USB aygıtları için neden yeterli güç yok? USB2.0 ve USB3.0'ı renge göre kablolama (mikro ve mini konektörler) USB gücünü bağlayın

1. Şarj cihazının kendisi (veya USB ana bilgisayarına sahip herhangi bir cihaz), sağlayabileceğinden daha fazla akım alındığında sarkar. Normal modda şarj çıkışındaki voltaj 5,0V - 5,2V arasında tutulur
Ancak kablonun diğer ucunda bir düşüş zaten mümkün! Kullandıkları kablolar ve konektörler ne kadar kaliteli olursa, voltaj düşüşü o kadar az olur. (bu nedenle kötü bir kablo kullanarak 2A'yı sıkamazsınız - voltaj düşecek, telefon bunu görecek ve iştahını kesecektir)

2+3. USB standardı (2.1'e kadar) cihaz üreticilerinin çalışma sırasında 0,5A'den fazla tüketmemesini zorunlu kılar. USB 3.0'da bu eşik 1A'ya yükseltilir. Dahası, USB ana bilgisayarının 0,5A bile tüketimi olan cihazları desteklemesi gerekli değildir - standarda göre, ilk bağlantıda cihaz çalışması için ne kadar akım gerektiğini bildirir ve ana bilgisayar bunu sağlayıp sağlayamayacağını yanıtlar. Standarda göre cihazın başlatma sırasında 0,1A'den fazla akım tüketmemesi gerekmektedir.
Telefon endüstrisi ve microUSB şarj konektörü standardının devreye girdiği yer burasıdır. İletişim amaçlı USB standardı, cihazlara güç sağlamak için "aptalca" kullanılmaya başlayınca kafa karışıklığı başladı. Telefon bir PC'ye bağlandığında ne kadar akım sağlayabileceğini "sorabilseydi", "aptal" şarj cihazları herhangi bir başlatma ve bağlantı kurulumunu desteklemiyordu ve bunlardan bir tanesi alınabilirdi... ama kaç tane olduğunu nereden bileceksiniz? Şarjdan alabileceğiniz amper? 5 volt takıldığında telefon ne kadar akım tüketiyor? Ve genel olarak, ya aptal bir şarj cihazı değilse, ancak 0,5A'dan fazlasını alamadığınız bir PC'ye bağlı, bozuk veri yollarına sahip bir kabloysa???
Genel olarak veri yollarının kapalı olup olmadığını kontrol etme fikrini ortaya attılar ve kapalıysa örneğin 1A'yı alın. Apple gibi diğer üreticiler için şarj cihazı, telefonun algıladığı, şarjı "kendi" olarak tanıdığı ve örneğin 2A tükettiği veri yoluna belirli bir voltaj sağladı.
Ardından Qualcomm QuickCharge'ı buldu, akıllı şarj yaptı ve kablo üzerinden 5 yerine 9 volta kadar gönderdi. Yeni versiyonlarda voltaj önce 12'ye, hatta 20'ye çıktı. Ve tüm bunlar USB üzerinden... Bir şeyler aldı beni yanlış yere. Bir sonraki nokta nedir?

4. Şarj cihazlarında herhangi bir sigorta görmedim. Genellikle voltaj dört volta kadar düşer. Bu voltajda telefon artık fazla amper çekemez ve akım tüketimini otomatik olarak azaltır.

5. Cihazların teorik olarak şarj edilebileceği standart voltaj 4,0-5,5 volt aralığındadır (5,5'lik bir şarj cihazım var). QuickCharge 3.0 ile - 20 volta kadar voltaj. Kablonun kalitesine bağlı olarak içinden 2 ampere kadar akım geçebilir. Maksimum 3, artık yok - temas noktası aşırı ısınacak ve her şey eriyecek.

6. Hangi yönde? Şarj etme genellikle USB standardının bir yan ürünüdür. Telefonunuzu bir PC'ye bağlayıp şarj etmekten bahsediyorsanız bu genellikle her zaman işe yarar. OTG ise - telefonumda aynı anda şarj etmeyi başardım. Ama her zaman değil. Bu modda, USB standardına göre telefonun bir güç kaynağı olarak görev yapması gerekir ve bunun tersi değil, kendisine bağlı cihazdan şarj edilmesi gerekir.

Bilgisayar sistem birimindeki konektörler genellikle büyük ölçüde eksiktir, bu nedenle birçok kullanıcı ek aygıtlar - hub satın alır. Ancak herkes elektronikten anlamıyor ve çoğu zaman USB hub bağlantı noktasında güç kaynağı eksikliği yaşanıyor. Monitör ekranında böyle bir mesajla karşılaşan herkesin bu durumda ne yapması gerektiğini bulması gerekiyor.

USB hub'ı nedir

Başlangıçta USB (USB) standardı, üçüncü taraf telekomünikasyon cihazlarını bilgisayarlara bağlamak için tasarlandı. Bugün akla gelebilecek hemen hemen her teknolojinin bu bağlantı noktasına bağlı olduğunu kim düşünebilirdi:

  • Düşük güçlü hoparlörler;
  • Klavyeler;
  • Fareler;
  • Modemler;
  • Taşınabilir flash sürücüler;
  • Akıllı telefonlar vb. için şarj kabloları

Bu nedenle, makineye birden fazla cihaz bağlama ihtiyacı ile sınırlı sayıda bağlantı noktası arasında bir uyumsuzluk vardır. Örneğin, en son model MacBook bilgisayarda bu türden yalnızca bir yuva bulunur: Sonuç olarak, cihazı şarj etmek ve aynı anda flash sürücüyü kullanmak imkansız olacaktır.

Bilgisayar üreticilerinin kusurlarını aşmanın bir yolu, özel bir ekipman (bir USB hub) satın almak olabilir. Bu mucize, bir bağlantı noktasına bağlandığında, aynı anda birden fazla cihazın takılabileceği birden fazla çıkış soketi sağlar.

Yoğunlaştırıcı türleri

Satışta hub'ların birkaç modifikasyonu var:

  1. Doğrudan sistem kartına bağlanır. Bu tür bir cihazı kullanmak için PC kasasının kapağını çıkarmanız gerekecektir. Bilgisayar okuryazarlığına tam olarak güvenmeyenler için bu tür ekipmanları satın almamak daha iyidir. Bir hata durumunda hasarın binlerce ruble olduğu tahmin edilecektir.
  2. Bu cihazların ikinci kategorisi, dışarıda bulunan USB soketlerinden birine bağlanabildikleri için kullanımı çok daha kolaydır. Çıkışta bulunan konnektör sayısı 5'e ulaşabilir. Ancak, bazı enerji yoğun cihazları bunlara bağlamamak daha iyidir.
  3. Üçüncü tip hub'lar genel olarak öncekine benzer, tek bir istisna dışında: bir bilgisayara bağlanmanın yanı sıra, kararlı çalışmaları için ağdan da güce ihtiyaç duyarlar. Bu, enerjiye aç çevresel bilgisayar aygıtlarıyla ilgili sorunu çözer.
  4. Dördüncü grup yoğunlaştırıcılar oldukça uzmanlaşmış bir uygulama alanına sahiptir. Yani yalnızca taşınabilir taşınabilir PC'ler (dizüstü bilgisayarlar) için uygundurlar.

Hub bağlantı noktasının güç eksikliği ne anlama gelir?

Bu, tip 2 hub'larda oldukça yaygın bir sorundur. Başlıca olası nedenleri ve bunları çözmenin yollarını vurgulayalım:

  • Hub'a bağlı çok fazla güç tüketen cihaz var. Ekipman, üzerine yerleştirilen yük ile baş edemez. Bu durumdan çıkmanın bir yolu olarak önerilebilecek tek şey, çok "obur" cihazları kapatmaktır.
  • Bu hata hub'ın kesinlikle tüm bağlantı noktaları için tipikse, büyük olasılıkla sorun hub'ın kendisindedir. Kural olarak bu, kopmuş bir kabloyu veya hub çipinde sorun olduğunu gösterir.
  • Bir diğer yaygın sorun ise sözde kullanarakUSB genişleticiler. Bu, İnternet cihazını pencereye daha yakın yerleştirmek için genellikle mobil İnternet modem sahipleri tarafından satın alınan bir kablodur (genellikle 1-2 metre uzunluğunda). Ancak ucuz Çin kabloları inanılmaz derecede yüksek dirence sahiptir ve cihaza neredeyse hiç enerji ulaşmaz. Bu durumda ünlü bir markadan daha pahalı bir kablo satın almaya değer.

Bağlantı noktası gücünün artırılması

USB yoluyla daha fazla güç sağlamak için birkaç adımı uygulamanız gerekir:

  1. Bilgisayarınız ve yapısal bileşenleri hakkındaki tüm bilgileri öğrenin. Bu, Everest yardımcı programı kullanılarak kolayca yapılabilir. Bunu yapmak için taramayı çalıştırın ve birkaç dakika bekleyin. Bundan sonra anakart modelinin bulunduğu öğeyi bulun.
  2. Anakart modeli bağlantı noktaları aracılığıyla daha fazla güç beslemesine izin veriyorsa bir sonraki adım BIOS ayarları penceresini açmaktır. Daha sonra göstergeyi maksimuma çıkarmanız, programdan çıkmanız ve ayarları kaydetmeniz gerekir. Eski anne kart modelleri durumunda bu yapılamaz, bu nedenle durumdan çıkmanın tek yolu bilgisayarı güncellemektir.
  3. Bu tür bir sokete bağlanan ayrı bir güç kaynağı da satın alabilirsiniz.
  4. Sorunu çözmenin bir başka yolu da voltaj beslemesini artıran özel bir adaptör kullanmaktır. Aynı zamanda ürünün kalitesine de dikkat etmelisiniz, çünkü "Çin'de üretilmiştir" etiketli ucuz el sanatları limanlara zarar verme eğilimindedir.

Aktif bir merkez nasıl seçilir?

Belki de her USB cihazına yeterli güç sağlamanın en kesin yolu, normal bir elektrik prizinden ek güç alan ve bunu çıkışta dağıtan bir ayırıcı satın almaktır.

Başarılı bir satın alma için gerekli malzemeler şunlardır:

  1. Kaliteli bir cihazdan tasarruf etmemelisiniz. İyi merkezlerin fiyatı 3.000 rubleye kadar çıkabilir, ancak bu tür araçlar paraya değer.
  2. Çin çevrimiçi mağazalarıyla iletişime geçmemelisiniz. Öncelikle isimsiz bu cihazların kalitesi oldukça tartışmalıdır. Orta Krallık'tan gelen mucize makineler birden fazla saf kullanıcının bilgisayarını bozdu. İkincisi, Çin'den teslimat bir ay veya daha uzun sürebilir. Bu nedenle burada ve şimdi iyi bir ürün satın almanın en iyi yolu büyük bir mağaza zincirinin sayfasını ziyaret etmektir.
  3. Markaya dikkat edin. Kendi alanlarında tanınmış ustalar: Hama, TP-Link ve Greenconnect. Bilinmeyen markaları satın almamak daha iyidir.
  4. Hub üzerindeki krikolar arasındaki mesafe de önemlidir. Bazı kullanıcılar gerekli tüm cihazları bağlamak için alan eksikliğinden şikayetçi.
  5. Ekipmanı elinizde tutma fırsatınız varsa kütlesini tahmin etmeniz gerekir. Ne çok küçük ne de çok büyük olmalıdır.
  6. Güç kablosunu ve bağlantı noktasını dikkatlice inceleyin. Bu, göbeklerin en yaygın "hassas noktalarından" biridir.

Ucuz anahtarlı uzatma kablolarının çok fazla güç tüketen cihazlarla birlikte kullanılması, USB hub bağlantı noktasında güç eksikliğinin en yaygın nedenidir. Ne yapılacağı finansal kaynaklara bağlıdır.

USB (Evrensel Seri Veri Yolu) - USB veri aktarım arayüzü günümüzde oldukça yaygındır ve hem veri aktarımı hem de telefon pillerini şarj etmek için kullanılan hemen hemen tüm cihazlarda (telefonlar, PC'ler, MFP'ler, kayıt cihazları ve diğer cihazlar) kullanılmaktadır.

USB konnektör türleri.

Çok sayıda USB konektörü türü vardır. Hepsi aşağıda gösterilmiştir.

A tipi- aktif, güç kaynağı cihazı (bilgisayar, ana bilgisayar). Tip B- pasif, bağlı cihaz (yazıcı, tarayıcı)

Renge göre USB kablo pin çıkışı.

USB 2.0 pin çıkışı.

USB seri bir veri yoludur. 4 adet korumalı kablo kullanır: ikisi güç için (+5v ve GND) ve ikisi diferansiyel veri sinyalleri için (D+ ve D- etiketli).

USB mikro

USB mikro, 2011'den beri telefonlarda, MP3'lerde ve diğer cihazlarda kullanılmaktadır. Mikro, mini konektörün daha yeni bir çeşididir. Konnektör bağlama avantajına sahiptir, konnektör fişe sıkı bir şekilde bağlanarak sıkı bir bağlantı sağlar.

USB arayüzü yaklaşık 20 yıl önce, daha doğrusu 1997 baharından bu yana yaygın olarak kullanılmaya başlandı. O zaman evrensel seri veri yolu birçok kişisel bilgisayar anakartındaki donanımda uygulandı. Şu anda, çevre birimlerinin bir PC'ye bu tür bağlanması bir standarttır, veri alışverişi hızını önemli ölçüde artıran sürümler piyasaya sürülmüştür ve yeni konektör türleri ortaya çıkmıştır. USB'nin özelliklerini, pinlerini ve diğer özelliklerini anlamaya çalışalım.

Evrensel Seri Veri Yolunun avantajları nelerdir?

Bu bağlantı yönteminin kullanıma sunulması şunları mümkün kıldı:

  • Klavyeden harici disk sürücülerine kadar çeşitli çevresel aygıtları bilgisayarınıza hızla bağlayın.
  • Çevre birimlerinin bağlantısını ve yapılandırmasını kolaylaştıran Tak ve Çalıştır teknolojisinden tam olarak yararlanın.
  • Bilgi işlem sistemlerinin işlevselliği üzerinde olumlu etkisi olan bir dizi eski arayüzün reddedilmesi.
  • Veri yolu, eski ve yeni nesiller için 0,5 ve 0,9 A yük akımı sınırıyla yalnızca veri aktarımına değil, aynı zamanda bağlı cihazlara güç sağlamaya da olanak tanır. Bu, telefonları şarj etmek ve çeşitli aygıtları (mini fanlar, ışıklar vb.) bağlamak için USB'yi kullanmayı mümkün kıldı.
  • USB RJ-45 ağ kartı, sisteme giriş ve çıkış için elektronik anahtarlar gibi mobil denetleyiciler üretmek mümkün hale geldi.

USB konektör türleri - temel farklar ve özellikler

Bu tür bağlantının birbiriyle kısmen uyumlu üç özelliği (versiyonu) vardır:

  1. Yaygınlaşan ilk sürüm v 1'dir. Veri aktarım protokolündeki ciddi hatalar nedeniyle pratik olarak prototip aşamasından ayrılmayan önceki sürümün (1.0) geliştirilmiş bir modifikasyonudur. Bu spesifikasyon aşağıdaki özelliklere sahiptir:
  • Yüksek ve düşük hızda çift modlu veri aktarımı (sırasıyla 12,0 ve 1,50 Mbps).
  • Yüzden fazla farklı cihazı (hub'lar dahil) bağlama imkanı.
  • Maksimum kablo uzunluğu, yüksek ve düşük aktarım hızları için sırasıyla 3,0 ve 5,0 m'dir.
  • Nominal veri yolu voltajı 5,0 V, bağlı ekipmanın izin verilen yük akımı 0,5 A'dır.

Bugün bu standart, düşük verimi nedeniyle pratikte kullanılmamaktadır.

  1. Günümüzün hakim ikinci spesifikasyonu... Bu standart, önceki modifikasyonla tamamen uyumludur. Ayırt edici bir özellik, yüksek hızlı bir veri alışverişi protokolünün varlığıdır (saniyede 480,0 Mbit'e kadar).

Daha genç versiyonla tam donanım uyumluluğu nedeniyle, bu standardın çevresel cihazları önceki modifikasyona bağlanabilir. Doğru, verim 35-40 kata kadar ve bazı durumlarda daha fazla azalacaktır.

Bu versiyonlar tam uyumlu olduğundan kabloları ve konnektörleri aynıdır.

Spesifikasyonda belirtilen bant genişliğine rağmen, ikinci nesildeki gerçek veri alışveriş hızının biraz daha düşük olduğunu lütfen unutmayın (saniyede yaklaşık 30-35 MB). Bunun nedeni, veri paketleri arasında gecikmelere yol açan protokolün uygulanmasıdır. Modern sürücüler, ikinci değişikliğin veriminden dört kat daha yüksek bir okuma hızına sahip olduğundan, yani mevcut gereksinimleri karşılamıyor.

  1. 3. nesil evrensel veri yolu, özellikle yetersiz bant genişliği sorunlarını çözmek için geliştirildi. Spesifikasyona göre bu modifikasyon, modern sürücülerin okuma hızının neredeyse üç katı olan saniyede 5,0 Gbit hızında bilgi alışverişi yapma kapasitesine sahip. En son modifikasyonun fişleri ve prizleri, bu spesifikasyona ait olduklarının tanımlanmasını kolaylaştırmak için genellikle mavi olarak işaretlenir.

Üçüncü neslin bir diğer özelliği, anma akımının 0,9 A'ya çıkarılmasıdır; bu, bir dizi cihaza güç vermenize ve onlar için ayrı güç kaynaklarına olan ihtiyacı ortadan kaldırmanıza olanak tanır.

Önceki sürümle uyumluluğa gelince, kısmen uygulandı, bu aşağıda ayrıntılı olarak tartışılacaktır.

Sınıflandırma ve pin çıkışı

Konektörler genellikle türe göre sınıflandırılır, bunlardan yalnızca ikisi vardır:


Bu tür konvektörlerin yalnızca önceki değişikliklerle uyumlu olduğunu unutmayın.


Ayrıca bu arayüzün portları için uzatma kabloları bulunmaktadır. Bir ucunda A tipi fiş, diğer ucunda bunun için bir priz yani aslında “anne” - “baba” bağlantısı vardır. Bu tür kablolar, örneğin bir flash sürücüyü masanın altına girmeden sistem birimine bağlamak için çok yararlı olabilir.


Şimdi yukarıda listelenen türlerin her biri için kontakların nasıl kablolandığına bakalım.

USB 2.0 konnektör pin çıkışı (A ve B tipi)

Önceki sürüm 1.1 ve 2.0'ın fiziksel fişleri ve prizleri birbirinden farklı olmadığından, ikincisinin kablolamasını sunacağız.


Şekil 6. A tipi konektörün fişini ve soketini kablolama

Tanım:

  • Yuva.
  • B – fiş.
  • 1 – güç kaynağı +5,0 V.
  • 2 ve 3 sinyal kablosu.
  • 4 – kütle.

Şekilde kontakların rengi telin renklerine göre gösterilmiştir ve kabul edilen spesifikasyona karşılık gelir.

Şimdi klasik B soketinin kablolamasına bakalım.


Tanım:

  • A – çevresel aygıtlardaki sokete bağlı fiş.
  • B – çevresel aygıttaki soket.
  • 1 – güç kontağı (+5 V).
  • 2 ve 3 – sinyal kontakları.
  • 4 – topraklama kablosu kontağı.

Kontakların renkleri, kablodaki tellerin kabul edilen renklerine karşılık gelir.

USB 3.0 pin çıkışı (A ve B tipi)

Üçüncü nesilde çevresel cihazlar 10 (koruyucu örgü yoksa 9) kablo ile bağlanır ve buna bağlı olarak kontak sayısı da arttırılır. Ancak daha önceki nesillerin cihazlarını bağlamak mümkün olacak şekilde yerleştirilmişler. Yani +5,0 V kontakları, GND, D+ ve D- önceki versiyondakiyle aynı şekilde konumlandırılmıştır. A Tipi soketin kablolaması aşağıdaki şekilde gösterilmektedir.


Şekil 8. USB 3.0'daki A Tipi konektörün pin çıkışı

Tanım:

  • Fiş.
  • B – yuva.
  • 1, 2, 3, 4 - konektörler, sürüm 2.0 için fişin pin çıkışına tamamen karşılık gelir (Şekil 6'da B'ye bakın), kabloların renkleri de eşleşir.
  • SUPER_SPEED protokolü aracılığıyla veri iletim kabloları için 5 (SS_TX-) ve 6 (SS_TX+) konektör.
  • 7 – sinyal kabloları için toprak (GND).
  • SUPER_SPEED protokolünü kullanan veri alma kabloları için 8 (SS_RX-) ve 9 (SS_RX+) konektör.

Şekildeki renkler bu standart için genel olarak kabul edilen renklere karşılık gelmektedir.

Yukarıda belirtildiği gibi, bu portun soketine daha önceki bir modelden bir fiş takılabilir, buna göre verim azalacaktır. Üniversal veriyolunun üçüncü neslinin fişine gelince, onu erken sürümün soketlerine takmak mümkün değildir.

Şimdi B tipi soketin pin şemasına bakalım.Önceki tipin aksine, böyle bir soket önceki versiyonların hiçbir fişiyle uyumlu değildir.


Tanımlar:

A ve B sırasıyla fiş ve prizdir.

Kişiler için dijital imzalar Şekil 8'deki açıklamaya karşılık gelir.

Renk, kablodaki tellerin renk işaretlerine mümkün olduğunca yakındır.

Mikro USB konektörü pin çıkışı

Başlangıç ​​olarak, bu spesifikasyona ait kabloları sunuyoruz.


Şekilden de görülebileceği gibi bu 5 pinli bir bağlantıdır; hem fişte (A) hem de sokette (B) dört kontak bulunmaktadır. Amaçları ve dijital ve renk tanımları, yukarıda verilen kabul edilen standarda karşılık gelir.

Sürüm 3.0 için mikro USB konektörünün açıklaması.

Bu bağlantı için karakteristik şekilli 10 pinli bir konnektör kullanılır. Aslında her biri 5 pinli iki parçadan oluşuyor ve bunlardan biri arayüzün önceki versiyonuna tamamen karşılık geliyor. Bu uygulama, özellikle bu türlerin uyumsuzluğu göz önüne alındığında biraz kafa karıştırıcıdır. Muhtemelen, geliştiriciler daha önceki değişikliklerin konektörleriyle çalışmayı mümkün kılmayı planladılar, ancak daha sonra bu fikirden vazgeçtiler veya henüz uygulamadılar.


Şekilde fişin (A) pin yapısı ve mikro USB soketinin (B) görünümü gösterilmektedir.

1'den 5'e kadar olan kontaklar tamamen ikinci nesil mikro konnektöre karşılık gelir, diğer kontakların amacı aşağıdaki gibidir:

  • 6 ve 7 – yüksek hızlı protokol aracılığıyla veri iletimi (sırasıyla SS_TX- ve SS_TX+).
  • 8 – yüksek hızlı bilgi kanalları için kütle.
  • 9 ve 10 – yüksek hızlı protokol aracılığıyla veri alımı (sırasıyla SS_RX- ve SS_RX+).

Mini USB pin çıkışı

Bu bağlantı seçeneği yalnızca arayüzün ilk sürümlerinde kullanılır, üçüncü nesilde bu tür kullanılmaz.


Gördüğünüz gibi fiş ve soketin kablolaması sırasıyla mikro USB ile hemen hemen aynı, kabloların renk şeması ve kontak numaraları da aynı. Aslında farklar yalnızca şekil ve boyuttadır.

Bu makalede yalnızca standart bağlantı türlerini sunduk; birçok dijital ekipman üreticisi kendi standartlarını tanıtıyor; burada 7 pinli, 8 pinli vb. için konektörler bulabilirsiniz. Bu, özellikle cep telefonu için şarj cihazı bulma sorunu ortaya çıktığında bazı zorluklara neden olur. Bu tür "özel" ürünlerin üreticilerinin, bu tür kontaktörlerde USB pin çıkışının nasıl yapıldığını anlatmak için acele etmediklerini de belirtmek gerekir. Ancak kural olarak bu bilgiyi tematik forumlarda bulmak kolaydır.

USB (Evrensel seri veriyolu- “evrensel seri veri yolu”) - orta hızlı ve düşük hızlı çevre birimleri için seri veri aktarım arayüzü. Bağlantı için 4 telli bir kablo kullanılır; iki kablo veri almak ve iletmek için kullanılır ve 2 kablo da çevresel cihaza güç vermek için kullanılır. Yerleşik sayesinde USB güç hatlarıçevre birimlerini kendi güç kaynağı olmadan bağlamanıza olanak tanır.

USB Temelleri

USB kablosu 4 bakır iletkenden oluşur - bükümlü çift halinde 2 güç iletkeni ve 2 veri iletkeni ve topraklanmış örgü (ekran).USB kabloları"Cihaza" ve "Ana Bilgisayara" fiziksel olarak farklı ipuçları vardır. Muhafazaya yerleşik bir "ana bilgisayar" ucu ile bir USB cihazını kablo olmadan uygulamak mümkündür. Kabloyu kalıcı olarak cihaza entegre etmek de mümkündür(örneğin, USB klavye, Web kamerası, USB fare), ancak standart bunu tam ve yüksek hızlı cihazlar için yasaklamaktadır.

USB veri yolu kesin olarak yönlendirilmiştir, yani "ana cihaz" (ana cihaz, aynı zamanda USB denetleyicisi olarak da bilinir, genellikle anakarttaki güney köprüsü çipine yerleşiktir) ve "çevresel cihazlar" kavramına sahiptir.

Cihazlar veri yolundan +5 V güç alabilir ancak harici bir güç kaynağına da ihtiyaç duyabilir. Veri yolundan gelen komut üzerine cihazlar ve ayırıcılar için bir bekleme modu da desteklenir; bekleme gücü korunurken ana güç kesilir ve veri yolundan gelen komut üzerine açılır.

USB desteklerCihazların çalışırken takılması ve çıkarılması. Bu, topraklama kontak iletkeninin uzunluğunun sinyal iletkenlerine göre artması nedeniyle mümkündür. Bağlandığında USB bağlantısı ilk kapananlar topraklama kontakları iki cihazın mahfazalarının potansiyelleri eşitlenir ve sinyal iletkenlerinin daha fazla bağlanması, cihazlara üç fazlı bir güç ağının farklı fazlarından güç sağlansa bile aşırı gerilimlere yol açmaz.

Mantıksal düzeyde, bir USB cihazı veri aktarımı ve alım işlemlerini destekler. Her işlemin her paketi bir sayı içerir uç nokta cihazda. Bir cihaz bağlandığında, işletim sistemi çekirdeğindeki sürücüler, cihazdaki uç noktaların bir listesini okur ve cihazdaki her uç noktayla iletişim kurmak için kontrol veri yapıları oluşturur. İşletim sistemi çekirdeğindeki uç noktaların ve veri yapılarının toplanmasına denir boru.

Uç noktalar ve dolayısıyla kanallar 4 sınıftan birine aittir:

  • sürekli (toplu),
  • yönetici (kontrol),
  • eş zamanlı (izoch),
  • yarıda kesmek.

Fare gibi düşük hızlı cihazların eş zamanlı ve akış kanalları.

Kontrol kanalı Cihazla kısa soru-cevap paketlerinin alışverişi için tasarlanmıştır. Herhangi bir aygıtta, işletim sistemi yazılımının, bir sürücüyü seçmek için kullanılan üretici ve model kodları ve diğer uç noktaların bir listesi de dahil olmak üzere aygıt hakkındaki kısa bilgileri okumasına olanak tanıyan kontrol kanalı 0 bulunur.

Kesinti kanalı Kısa paketleri herhangi bir yanıt/onay almadan, ancak teslimat süresi garantisiyle her iki yönde de teslim etmenize olanak tanır - paket en geç N milisaniye içinde teslim edilecektir. Örneğin giriş cihazlarında (klavye, fare veya joystick) kullanılır.

Eşzamanlı kanal paketleri teslimat garantisi olmadan ve yanıtlar/onaylar olmadan, ancak veri yolu periyodu başına N paket garantili teslimat hızıyla (düşük ve tam hız için 1 KHz, yüksek hız için 8 KHz) teslim etmenize olanak tanır. Ses ve video bilgilerini iletmek için kullanılır.

Akış kanalı her paketin teslimatını garanti eder, cihazın isteksizliği (arabellek taşması veya yetersiz çalışması) nedeniyle veri iletiminin otomatik olarak askıya alınmasını destekler, ancak teslimat hızını ve gecikmesini garanti etmez. Örneğin yazıcılarda ve tarayıcılarda kullanılır.

Otobüs zamanı periyotlara bölünür, periyodun başlangıcında kontrolör “dönem başlangıcı” paketini tüm veriyoluna iletir. Daha sonra, dönem boyunca kesme paketleri iletilir, ardından gerekli miktarda izokron paketler iletilir; dönemde kalan süre boyunca kontrol paketleri iletilir ve son olarak akış paketleri iletilir.

Otobüsün aktif tarafı her zaman kontrolördür, bir veri paketinin cihazdan kontrolöre aktarımı, kontrolörden kısa bir soru ve veri içeren cihazdan uzun bir yanıt olarak gerçekleştirilir. Her veri yolu periyodu için paket hareket planı, denetleyici donanımı ve sürücü yazılımı tarafından ortaklaşa oluşturulur; bunun için birçok denetleyici, Doğrudan Bellek Erişimi DMA (Doğrudan bellek erişimi) - Merkezi İşlemcinin katılımı olmadan cihazlar arasında veya cihaz ile ana bellek arasında veri alışverişi modu (İŞLEMCİ). Sonuç olarak, veriler CPU'ya ileri geri gönderilmediğinden aktarım hızı artar.

Bir uç noktanın paket boyutu, cihazın uç nokta tablosunda yerleşik bir sabittir ve değiştirilemez. Cihaz geliştiricisi tarafından USB standardı tarafından desteklenenler arasından seçilir.


USB Özellikleri

USB'nin özellikleri, avantajları ve dezavantajları:

  • Yüksek aktarım hızı (tam hızlı sinyalleşme bit hızı) - 12 Mb/s;
  • Yüksek aktarım hızı için maksimum kablo uzunluğu 5 m'dir;
  • Düşük hızlı sinyalleşme bit hızı - 1,5 Mb/s;
  • Düşük iletişim hızı için maksimum kablo uzunluğu 3 m'dir;
  • Maksimum bağlı cihaz (çarpanlar dahil) - 127;
  • Farklı baud hızlarına sahip cihazları bağlamak mümkündür;
  • Sonlandırıcılar gibi ek unsurların kurulmasına gerek yoktur;
  • Çevresel cihazlar için besleme voltajı - 5 V;
  • Cihaz başına maksimum akım tüketimi 500 mA'dır.

USB sinyalleri, korumalı 4 telli bir kablonun iki kablosu üzerinden iletilir.

USB 1.0 ve USB 2.0 konnektör pin çıkışı

A tipi Tip B
Çatal
(kabloda)
Priz
(bilgisayarda)
Çatal
(kabloda)
Priz
(çevre biriminde
cihaz)

USB 1.0 ve USB 2.0 pinlerinin adları ve işlevsel atamaları

Veri 4 GND Zemin (gövde)

USB 2.0'ın dezavantajları

En azından maksimum USB 2.0 veri aktarım hızı 480 Mbit/s (60 MB/s), gerçek hayatta bu hızlara ulaşmak gerçekçi değildir (pratikte ~33,5 MB/s). Bunun nedeni, veri aktarımı talebi ile aktarımın fiili başlangıcı arasında USB veri yolundaki büyük gecikmelerdir. Örneğin, FireWire, USB 2.0'dan 80 Mbps (10 MB/s) daha az olan 400 Mbps'lik daha düşük bir tepe veri çıkışına sahip olmasına rağmen, aslında sabit sürücülere ve diğer depolama aygıtlarına daha fazla veri aktarımı verimi sağlar. Bu bağlamda, çeşitli mobil sürücüler uzun süredir USB 2.0'ın yetersiz pratik bant genişliği nedeniyle sınırlanmıştır.