USB , сокращение от Universal Serial Bus , — это отраслевой стандарт, который был разработан для определения кабелей, разъемов и протоколов для подключения, связи и подачи питания между персональными компьютерами и их периферийными устройствами.
USB был разработан для стандартизации подключения компьютерной периферии (включая клавиатуры, указывающие устройства, цифровые камеры, принтеры, портативные медиаплееры, дисководы и сетевые адаптеры) к персональным компьютерам как для связи, так и для подачи электроэнергии. Он в значительной степени заменил такие интерфейсы, как последовательные порты и параллельные порты, и стал обычным явлением для широкого спектра устройств. USB-разъемы заменили другие типы зарядных устройств портативных устройств.
Выпущенный в 1996 году стандарт USB в настоящее время поддерживается Форумом разработчиков USB (USB IF).
Универсальная последовательная шина была разработана для упрощения и улучшения интерфейса между персональными компьютерами и периферийными устройствами по сравнению с ранее существовавшими стандартными или специальными проприетарными интерфейсами.
С точки зрения пользователя компьютера, интерфейс USB повысил удобство использования по нескольким причинам. Интерфейс USB является самонастраивающимся, поэтому пользователю не нужно настраивать параметры устройства и интерфейса для скорости или формата данных, а также настраивать прерывания, адреса ввода/вывода или каналы прямого доступа к памяти. Разъемы USB стандартизированы на хосте, поэтому любое периферийное устройство может использовать любой доступный разъем. USB в полной мере использует дополнительную вычислительную мощность, которую можно экономично вложить в периферийные устройства, чтобы они могли самостоятельно управляться; USB-устройства часто не имеют настраиваемых пользователем настроек интерфейса. Интерфейс USB поддерживает «горячую замену», что означает, что устройства можно заменять без перезагрузки главного компьютера. Небольшие устройства могут питаться напрямую от интерфейса USB, устраняя необходимость в дополнительных кабелях питания. Поскольку использование логотипов USB разрешено только после тестирования на соответствие, пользователь может быть уверен, что USB-устройство будет работать должным образом без необходимости тщательного вмешательства в настройки и конфигурацию; Интерфейс USB определяет протоколы восстановления после распространенных ошибок, повышая надежность по сравнению с предыдущими интерфейсами. Установка устройства, использующего стандарт USB, требует минимальных действий оператора. Когда устройство подключается к порту работающего персонального компьютера, оно либо полностью автоматически настраивается с использованием существующих драйверов устройств, либо система предлагает пользователю найти драйвер, который затем устанавливается и настраивается автоматически.
Для производителей оборудования и разработчиков программного обеспечения стандарт USB устраняет необходимость разработки собственных интерфейсов для новых периферийных устройств. Широкий диапазон скоростей передачи данных, доступный через интерфейс USB, подходит для различных устройств: от клавиатур и мышей до интерфейсов потокового видео. Интерфейс USB может быть спроектирован так, чтобы обеспечить оптимальную задержку для критичных ко времени функций, или может быть настроен для фоновой передачи больших объемов данных с минимальным воздействием на системные ресурсы. Интерфейс USB является обобщенным, без сигнальных линий, предназначенных только для одной функции одного устройства.
Ограничения
Кабели USB ограничены по длине, поскольку стандарт предназначался для подключения периферийных устройств на одном столе, а не между комнатами или зданиями. Однако порт USB можно подключить к шлюзу, обеспечивающему доступ к удаленным устройствам. USB имеет строгую топологию «дерево» и протокол «главный-подчиненный» для адресации периферийных устройств; периферийные устройства не могут взаимодействовать друг с другом, кроме как через хост, а два хоста не могут напрямую взаимодействовать через свои порты USB. Некоторое расширение этого ограничения возможно с помощью USB On-The-Go. Хост не может «транслировать» сигналы на все периферийные устройства одновременно, к каждому необходимо обращаться индивидуально. Некоторым высокоскоростным периферийным устройствам требуется постоянная скорость, недоступная в стандарте USB. Хотя между некоторыми «устаревшими» интерфейсами и USB существуют преобразователи, они не могут обеспечить полную реализацию устаревшего оборудования; например, преобразователь USB в параллельный порт может хорошо работать с принтером, но не со сканером, который требует двунаправленного использования контактов данных.
Для разработчика продукта использование USB требует реализации сложного протокола и подразумевает наличие «интеллектуального» контроллера в периферийном устройстве. Разработчики USB-устройств, предназначенных для публичной продажи, обычно должны получить USB-идентификатор, для чего необходимо внести плату на Форум разработчиков. Разработчики продуктов, использующих спецификацию USB, должны подписать соглашение с Форумом разработчиков. Использование логотипов USB на изделии требует ежегодных взносов и членства в организации.
