Zbog svoje svestranosti i mogućnosti učinkovitog prijenosa heterogenog prometa, USB sabirnica se koristi za povezivanje širokog spektra uređaja s osobnim računalom. Dizajniran je da zamijeni tradicionalne priključke za računala - COM i LPT, kao i adapter za igre i MIDI priključke. USB 2.0 specifikacija nam omogućuje da govorimo o povezivanju tradicionalnih "klijenata" ATA i SCSI sabirnica, kao i zauzimanje dijela niše aplikacija sabirnice FireWire. Ono što čini USB privlačnim je mogućnost spajanja/isključivanja uređaja u pokretu i mogućnost korištenja gotovo odmah, bez ponovnog pokretanja OS-a. Mogućnost povezivanja velikog broja (do 127) uređaja na jednu sabirnicu također je zgodna, iako s čvorištima. Glavni kontroler integriran je u većinu modernih matičnih ploča. Dostupne su i kartice za proširenje s USB kontrolerima (obično za PCI sabirnicu). Međutim, široku upotrebu USB-a koči nedovoljna aktivnost programera softvera (proizvođača hardvera): pregledom popisa uređaja vidimo da je podrška za Windows 98/SE/ME naznačena za sve, ali u stupcima za Linux , MacOS, Unix pa čak i Windows 2000 često su neugodno označeni N/A (Nije dopušteno).
Da bi USB sustav radio, moraju se učitati upravljački programi za glavni kontroler (ili kontrolere, ako ih ima više). Kada spojite uređaj na USB sabirnicu, Windows prikazuje poruku "Pronađen je novi uređaj" i, ako je uređaj spojen prvi put, traži od vas da preuzmete upravljačke programe za njega. Mnogi modeli uređaja već su poznati sustavu, a upravljački programi uključeni su u distribuciju OS-a. Međutim, možda ćete trebati i upravljački program od proizvođača uređaja, koji bi trebao biti uključen uz uređaj, ili ćete ga morati potražiti na internetu. Nažalost, ne rade svi upravljački programi ispravno - "grubi" upravljački program početne verzije možda će trebati zamijeniti "ispravnijim" kako bi se uređaj normalno prepoznao i dobro radio. Ali to je uobičajena nesreća za korisnike bilo kojeg uređaja, ne samo USB uređaja.
Nabrojimo glavna područja primjene USB-a.
* Ulazni uređaji- tipkovnice, miševi, trackballs, pokazivači tableta, itd. Ovdje USB pruža jedno sučelje za različite uređaje. Preporučljivost korištenja USB-a za tipkovnicu nije očita, iako njegovo uparivanje s USB mišem (spojenim na koncentrator ugrađen u tipkovnicu) smanjuje broj kabela koji vode od sistemske jedinice do korisničkog stola.
* Pisači. USB 1.1 pruža približno istu brzinu kao LPT priključak u ECP modu, ali kod korištenja USB-a nema problema s duljinom kabela i spajanjem više pisača na jedno računalo (iako su čvorišta potrebna). USB 2.0 ubrzat će ispis visoke razlučivosti smanjujući vrijeme potrebno za prijenos velike količine podataka. Međutim, postoji problem sa starim softverom koji izravno radi s LPT priključkom na razini registra - neće moći ispisivati ​​na USB pisač.
* Skeneri. Korištenje USB-a omogućuje vam izbjegavanje SCSI kontrolera ili zauzimanje LPT priključka. USB 2.0 također će poboljšati brzine prijenosa podataka.
* Audio uređaji- zvučnici, mikrofoni, slušalice (slušalice). USB vam omogućuje prijenos tokova audio podataka dovoljnih da osigurate najvišu kvalitetu. Digitalni prijenos od samog izvora signala (mikrofon s ugrađenim pretvaračem i adapterom) do prijemnika i digitalna obrada u glavnom računalu omogućuje vam da se riješite smetnji svojstvenih analognom prijenosu zvuka. Korištenje ovih audio komponenti omogućuje, u nekim slučajevima, da se riješite zvučne kartice računala - audio kodek (ADC i DAC) se preuzima izvan računala, a sve funkcije obrade signala (mikser, ekvilizator) implementiraju središnji procesor isključivo softverski. Audio uređaji možda nemaju stvarne zvučnike i mikrofon, ali mogu biti ograničeni na pretvarače i standardne utičnice ("priključnice") za spajanje konvencionalnih analognih uređaja.
* Glazbeni sintesajzeri i MIDI kontroleri sa USB sučeljem. USB sabirnica omogućuje računalu obradu tokova višestrukih MIDI kanala (propusnost tradicionalnog MIDI sučelja već je puno niža od mogućnosti računala).
* Video i foto kamere. USB 1.1 omogućuje prijenos statičnih slika bilo koje rezolucije u prihvatljivom vremenu, kao i prijenos video streama (live video) s dovoljnom brzinom sličica (25-30 Kbps) samo uz nisku razlučivost ili kompresiju podataka, što naravno utječe na kvaliteta slike. USB 2.0 omogućuje strujanje video podataka visoke razlučivosti bez kompresije (i gubitka kvalitete). I kamere i uređaji za snimanje slike s televizijskog signala i TV tuneri proizvode se s USB sučeljem.
* Komunikacije. Razni modemi proizvode se s USB sučeljem, uključujući kabelske i xDSL, infracrvene komunikacijske adaptere velike brzine (IrDA FIR) - sabirnica vam omogućuje prevladavanje ograničenja brzine COM porta (115,2 Kbps) bez povećanja opterećenja na središnji procesor. Dostupni su i Ethernet mrežni adapteri koji se povezuju s računalom putem USB-a. Za povezivanje nekoliko računala u lokalnu mrežu proizvode se posebni uređaji koji obavljaju prebacivanje paketa između računala. Čak se ni dva računala ne mogu spojiti izravno (bez dodatnih uređaja) putem USB priključaka - samo jedan host kontroler može biti prisutan na jednoj sabirnici (vidi gore). Poseban uređaj za spajanje para računala izgleda kao "pilula" ugrađena u USB kabel s dva A-utikača na krajevima. Povezivanje više od dva računala također je komplicirano topološkim ograničenjima USB-a: duljina jednog segmenta kabela ne smije biti veća od 5 m, a korištenje čvorišta za povećanje dometa je neučinkovito (svako čvorište pruža samo 5 m dodatne udaljenosti).
* Pretvarači sučelja omogućuju vam povezivanje uređaja sa širokim izborom sučelja putem USB priključka, koji je sada dostupan na gotovo svim računalima: Centronics i IEEE 1284 (LPT portovi), RS-232C (UART 16550A emulacija - osnove COM portova) i druga serijska sučelja (RS-422 , RS-485, V. 35...), emulatore priključaka tipkovnice pa čak i priključaka za igrice, adaptere za AT A, ISA, PC Card sabirnicu i sve druge za koje su performanse dovoljne. Ovdje USB postaje spas kada se pojavi problem s 2. (3.) LPT ili COM priključkom na prijenosnom računalu iu drugim situacijama. U ovom slučaju, softver pretvarača može pružiti emulaciju klasične verzije hardvera standardnih IBM PC priključaka, ali samo pod kontrolom OS-a zaštićenog načina rada. MS-DOS aplikacija može pristupiti uređajima putem I/O adresa, memorije, prekida i DMA kanala, ali samo iz MS-DOS sesije otvorene u OS-u s omogućenim USB-om (obično Windows). Prilikom učitavanja golog MS-DOS-a, čarobni štapić ne radi. Pretvarači sučelja omogućuju produljenje životnog vijeka uređaja s tradicionalnim sučeljima koja se eliminiraju iz osobnih računala specifikacijama RS"99 i RS"2001. Brzina prijenosa podataka preko USB - LPT konvertera može biti čak i veća od brzine pravog LPT porta koji radi u SPP modu.
* Uređaji za pohranu- tvrdi diskovi, CD i DVD čitači i pisači, streameri - kada koriste USB 1.1, dobivaju brzinu prijenosa razmjernu brzini njihove veze na LPT, ali prikladnije sučelje (i hardversko i softversko). Prelaskom na USB 2.0 brzina prijenosa podataka postaje usporediva s ATA i SCSI, a teško je postići ograničenja u broju uređaja. Posebno je zanimljiva uporaba USB-a za elektroničke trajne uređaje za pohranu (flash memorija) - takav disk može biti vrlo kompaktan (veličine privjeska za ključeve) i velik (trenutačno 16-256 MB, u budućnosti - gigabajt ili više ). Proizvode se uređaji za mobilno povezivanje pogona s ATA-AT API sučeljem - zapravo, to su samo pretvarači sučelja smješteni u pretinac formata 5" ili 3,5", a ponekad i izravno u kućište 36-pinskog ATA konektor. Dostupni su i čitači kartica SmartMedia Card i CompactFlash.
* Uređaji za igre- joystickovi svih vrsta (od “štapića” do volana automobila), daljinski upravljači s raznim senzorima (kontinuiranim i diskretnim) i aktuatorima (zašto ne napraviti vozačku stolicu s vibratorima i stolicama za ljuljanje?) - povezani su u jedinstvenu cjelinu. put. Ovo eliminira sučelje starog adaptera za igranje koje troši resurse (već ukinuto u specifikaciji PC"99).
* telefoni- analogni i digitalni (ISDN). Spajanje telefona omogućuje vam da svoje računalo pretvorite u tajnicu s funkcijama automatskog biranja, telefonske sekretarice, sigurnosti itd.
* Monitori- ovdje se USB sabirnica koristi za kontrolu parametara monitora. Monitor govori sustavu njegovu vrstu i mogućnosti (parametre sinkronizacije) - to je učinjeno bez USB-a preko DDC sabirnice. Međutim, USB monitori također omogućuju sustavu da ih kontrolira - podešavanja svjetline, kontrasta, temperature boje itd. sada se mogu izvesti programski, a ne samo pomoću tipki na prednjoj ploči monitora. Hubovi su u pravilu ugrađeni u monitore. Ovo je zgodno, budući da nije uvijek zgodno uključiti periferne uređaje za radnu površinu u jedinicu sustava "ispod stola".
* Elektronički ključevi- uređaji bilo koje razine inteligencije zaštite - mogu se izraditi u kućištu USB utikača. Mnogo su kompaktniji i mobilniji od sličnih uređaja za COM i LPT priključke.
Naravno, opseg USB sabirnice nije ograničen na navedene klase uređaja.
USB čvorišta se proizvode i kao zasebni uređaji i ugrađeni u periferne uređaje (tipkovnice, monitore). Hubovi se u pravilu napajaju izmjeničnom strujom (moraju napajati priključene uređaje). Oni također proizvode čvorišta koja su instalirana unutar jedinice računalnog sustava i napajaju se iz njegovog napajanja. Takva čvorišta su jeftinija od vanjskih i ne zahtijevaju dodatnu utičnicu. Jedna od mogućnosti dizajna je ugradnja čvorišta na nosač montiran u prozoru za dodatne priključke. Pristup njihovim konektorima sa "stražnje strane" jedinice sustava nije baš prikladan za korisnike. Druga opcija je čvorište instalirano u ležištu od 3". Njegovi konektori su lako dostupni, indikatori statusa porta su jasno vidljivi, ali kabeli koji izlaze iz prednje ploče sistemske jedinice nisu uvijek prikladni. S druge strane, za povezivanje elektronički ključevi (ako se moraju često mijenjati) ili minijaturni pogoni, ova je opcija najprikladnija.
Nedavno su se pojavili novi pomoćni uređaji koji povećavaju domet komunikacije (distance extender). Ovo je par uređaja koji su međusobno povezani običnim kabelom s upredenom paricom (ili optičkim vlaknom) spojenim između perifernog uređaja i čvorišta. “Extender” na perifernoj strani također može imati hub za nekoliko portova. Nažalost, povećanje udaljenosti ograničeno je ograničenjima vremena kašnjenja signala koja su svojstvena protokolu USB sabirnice, a moguća je samo udaljenost do 100 m. Ali čak i ova duljina omogućuje vam da proširite opseg USB-a, na primjer, za daljinski video nadzor.

USB sabirnica ( U univerzalni S erial B us - univerzalna serijska sabirnica) pojavila se po računalnim standardima dosta davno - verzija prve odobrene verzije standarda pojavila se 15. siječnja 1996. Razvoj standarda pokrenule su vrlo renomirane tvrtke - Intel, DEC, IBM, NEC, Northen Telecom i Compaq.

Glavni cilj standardnog skupa za njegove programere je stvoriti stvarnu priliku za korisnike da rade u Plug&Play modu s perifernim uređajima. To znači da mora biti moguće spojiti uređaj na računalo koje radi, automatski ga prepoznati odmah nakon povezivanja i zatim instalirati odgovarajuće upravljačke programe. Osim toga, preporučljivo je napajati uređaje male snage iz same sabirnice. Brzina sabirnice trebala bi biti dovoljna za veliku većinu perifernih uređaja. Istodobno je riješen povijesni problem nedostatka resursa na internim sabirnicama IBM PC kompatibilnog računala - USB kontroler zauzima samo jedan prekid, bez obzira na broj uređaja spojenih na sabirnicu.

Gotovo svi zadani zadaci rješavani su u USB standardu, au proljeće 1997. počinju se pojavljivati ​​računala opremljena konektorima za spajanje USB uređaja (vidi sliku lijevo), ali se periferija s USB priključcima praktički ne pojavljuje sve do sredine 1998. . Što je bilo? Zašto su tek krajem 1998. godine proizvođači opreme počeli značajno aktivnije tržištu nuditi uređaje s USB sučeljem? Za to postoji nekoliko objašnjenja:

nema hitne potrebe za korisnike stolnih računala da imaju uređaje s potpunom Plug&Play podrškom. Periferija se obično na stolno računalo povezuje ozbiljno i dugo, a velika većina korisnika nema neku posebnu potrebu za čestim mijenjanjem periferije.

veća cijena uređaja s USB-om u usporedbi sa sličnim uređajima sa standardnim sučeljima

nedostatak podrške od strane proizvođača softvera i, uglavnom, Microsofta, iako je bio jedan od autora standarda. Tek se u Windowsu 98 pojavila potpuna USB podrška, a Windows NT ju je trebao imati tek 1999. godine.

Sada su USB počeli aktivno implementirati proizvođači računalnih periferija. Prisutnost samo USB-a kao vanjske sabirnice u iMAC računalu tvrtke Apple Computers postala je senzacija.

Tehnički podaci

Mogućnosti USB-a proizlaze iz njegovih tehničkih karakteristika:

Visoka brzina prijenosa (full-speed signaling bitrate) - 12 Mb/s

Maksimalna duljina kabela za velike brzine prijenosa - 5 m

Brzina prijenosa signala niske brzine - 1,5 Mb/s

Maksimalna duljina kabela za niske brzine prijenosa - 3 m

Maksimalni broj povezanih uređaja (uključujući množitelje) - 127

Moguće je spojiti uređaje s različitim brzinama prijenosa podataka

Nema potrebe da korisnik instalira dodatne elemente kao što su SCSI terminatori

Napon napajanja perifernih uređaja - 5 V

Maksimalna potrošnja struje po uređaju je 500 mA (to ne znači da se preko USB-a mogu napajati uređaji ukupne potrošnje struje 127 x 500 mA = 63,5 A)

Stoga je preporučljivo spojiti gotovo sve periferne uređaje na USB, osim digitalnih video kamera i tvrdih diskova velike brzine. Ovo sučelje posebno je prikladno za povezivanje često spojenih/isključenih uređaja, poput digitalnih kamera. USB konektori su dizajnirani da izdrže višestruko spajanje/odspajanje.
Mogućnost korištenja samo dvije brzine prijenosa podataka ograničava upotrebljivost sabirnice, ali značajno smanjuje broj linija sučelja i pojednostavljuje hardversku implementaciju.
Napajanje izravno s USB-a moguće je samo za uređaje male snage kao što su tipkovnice, miševi, joystickovi itd.

Topologija

Ova ikona službeno označava USB sabirnicu u sustavu Windows 98 i na stražnjim stijenkama računala (nažalost, ne na svim), kao i na svim USB priključcima. Ova ikona zapravo ispravno predstavlja ideju USB topologije. USB topologija se praktički ne razlikuje od topologije konvencionalne lokalne mreže s upredenom paricom, koja se obično naziva zvijezda. Čak je i terminologija slična - multiplikatori sabirnice nazivaju se i HUB-ovi.

Uobičajeno, stablo za povezivanje USB uređaja s računalom može se prikazati na sljedeći način (brojevi označavaju periferne uređaje s USB sučeljem):

Umjesto bilo kojeg od uređaja može biti i HUB. Glavna razlika u odnosu na topologiju obične lokalne mreže je u tome što može postojati samo jedno računalo (ili glavni uređaj). HUB može biti ili zaseban uređaj s vlastitim napajanjem ili ugrađen u periferni uređaj. Najčešće se HUB-ovi ugrađuju u monitore i tipkovnice

Gornja slika prikazuje primjer ispravnog spajanja perifernih uređaja na uvjetnu USB mrežu. Budući da se razmjena podataka putem USB-a odvija samo između računala i perifernog uređaja (nema razmjene između uređaja), uređaji s velikom količinom prijema i/ili prijenosa podataka moraju biti povezani ili na samo računalo ili na najbliži slobodni čvor. U ovom slučaju najveći promet imaju zvučnici (~1,3 Mb/s), slijede modem i skener spojeni na HUB u monitoru, a lanac zaokružuju tipkovnica, joystick i miš čiji je promet blizu na nulu.
Može se postaviti pitanje - zašto zvučnici imaju tako visok promet? Činjenica je da se zvučnici s USB sučeljem znatno razlikuju od običnih. Zvučna kartica NIJE POTREBNA za korištenje ovih zvučnika. Pokretač zvučnika šalje digitalizirani zvuk izravno u zvučnike, gdje se pomoću ADC-a pretvara u analogni signal i šalje zvučnicima.

Kabeli i konektori

USB signali se prenose putem 4-žilnog kabela, shematski prikazanog na donjoj slici:

Ovdje je GND krug "kućišta" za napajanje perifernih uređaja, VBus je +5V također za krugove napajanja. D+ sabirnica služi za prijenos podataka na sabirnici, a D- sabirnica za primanje podataka.
Kabel sabirnice pune brzine je kabel s upredenom paricom, zaštićen oklopom, a može se koristiti i za rad niske brzine. Kabel za rad samo pri minimalnoj brzini (na primjer, za spajanje miša) može biti bilo koji i neoklopljen.
Priključci koji se koriste za spajanje perifernih uređaja prikazani su na donjoj slici.

Kao što se može vidjeti na slici, nemoguće je pogrešno spojiti uređaj, jer se konektor serije "A" može spojiti samo na aktivni uređaj na USB HUB-u ili računalu, a konektor serije "B" samo na periferiji. samog uređaja.

USB konektori imaju sljedeće brojeve pinova:

Pinout USB konektora

USB sabirnica

Pogledajte stražnju stranu svog uređaja. Tamo ćete vidjeti puno različitih konektora: serijski i paralelni portovi, konektori za spajanje joysticka, zvučnika, tipkovnice, miša i mnogih drugih. Takvo obilje nije baš dobro, jer, prvo, nema pozitivan učinak na cijenu matične ploče (beznačajno, naravno, ali ipak), i, drugo (što je još važnije), stvara neke poteškoće za povezivanje vanjskih perifernih uređaja . Zapravo, ako osoba nikada nije vidjela računalo, a onda treba spojiti miš, onda jednostavno neće znati gdje ga umetnuti. Osim toga, softver mora podržavati sve te standarde, a to ga samo nepotrebno komplicira (obavljanje), te stvara dodatne poteškoće pri instaliranju drajvera, konfiguraciji itd. Naravno, za upućenog korisnika sve su to sitnice, ali cijeli računalni svijet nastoji napraviti “easy PC”, odnosno kada dođete, instalirajte ga, uključite, upalite, učitajte i igrajte Unreal Tournament, a sve ostalo će napraviti sam. I, kao što je već spomenuto, ne znaju svi gdje treba gurnuti miš, a bez miša, razumijete, Unreal nije Unreal. Usput, ovdje u potpunosti dijelim stav proizvođača hardvera - korisnik bi trebao koristiti računalo, a ne gnjaviti se sa kojekakvim prekidima, konektorima i sl., jer čak i ako sve ovo nije posebno teško, još uvijek je vrlo neugodno . I sve te probleme, kao što ste vjerojatno već pogodili, "treba riješiti USB sabirnicom." Pa prijeđimo odmah na stvar.

USB sabirnica ( Univerzalna serijska sabirnica) je univerzalna sabirnica namijenjena jednostavnom i brzom povezivanju perifernih uređaja. Standard je razvilo sedam kompanija: Compaq, Digital Equipment, IBM, Intel, Microsoft, NEC i Northern Telecom. USB kabel se sastoji od dva upletena para: jedan par prenosi podatke u svakom smjeru (diferencijalna veza), a drugi je strujni vod (+5 V). Uz ugrađene strujne vodove koji daju do 500 mA struje, USB često omogućuje upotrebu uređaja bez vlastitog napajanja (sve dok uređaji troše struju manju od 500 mA).

Na jedno računalo može se povezati do 127 uređaja kroz lanac čvorišta (koriste topologiju zvijezda). Štoviše, ti uređaji mogu biti vrlo različiti - od tipkovnice s mišem do skenera i digitalnih kamera. Zamislite printer, skener, tipkovnicu, zvučnike, joystick i još desetak miševa spojenih na jedan port odjednom i još rade u isto vrijeme! Istina, moramo napraviti malo pojašnjenje: da bi svi ovi uređaji radili učinkovito, moraju imati na raspolaganju potrebnu propusnost, a ona je ograničena na 12 megabita, što može pružiti USB, odnosno jedan skener s dobar pisač će pojesti više, a tu je i zvučnike, i modem, i što već. Drugim riječima, uspjet će, ali situacija će ispasti kao u onom vicu: “A sad probajmo poletjeti sa svim ovim.” Ne bih preporučio da na jedan USB konektor objesite previše brzih uređaja koji bi se trebali koristiti istovremeno (matične ploče imaju dva ili više konektora). Usput, svi ti miševi i modemi troše određenu struju, koju daje sabirnica (ako uređaj nema vlastito napajanje), i ne bi smjela prijeći maksimalnu vrijednost, koja također smanjuje 127 na neku drugu, mnogo manji broj.

Prijenos podataka preko sabirnice može se provoditi u asinkronom i sinkronom načinu rada. U USB-u se informacije s brzim uređajima razmjenjuju brzinom od 12 Mbits/s, a sa sporim - 1,5 Mbits/s. Svi uređaji spojeni na USB konfiguriraju se automatski (PnP) i omogućuju uključivanje/isključivanje Hot-Swap-a (bez ponovnog pokretanja ili gašenja računala). To se postiže na sljedeći način. Kada je kabel spojen na USB konektor, USB kontroler osjeti skok napona i šalje odgovarajući signal operativnom sustavu, a on učitava driver koji osigurava rad uređaja na softverskoj razini. Ili, ako upravljački program nije instaliran, sustav, vidjevši ovu sramotu, prepoznaje uređaj i instalira potrebne upravljačke programe samostalno ili uz pomoć korisnika. Kada dodatno uključite/isključite ovaj uređaj, inicijalizacija se događa kao što je opisano u prvom slučaju. Tijekom prepoznavanja, na ekranu se pojavljuje odgovarajuća poruka, a promjene u Upravitelju uređaja se događaju automatski. Uređaj također javlja informacije o svojoj vrsti, proizvođaču, namjeni i potrebnoj propusnosti. Dodijeljen mu je jedinstveni identifikacijski broj. To je sve što trebate, nema pitanja pitao Neće više biti IRQ-a, adresa portova i DMA-a, iako je još uvijek potreban jedan prekid - za sam USB kontroler.

Za interakciju između uređaja koristi se gore spomenuti kabel koji na krajevima ima konektore koji podsjećaju na telefonske. Postoje dvije vrste konektora: konektor tipa "A" i konektor tipa "B". Obično se uređaj spaja na kabel s jednim konektorom (B), a drugi na USB priključak (A). Uređaji se mogu spajati u lanac, u tu svrhu mogu imati dodatni priključak za spajanje kabela koji ide do sljedećeg uređaja. Međutim nije uvijek tako. Stoga postoje posebna USB čvorišta koja se spajaju na USB priključak i dijele ga na nekoliko. Postoje čvorišta s napajanjem; oni vam omogućuju da donekle zaobiđete ograničenje električnog opterećenja. Slika lijevo prikazuje interni hub koji je umetnut u ležište od 5" i spojen na USB priključak s vanjskim kabelom koji izlazi iz stražnje stijenke računala. Hub je obični USB uređaj, tako da može biti više nego jedan od njih, također se mogu uključiti u lanac.Stara računala koja nemaju USB (sada je USB kontroler ugrađen izravno u čipset) mogu biti opremljena PCI na USB karticom.

Za razliku od gotovo cijele računalne industrije, kada je standard još daleko od usvajanja, a uređaji koji ga podržavaju već se na sve snage prodaju na tržištu, kod USB sabirnice sve je ispalo obrnuto. Standard je usvojen već 1995., a 1997. nitko nije znao objasniti što je USB. Razlog je podrška (ili bolje rečeno nedostatak iste) softvera. Ovdje su proizvođači uređaja čekali da Microsoft izda OS s podrškom za USB, a Microsoft je pak rekao: zašto praviti novi sustav kada se USB uređaji mogu nabrojati na prste jedne ruke. Osim toga, Windows 95 još uvijek može raditi s USB-om, iako loše. Ispostavilo se da je to svojevrsni začarani krug. Ali 1998. Microsoft se napeo i konačno napravio operativni sustav s više-manje punom USB podrškom (misli se na Windows 98). Naravno, ova podrška je zadržana u kasnijim verzijama Uncle Billyjevih sustava. A onda su se USB uređaji počeli pojavljivati ​​kao gljive poslije kiše. Tako sada gotovo sve periferije imaju USB opcije, a jako velik broj uređaja se radi samo za ovu sabirnicu. Više informacija o tome što se može spojiti na USB možete pronaći na http://www.allusb.com/.

Teoretski, na USB sabirnicu možete spojiti bilo što - čak i tvrdi disk ili sustav za uređivanje videa. Takvi uređaji čak postoje (vidi, na primjer, fotografiju pretvarača u nastavku) i kupuju se. Ali ovo je, kako kažu, pokušaj spajanja nespojivog. Sve se svodi na maksimalnu propusnost autobusa. Dovoljno je samo za prijenos videa vrlo osrednje kvalitete. Tvrdi disk će se također jako usporiti, budući da 12 megabita za tvrdi disk, razumijete, nije brzina. Jedino područje gdje se može koristiti je uloga "velike diskete" ili koristiti kao drugi disk velikog kapaciteta u prijenosnom računalu, ali ne postoji način da se na takav način u stvarnom vremenu zapiše visokokvalitetna AVI datoteka. uređaj. Istina, dolazi USB 2.0, gdje će brzina biti znatno povećana.

U posljednje vrijeme Microsoft, zajedno s Intelom i drugim tvrtkama, promoviraju ideju o računalu koje nema ništa. I ako je 1999. godine ISA bio pod vrućom rukom, sada računalo "ne bi trebalo imati nikakve serijske, paralelne ili PS/2 priključke." Svu ovu opremu treba zamijeniti USB-om. Sasvim je moguće da će se to uskoro dogoditi - uostalom, podrška za ISA već je praktički uklonjena s računala. Pa, dobro, Bog je blagoslovio, općenito, s ISA-om, to nije veliki gubitak. Sada svi moderni uređaji dolaze u PCI verziji, a za ISA je malo toga ostalo, a ako netko još ima nešto što voli, onda možete pronaći modernu ploču s ISA utorima i raditi u Windows 98, a ako želite ako želite nešto modernije, onda možete potrošiti novac i zamijeniti uređaje novima, ali novac će biti dovoljan, jer za rad s modernim aplikacijama (inače zašto moderni hardver?) ne treba vam najjeftinije računalo, a ako je dovoljno za računalo, onda je dovoljno za isti FM tuner za PCI. Raspravljamo o USB-u. Ovdje je situacija ista kao nekada s ISA-om, ali tek sada je relevantnija. Pa, zašto bi, zaboga, itko želio promijeniti svoj skupi i voljeni miš s PS/2 na USB, čak i ako puzi glatko? A što je s modemom, koji je već skinuo koliko gigabajta s interneta i isto toliko može skinuti s ništa manje uspjeha? Pa, printeri su ok, svi normalni moderni printeri mogu raditi i s LPT-om i s USB-om. Ali malo ljudi želi platiti dodatni novac za čisto alternativne uređaje za USB, budući da iste tipkovnice i miševi koštaju 10-20 dolara više od potpuno istih, ali "ne USB".

No, ipak, po mom mišljenju, ako kupujete nešto novo, prvo biste trebali obratiti pozornost na USB. Prvo, za neke uređaje (pisače, skenere, a cijena potonjeg, usput, često je niža u USB verziji), USB daje povećanje produktivnosti zbog veće propusnosti. S druge strane, dobit ćete jednostavnost korištenja i možda neke dodatne značajke. Treće, postanite vlasnik modernog uređaja, a ne bilo kojeg antikviteta. U potpunosti se slažem s konceptom potrebe za potpunom USB tranzicijom, koji predlažu neke tvrtke - moramo se riješiti tehnologija kamenog doba.

– Što je USB?

Specifikaciju USB periferne sabirnice razvili su lideri u računalnoj i telekomunikacijskoj industriji - Compaq, DEC, IBM, Intel, Microsoft, NEC i Northern Telecom - za povezivanje računalnih periferija izvan stroja koristeći plug"n"play standard, eliminirajući potrebu za instaliranje dodatnih ploča u utore za proširenje i ponovno konfiguriranje sustava. Osobna računala koja imaju USB sabirnicu omogućuju spajanje perifernih uređaja i njihovo automatsko konfiguriranje čim se uređaj fizički spoji na stroj, bez potrebe za ponovnim pokretanjem ili gašenjem računala, ili pokretanjem instalacijskih i konfiguracijskih programa. USB sabirnica omogućuje istovremeno spajanje do 127 uređaja u nizu, poput monitora ili tipkovnica koji djeluju kao dodatne spojene komponente ili čvorišta (tj. uređaj preko kojeg se povezuje još nekoliko).

– Tko je stvorio USB?

USB je razvila grupa od sedam tvrtki koje su uvidjele potrebu za interoperabilnošću kako bi se omogućio kontinuirani rast i razvoj rastuće industrije integriranog računala i telefonije. Sedam tvrtki koje promoviraju USB su: Compaq, Digital Equipment Corp, IBM PC Co., Intel, Microsoft, NEC i Northern Telecom.

- Kako radi?

USB otkriva je li uređaj dodan ili onemogućen zbog svoje inteligencije koju pruža temeljni sustav. Sabirnica automatski određuje koji je sistemski resurs, uključujući upravljački program i propusnost, potreban svakom perifernom uređaju i čini taj resurs dostupnim bez intervencije korisnika. Vlasnici računala opremljenih USB sabirnicom imaju mogućnost prebacivanja kompatibilnih perifernih uređaja jednostavno kao što uvrću novu žarulju u svjetiljku.

– Koje vrste periferne opreme USB podržava za povezivanje s mojim računalom?

Znate ove uređaje: telefone, modeme, tipkovnice, miševe, CD ROM čitače, joystickove, trake i diskove, skenere i pisače. Brzina pumpanja od 12 megabita/sekundi omogućuje povezivanje svih modernih generacija perifernih uređaja putem USB-a, uključujući opremu za obradu MPEG-2 video podataka, rukavice za upravljanje virtualnim objektima i digitalizatore. Također, s velikim rastom koji se očekuje u području integracije računala i telefonije, USB sabirnica može djelovati kao sučelje za povezivanje uređaja digitalne mreže integriranih usluga (ISDN) i digitalnih uređaja Private Branch eXchange (PBX), omogućujući velikom broju telefona da biti spojen na mali broj komunikacijskih linija.

– Trebam li kupiti poseban softver da bi periferni uređaji kompatibilni s USB-om radili?

Operativni sustav Windows 95 (počevši od verzije OSR 2.1, objavljene 29. listopada 1996.) dolazi s ugrađenim upravljačkim programima koji vašem osobnom računalu omogućuju prepoznavanje USB perifernih uređaja. Kao rezultat toga, ne morate kupovati ili instalirati dodatni softver za svaki novi periferni uređaj. Međutim, uz novu USB periferiju dobit ćete i disketu s novim upravljačkim programima. Međutim, nije sve tako ružičasto - na primjer, samo Windows 98 i noviji mogu osigurati ispravan rad pisača s USB sučeljem.

– Što postojanje USB-a znači za dobavljače sustava i periferije?

USB interoperabilnost izgrađena je na tehnološki dosljednoj i otvorenoj specifikaciji koja zadovoljava potrebe potrošača za lako proširivim računalima. S druge strane, za dobavljače i preprodavače računala, perifernih uređaja i softvera, USB kompatibilnost će donijeti profit korištenjem novih marketinških metoda:

• "Spremna platforma" omogućuje vam logično povezivanje hardvera i softvera za zajedničku isporuku kupcu.
• USB može smanjiti rizik potencijalnih nekompatibilnosti između perifernih uređaja i softvera isporučenog s računalima isporukom sustava "ključ u ruke" koji zadovoljavaju zahtjeve specijaliziranih tržišnih niša.
• USB-kompatibilni periferni uređaji mogu potrošačima i tvrtkama ponuditi veći izbor hardvera bez straha od ugrožavanja funkcionalnosti hardvera.
• Preprodavači dobivaju veću fleksibilnost u odabiru opreme i gotovih sustava za poticanje potražnje kupaca, zahvaljujući mogućnosti kombiniranja kompleta isporučene periferije, bez straha da nešto neće raditi u tandemu s nečim drugim.
• USB može pružiti dodatnu vrijednost dobavljačima perifernih uređaja isporukom nove opreme za sustave koji koriste MMX tehnologiju.
• USB može pomoći dobavljačima u smanjenju troškova razvoja, što će im zauzvrat omogućiti naplatu novih, konkurentnijih cijena.

– Gdje mogu pronaći trenutnu verziju USB specifikacije?

Trenutna verzija specifikacije dostupna je za preuzimanje sa stranice USB Implementation Community.

– Koliko USB-kompatibilnih računala možemo očekivati ​​na tržištu?

Dataquest procjenjuje da će do 30 milijuna osobnih računala kompatibilnih s USB-om biti prodano tijekom 1997. godine, a da će do 1998. godine sva osobna računala biti opremljena USB-om.

– Postoje li već uređaji za USB sabirnicu?

Osobna računala s USB sabirnicom počela su se isporučivati ​​tržištu sredinom 1996. godine, a prvi val perifernih uređaja povezanih preko USB sabirnice već je dostupan korisnicima.

Dostupne su i tehnologije koje se koriste za dizajn i izradu USB sustava, kao što su konektori, skupovi čipova i matične ploče.

– Kako se može koristiti USB kada postoje dva sustava, primjerice prijenosno i stolno računalo?

Odgovor je korištenje malog adaptera koji će se identificirati kao uređaj za svaki USB sustav koji dolazi u vezu. Dva USB periferna kontrolera sa zajedničkim međuspremnikom bila bi najoptimalnije rješenje, čija cijena ne bi trebala prelaziti 50 USD. Tijelo adaptera može izgledati kao mala mrlja u sredini kabela ili možda mala izbočina na jednom kraju kabela. Kabel poput opisanog može poslužiti i kao hub, uz malu nadoplatu, a radi se o puno vrjednijem proizvodu.

– Što je USB Implementation Community (USB-IF)?

Zajednica za implementaciju USB-a posvećena je organizacija za podršku koju je stvorilo sedam USB programera kako bi pomogli u brzom razvoju visokokvalitetnih kompatibilnih uređaja koji koriste USB.

– Mogu li se pridružiti USB-IF zajednici?

Mislim da. O uvjetima upisa možete saznati iz ovog dokumenta.

– Kakav je USB u usporedbi sa standardom Sony FireWire/IEEE 1394?

Glavne razlike su u primjeni, dostupnosti i cijeni. USB je sada dostupan za tradicionalne uređaje povezane s računalom kao što su tipkovnice, miševi, joystickovi i ručni skeneri. Međutim, propusnost USB-a od 12 Mbps više je nego dovoljna za većinu korisničkih aplikacija, uključujući naprednije uređaje za igranje, audio visoke kvalitete i MPEG-1 i MPEG-2 komprimirani video. No, što je još važnije, korištenje USB-a ne poskupljuje gotov sustav zbog integracije kontrolera u čipset.

FireWire neće biti dostupan u svom najjednostavnijem obliku sve do početka 1998. FireWire je namijenjen povezivanju potrošačke elektronike velike propusnosti, kao što su digitalne kamere, uređaji za reprodukciju digitalnih video diskova i digitalni snimači, s osobnim računalom.

– Hoće li FireWire zamijeniti USB sabirnicu kada se pojavi?

Ne. Dvije tehnologije usmjerene su na povezivanje različitih perifernih uređaja te će se stoga međusobno nadopunjavati. Postane li FireWire prevladavajući za otprilike dvije godine, sve će ovisiti o pojedinačnom kupcu i njegovim zahtjevima za njegovo novo računalo. Čini se vjerojatnim da će buduća osobna računala biti opremljena i USB i FireWire priključcima.

– Koja su pitanja intelektualnog vlasništva (IP) u vezi s USB-om, je li to licenca, koliko košta, što je "Reciprocal Covenent Agreement" za koji sam čuo?

Korištenje USB-a je besplatno, tj. Tvorci specifikacije dopuštaju svakome da razvija proizvode temeljene na njoj bez ikakvog plaćanja za to. Programeri specifikacije sabirnice potpisali su ugovor o IP-u koji je obećao da neće biti kaznenog progona za bilo koju klauzulu uključenu u IP unutar specifikacije. Obrnuti ugovor je kopija ovog ugovora s opcijom za bilo koga tko implementira USB sabirnicu da potpiše ovaj ugovor i vrati ga administraciji USB-IF-a kako bi se zabilježilo da je ugovor pročitan i shvaćen. Obrnuti ugovor dostupan je svima (članovima USB-IF-a ili ne) za pojašnjenje licencnog ugovora za USB.

– Koje su specifikacije OHCI i UHCI?

I , su USB-kompatibilne specifikacije i opisuju sučelje različitih hardverskih implementacija ugrađenog kontrolera. Raznolikost kontrolera ugrađenih u hardver sustava prirodni je razvoj i stvorena je u okviru USB specifikacije.

– Postoji li grupa vijesti o USB-u?

Postoji mailing lista za članove USB-IF-a na kojoj se odvijaju rasprave i interakcije između tvrtki. Nema cenzure niti nadzora osim pravila dopisivanja koja određuju da se raspravlja samo o temama vezanim uz USB. Ovo nije prava news grupa, jer radi samo putem e-pošte, tako da ne postoji arhiva koju bi bilo tko mogao vidjeti.

– Kako mogu dobiti identifikacijski broj (ID) proizvođača USB-a?

Članovi USB-IF-a dobivaju besplatno ID proizvođača čim se pridruže zajednici. Nečlanovi zajednice mogu dobiti ID proizvođača tako da kontaktiraju USB-IF administraciju. Nečlanovima će biti naplaćena kotizacija od 200 USD.

– Je li moguće povećati duljinu povezivanja uređaja putem USB sabirnice na 50-200 metara (primjerice pomoću optičkog vlakna), ako je to korisnicima potrebno?

USB periferno sučelje dizajnirano je za stolne sustave, a udaljenost od 200 metara izgleda kao da odgovara vrlo velikom stolu. Mnoge tvrtke u zajednici usvajanja USB-a već duže vrijeme raspravljaju o problemu korištenja autobusa na velikim udaljenostima i razmišljaju o stvaranju proizvoda koji bi to omogućili. Uređaj za proširenje izgleda kao dva USB čvorišta, ali koristi druge protokole (kao što je optička vlakna) između točaka spajanja kabela. Na svakom kraju, električni signal u USB-u mora se prevesti u ili sa signala na velikim udaljenostima. Kako bi sve ovo bilo moguće, potrebno je riješiti probleme vezane uz protokol prijenosa paketa podataka i vremenske odgode, koji moraju biti kompatibilni i u skladu s USB specifikacijom.

– Kada se uređaj odspoji, njegov upravljački program se učitava iz memorije, ako ponovno spojite isti uređaj, hoće li se njegov upravljački program ponovno učitati?

Da, dinamička konfiguracija i inicijalizacija od strane operativnog sustava uključuje automatsko učitavanje i uklanjanje upravljačkih programa iz memorije kada se ukaže potreba.

– Postoje li planovi udvostručiti ili utrostručiti propusnost USB sabirnice?

Ne, USB je dizajniran kao periferno sučelje za desktop sustave i ima najbolji omjer performansi i cijene koji je danas dostupan. Nova sučelja kao što je FireWire za buduće periferne uređaje velike brzine već su u tijeku.

– Može li netko objasniti razliku između konektora serije "A" i "B"?

Priključci serije "A" namijenjeni su za sve USB uređaje, a predstavljaju priključak za periferiju i utičnicu za osobno računalo. U većini slučajeva, USB kabel bi trebao biti ugrađen u periferni uređaj. To smanjuje troškove konektora, eliminira nekompatibilnosti koje se mogu pojaviti zbog različitih otpora kabela i pojednostavljuje iskustvo povezivanja korisnika. Međutim, u nekim se slučajevima ne može koristiti ugrađeni kabel. Dobri primjeri uključuju vrlo velike i teške uređaje koji ne pristaju dobro s tankim kabelom koji se ne može ukloniti, kao i uređaje koji se povezuju samo povremeno i intenzivno se koriste kada nisu povezani. Za takve slučajeve stvoreni su konektori serije "B". Dvije serije konektora razlikuju se po izgledu, to je učinjeno kako bi se spriječile veze koje bi mogle poremetiti topologiju USB arhitekture.

– Koja je razlika između glavnog huba i običnog u hardverskom i softverskom smislu?

Sva čvorišta potpuno su ista sa softverske točke gledišta (osim razlike između uređaja s napajanjem ili bez njega). Glavno čvorište (ili korijen) jednostavno je prvo čvorište pronađeno tijekom numeriranja. U mnogim implementacijama, glavno čvorište se može integrirati u isti čip kao i glavni kontroler, što smanjuje troškove.

– Je li moguće koristiti USB sabirnicu za spajanje perifernih uređaja kao što su CD-R, pogoni trake ili tvrdi diskovi?

Primjenjivost se temelji na prihvatljivoj razini performansi. Ako se očekuje da će se bilo koji od ovih uređaja često koristiti, tada obično postoje zahtjevi da bude mehanički integriran u sustav i da ima visoke performanse, opet u skladu s razinom sustava kao cjeline. USB sabirnica nije dizajnirana da omogući stalnu vezu za brze periferne uređaje unutar kućišta računala. Ako se uređaj koristi povremeno ili je spojen na različita računala, performanse koje pruža USB sabirnica bit će više nego dovoljne. Jednostavnost korištenja i povezivanja uređaja koju pruža USB više nego nadmašuje parametre brzine prijenosa podataka. Međutim, USB pruža brzine prijenosa jednake brzinama CD pogona 4x ili 6x (što nije dovoljno brzo za prepisivače), ali bolje od konvencionalnih paralelno spojenih pogona trake, disketnih pogona ili prijenosnih tvrdih diskova kao što je SyQuest.