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Padrões USB: USB 1, USB 2, USB 3, USB 4 - recursos e comparações

Padrões USB: USB 1, USB 2, USB 3, USB 4 - recursos e comparações


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Como qualquer padrão de sucesso, USB, Universal Serial Bus acompanhou a tecnologia e o padrão foi atualizado vendo USB 1, USB 1.1, USB2, USB3 e então USB 3.1, USB 3.2 e USB 4.

Cada padrão USB sucessivo adicionou mais à tecnologia, melhorando e refinando o desempenho.

Com o uso de USB sendo tão difundido, a compatibilidade com versões anteriores, tanto quanto possível, é muito importante, junto com um caminho de atualização futura.

Às vezes é útil comparar USB1, vs USB 2 ou USB2 vs USB3, etc., examinando as diferentes capacidades e especificações de cada versão de USB.

Fórum de implementadores de USB

Para garantir que o USB seja um padrão da indústria e não um padrão para um determinado fabricante, o padrão USB é desenvolvido e mantido pelo USB Implementers Forum, USB-IF.

Esta é uma corporação sem fins lucrativos fundada pelas empresas que desenvolveram o padrão USB e agora desejam usá-lo e desenvolvê-lo.

Algumas das empresas membros do USB-IF incluem empresas como Hewlett Packard, Intel, LSI Corporation, Renesas, Microsoft, etc.

O USB Implementers Forum desenvolve e mantém os padrões USB, incluindo Wireless USB e executa um programa de conformidade para manter a qualidade dos produtos USB e garantir a compatibilidade entre os dispositivos.

Padrões USB com fio

Observando cada um dos padrões USB, por sua vez, é possível ver o desempenho de cada um e comparar USB1 x USB 2, USB2 x USB3 e assim por diante.

É possível também observar o desempenho das diferentes versões do USB 3, entender a notação e comparar o desempenho, por exemplo de USB3.0 (Gen1) vs USB 3.1 (Gen2) e também ver o que Superspeed, Superspeed + e o gostam e como eles atuam.

  • USB1.1: Esta era a versão original do USB, Universal Serial Bus e foi lançada em setembro de 1998 depois que alguns problemas com a especificação USB 1.0 lançada em janeiro de 1996 foram resolvidos. Fornecia uma interface Master / Slave e uma topologia em estrela em camadas que era capaz de suportar até 127 dispositivos e um máximo de seis camadas ou hubs. O dispositivo mestre ou "Host" normalmente era um PC com os escravos ou "Dispositivos" conectados por cabo.

    Um dos objetivos do padrão USB era minimizar a complexidade dentro do dispositivo, permitindo que o Host realizasse o processamento. Isso significava que os dispositivos seriam baratos e facilmente acessíveis.

    As taxas de transferência de dados do USB 1.1 são definidas como:

    • Baixa velocidade: 1,5 Mbps
    • Velocidade máxima: 12 Mbps

    O método de codificação de dados para esta versão do USB é Unicode.

    O comprimento do cabo para USB 1.1 é limitado a 5 metros e a especificação de consumo de energia permite que cada dispositivo leve até 500mA, embora seja limitado a 100mA durante a inicialização.

    O USB 1.1 não permite cabos de extensão ou a inclusão de monitores de passagem (devido a limitações de tempo e energia).

  • USB 2.0: O padrão USB 2.0 é um desenvolvimento do USB 1.1 lançado em abril de 2000. A principal diferença em relação ao USB 1.1 foi o aumento da velocidade de transferência de dados até uma taxa de "alta velocidade" de 480 Mbps. No entanto, deve-se observar que, embora os dispositivos sejam rotulados como USB 2.0, eles podem não ser capazes de atingir a velocidade de transferência total.

    O método de codificação de dados para esta versão do USB é Unicode.

    Além das melhorias na capacidade de dados, o USB 2 também viu um aumento no fornecimento de energia para 1.8A. Isso habilitou o USB a fornecer carga para smartphones que estavam carregando cada vez mais rápido e também para periféricos com maior consumo de energia, como unidades externas, etc. Quando comparado ao USB 1, isso forneceu uma melhoria muito necessária na capacidade atual.

  • USB 3.0: O padrão USB3 foi demonstrado pela primeira vez no Intel Developer Forum em setembro de 2007. O principal recurso é o que é denominado barramento SuperSpeed, que fornece um quarto modo de transferência que fornece taxas de transferência de dados de 4,8 Gbit / s. Embora a taxa de transferência bruta do USB3 seja de 4 Gbit / s, as taxas de transferência de dados de 3,2 Gbit / s, ou seja, 0,4 GByte / s a ​​mais após a sobrecarga do protocolo são consideradas aceitáveis ​​dentro do padrão. O padrão também é compatível com USB 2.0.

    A mudança para o USB 3 trouxe uma mudança na codificação de dados de Unicode para 8b / 10b.

    Freqüentemente, as portas USB em computadores, etc. podem ter o símbolo USB com 'SS' adicionado, ou seja, SS USB. SS USB denota USB 3, ou seja, Super Speed ​​USB.

  • USB 3.1: USB 3.1 também é conhecido como SuperSpeed ​​+. O uso de USB 3.1 dobra a velocidade de transferência de dados quando comparado ao USB 3.0. Ele fornece transferência de dados brutos de 10 Gbit / s e também reduz a sobrecarga de codificação de linha para apenas 3%. Ele faz isso alterando o esquema de codificação para 128b / 132b.

    O USB 3.1 também aumenta a capacidade de carregamento para 20 V, 5 A, com a capacidade de reduzi-la para 5 V conforme apropriado. Isso permite que os usuários carreguem dispositivos muito maiores, incluindo laptops, etc. Todos esses avanços significam que, em comparação com as versões anteriores, o USB 3.1 oferece um aumento significativo de velocidade e funcionalidade.

  • USB 3.2: A próxima iteração USB é USB 3.2. Este foi lançado em setembro de 2017. Ele mantém os modos de dados SuperSpeed ​​e SuperSpeed ​​+ USB 3.1 existentes, mas introduz dois novos modos de transferência SuperSpeed ​​+ sobre o conector USB-C com taxas de dados de 10 e 20 Gbit / s (1,25 e 2,5 GB / s). O aumento na largura de banda é o resultado da operação em várias pistas sobre os fios existentes que foram projetados para recursos de flip-flop do conector USB-C.

    Outro aspecto fundamental do USB 3.2 foi que o USB-IF introduziu um novo esquema de nomenclatura para as diferentes variantes com o objetivo de simplificar o marketing, embora se isso tenha trazido alguma confusão é uma questão de debate. O USB-IF recomendou a marca das três variantes como modos de transferência de 5, 10 e 20 Gbit / s como SuperSpeed ​​USB 5 Gbps (geralmente chamado de USB 3.2 Gen 1), SuperSpeed ​​USB 10 Gbps (USB 3.2 Gen 2) e SuperSpeed ​​USB 20 Gbps (USB 3.2 Gen 2x2), respectivamente. O USB-IF decidiu pela notação "2x2" para a versão de velocidade mais alta porque o novo padrão dobra o número de pistas de dados dentro de um cabo USB-C para atingir a velocidade de transferência de 20 Gbps.

  • USB 4: Para se manter à frente do mercado, o USB-IF introduziu a especificação USB4 em 29 de agosto de 2019. O novo padrão oferece mais flexibilidade e funcionalidade. Ele é baseado na especificação do protocolo Thunderbolt 3 e, como tal, oferece suporte a transferência de dados de até 40 Gbps. É compatível com Thunderbolt 3 e também compatível com versões anteriores de USB 3.2 e USB 2.0.

    O USB 4 usará o conector do tipo USB-C, pois ele é capaz de acomodar a velocidade e o modo de operação do USB 4. Isso significa que qualquer pessoa que atualmente tenha USB 3 com um conector USB C poderá usar as portas USB 4, embora para utilizar a velocidade total, é necessário ter portas USB 4 e dispositivos em todo o caminho.

  • USB sem fio O conceito do USB sem fio é que, como o nome sugere, ele fornece uma conexão sem fio pela qual os dados podem ser transferidos. Este padrão USB não foi amplamente adotado, embora o padrão tenha sido lançado em setembro de 2010. Às vezes, a abreviatura WUSB é usada, embora o USB-IF não incentive o uso desta abreviatura.

    O USB sem fio usa frequências na banda de 3,1 a 10,6 GHz e fornece uma largura de banda de dados de 53 a 480 Mbps a uma distância de 3 a dez metros. A modulação usada é MB-OFDM.

Com os requisitos cada vez maiores para níveis mais rápidos e maiores de transferência de dados, bem como níveis cada vez maiores de conveniência e capacidade, o conceito de USB evoluiu.

Os níveis de funcionalidade disponíveis hoje são enormes quando comparados com o primeiro lançamento padrão no final dos anos 1990. Desde então, uma série de novas versões do padrão USB foram introduzidas, cada uma fornecendo um maior nível de desempenho.

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Assista o vídeo: Quais são as diferenças entre os padrões USB, e 4 (Junho 2022).