющимся в USB 3.0 контактам появились два совершенно новых - DPWR и DGND, обеспечивающие возможность питания контроллера подключенным к нему устройством (а не наоборот, как было в других версиях интерфейса).

Кроме того, USB 3.0 SuperSpeed контроллер организует индивидуальный виртуальный канал до каждого устройства, а не транслирует все передаваемые данные всем подключенным к контроллеру устройствам, что позволяет (с оговорками) назвать USB 3.0 хаб свитчем - им он фактически и является.

Что касается механического ресурса, то обычные полноразмерные USB 3.0 коннекторы рассчитаны на полторы тысячи "подключений-отключений", коннекторы повышенной прочности - на пять тысяч циклов, а коннекторы USB 3.0 Micro наиболее "живучие" - они должны выдержать до десяти тысяч подключений-отключений.

Типы разъёмов и совместимость

SuperSpeed разъёмы, помимо четырех контактов, сохранённых на привычных местах для совместимости с предыдущими версиями стандарта, имеют ещё пять специфичных контактов, находящихся глубже внутри разъёмов и нужных для работы в новом скоростном режиме. Однако, полной обратной совместимости не достигнуто, ниже кратко перечислены исходы возможных сочетаний:

• Устройство USB 2.0 с разъёмом USB типа A, например, флешка, можно подключить к USB 3.0 контроллеру, и оно будет работать.
• Устройство USB 2.0 с разъёмом USB типа B, например, принтер, можно подключить к USB 3.0 контроллеру стандартным кабелем USB 2.0 A<->B, и оно будет работать, разъёмы на кабеле просто не достанут до отвечающих за USB 3.0 контактов.
• Устройство USB 3.0 с разъёмом USB типа A можно подключить к контроллеру USB 2.0, и оно должно работать в режимах USB 2.0.
• Устройство USB 3.0 не будет работать с контроллером USB 1.1.
• Кабель USB 3.0 типа B невозможно подключить к разъёму USB 2.0, разъёмы старого типа недостаточно глубоки для него.

Для гарантированной надёжной передачи данных интерфейс USB 3.0 использует кодирование 8/10 бит. Один байт (8 бит) передаётся с помощью 10-битного кодирования, таким образом повышается надежность передачи в ущерб пропускной способности. Поэтому переход с битов на байты осуществляется с соотношением 10:1 вместо 8:1.

* - кодирование 8/10 бит.

Режимы энергосбережения

Понятно, что основная цель интерфейса USB 3.0 - повышение доступной пропускной способности, но новый стандарт эффективно оптимизирует энергопотребление. Интерфейс USB 2.0 постоянно опрашивает доступность устройств, расходуя таким образом энергию. USB 3.0 же имеет четыре состояния подключения, названные U0-U3. Состояние подключения U0 соответствует активной передаче данных, а U3 погружает устройство в "сон".

Если подключение бездействует, то в состоянии U1 будут отключены возможности приёма и передачи данных. Состояние U2 отключает внутренние тактовые импульсы. Соответственно, подключённые устройства могут переходить в состояние U1 сразу же после завершения передачи данных, что, вероятно, должно дать ощутимые преимущества по энергопотреблению по сравнению с USB 2.0.

Оставьте свой комментарий!

Последовательная универсальная шина, Universal Serial Bus, спецификации 3.0 была представлена в 2008 году и, следовательно, должна иметь отличия от своей предшественницы USB 2.0, появившейся на свет в 2000 году. Оба интерфейса были разработаны с целью упрощения подключения огромного парка периферийных устройств к ноутбукам или системным блокам стационарных вариантов компьютеров.

Прежде всего, обратим внимание на тот факт, что скорость передачи данных у порта USB 3.0 возросла в 10 раз по сравнению с предыдущей версией. Если старый интерфейс мог обеспечить работу внешних устройств с максимальной скоростью 480 Мбит/с, то новому изделию стали доступны скорости до 4,8 Гбит/с. Это означает, что порцию информации объемом 1 Тбайт USB 3.0 теоретически может передать всего за 28 минут. Максимальная скорость при этом составит 600 Мбайт/с. На практике из-за некоторых ограничений данный объем информации удается скачать за 40-60 мин. Для версии USB 2.0 указанное время возрастает в десять раз. Новая возможность достигнута благодаря двум дополнительным линиям связи, передающим сигналы посредством витой пары.

Следующее отличие относится к энергетическим характеристикам. Как известно, универсальные интерфейсы имеют встроенные шины питания, позволяющие питать подключаемые внешние устройства небольшой мощности. Разъемы имеют специальные контакты, на которые выводится напряжение 5 В. Вариант USB 2.0 гарантирует максимальный рабочий ток до 500 мА. Часто этого тока не всегда хватает, чтобы питать подключаемую периферию, не имеющую собственного блока питания.

Например, некоторые образцы внешних жестких дисков для своей работы требуют ток 800 мА. Чтобы выйти из положения, производители снабжают кабель внешнего устройства двумя спаренными разъемами USB и таким путем уменьшают нагрузку на каждый порт USB 2.0. Однако пользователи часто ошибаются и подключают устройство, используя только один разъем. От этого порт перегружается по питанию, что приводит к выходу его из строя.

Новая спецификация 3.0 имеет более мощную шину питания, что позволяет использовать внешние устройства, потребляющие максимальный ток до 900 мА. Более того, в линейке вариантов разъемов для USB 3.0 имеется тип Powered-B, который за счет дополнительных контактов может отдать в нагрузку ток до 1000 мА, без какого-либо вреда для себя.

Конструктивно существующие разъемы Universal Serial Bus версий 3.0 и 2.0 различаются между собой. Как уже было сказано, увеличено количество контактов, изменена конструкция элементов, появились новые типы разъемов. При эксплуатации этих интерфейсов пользователю нужно знать следующее правило. Если какие-либо типы корпусных разъемов и их соответствующие кабельные вставки версий USB 3.0 и USB 2.0 допускают взаимную стыковку между собой, то соединение будет работоспособным, но только по спецификации 2.0. Визуально новые разъемы USB 3.0 легко отличаются по цвету: производители договорились окрашивать их в синий цвет.

Сегодня универсальные порты Universal Serial Bus распространены достаточно широко. Поэтому пользователям компьютерной техники и периферийных устройств, подключаемых к ней, следует знать об отличиях и возможностях этих интерфейсов, чтобы использовать их правильно и в полной мере.

Являясь членом интернет сообщества, Вы наверняка уже слышали про технологию USB3.0. И, возможно, задавались вопросом, что это и в чем ее отличие от USB 2.0.
Давайте разберемся, что такое USB. USB расшифровывается как универсальная последовательная шина Universal Serial Bus. Индийский инженер-программист Аджай В. разработал USB в далеком 1996 году, с тех пор эта технология стала стандартным способом подключения к компьютеру. Мышь, принтер, сканер, переносные диски памяти, игровые консоли, и множество других внешних устройств пользуются этой технологией. На сегодняшний день продано более 10 млрд. USB-устройств.

Что такое USB 3.0?

17 сентября 2007 Intel объявила о создании технологии USB 3.0 (или SuperSpeed USB) с очень высокими показателями скорости и производительности. Основное отличие USB 3.0 от USB 2.0 — это конечно скорость. USB 2.0 в теории должна обладать скоростью 480 Мбит / с. но в реальности, не достигает и 250 Мбит / сек. SuperSpeed USB может достичь теоретической максимальной скорости 4,8 Гбит / с, что в десять раз превышает скорость USB 2.0.

Второе важное отличие — это увеличение силы тока до 900 мА в USB 3.0, что явно превосходит USB 2.0 с его 500 мА. Это дает возможность подпитывать от одного хаба большее количество устройств, или вообще избавиться от отдельных блоков питания.

Кабель USB 2.0 содержал в себе 4 провода. В новом кабеле будет на две витые пары больше, что приведет к утолщению провода. Новые контакты расположились отдельно от старых, в другом контактном ряду. Кабель для SuperSpeed USB можно будет отличить, просто взглянув на контакты. По этой же причине, новые кабелями будут более толстыми и менее гибкими и (неизбежно) более дорогими. Все это повлияло и на максимальную длину кабеля. Рекомендуемый кабель для использования с USB 2.0. 5 метров. SuperSpeed USB кабель будет ограничен максимумом 3 метра. Однако этот кабель будет иметь специальное покрытие, которое предотвратит вмешательство электромагнитных полей.

Windows ввел поддержку версии 3.0 только для Vista и Windows 7. Для XP эта технология, к сожалению, осталась за бортом. Linux стал поддерживать USB 3.0 с версии 2.6.31.

Цена на новую технологию, к сожалению пока очень высока, но за ее разработку взялось уже множество компаний и в ближайшее время мы увидим падение цен.

USB 2.0 еще долго останется на плаву. Мышь и клавиатура на новом интерфейсе не увеличат свою эффективность, но значительно подорожают. Внедрение произойдет в устройства передачи и хранения большого объема информации.

Выводы сайт

1. Скорость передачи данных увеличена почти в 10 раз, так что 1 Тб будет перенесен за 1 час.
2. Увеличение силы тока почти в 2 раза дает возможность с одного порта подпитывать гораздо больше устройств.
3. Новая технология является пока более дорогой, а кабель более толстый и менее длинный.
4. USB 3.0 поддерживается не всеми операционными системами. В первую очередь это касается Windows XP.

• 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
• 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 2003 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

USB 3.0

USB 3.0 находится на финальных стадиях разработки. Созданием USB 3.0 занимаются компании: Microsoft, Texas Instruments, NXP Semiconductors. В спецификации USB 3.0 разъёмы и кабели обновлённого стандарта будут физически и функционально совместимы с USB 2.0. Кабель USB 2.0 содержит в себе четыре линии - пару для приёма/передачи данных, одну - для питания и ещё одну - для заземления. В дополнение к ним USB 3.0 добавляет пять новых линий (в результате чего кабель стал гораздо толще), однако новые контакты расположены параллельно по отношению к старым на другом контактном ряду. Теперь можно будет с лёгкостью определить принадлежность кабеля к той или иной версии стандарта, просто взглянув на его разъём. Спецификация USB 3.0 повышает максимальную скорость передачи информации до 4,8 Гбит/с - что на порядок больше 480 Мбит/с, которые может обеспечить USB 2.0. USB 3.0 может похвастаться не только более высокой скоростью передачи информации, но и увеличенной силой тока с 500 мА до 900 мА. Отныне пользователь сможет не только подпитывать от одного хаба гораздо большее количество устройств, но и само аппаратное обеспечение, ранее поставлявшееся с отдельными блоками питания, избавится от них.

Здесь GND - цепь «корпуса» для питания периферийных устройств, VBus - +5 В, так же для цепей питания. Данные передаются по проводам D+ и D− дифференциально (состояния 0 и 1 (в терминологии официальной документации diff0 и diff1 соответственно) определяются по разности потенциалов межу линиями более 0,2 В и при условии, что на одной из линий (D− в случае diff0 и D+ при diff1) 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 (Full-Speed или Low-Speed), подтягиванием одной из линий данных к V_BUS через резистор 1.5 кОм (D− для режима Low-Speed и D+ для режима Full-Speed, устройства, работающие в режиме Hi-Speed, ведут себя на этой стадии как устройства в режиме Full-Speed). Так же иногда вокруг провода присутствует волокнистая обмотка для защиты от физических повреждений. .

Коннектор USB 3.0 тип B

Коннектор USB 3.0 тип А

Кабели и разъёмы USB 3.0

Недостатки USB

Хотя пиковая пропускная способность USB 2.0 составляет 480 Мбит/с (60 Мбайт/с), на практике обеспечить пропускную способность, близкую к пиковой, не удаётся. Это объясняется достаточно большими задержками шины USB между запросом на передачу данных и собственно началом передачи. Например, шина FireWire хотя и обладает меньшей пиковой пропускной способностью 400 Мбит/с, что на 80 Мбит/с меньше, чем у USB 2.0, в реальности позволяет обеспечить бо́льшую пропускную способность для обмена данными с жёсткими дисками и другими устройствами хранения информации.

USB и FireWire/1394

Протокол USB storage, представляющий собой метод передачи команд

Кроме того, USB storage не поддерживался в старых ОС (первоначальная Windows 98), и требовал установки драйвера. SBP-2 поддерживался и в них. Также в старых ОС (Windows 2000) протокол USB storage был реализован в урезанном виде, не позволяющем использовать функцию прожига CD/DVD дисков на подключенном по USB дисководе, SBP-2 никогда не имел таких ограничений.

Шина USB строго ориентирована, потому соединение 2 компьютеров или же 2 периферийных устройств требует дополнительного оборудования. Некоторые производители поддерживают соединение принтера и сканера, или же фотоапарата и принтера, но эти реализации сильно завязаны на конкретного производителя и не стандартизированы. Шина 1394/FireWire не подвержена этому недостатку (можно соединить 2 видеокамеры).

Тем не менее, ввиду лицензионной политики Apple, а также намного более высокой сложности оборудования, 1394 менее распространен, материнские платы старых компьютеров не имеют 1394 контроллера. Что касается периферии, то поддержка 1394 обычно не встречается ни в чем, кроме видеокамер и корпусов для внешних жестких дисков и CD/DVD приводов.

См. также

• FireWire
• TransferJet

Источники

Ссылки

• USB News (нем.)