USB , kurz für Universal Serial Bus , ist ein Industriestandard, der entwickelt wurde, um Kabel, Anschlüsse und Protokolle für Verbindung, Kommunikation und Stromversorgung zwischen Personalcomputern und ihren Peripheriegeräten zu definieren.
USB wurde entwickelt, um den Anschluss von Computerperipheriegeräten (einschließlich Tastaturen, Zeigegeräten, Digitalkameras, Druckern, tragbaren Mediaplayern, Festplatten und Netzwerkadaptern) an Personalcomputer zu standardisieren, sowohl zur Kommunikation als auch zur Stromversorgung. Es hat Schnittstellen wie serielle und parallele Ports weitgehend ersetzt und ist bei einer Vielzahl von Geräten alltäglich geworden. USB-Anschlüsse haben andere Typen für Batterieladegeräte tragbarer Geräte ersetzt.
Der 1996 veröffentlichte USB-Standard wird derzeit vom USB Implementers Forum (USB IF) gepflegt.
Der Universal Serial Bus wurde entwickelt, um die Schnittstelle zwischen Personalcomputern und Peripheriegeräten im Vergleich zu zuvor existierenden Standard- oder Ad-hoc-proprietären Schnittstellen zu vereinfachen und zu verbessern.
Aus Sicht des Computerbenutzers hat die USB-Schnittstelle die Benutzerfreundlichkeit in mehrfacher Hinsicht verbessert. Die USB-Schnittstelle ist selbstkonfigurierend, sodass der Benutzer keine Einstellungen am Gerät und an der Schnittstelle für Geschwindigkeit oder Datenformat anpassen oder Interrupts, Ein-/Ausgabeadressen oder direkte Speicherzugriffskanäle konfigurieren muss. USB-Anschlüsse sind am Host standardisiert, sodass jedes Peripheriegerät jede verfügbare Buchse nutzen kann. USB nutzt die zusätzliche Rechenleistung voll aus, die kostengünstig in Peripheriegeräte gesteckt werden kann, sodass diese sich selbst verwalten können. USB-Geräte verfügen häufig nicht über vom Benutzer anpassbare Schnittstelleneinstellungen. Die USB-Schnittstelle ist „hot pluggable“, d. h. Geräte können ohne Neustart des Host-Computers ausgetauscht werden. Kleine Geräte können direkt über die USB-Schnittstelle mit Strom versorgt werden, wodurch zusätzliche Stromversorgungskabel entfallen. Da die Verwendung der USB-Logos erst nach Konformitätsprüfung zulässig ist, kann der Benutzer darauf vertrauen, dass ein USB-Gerät ohne umfangreiche Interaktion mit Einstellungen und Konfiguration wie erwartet funktioniert. Die USB-Schnittstelle definiert Protokolle zur Behebung häufiger Fehler und verbessert so die Zuverlässigkeit gegenüber früheren Schnittstellen. Die Installation eines Geräts, das auf dem USB-Standard basiert, erfordert nur minimale Bedienereingriffe. Wenn ein Gerät an einen Port eines laufenden Personalcomputersystems angeschlossen wird, wird es entweder völlig automatisch mithilfe vorhandener Gerätetreiber konfiguriert, oder das System fordert den Benutzer auf, einen Treiber zu finden, der dann automatisch installiert und konfiguriert wird.
Für Hardwarehersteller und Softwareentwickler entfällt durch den USB-Standard die Notwendigkeit, proprietäre Schnittstellen für neue Peripheriegeräte zu entwickeln. Die große Auswahl an Übertragungsgeschwindigkeiten, die über eine USB-Schnittstelle verfügbar sind, eignet sich für Geräte von Tastaturen und Mäusen bis hin zu Streaming-Video-Schnittstellen. Eine USB-Schnittstelle kann so konzipiert werden, dass sie die beste verfügbare Latenz für zeitkritische Funktionen bietet, oder sie kann so eingerichtet werden, dass sie Hintergrundübertragungen von Massendaten mit geringer Auswirkung auf die Systemressourcen durchführt. Die USB-Schnittstelle ist verallgemeinert und weist keine Signalleitungen auf, die nur einer Funktion eines Geräts zugeordnet sind.
Einschränkungen
Die Länge von USB-Kabeln ist begrenzt, da der Standard für die Verbindung mit Peripheriegeräten auf derselben Tischplatte gedacht war, nicht zwischen Räumen oder Gebäuden. Allerdings kann ein USB-Port mit einem Gateway verbunden werden, das auf entfernte Geräte zugreift. USB verfügt über eine strikte „Baum“-Topologie und ein „Master-Slave“-Protokoll zur Adressierung von Peripheriegeräten; Peripheriegeräte können nur über den Host miteinander interagieren, und zwei Hosts können nicht direkt über ihre USB-Anschlüsse kommunizieren. Eine gewisse Erweiterung dieser Einschränkung ist durch USB On-The-Go möglich. Ein Host kann Signale nicht gleichzeitig an alle Peripheriegeräte „senden“, sondern jedes muss einzeln angesprochen werden. Einige Peripheriegeräte mit sehr hoher Geschwindigkeit erfordern dauerhafte Geschwindigkeiten, die im USB-Standard nicht verfügbar sind. Zwar gibt es Konverter zwischen bestimmten „alten“ Schnittstellen und USB, sie bieten jedoch möglicherweise keine vollständige Implementierung der alten Hardware; Beispielsweise funktioniert ein USB-zu-Parallelport-Konverter möglicherweise gut mit einem Drucker, jedoch nicht mit einem Scanner, der eine bidirektionale Nutzung der Datenpins erfordert.
Für einen Produktentwickler erfordert die Verwendung von USB die Implementierung eines komplexen Protokolls und setzt einen „intelligenten“ Controller im Peripheriegerät voraus. Entwickler von USB-Geräten, die für den öffentlichen Verkauf bestimmt sind, müssen im Allgemeinen eine USB-ID erwerben, wofür eine Gebühr an das Implementers' Forum gezahlt werden muss. Entwickler von Produkten, die die USB-Spezifikation verwenden, müssen eine Vereinbarung mit dem Implementer's Forum unterzeichnen. Für die Nutzung der USB-Logos auf dem Produkt sind jährliche Gebühren und die Mitgliedschaft in der Organisation erforderlich.
