Шина или интерфейс USB (Universal Serial Bus) — это универсальная последовательная шина, предназначенная для подключения периферийных устройств. В свое время шина USB пришла на смену уже морально устаревшим интерфейсам COM, LPT, PS/2 и GamePort (для подключения джойстика).
Интерфейс USB был создан с целью объединить форматы для подключения периферийных устройств. Сегодня почти всё можно подключить через USB. Когда дело касается подключения различных устройств от клавиатур до колонок, интерфейс USB доминирует. Есть также маленькие форматы, такие как Mini-USB и Micro-USB, предназначенные для мобильных устройств.
Как и в случае спецификаций USB 1.0 и USB 1.1, в спецификации USB 2.0 для подключения периферийных устройств используется кабель, состоящий из двух пар проводов: одна витая пара проводов для приема и передачи данных, а другая — для питания периферийного устройства. При этом напряжение питания опять-таки составляет 5 В, а максимальная сила тока не должна превышать 0,5 А. К одному контроллеру шины USB 2.0 можно подсоединять до 127 устройств через цепочку концентраторов.
В стандарте USB 2.0 предусмотрено три типа разъемов: разъем типа A, разъем типа B и разъем miniUSB типа B. Впоследствии, в январе 2007 года, были представлены разъемы microUSB, которые предназначены для мобильных телефонов и коммуникаторов.
Разъёмы USB предназначены для подключения к компьютеру различных внешних периферийных устройств (мышь, клавиатура, портативный жёсткий диск, цифровая камера, принтер и т.д.). Теоретически, к одному host-контроллеру USB можно подключить до 127 устройств. Максимальная скорость передачи составляет 12 Мбит/с для стандарта USB 1.1 и 480 Мбит/с для Hi-Speed USB 2.0. Разъёмы стандартов USB 1.1 и Hi-Speed 2.0 одинаковы. Различия кроются в скорости передачи и наборе функций host-контроллера USB компьютера, да и самих USB-устройств. USB обеспечивает устройства питанием, поэтому они могут работать от интерфейса без дополнительного питания (если USB-интерфейс даёт необходимое питание, не больше 500 мА на 5 В).
Основная проблема шины USB 2.0 заключается в том, что она является однонаправленной. То есть данные передаются в обе стороны (либо в одну, либо в другую, но не одновременно) по одной и той же витой паре. Несмотря на декларируемую максимальную скорость передачи данных до 480 Мбит/с, шина USB 2.0 имеет достаточно большие задержки между запросом на передачу данных и собственно началом передачи. Поэтому в реальности интерфейс USB 2.0 не позволяет передавать данные со скоростью более 35 Мбайт/с (280 Мбит/с).
Конечно, такая скорость передачи данных сегодня уже явно недостаточна. Подключение по интерфейсу USB 2.0 внешних жестких дисков и флэш-памяти не позволяет реализовать весь их скоростной потенциал. К примеру, при подключении внешнего жесткого диска по интерфейсу eSATA скорость передачи данных ограничивается скоростными характеристиками самого диска и для современных дисков составляет порядка 90 Мбайт/с (при последовательных операциях чтения и записи), а при подключении того же внешнего диска по интерфейсу USB 2.0 скорость передачи данных снижается до 33 Мбайт/с.
Не только внешние накопители, но и многие другие периферийные устройства нуждаются в существенно большей пропускной способности интерфейса, нежели может предоставить интерфейс USB 2.0. Поэтому новый высокоскоростной стандарт USB 3.0, разработка которого велась в течение нескольких лет, появился как нельзя кстати.
Схема цоколевки
Названия и функциональные назначения выводов
Не удлиняйте кабель
В комплекте с некоторыми материнскими платами идет USB-кабель, соединяющий контроллер с портом. Его нормальная длина не должна превышать 30 см, а максимальная длина по спецификации не должна быть больше 60 см. Некоторые пользователи самостоятельно удлиняют кабель, что приводит к потери связи с устройством или полному отказу работать.
Mini-USB
Micro-USB
Недавно USB Implementers Forum (USB-IF) утвердил новый тип разъема Micro-USB. Появление нового типа вызвано уменьшением размеров мобильных устройств, что требует более миниатюрных USB-разъемов для подключения к ПК и другим устройствам.
В конструкции Micro-USB используется оболочку из нержавеющей стали и пассивный фиксирующий механизм, что гарантирует до 10 тыс. циклов подключения-отключения без сбоев. А номенклатура разъемов включает в себя Micro-A для обычных устройств, Micro-AB для устройств с поддержкой стандарта USB On-The-Go (USB-host), а также штекеры Micro-A и Micro-B на соединительных кабелях.
Y-образный USB-кабель
Ко многим внешним жестким дискам прилагается Y-образный USB-кабель. На одной стороне находится вилка mini-USB, с другой - сразу две вилки USB. Они нужны на тот случай, когда ноутбук или даже настольный компьютер может "не потянуть" через один USB жёсткий диск, установленный в контейнере. Как правило, второй разъём не требуется, но если установить в оснастку "прожорливый" HDD со скоростью вращения шпинделя 5400 или 7200 оборотов в минуту, то стартового тока система может не обеспечить. Поэтому производители подстраховываются подобным образом.
Адаптер USB/PS2
Существует способ запретить использование USB-накопителей в Windows XP без установки дополнительных программ. Если USB-накопители еще не подключались к компьютеру, то для пользователя или группы пользователей, которым вы хотите ограничить доступ ко внешним USB-носителям, просто запретите доступ к файлам %SystemRoot%\Inf\Usbstor.pnf и %SystemRoot%\Inf\Usbstor.inf. Если же USB-диск уже подключался, то откройте раздел реестра HKLM\SYSTEM\CurrentControlSet\Services\UsbStor и установите значение параметра Start равным 4. USB-диски после этого работать перестанут
Если у вас старый компьютер с USB-портами версии 1.1, то при копировании с USB-диска стандарта USB 2.0. у вас могут появляться сообщения типа: "A HI-SPEED USB device is plugged into a non-HI-SPEED USB hub". Чтобы отключить это сообщение, появляющееся при установке устройства USB 2.0 в порт USB 1.1, необходимо открыть Диспетчер Устройств, в нем - ветвь Universal Serial Bus Controllers и для того хост-контроллера, к которому вы подключаете переносной диск, установить на вкладке Дополнительно флажок Не сообщать об ошибках USB. Учтите только, что теперь вы не увидите и никаких других сообщений об ошибках USB. Впрочем, таковые бывают редко.
Как определить, какие устройства были подключены к USB-порту за последнюю неделю
Скачайте программу USBDeview , которая предоставит пользователю подробную информацию о подключениях к USB (не только за последнюю неделю, а за весь период работы): о времени, названии устройств, серийных номерах, VendorID и так далее.