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Tutorial USB Universal Serial Bus

Tutorial USB Universal Serial Bus

USB, Universal Serial Bus é uma das interfaces mais comuns para conectar uma variedade de periféricos a computadores e fornecer níveis relativamente locais e pequenos de transferência de dados.

As interfaces USB são encontradas em tudo, desde computadores pessoais e laptops a dispositivos periféricos, telefones celulares, câmeras, cartões de memória flash, discos rígidos de backup e muitos outros dispositivos. Sua combinação de conveniência e desempenho significa que agora é uma das interfaces de computador mais amplamente utilizadas.

O Universal Serial Bus, USB fornece um meio muito simples e eficaz de fornecer conectividade e, como resultado, é amplamente utilizado.

Embora o USB forneça um mecanismo de transferência de dados serial suficientemente rápido para comunicações de dados, também é possível obter energia através do conector, tornando possível alimentar pequenos dispositivos através do conector e isso o torna ainda mais conveniente de usar, especialmente 'on-the- ir.'

O que é USB

USB, ou Universal Serial Bus, é uma interface de dados usada com computadores, permitindo que o computador envie e receba dados, além de fornecer energia para alguns periféricos, como unidades de disco, cartões de memória Flash e semelhantes, de modo que fontes de alimentação separadas não sejam necessárias para cada item .

USB é agora a forma mais comum de interface de computador e substituiu outras formas de portas de interface de computador que normalmente tendem a ser muito mais lentas. Ter um tipo de porta de interface padrão aumenta significativamente a flexibilidade dos computadores porque não é necessário ter cabos para a variedade de portas que costumava ser usada.

O USB usa uma forma serial de transmissão de dados e permite que até 127 periféricos diferentes sejam conectados a uma única porta - isso exigiria o uso de um hub ou hubs para permitir a conexão desse número.

Lançamentos USB e evolução

A interface USB foi desenvolvida como resultado da necessidade de uma interface de comunicação que fosse conveniente de usar e que suportasse as taxas de dados mais altas exigidas nas indústrias de computadores e periféricos.

O primeiro lançamento adequado de uma especificação USB foi a versão 0.7 da especificação. Isso ocorreu em novembro de 1994. Em janeiro de 1996 veio o USB 1.0. O USB 1.0 foi amplamente adotado e se tornou o padrão em muitos PCs, bem como em muitas impressoras que o utilizavam. Além disso, vários outros periféricos adotaram a interface USB, com pequenos cartões de memória começando a aparecer como uma maneira conveniente de transferir ou armazenar dados temporariamente.


Resumo de versões e desempenho de USB
Versão USBDetalhes
USB 1Baixa velocidade: 1,5 Mbps
Velocidade total: 12 Mbps
USB 2Taxa de 'alta velocidade' de 480 Mbps
USB 3Taxas de transferência de dados brutos de 5 Gbit / s para USB 3.0 e 10 Gbps para 3.1.

O conceito básico de USB era para uma interface que seria capaz de conectar uma variedade de dispositivos periféricos de computador, como teclados e mouses, a PCs. No entanto, desde a sua introdução, as aplicações do USB foram alargadas e tem sido utilizado para muitos outros fins, incluindo, incluindo medição e automação.

Em termos de desempenho, o USB 1.1 habilitou uma taxa de transferência máxima de 12 Mbps, mas com a introdução do USB 2.0 a velocidade máxima é de 480 Mbps.

Em operação, o host USB detecta automaticamente quando um novo dispositivo foi adicionado. Em seguida, ele solicita a identificação do dispositivo e configura os drivers apropriadamente. A topologia de barramento permite que até 127 dispositivos funcionem simultaneamente em uma porta. Por outro lado, a porta serial clássica oferece suporte a um único dispositivo em cada porta. Ao adicionar hubs, mais portas podem ser adicionadas a um host USB, criando conexões para mais periféricos.

A introdução do USB 3, tanto USB 3.0 quanto 3.1 proporcionou um aumento significativo na velocidade e funcionalidade. A transferência de dados do USB 3.0 atinge a velocidade de transferência de dados de até 5 Gbps para USB 3.0, que é cerca de 10 vezes mais rápida do que o padrão USB 2.0, e 10 Gbps para USB 3.1.

Conectores USB

O sistema USB tem uma série de conectores diferentes - o maior é o conector USB Tipo A, mas também existem versões mini e micro, bem como tipos A e B. Um novo conector Tipo C também foi introduzido para fornecer o desempenho necessário para a versão mais recente do USB.

USB 3 requer um cabo de especificação superior. Os fabricantes distinguem os conectores USB 3 Tipo A de seus homólogos USB 2 usando a cor azul para a borda plástica interna dos receptáculos e plugues Padrão-A, e eles geralmente são marcados pelas palavras SuperSpeed ​​ou pelas iniciais SS.

O conector USB-C também está sendo amplamente utilizado e, onde for encontrado, o recurso USB 3.1 é o padrão.


Fórum de implementadores de USB, USB-IF

Para desenvolver e gerenciar as especificações do USB, uma organização chamada USB Implementers Forum, USB-IF, foi criada em 1995 pelo grupo de empresas que estava desenvolvendo o USB. As empresas fundadoras incluem Compaq, Digital, IBM, Intel, Microsoft, NEC e Nortel.

Desde a sua fundação, o número de membros do fórum aumentou dramaticamente e agora somam mais de 700 empresas.

O USB-IF fornece muitas funções em termos de manutenção dos padrões existentes, mas mais importante em termos do desenvolvimento contínuo da interface USB para atender às necessidades cada vez maiores da indústria e do vasto número de usuários ao redor do globo. Além disso, o fórum também divulga e comercializa a norma para garantir sua adoção contínua. Outra função do fórum é fornecer um programa de conformidade para garantir que os produtos atendam ao padrão e sejam capazes de interoperar. Os produtos compatíveis podem então usar os logotipos relevantes.

Para atingir esses objetivos, o USB-IF é dividido em três grupos de trabalho principais:

  • Grupo de Trabalho de Dispositivo USB
  • Comitê de Conformidade
  • Comitê de Marketing

Ao dividir as diferentes áreas em diferentes grupos de trabalho, permite que pessoas com áreas de especialização específicas se juntem ao grupo relevante e se concentrem em uma área específica.

Hubs USB

Hubs USB são dispositivos que expandem uma única porta USB para que vários dispositivos USB possam se conectar. Muitos computadores têm um número limitado de portas USB, mas exigem que um número crescente de dispositivos sejam conectados simultaneamente.

O uso de um hub USB permite que o grau de conectividade seja expandido consideravelmente, permitindo assim que maiores níveis de conectividade sejam alcançados para a única porta USB do computador.


Como usar USB: dicas e sugestões

O sistema USB é muito fácil de usar e realmente não requer instruções de uso. No entanto, algumas orientações simples podem ajudar a garantir que ele funcione bem e não cause soluços.

  • Conecte o dispositivo com firmeza: Certifique-se de que o dispositivo esteja conectado firmemente para que o contato adequado seja feito. Além disso, como o plugue USB é retido no soquete por fricção, certifique-se de que ele esteja totalmente conectado para que não caia.

  • Tome cuidado ao conectar: Certifique-se de que o plugue esteja do lado correto. Às vezes, pode ser necessário dar uma olhada cuidadosa para ter certeza de que o plugue USB está do jeito certo. Especialmente com os conectores menores, USB mini e USB micro, nem sempre é fácil ver como deve ser.

  • Ejetar corretamente: Com dispositivos como cartões de memória, certifique-se de que o dispositivo seja ejetado no software antes de retirá-lo fisicamente.

  • Esteja ciente das restrições atuais: As portas USB podem fornecer apenas uma certa quantidade de corrente. Periféricos como unidades de CD externas ou até mesmo outros equipamentos podem exigir níveis relativamente altos de corrente e podem não funcionar se conectados por meio de um dongle expansor. Eles podem precisar ser conectados diretamente à porta do computador, etc.

Vantagens e desvantagens do USB

O USB tem muitas vantagens quando comparado a outras tecnologias, mas também tem uma série de desvantagens que precisam ser consideradas ao decidir sobre a tecnologia a ser usada.

Vantagens do USB

  • Fácil de usar
  • Taxa de dados aceitável para muitos aplicativos
  • Sistema de conector robusto
  • Variedade de tipos / tamanhos de conectores disponíveis
  • Baixo custo

Desvantagens do USB

  • A transferência de dados não é tão rápida quanto alguns outros sistemas
  • Capacidade limitada e desempenho geral

O USB tem muitas vantagens e é por isso que é tão amplamente utilizado. No entanto, sua simplicidade e facilidade de uso significam que nem sempre é aplicável em aplicações onde interfaces mais sofisticadas são necessárias para transferência de dados em altíssima velocidade.

USB, Universal Serial Bus é usado virtualmente sem exceção na maioria dos PCs, até mesmo os Macbooks que migraram para o conector lightning têm cabos de interface para permitir uma interface fácil com USB. Com o host de outros periféricos que usam USB, a conectividade com esta interface é essencial para praticamente todos os dispositivos baseados em computador.

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