USB

USB (ю-эсби, ағылш. Universal Serial Bus — "әмбебап бірізді шина") — жүйелі интерфейс деректерін беру үшін есептеу техникасындағы орташа жылдамдықты және баяу жылдамдықты перифериялық құрылғылар. USB символы төрт геометриялық фигура: үлкен шеңбер, кіші шеңбер, үшбұрыш және ағашқа ұқсас блок-схемада ұштарында орналасқан, квадрат.

USB шинасына әзірлеу ерекшеліктері USB шинасын әзірлеушілер мен өндірушілердің жабдықтарын біріктіретін USB Implementers Forum (USB-IF) халықаралық коммерциялық емес ұйымының шеңберінде жүргізіледі.

USB шинасына перифериялық құрылғыларды қосу үшін төрт желілі кабель пайдаланылады, бұл ретте екі сымдар (витая бу) дифференциальном енгізу үшін деректерді қабылдау және жіберу үшін, екі сым — перифериялық құрылғыларды қоректендіру үшін пайдаланылады. Кірістірілген қоректендіру желілері арқасында, USB перифериялық құрылғыларды меншікті қорек көзінсіз (тұтынатын құрылғы желілері бойынша USB қорек шинасының ең үлкен ток күші, 500 мА, USB 3.0 — 900 мА, USB 3.1 5А дейін аспауы тиіс) қосуға мүмкіндік береді.

1995 жылы бірнеше компанияның арқасында әлемдегі ең бірінші универсалды USB 1.0 пайда болды. Бұл оқиға компьютер индустриясын түгел өзгеріске ұшыратты.

USB кабелі (2.0 қоса алғанда) 4 мыс өткізгіштерден тұрады, бұрмалы жұптан — 2 қоректендіру өткізгіші және 2 деректер өткізгіші және жерге тұйықталған өрмеден (экран).

• USB 0.7: 1994 жылдың қараша айында.ерекшелігі шығарылды
• USB 0.8: 1994 жылғы желтоқсанда.ерекшелігі шығарылды
• USB 0.9: 1995 жылғы сәуірде, ерекшелігі шығарылды.
• USB 0.99: 1995 жылғы тамызда ерекшелігі шығарылды.
• USB 1.0 Release Candidate: 1995 жылғы қарашада ерекшелігі шығарылды.

Ерекшелік 1996 жылы 15 қаңтарда шығарылды.

Техникалық сипаттамалары:

• жұмыстың екі режимі:
  • төмен өткізу қабілеті бар режимі (Low-Speed) — 1,5 Мбит/с
  • жоғары өткізу қабілеті бар режимі (Full-Speed) — 12 Мбит/с
• максималды кабель ұзындығы (экран) Low-Speed режимі үшін — 3 м
• максималды кабель ұзындығы (экранда) Full-Speed — 5 м режимі үшін
• қосылған құрылғылардың максималды саны (көбейткішжді қоса алғанда) — 127
• "әр түрлі жылдамдықты" перифериялық құрылғыларының бір USB контроллеріне қосу мүмкіндігі
• перифериялық құрылғылар үшін қорек кернеуі — 5
• перифериялық құрылғылар тұтынатын максималды ток — 500 мА

Ерекшелік 1998 жылдың қыркүйек айында шығарылды. 1.0 нұсқасы табылған проблемалар мен қателіктер түзетілді. Жаппай таралған алғашқы нұсқасы.

Ерекшелік 2000 жылдың сәуір айында шығарылды.

USB 2.0 USB 1.1 High-speed режимін енгізуге байланысты (логотиптегі — "HI-SPEED" белгісі^[1]) ерекшеленеді.

USB 2.0 құрылғылары үшін үш жұмыс режимі реттелген:

• Low-speed, 10-1500 Кбит/c (пернетақта, тышқан, джойстиктер, геймпады)
• Full-speed, 0,5—12 Мбит/с (аудио-, видеоқұрылғылылар)
• High-speed, 25-480 Мбит/с (видеоқұрылғылылар, ақпаратты сақтау құрылғылары)

USB сипаттамаларының келесі түрлендірулері - Хабарламалар туралы инженерлік өзгерістер (ағылш. Engineering Change Notices — ECN) шеңберінде жарияланады. ECN ең маңызды бірі модификациялары USB 2.0 қабылдау ерекшеліктерінде (ағылш. USB 2.0 specification package) ұсынылған, USB Implementers Forum сайтында қол жетімді.

• Mini-B Асырылады ECN: хабарлама 2000 жылдың қазан айында шығарылды.
• Errata желтоқсаннан бастап 2000: хабарлама 2000 жылдың желтоқсанында шығарылды.
• Pull-up/Pull-down Resistors ECN: хабарлама 2002 жылдың мамыр айында шығарылды.
• Errata, мамыр айынан бастап 2002: хабарлама 2002 жылдың мамыр айында шығарылды.
• Interface Associations ECN: хабарлама 2003 жылғы мамырда шығарылды.
  • Көптеген интерфейстерді бір функциясы бар құрылғылармен біріктіруге мүмкіндік беретін жаңа стандарттар қосылды.
• Rounded Chamfer ECN: хабарлама 2002 жылғы қазан айында шығарылды.
• Unicode ECN: хабарлама 2005 жылғы ақпанда шығарылды.
  • Осы ECN, UTF-16LE пайдалана отырып, бұл жолдың кодталған өзгешеліктерін анықтайды.
• Inter-Chip USB Supplement: хабарлама 2006 жылы наурызда шығарылды.
• On-The-Go Supplement 1.3: хабарлама 2006 жылғы желтоқсанда шығарылды.
  • USB On-The-Go жеке USB-хостынсыз екі USB-құрылғыларды бір-бірімен байланыстыруға мүмкіндік береді. Тәжірибеде құрылғылардың біреуі басқасы үшін хост рөлін атқарады.

USB-де бір құрылғы әрқашан хост, екіншісі — перифериялық құрылғы. Смартфондар, сандық камералар және басқа мобильді құрылғылар хост немесе перифериялық құрылғы болуы керек: компьютерге қосылған кезде камера перифериялық, ал фотопринтерге қосылған кезде ол — хост.

USB OTG (от On-The-Go, қаз. «жүгісте») құрылғылардың рөлін өзгертуді ыңғайлы етті: олар не болу керектігін өздері анықтайды. OTG-құрылғыларын компьютерге қосуға болады, ал USB перифериялық құрылғыларды: әдетте флэш-дискілер, сандық камералар, пернетақталар, тышқандар және қосымша драйверлерді қажет етпейтін басқа да құрылғыларға бір порт арқылы қосуға болады^[2].

Құрылғының рөлі кабель арқылы анықталады: хост жағындағы штепсельде 4 (ID) және 5 (жер) контактілері жабық; периферия жағында ID ешқайда қосылмайды.

• 
  Area SD-PEU3N-2EL (USB 3.0 PCIe card), USB 3.0 хост базасында микросхемалар µPD720200 фирманың Renesas
• 
  USB 3.0 хаб, маңызды төлем базасында микросхемалар VL810 фирманың VIA

Соңғы USB 3.0 спецификациясы 2008 жылы пайда болды. USB 3.0 жүйесін Intel, Microsoft, Hewlett-Packard, Texas Instruments, NEC және NXP Semiconductors әзірлеген.

USB 3.0 спецификациясы максималды тасымалдау жылдамдығын 5 Гбит/с дейін арттырады, бұл USB 2.0 қамтамасыз ете алатындан жылдамырақ. Сондай-ақ, 3.0 нұсқасында 500 мА-дан 900 мА-ға дейін жоғарылаған ток бар. Осылайша, бір порттан көбірек құрылғыларды қосуға болады, сонымен қатар кейбір құрылғылар үшін сыртқы қуатты пайдаланудың қажеті жоқ^[3].USB 3.0 спецификациясында жаңартылған стандарттың қосқыштары мен кабельдері USB 2.0-мен физикалық және функционалдық үйлесімді және бір мәнді сәйкестендіру үшін USB 3.0 қосқыштары әдетте көк пластиктен (кейбір өндірушілер үшін қызыл) жасалған. USB 2.0 кабелі төрт жолды қамтиды - деректерді қабылдау/беру үшін жұп, қуат үшін плюс және нөл, «A» қосқышында 4 істік бар. Жоғары жылдамдықты SuperSpeed ​​сигналдарын жіберу үшін USB 3.0 тағы төрт байланыс желісін (екі бұралған жұп) және бір сигналды жерге қосу тығынын (GND_DRAIN) қосады, нәтижесінде кабель әлдеқайда қалың болады. USB 3.0 қосқыштарындағы жаңа контактілер басқа контактілер қатарында ескі контактілерден бөлек орналасқан.

2009 жылдың қазан айында Intel өзінің чипсеттеріне USB 3.0 қолдауын енгізуді 2011 жылға дейін кейінге қалдыру туралы шешім қабылдағаны туралы ақпарат пайда болды. Бұл шешім 2011 жылға дейін бұл стандарттың кең таралмағанына әкелді, өйткені пайдаланушыға аналық платаны сатып алу жеткіліксіз болды; қосымша адаптер қажет болды немесе аналық плата өндірушісі оларға үшінші тарап контроллерін дәнекерледі.^[4][5].

USB 3.0 хост-контроллері (xHCI) (ағыл.)қаз. пәрмендерге, күйлерге, кіріс және шығыс деректерге арналған ағындарға аппараттық қолдауды қамтамасыз етеді, бұл USB шинасы өткізу қабілеттілігін толық пайдалануға мүмкіндік береді. UASP қолдау үшін USB 3.0 SuperSpeed ​​протоколына ағындар қосылды.

Linux 2.6.31 ^[6]. Windows 8 және 10 жүйелерінде USB 3.0 интерфейсіне қосымша драйверлерді орнатусыз қолдау көрсетіледі.

USB 3.1 спецификациясы шыққаннан кейін USB 3.0 стандарты USB 3.1 Gen 1 деп аталды. USB-IF CTO-ға сәйкес бұл құрылғы әзірлеушілерінің жұмысын жеңілдету үшін, яғни барлық нұсқаларды қолдауды қамтамасыз ету үшін жасалды. USB құрылғысы үшін үш емес, екі спецификация жеткілікті - USB 2 және USB 3.1^[7]. USB 3.2 спецификациясы шыққаннан кейін оның атауы USB 3.2 Gen 1 болып өзгертілді.

Қарапайым	Mini	Micro
Түрі A	4×12 мм	3×7 мм	2×7 мм
Түрі B	7×8 мм	3×7 мм	2×7 мм

Контакт нөмірі	4	3	2	1
Белгісі	GND	D+	D-	VBUS
Сымдар түсі	Қара	Жасыл	Ақ	Қызыл

Қарапайым	Mini	Micro
Түрі A
Түрі B

Контакт №	A	B	micro B
1	VBUS (VCC)	VBUS (VCC)	VBUS (VCC)
2	D-	D-	D-
3	D+	D+	D+
4	GND	GND	ID
5	StdA_SSTX-	StdA_SSTX-	GND
6	StdA_SSTX+	StdA_SSTX+	StdA_SSTX-
7	GND_DRAIN	GND_DRAIN	StdA_SSTX+
8	StdA_SSRX-	StdA_SSRX-	GND_DRAIN
9	StdA_SSRX+	StdA_SSRX+	StdA_SSRX-
10	StdA_SSRX+
Экран	Экран	Экран	Экран

• Thunderbolt
• FireWire
• Тізбектелген және параллель енгізу-шығару порттары
• TransferJet
• WinUSB
• USB-IF
• V-USB — Atmel AVR микроконтроллерлері үшін USB бағдарламалық хаттаманы іске асыру.
• Live USB