USB-grensesnittet er en populær form for teknologisk kommunikasjon på mobile og andre digitale enheter. Kontakter av denne typen finnes ofte på personlige datamaskiner forskjellige konfigurasjoner, perifer datasystemer, på mobiltelefoner osv.

En funksjon ved det tradisjonelle grensesnittet er USB-pinouten på et lite område. For drift brukes kun 4 pinner (kontakter) + 1 jordskjermlinje. Riktignok er de siste mer avanserte modifikasjonene (USB 3.0 Powered-B eller Type-C) preget av en økning i antall arbeidskontakter. Dette er hva vi vil snakke om i dette materialet. Vi vil også beskrive strukturen til grensesnittet og funksjonene til kabelledninger på kontaktkontaktene.

Forkortelsen "USB" har en forkortet betegnelse, som i sin helhet leses som "Universal Series Bus" - en universell seriell buss, takket være bruken av hvilken høyhastighets digital datautveksling utføres.

Allsidigheten til USB-grensesnittet er notert:

• lavt strømforbruk;
• forening av kabler og kontakter;
• enkel logging av datautveksling;
• høy funksjonalitet;
• Bred støtte for drivere for ulike enheter.

Hva er strukturen til USB-grensesnittet, og hvilke typer USB-teknologikontakter finnes i moderne verden elektronikk? La oss prøve å finne ut av det.

Teknologisk struktur av USB 2.0-grensesnittet

Koblinger relatert til produkter inkludert i spesifikasjonsgruppen 1.x - 2.0 (opprettet før 2001) er koblet til en fireleder elektrisk kabel, hvor to ledere er strøm og to til overfører data.

Dessuten, i spesifikasjonene 1.x - 2.0, krever kabling av service-USB-kontakter tilkobling av en skjermingsflett - faktisk en femte leder.

Slik ser den fysiske utformingen av vanlige USB-kontakter som tilhører den andre spesifikasjonen ut. Til venstre er "mannlige" versjoner, til høyre er "kvinnelige" versjoner og pinout som tilsvarer begge alternativene

Eksisterende versjoner av universelle serielle busskontakter med de angitte spesifikasjonene er presentert i tre alternativer:

1. Normal– skriv "A" og "B".
2. Mini– skriv "A" og "B".
3. Mikro– skriv "A" og "B".

Forskjellen mellom alle tre typer produkter ligger i designtilnærmingen. Hvis vanlige kontakter er beregnet for bruk på stasjonært utstyr, er "mini" og "mikro" kontakter laget for bruk i mobile enheter.

Slik ser den fysiske utformingen av kontaktene til den andre spesifikasjonen fra "mini"-serien ut, og følgelig etiketten for Mini USB-kontakter - den såkalte pinout, basert på hvilken brukeren gjør kabeltilkoblingen

Derfor er de to siste typene preget av en miniatyrdesign og en litt modifisert kontaktform.

Pinout-bord for standard "A" og "B" type koblinger

Sammen med utførelse av kontakter av typene "mini-A" og "mini-B", samt kontakter av typene "micro-A" og "micro-B", er det modifikasjoner av "mini-AB" og kontakter av typen "micro-AB".

Et særtrekk ved slike design er ledningen til USB-lederne på en 10-pinners pute. Men i praksis brukes slike koblinger sjelden.

Micro USB og Mini USB grensesnitt pinout tabell for type "A" og "B" kontakter

Teknologisk struktur av USB 3.x-grensesnitt

I mellomtiden hadde forbedringen av digitalt utstyr allerede ført til at spesifikasjonene 1.x - 2.0 ble foreldet innen 2008.

Disse typene grensesnitt tillot ikke tilkobling av nytt utstyr, for eksempel eksterne harddisker, på en slik måte at det ble gitt en høyere (mer enn 480 Mbit/s) dataoverføringshastighet.

Følgelig ble et helt annet grensesnitt født, merket med spesifikasjon 3.0. Utviklingen av den nye spesifikasjonen preges ikke bare av økt hastighet, men også av økt strøm - 900 mA mot 500 mA for USB 2/0.

Det er tydelig at utseendet til slike kontakter har gjort det mulig å betjene et større antall enheter, hvorav noen kan drives direkte fra det universelle serielle bussgrensesnittet.

Modifikasjon av USB 3.0-kontakter ulike typer: 1 – «mini»-versjon av type «B»; 2 - standard produkttype "A"; 3 - utvikling av "mikro" -serien av type "B"; 4 – standardversjon "C" type

Som du kan se på bildet ovenfor, har grensesnittene til den tredje spesifikasjonen flere fungerende kontakter (pinner) enn den forrige - andre versjonen. Den tredje versjonen er imidlertid fullt kompatibel med de "to".

For å kunne overføre signaler med høyere hastighet, utstyrte designerne av den tredje versjonen ytterligere fire datalinjer og en nøytral ledning. Forsterkede kontaktstifter er plassert i en egen rad.

Pinnebetegnelsestabell for kontakter i den tredje versjonen for ledning av en USB-kabel

I mellomtiden viste bruken av USB 3.0-grensesnittet, spesielt "A"-serien, å være en alvorlig designfeil. Koblingen har en asymmetrisk form, men koplingsposisjonen er ikke spesifikt angitt.

Utviklerne måtte modernisere designet, som et resultat av at USB-C-alternativet ble tilgjengelig for brukere i 2013.

Oppgradert USB 3.1-kontakt

Utformingen av denne typen kontakt innebærer duplisering av arbeidsledere på begge sider av pluggen. Det er også flere backup-linjer på grensesnittet.

Denne typen kontakt er mye brukt i moderne mobil digital teknologi.

Plassering av kontakter (pinner) for USB-C-grensesnittet, som tilhører serien av den tredje spesifikasjonen av kontakter beregnet for kommunikasjon av forskjellige digitalt utstyr

Egenskaper verdt å merke seg USB Type-C. For eksempel viser hastighetsparametrene for dette grensesnittet et nivå på 10 Gbit/s.

Utformingen av kontakten er kompakt og sikrer en symmetrisk forbindelse, slik at kontakten kan settes inn i alle posisjoner.

Pinout-bord i samsvar med spesifikasjon 3.1 (USB-C)

Det neste nivået i USB 3.2-spesifikasjonen

I mellomtiden fortsetter prosessen med å forbedre den universelle seriebussen aktivt. På det ikke-kommersielle nivået er neste spesifikasjonsnivå allerede utviklet - 3.2.

I følge tilgjengelig informasjon lover hastighetsegenskapene til USB 3.2-grensesnittet dobbelt så mange parametere enn det forrige designet er i stand til.

Utviklerne klarte å oppnå slike parametere ved å introdusere flerbåndskanaler der overføringen utføres med hastigheter på henholdsvis 5 og 10 Gbit/sek.

I likhet med "Thunderbolt" bruker USB 3.2 flere baner for å oppnå total gjennomstrømning, i stedet for å prøve å synkronisere og kjøre den samme kanalen to ganger

Forresten, det skal bemerkes at kompatibiliteten til det lovende grensesnittet med eksisterende USB-C støttes fullt ut, siden "Type-C" -kontakten (som allerede nevnt) er utstyrt med sikkerhetskopikontakter (pinner) som gir multi- båndsignaloverføring.

Funksjoner av kabelkabling på kontaktkontakter

Det er ingen spesielle teknologiske nyanser knyttet til loddekabelledere på kontaktputene til kontaktene. Det viktigste i denne prosessen er å sikre at fargen på kabelforlederne stemmer overens med den spesifikke kontakten (pinnen).

Fargekoding av ledere inne i kabelenheten som brukes for USB-grensesnitt. Vist fra topp til bunn er henholdsvis fargeskjemaet til kabelledere for spesifikasjonene 2.0, 3.0 og 3.1

Også, hvis du kobler modifikasjoner av utdaterte versjoner, bør du ta hensyn til konfigurasjonen av kontaktene, den såkalte "hann" og "kvinnelig".

Lederen som er loddet på hannkontakten må samsvare med loddingen på hunnkontakten. Ta for eksempel muligheten til å koble kabelen til USB 2.0-pinner.

De fire arbeidslederne som brukes i denne utførelsesformen er vanligvis merket i fire forskjellige farger:

• rød;
• hvit;
• grønn;
• svart.

Følgelig er hver leder loddet til en pute merket med en kontaktspesifikasjon av lignende farge. Denne tilnærmingen forenkler arbeidet til en elektronikkingeniør og eliminerer mulige feil under avloddeprosessen.

En lignende loddeteknologi brukes på kontakter i andre serier. Den eneste forskjellen i slike tilfeller er det større antallet ledere som må loddes. For å forenkle arbeidet ditt, er det praktisk å bruke et spesialverktøy - et pålitelig loddejern for å lodde ledninger hjemme og for å fjerne isolasjon fra endene av ledninger.

Uavhengig av koblingskonfigurasjonen, brukes alltid skjermlederlodding. Denne lederen er loddet til den tilsvarende kontakten på kontakten, Shield – beskyttelsesskjerm.

Det er hyppige tilfeller av å ignorere beskyttelsesskjermen når "eksperter" ikke ser poenget med denne lederen. Mangelen på en skjerm reduserer imidlertid ytelsen til USB-kabelen dramatisk.

Derfor er det ikke overraskende når brukeren med en betydelig kabellengde uten skjerm opplever problemer i form av forstyrrelser.

Koble kontakten med to ledere for å organisere en kraftledning for donorenheten. I praksis brukes ulike ledningsalternativer, basert på tekniske behov.

USB-kabelen kan loddes på forskjellige måter, avhengig av konfigurasjonen av portlinjene på bestemt enhet.

For eksempel, for å koble en enhet til en annen for å oppnå bare en forsyningsspenning (5V), er det nok å lodde bare to linjer på de tilsvarende pinnene (kontakter).

Konklusjoner og nyttig video om temaet

Videoen nedenfor forklarer hovedpunktene for pinout av kontakter i 2.0-serien og andre, og forklarer visuelt individuelle detaljer om produksjonen av loddeprosedyrer.

Å eie fullstendig informasjon i henhold til pinouten til Universal Serial Bus-kontaktene, kan du alltid takle teknisk problem forbundet med lederfeil. Denne informasjonen vil også være nyttig hvis du trenger å koble til noen digitale enheter på en ikke-standard måte.

Vil du supplere materialet ovenfor med nyttige kommentarer eller verdifulle tips om gjør-det-selv-avlodding? Skriv kommentarer i blokken under, legg til, om nødvendig, unike fotografiske materialer.

Kanskje du fortsatt har spørsmål etter å ha lest artikkelen? Spør dem her - våre eksperter og kompetente besøkende vil prøve å avklare uklare punkter.

USB-kabel-pinout refererer til beskrivelsen av den interne delen av Universal Serial Bus. Denne enheten brukes til å overføre data og lade batterier til alle elektroniske enheter: mobiltelefoner, spillere, bærbare datamaskiner, nettbrett, båndopptakere og andre dingser.

Å utføre pinouts av høy kvalitet krever kunnskap og evne til å lese diagrammer, orientering i typer og typer tilkoblinger, du må kjenne klassifiseringen av ledninger, deres farger og formål. Langsiktig og uavbrutt drift av kabelen sikres ved riktig tilkobling av ledningene til de 2 kontaktene USB Og mini-USB.

Typer USB-kontakter, hovedforskjeller og funksjoner

Universal Serial Bus kommer i 3 versjoner - USB 1.1, USB 2.0 og USB 3.0. De to første spesifikasjonene er fullstendig kompatible med hverandre; buss 3.0 er delvis kompatibel.

USB 1.1 er den første versjonen av enheten som brukes til dataoverføring. Spesifikasjonen brukes kun for kompatibilitet, siden det er 2 driftsmoduser for dataoverføring ( Lav hastighet og full hastighet) har en lav hastighet på informasjonsutveksling. Lavhastighetsmodus med en dataoverføringshastighet på 10-1500 Kbps brukes for styrespaker, mus og tastaturer. Full hastighet brukes i lyd- og videoenheter.

En tredje driftsmodus er lagt til USB 2.0 - Høyhastighet for tilkobling av informasjonslagringsenheter og videoenheter fra en høyere organisasjon. Kontakten er merket med HI-SPEED på logoen. Ini denne modusen er 480 Mbit/s, som er lik kopieringshastigheten på 48 MB/s.

I praksis, på grunn av design- og implementeringsfunksjonene til protokollen, viste gjennomstrømningen til den andre versjonen seg å være mindre enn deklarert og beløper seg til 30-35 MB/s. 1.1 og 2. generasjons Universal Bus-spesifikasjonskabler og kontakter er identiske i konfigurasjonen.

Den tredje generasjons universalbussen støtter en hastighet på 5 Gbps, lik en kopieringshastighet på 500 MB/s. Den er tilgjengelig i blått, noe som gjør det lettere å finne ut om pluggene og stikkontaktene tilhører den avanserte modellen. Buss 3.0-strømmen økte fra 500 mA til 900 mA. Denne funksjonen lar deg ikke bruke separate strømforsyninger for eksterne enheter, men å bruke 3.0-bussen til å drive dem.

Kompatibiliteten til spesifikasjonene 2.0 og 3.0 er delvis oppnådd.

Klassifisering og pinout

Når du beskriver og angir tabeller over USB-kontakter, aksepteres det som standard at visningen vises fra utsiden, arbeidssiden. Dersom utsikten er fra installasjonssiden er dette spesifisert i beskrivelsen. I diagrammet er isolasjonselementene til kontakten merket med lys grå, metalldelene er merket med mørkegrå og hulrommene er merket med hvitt.

Til tross for at seriebussen kalles universell, er den representert av 2 typer. De opptrer ulike funksjoner og gi kompatibilitet med enheter med forbedrede egenskaper.

Type A inkluderer aktive strømforsyningsenheter ( datamaskin, vert), til type B – passivt, tilkoblet utstyr ( skriver, skanner). Alle stikkontakter og plugger av andre generasjon og versjon 3.0 type A-busser er designet for å fungere sammen. Gen3 Type B-kontakten er større enn det som trengs for 2.0 Type B-pluggen, så en enhet med en Gen 2.0 Type B-kontakt kobles til kun med en USB 2.0-kabel. Tilkobling av eksternt utstyr med modifikasjon 3.0 type B-kontakter utføres med kabler av begge typer.

Classic Type B-kontakter er ikke egnet for tilkobling av lite elektronisk utstyr. Tilkobling av nettbrett, digitalt utstyr og mobiltelefoner gjøres ved å bruke miniatyr Mini-USB-kontakter og deres forbedrede Micro-USB-modifikasjon. Disse kontaktene har reduserte støpsel- og stikkontaktstørrelser.

Den siste modifikasjonen av USB-kontakter er type C. Denne designen har identiske kontakter i begge ender av kabelen og er preget av raskere dataoverføring og større kraft.

Pinout av USB 2.0-kontakt type A og B

Klassiske kontakter inneholder 4 typer kontakter; mini- og mikroformater inneholder 5 kontakter. Ledningsfarger i USB 2.0-kabel:

• +5V ( rød VBUS), spenning 5 V, maksimal strøm 0,5 A, beregnet for strømforsyning;
• D-( hvit) Data-;
• D+ ( grønn) Data+;
• GND( svart), spenning 0 V, brukt til jording.

For miniformat: mini-USB og mikro-USB:

1. Rød VBUS (+), spenning 5 V, strøm 0,5 A.
2. Hvit (-), D-.
3. Grønn (+), D+.
4. ID – for type A er den lukket for GND for å støtte OTG-funksjonen, men for type B brukes den ikke.
5. Sort GND, spenning 0V, brukes til jording.

De fleste kabler har en skjermledning, den har ingen isolasjon og brukes som en skjerm. Den er ikke merket og er ikke tildelt et nummer. Universalbussen har 2 typer kontakter. De er betegnet M ( mann) og F ( hunn). Kobling M ( pappa) kalles en plugg, den settes inn, kontakt F ( Mor) kalles en stikkontakt, setter de den inn i den.

USB 3.0 pinout type A og B

Bussversjon 3.0 har en 10 eller 9 leder tilkobling. 9 pinner brukes hvis Shield wire mangler. Kontaktene er anordnet på en slik måte at enheter med tidligere modifikasjoner kan kobles til.

USB 3.0 ledninger:

• A – plugg;
• B - stikkontakt;
• 1, 2, 3, 4 – kontakter som matcher pinouten til kontaktene i spesifikasjon 2.0, har samme fargeskjema;
• 5, 6 kontakter for dataoverføring via SUPER_SPEED-protokollen er betegnet med henholdsvis SS_TX- og SS_TX+;
• 7 - jording GND;
• 8, 9 – kontaktputer av ledninger for mottak av data via SUPER_SPEED-protokollen, kontaktbetegnelse: SS_RX- og SS_RX+.

Mikro-USB-kontakt pinout

Mikro-USB-kabelen har 5-pinners kontakter. En separat monteringswire i isolasjon av ønsket farge leveres til dem. For å sikre at støpselet passer nøyaktig og tett inn i stikkontakten, har den øvre skjermingsdelen en spesiell avfasning. Mikro-USB-pinnene er nummerert 1 til 5 og leses fra høyre til venstre.

Pinoutene til mikro- og mini-USB-kontakter er identiske, de er presentert i tabellen:

Skjermtråden er ikke loddet til noen kontakt.

Mini-USB pinout

Mini-A- og Mini-B-kontakter dukket opp på markedet i 2000, ved bruk av USB 2.0-standarden. I dag er de lite brukt på grunn av fremveksten av mer avanserte modifikasjoner. De er erstattet av mikrokontakter og Type C USB-modeller. Minikontaktene bruker 4 skjermede ledninger og en ID-funksjon. 2 ledninger brukes til strøm: forsyning +5 V og jord GND. 2 ledninger for mottak og sending av differensielle datasignaler, betegnet D+ og D-pin. Data+ og Data- signaler overføres via . D+ og D- fungerer alltid sammen, de er ikke separate simpleksforbindelser.

USB-kontakter bruker 2 typer kabler:

• skjermet, 28 AWG vridd, 28 AWG eller 20 AWG uvridd;
• uskjermet, 28 AWG uvridd, 28 AWG eller 20 AWG uvridd.

Kabellengden avhenger av effekten:

• 28 – 0,81 m;
• 26 – 1,31 m;
• 24 – 2,08 m;
• 22 – 3,33 m;
• 20 – 5 m.

Mange produsenter av digitalt utstyr utvikler og utstyrer produktene sine med kontakter med en annen konfigurasjon. Dette kan føre til problemer med å lade mobiltelefonen eller andre enheter.

Seksjonen oppdateres daglig. Alltid de nyeste versjonene av de beste gratis programmer for daglig bruk i delen Nødvendige programmer. Det er nesten alt du trenger til arbeidshverdagen. Begynn gradvis å gi opp piratkopierte versjoner til fordel for mer praktiske og funksjonelle gratis analoger. Hvis du fortsatt ikke bruker chatten vår, anbefaler vi på det sterkeste at du gjør deg kjent med den. Der vil du finne mange nye venner. I tillegg er dette den raskeste og mest effektive måten å kontakte prosjektadministratorer på. Antivirusoppdateringsdelen fortsetter å fungere - alltid oppdaterte gratisoppdateringer for Dr Web og NOD. Hadde du ikke tid til å lese noe? Hele innholdet i tickeren finner du på denne lenken.

Universal Serial Bus eller USB for kort

Universal Serial Bus eller USB for korte brukes aktivt i moderne digital datateknologi. For øyeblikket brukes USB 1.1- og USB 2.0-versjoner. USB 2.0-versjonen er forover- og bakoverkompatibel med USB 1.1. Med andre ord, enheter med USB 2.0 fungerer vellykket med datamaskiner utstyrt med USB 1.1 og omvendt. Alle USB 1.1 og USB 2.0 kabler og kontakter er de samme.

USB

USB(forkortelse for det engelske begrepet Universal Serial Bus - "universell seriebuss", uttales "u-es-bee") - et seriell dataoverføringsgrensesnitt for lav- og mellomhastighets perifere enheter i digital datateknologi.

Universal Serial Bus (USB) - "Universal Serial Bus" har sin egen spesielle betegnelse, det vil si sitt eget spesielle grafiske symbol.

USB-symbol

USB-symbolet er representert av fire geometriske former: en stor sirkel, en liten sirkel, en trekant og en firkant, plassert i endene av et trelignende blokkdiagram. USB-symbolet kan brukes på utstyrshus, kontakter og enheter.

USB 2.0 skiller seg fra USB 1.1 ved å introdusere høyhastighetsmodus. USB 2.0 High Speed ​​har sin egen logo.

USB 2.0 High Speed-logo trykt på kortleseren

Fig.1. Eksempel USB-kabel. USB-symboler på kontaktene er godt synlige

For å koble eksterne enheter til USB-bussen, brukes en spesiell fire-kjerners kabel, med to kjerner ( tvunnet par) i differensiell forbindelse brukes for datautveksling, og de to andre brukes til å drive en perifer enhet, se fig. 2.

Fig.2. USB-kabel med hovedparametere merket

USB lar deg koble til eksterne enheter uten egen strømkilde (maksimal strøm som forbrukes av enheten via USB-bussens strømledninger bør ikke overstige 500 mA) se fig. 3.

Fig.3. USB har sine egne strømlinjer, dette lar deg koble til periferutstyr
enheter uten egen kilde, for eksempel en ekstern harddisk

Én USB-busskontroller lar deg koble til opptil 127 enheter i en stjernetopologi, inkludert huber. På én USB-buss kan det være opptil 127 enheter og opptil 5 nivåer med kaskade-huber, roten ikke medregnet.

Takket være allsidigheten, erstatter USB gradvis porter som COM og LPT. Heldigvis sørger produsenter av skrivere og skannere for driften av enhetene deres med USB og sørger for de riktige kontaktene. I tillegg dukker det opp nye utradisjonelle USB-enheter, for eksempel kompakte MP3-spillere. Ved å koble til USB kan du ikke bare kopiere musikkfiler slike spillere, men lader også batteriet innebygd i dem, gir autonom drift spiller.

USB-kabel

USB-kabelen er firekjernet flettet, den består av 4 kobberledere - 2 strømledere og 2 ledere for dataoverføring i form av et tvunnet par, pluss en jordet flette (skjerm) se fig. 4.

Fig.4. USB-kabel. De forskjellige kontaktene i endene av kabelen er godt synlige.
Dette er fordi USB-kabler er orientert

USB-kabler er orientert for dette formålet, USB-kabler er utstyrt med forskjellige kontakter for tilkobling "til enheten" og "til verten". Det er mulig å implementere en USB-enhet uten kabel, med en "to-host"-spiss innebygd i huset. Et eksempel på en slik enhet er et flashminnekort eller USB-modem. Det er også mulig å integrere kabelen permanent i enheten. Et eksempel kan være en datamus, se fig. 5. (standarden forbyr dette for full- og høyhastighetsenheter, men produsenter bryter den). Det er (selv om det er forbudt av standarden) passive USB-forlengere som har "fra verten" og "til verten"-kontakter.

Fig.5. Integrering i ett stykke av USB-kabelen i enheten.
Eksempel: en datamus har en innebygd USB-kabel

USB 1.1 og USB 2.0. Kontakter, kabler og ledninger

Kablingsskjema for USB-kontakt (kabel og enhet)

Kablingsskjema for USB-kontakt (kabel og enhet)

USB-signaler overføres over to ledninger (twisted pair) av en skjermet fire-kjerners kabel.

VBUS – spenning +5 Volt av strømkretsen, GND – kontakt for tilkobling av "huset" til strømkretsen. Den maksimale strømmen som forbrukes av enheten gjennom USB-bussens strømledninger bør ikke overstige 500 mA. Data overføres gjennom D- og D+ pinnene på USB-kontakten. Differensiell dataoverføringsmetode er den viktigste for USB.

USB 2.0-kabelen er skjermet for å sikre høyere dataoverføringshastigheter. Den er også firekjernet, men flettet og består av 4 kobberledere i farget isolasjon. To strømledere og 2 dataledere i form av tvunnet par. Ledningene legges i en jordet flette (skjerm).

USB-kabelkontakter

For USB-kabelen brukes spesielle USB-kontakter. USB-kabelen er retningsbestemt, så for riktig tilkobling, USB-kontakter har forskjellige konfigurasjoner. Det finnes to typer USB-kontakter: Type A (se Fig. 7. og Fig. 8.) og Type B (se Fig. 9., Fig. 10. og Fig. 11).

Fig.7. Vanlig USB-kabelkontakt Type A

I samsvar med 1.0-spesifikasjonen brukes USB Type A-kontakter for tilkobling "til verten", dvs. installert på kontrolleren eller USB-hubsiden.

Fig.8. "Branded" USB-kabelkontakt Type A (med navnet på produsenten)

I henhold til 1.0-spesifikasjonen brukes USB Type B-kontakter for tilkobling "til enheten", dvs. for tilkobling av eksterne enheter.

Fig.9. Vanlig USB-kabelkontakt Type B. Denne kontakten passer for f.eks.
for å koble til en skriver

Fig. 10. Vanlig USB-minikabelkontakt Type B

Fig. 11. Mikro USB-kabelkontakt Type B.
I figuren under USB-symbolet kan du tydelig se betegnelsen Type B

I fig.12. og Fig.13. USB-kabler vist. Disse USB-kablene er utstyrt med en vanlig Type A USB-kabelkontakt og en Type B USB-minikabelkontakt.

Fig. 12. USB-kabler er utstyrt med en vanlig USB-kabelkontakt

B

Fig. 13. USB-kabler er utstyrt med en vanlig USB-kabelkontakt
Type A (på bildet til venstre) og en USB-minikabelkontakt
Type B (vist til høyre). Type B er betegnet som b

Fig. 14. USB-kabel utstyrt med en miniatyrkontakt kalt micro USB

USB støtter varm (strøm på) plugging og frakobling av enheter. Dette oppnås ved å øke lengden på jordingskontakten til kontakten i forhold til signalkontaktene, se fig. 15. Når en USB-kontakt er koblet til, lukkes jordingskontaktene først, potensialene til kroppene til de to enhetene utjevnes, og ytterligere tilkobling av signallederne fører ikke til overspenninger, selv om enhetene får strøm fra forskjellige faser av en trefaset strømnett.

Fig. 15. Lengde på jordstiften

Lengden på jordingskontakten (i figuren, pinne 4 GND øverst) til kontakten økes i forhold til signalkontaktene (i figuren, pinne 3 D+ nederst). Den øvre kontakten er lengre enn den nedre. Dette lar deg koble til og fra enheter uten å slå av strømmen (såkalt "hot plugging and unplugging")

De tilhørende delene til USB-kontaktene er plassert på perifere enheter, koblet til via USB, se fig. 16. og Fig. 17.

Fig. 16. USB-kabelkontakt. USB-symbolet er godt synlig

Fig. 17. USB mini Type B-kabelkontakt

Fig. 18. Sammenligning av USB-kontaktstørrelser.

En vanlig USB-kabelkontakt Type A (på bildet til venstre), en USB-minikabelkontakt Type B (på bildet i midten) og en USB-mikrokabelkontakt Type B (på bildet til høyre). Type B er betegnet som B

USB (Universal Serial Bus- "universell seriebuss") - et seriell dataoverføringsgrensesnitt for middels- og lavhastighets perifere enheter. En 4-leder kabel brukes for tilkobling, med to ledninger som brukes til å motta og overføre data, og 2 ledninger for å drive den eksterne enheten. Takket være den innebygde USB-strømledninger lar deg koble til eksterne enheter uten egen strømforsyning.

Grunnleggende om USB

USB-kabel består av 4 kobberledere - 2 strømledere og 2 dataledere i tvunnet par, og en jordet flette (skjerm).USB-kabler har fysisk forskjellige tips "til enheten" og "til verten". Det er mulig å implementere en USB-enhet uten kabel, med en "to-host"-spiss innebygd i huset. Det er også mulig å integrere kabelen permanent i enheten(for eksempel USB-tastatur, webkamera, USB-mus), selv om standarden forbyr dette for full- og høyhastighetsenheter.

USB-buss strengt orientert, det vil si at den har konseptet med en "masterenhet" (vert, også kjent som en USB-kontroller, vanligvis innebygd i sørbrobrikken på hovedkort) og "perifere enheter".

Enheter kan motta +5 V strøm fra bussen, men kan også kreve ekstern strømforsyning. En standby-modus støttes også for enheter og splittere etter kommando fra bussen, fjerner hovedstrømmen mens du opprettholder standby-strøm og slår den på etter kommando fra bussen.

USB støtterHot plugging og frakobling av enheter. Dette er mulig på grunn av økningen i lengden på jordingskontaktlederen i forhold til signalene. Når tilkoblet USB-kontakt er de første som stenger jordingskontakter, blir potensialene til husene til de to enhetene like, og ytterligere tilkobling av signallederne fører ikke til overspenninger, selv om enhetene får strøm fra forskjellige faser i et trefaset strømnettverk.

På det logiske nivået USB-enhet støtter transaksjoner for mottak og overføring av data. Hver pakke av hver transaksjon inneholder et nummer endepunkt på enheten. Når en enhet er tilkoblet, leser drivere i OS-kjernen en liste over endepunkter fra enheten og lager kontrolldatastrukturer for å kommunisere med hvert endepunkt på enheten. Samlingen av endepunkter og datastrukturer i OS-kjernen kalles rør.

Endepunkter, og derfor kanaler, tilhører en av 4 klasser:

• kontinuerlig (bulk),
• leder (kontroll),
• isokron (isoch),
• avbryte.

Lavhastighetsenheter som en mus kan ikke ha isokrone og strømningskanaler.

Kontrollkanal designet for å utveksle korte spørsmål-svar-pakker med enheten. Enhver enhet har kontrollkanal 0, som tillater programvare OS lest kort informasjon om enheten, inkludert produsent- og modellkoder som brukes til å velge driveren, og en liste over andre endepunkter.

Avbryt kanalen lar deg levere korte pakker i begge retninger, uten å få svar/bekreftelse, men med garanti for leveringstid - pakken vil bli levert senest i N millisekunder. For eksempel brukt i inndataenheter (tastaturer, mus eller styrespaker).

Isokron kanal lar deg levere pakker uten leveringsgaranti og uten svar/bekreftelser, men med en garantert leveringshastighet på N pakker per bussperiode (1 KHz for lav og full hastighet, 8 KHz for høy hastighet). Brukes til å overføre lyd- og videoinformasjon.

Strømningskanal gir en garanti for levering av hver pakke, støtter automatisk suspensjon av dataoverføring på grunn av enhetsmotvilje (bufferoverflyt eller underløp), men garanterer ikke leveringshastighet og forsinkelse. Brukes for eksempel i skrivere og skannere.

Busstid er delt inn i perioder, ved begynnelsen av perioden sender kontrolleren "begynnelsen av perioden"-pakken til hele bussen. Deretter, i løpet av perioden, blir avbruddspakker sendt, deretter isokrone i ønsket mengde for den gjenværende tiden i perioden, blir kontrollpakker overført, og til slutt strømpakker.

Aktiv side av bussen er alltid kontrolleren, overføringen av en datapakke fra enheten til kontrolleren implementeres som et kort spørsmål fra kontrolleren og et langt svar fra enheten som inneholder data. Pakkebevegelsesplanen for hver bussperiode lages i fellesskap av kontrollerens maskinvare og driverprogramvare for dette, som mange kontrollere bruker Direkte minnetilgang DMA (Direkte minnetilgang) - modus for datautveksling mellom enheter eller mellom enheten og hovedminnet, uten deltakelse Sentral prosessor (CPU). Som et resultat økes overføringshastigheten siden data ikke sendes frem og tilbake til CPU.

Pakkestørrelsen for et endepunkt er en konstant innebygd i enhetens endepunkttabell og kan ikke endres. Den velges av enhetsutvikleren blant de som støttes av USB-standarden.

USB-spesifikasjoner

Funksjoner, fordeler og ulemper med USB:

• Høy overføringshastighet (fullhastighets signaleringsbithastighet) - 12 Mb/s;
• Maksimal kabellengde for høy overføringshastighet er 5 m;
• Lavhastighets signaleringsbithastighet - 1,5 Mb/s;
• Maksimal kabellengde for lav kommunikasjonshastighet er 3 m;
• Maksimalt tilkoblede enheter (inkludert multiplikatorer) - 127;
• Det er mulig å koble til enheter med forskjellige overføringshastigheter;
• Det er ikke nødvendig å installere tilleggselementer som terminatorer;
• Forsyningsspenning for eksterne enheter - 5 V;
• Maksimalt strømforbruk per enhet er 500 mA.

USB-signaler overføres over to ledninger av en skjermet 4-leder kabel.

USB 1.0 og USB 2.0 kontakt pinout

Type A		Type B
Gaffel (på kabel)	Stikkontakt (på datamaskin)	Gaffel (på kabel)	Stikkontakt (på perifer enhet)

Navn og funksjonelle tildelinger av USB 1.0- og USB 2.0-pinner

Ulemper med USB 2.0

I hvert fall maksimalt overføringshastighet USB-data 2.0 er 480 Mbit/s (60 MB/s), in det virkelige livå oppnå slike hastigheter er urealistisk (~33,5 MB/sek i praksis). Dette skyldes de store forsinkelsene på USB-bussen mellom forespørselen om dataoverføring og selve starten av overføringen. For eksempel tillater FireWire, selv om den har en lavere toppgjennomstrømning på 400 Mbps, som er 80 Mbps (10 MB/s) mindre enn USB 2.0, større dataoverføringsgjennomstrømning til harddisker og andre lagringsenheter. I denne forbindelse har forskjellige mobilstasjoner lenge vært begrenset av den utilstrekkelige praktiske båndbredden til USB 2.0.

Foreløpig finnes det flere typer USB-kontakter (Universal Serial Bus), som kommer i tre versjoner - USB v1.1, USB v2.0 og USB v3.0. Versjon v1.1 brukes praktisk talt ikke på grunn av for lav dataoverføringshastighet (12 Mbit/s), så den brukes kun for kompatibilitet.

Den andre versjonen av USB 2.0 dominerer nå markedet. De fleste moderne enheter støtter denne versjonen, som gir en på 480 Mbit/s, som tilsvarer en kopieringshastighet på 48 MB/s. Men på grunn av ikke-ideell implementering og designfunksjoner, i praksis overstiger den faktiske hastigheten sjelden 30-33 MB/sek. Mange harddisker i stand til å lese informasjon med en hastighet 3-4 ganger raskere.

USB v2.0-kontakten er en flaskehals som bremser driften av moderne stasjoner. Samtidig, for mus, tastaturer og noen andre enheter spiller dette ingen rolle. Den tredje versjonen av USB v3.0 er merket med blått, noe som indikerer at den tilhører siste generasjon. Båndbredden til den tredje versjonen av USB gir en hastighet på 5 Gbit/s, som tilsvarer 500 MB/s. Tatt i betraktning det faktum at moderne harddisker har en hastighet på 150-170 MB/sek, har den tredje versjonen av USB en stor reserve av dataoverføringshastighet.

Strukturelt sett er USB 1.1- og 2.0-versjoner fullstendig kompatible med hverandre. Hvis en av de tilkoblede partene støtter versjon v1.1, vil datautveksling skje med redusert hastighet, og operativsystem vil vise meldingen: "Enheten din kan kjøre raskere," som betyr at datamaskinen din bruker en fast USB-port 2.0, og den tilkoblede enheten versjon 1.1 er treg. Kompatibilitet mellom USB 2.0 og 3.0 ser litt annerledes ut. Enhver USB v2.0-enhet kan kobles til den tredje versjonsporten, angitt i blått. Men omvendt tilkobling (med unntak av type A) er umulig. Moderne USB v3.0-kabler og -enheter har ekstra pinner som lar deg øke hastigheten på grensesnittet.

USB-strøm

Enhver USB-kontakt drives av en spenning på 5 V og en strøm på opptil 0,5 A, og for USB-versjon 3,0 - 0,9 A. I praksis betyr dette at den tilkoblede enhetens maksimale effekt ikke overstiger 2,5 W eller 4,5 W for USB 3.0. Av denne grunn vil tilkobling av lavstrøms og bærbare enheter (telefoner, spillere, flash-stasjoner, minnekort) ikke forårsake problemer, mens stort og massivt utstyr får strøm fra et eksternt nettverk.

USB v2.0- og USB v3.0-kontakter er også klassifisert etter type (Type A og Type B) og størrelse (MiniUSB og MicroUSB).

USB type A-kontakten er den mest utbredte og er den mest gjenkjennelige blant de eksisterende. De fleste enheter (mus, tastaturer, flash-stasjoner, kameraer og mange andre) er utstyrt med USB type A, som ble utviklet tilbake på 90-tallet. Den største fordelen med denne porten er dens pålitelighet, som lar den tåle et stort antall tilkoblinger uten å miste integritet. Selv om tverrsnittet av kontakten er rektangulær, er den beskyttet mot feil tilkobling, så det er umulig å stikke den inn med baksiden. Imidlertid er den ganske stor i størrelse, så den er ikke egnet for bærbare enheter, noe som har resultert i opprettelsen av mindre modifikasjoner.

USB type B-kontakten er mindre populær. Alle modifikasjoner av type B, inkludert Mini og Micro, har kvadratisk eller trapesformet form. Den tradisjonelle full-lengde Type B er den eneste typen som har et kvadratisk tverrsnitt. På grunn av sin ganske store størrelse, brukes den i forskjellige perifere og store stasjonære enheter (skannere, skrivere, noen ganger ADSL-modemer). Vanligvis inkluderer produsenter av skrivere eller multifunksjonelle enheter sjelden en slik kabel i produktene sine, så kjøperen må kjøpe den separat.

Årsaken til utseendet til små Mini USB Type B-kontakter var overfloden av miniatyrenheter på markedet. Og utseendet til bærbare harddisker sikret deres virkelige massepopularitet. I motsetning til store kontakter med 4 pinner, har Mini USB Type B fem pinner, men en av dem brukes ikke. Dessverre har miniatyrisering hatt en negativ innvirkning på påliteligheten. Under drift begynner Mini USB-kontakten etter en stund å løsne, selv om den ikke faller ut av porten. På dette tidspunktet brukes den fortsatt aktivt i bærbare harddisker, spillere, kortlesere og annet kompakt utstyr. Den andre modifikasjonen av Mini USB type A brukes nesten aldri. Mini USB blir gradvis erstattet av en mer avansert modifikasjon av Micro USB.

Micro USB type B-kontakten er en modifisert versjon av den forrige typen Mini USB type B og har svært miniatyrdimensjoner, noe som gjør at produsenter kan bruke den i moderne teknologi med liten tykkelse. Takket være den forbedrede festingen sitter pluggen veldig tett i stikkontakten og faller ikke ut av den. I 2011 denne typen kontakten er godkjent som en enhetlig standard for lading av smarttelefoner, telefoner, nettbrett, spillere og annet bærbart utstyr. Denne løsningen lar deg lade hele elektronikkparken ved hjelp av én kabel. Standarden viser veksttrender og det kan antas at om noen år vil nesten alle nye enheter utstyres med den. Type A brukes ekstremt sjelden.

USB 3.0-standarden gir betydelig høyere dataoverføringshastigheter. Ytterligere kontakter, som gjorde det mulig å øke hastigheten, førte til en endring i utseendet til nesten alle USB-kontakter i den tredje versjonen. Type A har imidlertid ikke endret seg i utseende, bortsett fra den blå fargen på kjernen. Dette betyr at bakoverkompatibilitet opprettholdes. Med andre ord kan en USB 3.0 type A-enhet kobles til en USB 2-port og omvendt. Dette er hovedforskjellen mellom kontakten og andre versjon 3.0-kontakter. Slike porter finnes ofte i moderne bærbare datamaskiner og datamaskiner.

USB 3.0 Type B brukes i middels og store høyytelses perifere enheter - NAS, samt stasjonære harddisker. Kontakten har gjennomgått store endringer, så den kan ikke kobles til USB 2.0, spesielt til USB 2.0 type B. Kabler med slike kontakter selges heller ikke ofte.

Micro USB 3.0 er etterfølgeren til den "klassiske" Micro USB-kontakten og har de samme egenskapene - kompakthet, pålitelighet, tilkobling av høy kvalitet, men gir samtidig høyere dataoverføringshastigheter. Hovedsakelig brukt i moderne eksterne ultraraske harddisker og SSD-er. Det blir stadig mer populært. Kontakten dupliserer stort sett Micro USB versjon 2.

Noen ganger forveksler brukere Mini USB-kontakter med Micro USB-kontakter, som faktisk er like. Hovedforskjellen er at den første er litt større, og den andre har spesielle låser på baksiden, som gjør det lettere å skille disse to typene koblinger. For øvrig er de identiske. I dag er det mange enheter med denne typen kontakter, så det er å foretrekke å ha to forskjellige kabler.