Como funciona a portas USB

Cabos USB deixá-lo anexar acessórios para o seu computador.
Praticamente qualquer computador que você comprar hoje vem com um ou mais conectores de Barramento Serial Universal . Estes conectores USB deixá-lo anexar mouses, impressoras e outros acessórios para o seu computador rapidamente e facilmente. O sistema operacional suporta USB, bem como, para a instalação de drivers de dispositivo é rápido e fácil, também. Em comparação com outras formas de conectar dispositivos ao computador (incluindo portas paralelas, portas seriais e placas especiais que você instalar no interior da caixa do computador), os dispositivos USB são incrivelmente simples.
Neste artigo, nós olharemos portas USB de um usuário e um ponto de vista técnico. Você vai aprender porque o sistema USB é tão flexível e como é capaz de suportar tantos dispositivos tão facilmente..--é verdadeiramente um sistema incrível.
Quem tem sido em torno de computadores por um tempo, sabe o problema que o Universal Serial Bus está tentando resolver..--no passado, a conexão de dispositivos para computadores tem sido uma verdadeira dor de cabeça.

• Impressoras conectem às portas de impressora paralela, e a maioria dos computadores só veio com um. Coisas como mídia de armazenamento externo, que precisa de uma conexão de alta velocidade no computador, usaria a porta paralela, bem como, muitas vezes com sucesso limitado e pouca velocidade.
• Modems utilizados porta serial, mas também algumas impressoras e uma variedade de coisas estranhas como agendas digitais (PDAs) e câmeras digitais. A maioria dos computadores tinha no máximo duas portas seriais, e eles eram muito lentos na maioria dos casos.
• Dispositivos que precisavam de conexões mais rápidas veio com seus próprios cartões, que teve que se encaixa em um slot de cartão no interior da caixa do computador. Infelizmente, o número de slots de cartão é limitado, e alguns dos cartões são difíceis de instalar.

O objetivo do USB é acabar com todas essas dores de cabeça. O Universal Serial Bus oferece uma forma única, padronizada, fácil de usar para conectar até 127 dispositivos a um computador.
Apenas sobre cada periférico feito agora vem em uma versão USB. Uma lista de exemplos de dispositivos USB que você pode comprar hoje inclui:

• Impressoras
• Scanners
• Ratos
• Joysticks
• Jugos de voo
• Câmeras digitais
• Webcams
• Dispositivos de aquisição de dados científicos
• Modems
• Alto-falantes
• Telefones
• Telefones de vídeo
• Dispositivos de armazenamento
• Conexões de rede

Na próxima seção, nós olharemos os cabos USB e conectores que permitem que seu computador para se comunicar com estes dispositivos.

A tomada retangular é uma típica tomada USB.

Conectores e cabos USB

Ligar um dispositivo USB a um computador é simples..--você encontra o conector USB na parte de trás de sua máquina e ligue o conector USB.
Se é um novo dispositivo, o sistema operacional detecta automaticamente e pede o disco de driver. Se o dispositivo já tiver sido instalado, o computador ativa e começa a falar com ele. Dispositivos USB podem ser conectados e desconectados a qualquer momento.

Um conector USB típico, chamado uma "A" conexão
Muitos dispositivos USB vêm com seu próprio cabo embutido, e o cabo possui uma conexão "A" nele. Se não, então o dispositivo possui um soquete nele que aceita um conector USB "B".

Uma conexão típica de "B"
O padrão USB utiliza conectores "A" e "B" para evitar confusão:

• "A"conectores cabeça"upstream"para o computador.
• "B"conectores cabeça"a jusante"e se conectar a dispositivos individuais.

Usando conectores diferentes na extremidade de montante e a jusante, é impossível começar sempre confusa..--se você conectar o conector "B" do qualquer cabo USB em um dispositivo, você sabe que ele vai trabalhar. Da mesma forma, você pode Ligue qualquer conector "A" qualquer "Um" soquete e sei que ele vai trabalhar.

Hubs USB

A maioria dos computadores que você comprar hoje vêm com pelo menos um ou dois soquetes do USB. Mas com tantos dispositivos USB no mercado, você facilmente tomadas muito rapidamente. Por exemplo, você poderia ter um teclado, mouse, impressora, microfone e webcam todos correndo na tecnologia USB, então a pergunta óbvia é, "Como você ligar todos os dispositivos?"
A solução mais fácil para o problema é comprar um hub USB barato. Padrão USB suporta até 127 dispositivos, e hubs USB são uma parte da norma.

Um hub de quatro portas USB típico aceita conexões de 4 "A".
Um hub normalmente tem quatro portas novas, mas pode ter muitos mais. Você conectar o hub em seu computador e em seguida, conecte seus dispositivos (ou outros hubs) no eixo. Encadeando cubos juntos, você pode construir dezenas de portas USB disponíveis em um único computador.
Hubs podem ser powered ou unpowered. Como você verá na página seguinte, o USB padrão permite que dispositivos desenhar o seu poder de sua conexão USB. Um aparelho de alta potência como uma impressora ou scanner, terá sua própria fonte de alimentação, mas dispositivos de baixa potência como mouses e câmeras digitais obter seu poder do ônibus para simplificá-la. O poder (até 500 miliamperes em 5 volts para USB 2.0) e 900 miliamperes para USB 3.0 vem do computador. Se você tem um monte de auto-alimentação dispositivos (como impressoras e scanners), então seu hub não precisa de ser alimentado..--nenhum dos dispositivos conectando-se ao hub necessita de energia adicional, então, o computador pode manipulá-lo. Se você tiver lotes de dispositivos energizados como mouses e câmeras, você provavelmente precisa de um hub alimentado. O hub tem seu próprio transformador e fornece energia para o ônibus para que os dispositivos não sobrecarreguem a fonte do computador.

O processo USB

Quando o host poderes, ele consultará todos os dispositivos conectados ao barramento de e atribui a cada um um endereço. Este processo é chamado de Enumeração - dispositivos também são enumerados, quando eles se conectam ao ônibus. O host também descobre que cada dispositivo que tipo de dados transferir desejos para realizar:

• Interrupção - um dispositivo como um mouse ou um teclado, que estará enviando dados muito pouco, escolher o modo de interrupção.
• Bulk - um dispositivo como uma impressora, que recebe os dados em um pacote grande, usa o modo de transferência em massa. Um bloco de dados é enviado para a impressora (em blocos de 64 bytes) e verificado para certificar-se de que está correto.
• Isócrono - um dispositivo de streaming (como alto-falantes) usa o modo isócrono. Fluxos de dados entre o dispositivo e o host em tempo real e lá não é nenhuma correção de erro.

O host também pode enviar comandos ou parâmetros de consulta com os pacotes de controle.
Como dispositivos são enumerados, o host está acompanhando da largura de faixa total que todos a isócrona e dispositivos de interrupção estão solicitando. Podem consumir até 90 por cento das 480 Mbps de largura de banda disponível (USB 3.0 aumenta a velocidade de 4,8 gigabits por segundo). Depois de 90% é usado para cima, o host nega acesso a qualquer outro isócrono ou interrompe dispositivos. Controle de pacotes e pacotes para transferências em massa usam qualquer largura de banda que sobraram (pelo menos 10 por cento).
O Universal Serial Bus divide a largura de banda disponível em frames, e o host controla os frames. Quadros contêm 1.500 bytes, e um novo quadro começa cada milissegundo. Durante um quadro, isócrono e dispositivos de interrupção obter um slot isso garantimos a largura de banda que eles precisam. Transferências em massa e controle usam qualquer espaço é deixado. Os técnicos links no final do artigo contenham muitos detalhes, se você gostaria de aprender mais.

Dentro de um cabo USB: existem dois fios para poder... + 5 volts (vermelho) e terra (marrom)..--e um par trançado (amarelo e azul) dos fios para transportar os dados. O cabo também é blindado.

Características do USB

O Universal Serial Bus tem as seguintes características:

• O computador atua como o host.
• Até 127 dispositivos podem se conectar ao host, diretamente ou através de hubs USB.
• Individuais cabos USB podem ser executado tanto como 5 metros; com hubs, os dispositivos podem ser até 30 metros (vale seis cabos) longe do host.
• Com USB 2.0, o ônibus tem uma taxa de dados máxima de 480 megabits por segundo (10 vezes a velocidade do USB 1.0).
• Um cabo USB 2.0 tem dois fios para alimentação (+ 5 volts e solo) e um par trançado de fios transportar os dados. O USB 3.0 padrão adiciona quatro fios mais para transmissão de dados. Enquanto o USB 2.0 só pode enviar dados em uma direção por vez (montante ou a jusante), USB 3.0 pode transmitir dados em ambos os sentidos simultaneamente.
• Os fios de energia, o computador pode fornecer até 500 mA de alimentação de 5 volts. Um cabo USB 3.0 pode fornecer até 900 miliamperes de poder.
• Dispositivos de baixa potência (como ratos) podem desenhar sua energia diretamente do ônibus. Dispositivos de alta potência (como impressoras) tem suas próprias fontes de alimentação e desenhar a potência mínima do ônibus. Cubos podem ter suas próprias fontes de alimentação para fornecer energia aos dispositivos conectados ao hub.
• Dispositivos USB são hot-swap, ou seja, você pode colocá-los no ônibus e desconectá-los a qualquer momento. Um cabo USB 3.0 é compatível com portas USB 2.0..--você não vai se a mesma velocidade de transferência de dados como uma porta USB 3.0, mas dados e poder ainda irão transferir através do cabo.
• Muitos dispositivos USB podem ser colocados para dormir pelo computador host quando o computador entra em um modo de economia de energia.

Os dispositivos conectados a uma porta USB contam com o cabo para transportar energia e dados.

USB 2.0 e 3.0

O padrão para o USB versão 2.0 foi lançado em abril de 2000 e serve como uma atualização para USB 1.1.
USB 2.0 (High-Speed USB) fornece a largura de banda adicional para aplicações multimídia e de armazenamento e tem uma velocidade de transmissão de dados 40 vezes mais rápido do que USB 1.1. Para permitir uma transição suave para os consumidores e os fabricantes, o USB 2.0 tem completo frente e para trás compatibilidade com dispositivos USB originais e trabalha com cabos e conectores feitos para USB original, também.
Suporta três modos de velocidade (1.5, 12 e 480 megabits por segundo), USB 2.0 suporta dispositivos de baixa largura de banda, como teclados e mouses, bem como os de alta largura de banda como webcams de alta resolução, scanners, impressoras e sistemas de armazenamento de alta capacidade. A implantação do USB 2.0 permitiu que líderes de indústria de PC avançar com o desenvolvimento de periféricos de PC para complementar existentes PCs de alto desempenho. Além de melhorar a funcionalidade e incentivar a inovação, o USB 2.0 aumenta a produtividade das aplicações do usuário e permite que o usuário executar vários aplicativos de PC de uma vez ou vários periféricos de alto desempenho simultaneamente.
O padrão USB 3.0 (SuperSpeed USB) tornou-se oficial em 17 de novembro de 2008 [Fonte: USB tudo]. USB 3.0 possui velocidades 10 vezes mais rápido do que USB 2.0 em 4,8 gigabits por segundo. Significou para aplicações tais como a transferência de imagens de vídeo de alta definição ou fazer backup de um disco rígido inteiro para uma unidade externa. Capacidade do disco rígido cresce, a necessidade de uma alta velocidade de dados método de transferência também aumenta.
Adoção do padrão USB 3.0 tem sido lenta. Fabricantes de chips devem projetar hardware de placa-mãe que suporta USB 3.0. Os proprietários de computador têm a opção de comprar cartões que eles podem instalar em seus computadores para dar suporte a USB 3.0. Mas o suporte a hardware é apenas parte do problema..--também precisa de apoio de seu sistema operacional. Mesmo que a Microsoft anunciou que o Windows 7 eventualmente apoiaria o padrão USB 3.0, a empresa enviou seu sistema operacional sem suporte a USB 3.0. Recentes distribuições do sistema operacional Linux suportam USB 3.0.
Você pode não achar cabos de transferência de dados criar polêmica. Mas alguns repórteres, como escritor de ZDNet Adrian Kingsley-Hughes, sugere que uma razão para adoção USB 3.0 tem sido lenta é porque Intel atrasou a produção de placas-mãe com suporte a USB 3.0 propositadamente para um dos seus próprios produtos de dar um avanço [Fonte: Kingsley-Hughes]. Esse produto é pico de luz, uma transferência de dados velocidade de 10 gigabits por segundo com futuras velocidades teóricas alcançando 100 gigabits por segundo de transferência de tecnologia que tem um top de dados inicial. Desde que a Intel é um importante fabricante de chips, somente alguns computadores com placas-mãe feitos por outras empresas atualmente suportam USB 3.0.
Representantes da Intel negam tais afirmações. Os executivos da empresa disseram que a tecnologia de pico de luz não vai substituir portas USB e que tanto o pico de luz e o USB 3.0 funcionará juntos. Entretanto, você pode encontrar computadores e acessórios que incorporam o USB 3.0 no mercado hoje.

Publicado para fins educacionais