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USB Universal Serial Bus Tutorial

USB Universal Serial Bus Tutorial

USB, Universal Serial Bus ist eine der häufigsten Schnittstellen zum Anschließen einer Vielzahl von Peripheriegeräten an Computer und zum Bereitstellen einer relativ lokalen und kleinen Datenübertragung.

USB-Schnittstellen finden sich auf allen Geräten, von PCs und Laptops bis hin zu Peripheriegeräten, Mobiltelefonen, Kameras, Flash-Speichersticks, Sicherungsfestplatten und vielen anderen Geräten. Aufgrund seiner Kombination aus Komfort und Leistung ist es heute eine der am häufigsten verwendeten Computerschnittstellen.

Der Universal Serial Bus, USB, bietet ein sehr einfaches und effektives Mittel zur Bereitstellung von Konnektivität und ist daher sehr weit verbreitet.

Während USB einen ausreichend schnellen seriellen Datenübertragungsmechanismus für die Datenkommunikation bietet, ist es auch möglich, Strom über den Anschluss zu beziehen, wodurch kleine Geräte über den Anschluss mit Strom versorgt werden können. Dies macht die Verwendung noch komfortabler, insbesondere im Internet. gehen.'

Was ist USB?

USB oder Universal Serial Bus ist eine Datenschnittstelle, die mit Computern verwendet wird, die es dem Computer ermöglichen, Daten zu senden und zu empfangen sowie einige Peripheriegeräte wie Disc-Laufwerke, Flash-Speichersticks und dergleichen mit Strom zu versorgen, sodass nicht für jedes Element separate Stromquellen benötigt werden .

USB ist heute die häufigste Form der Computerschnittstelle und hat andere Formen von Computerschnittstellenanschlüssen übernommen, die normalerweise viel langsamer sind. Ein Standardschnittstellentyp erhöht die Flexibilität von Computern erheblich, da für die verschiedenen verwendeten Ports keine Kabel erforderlich sind.

USB verwendet eine serielle Form der Datenübertragung und ermöglicht den Anschluss von maximal 127 verschiedenen Peripheriegeräten an einen einzelnen Port. Dies würde die Verwendung eines Hubs oder Hubs erfordern, damit diese Nummer verbunden werden kann.

USB-Versionen und Evolution

Die USB-Schnittstelle wurde aufgrund der Notwendigkeit einer Kommunikationsschnittstelle entwickelt, die bequem zu verwenden ist und die höheren Datenraten unterstützt, die in der Computer- und Peripherieindustrie erforderlich sind.

Die erste ordnungsgemäße Veröffentlichung einer USB-Spezifikation war Version 0.7 der Spezifikation. Dies geschah im November 1994. Im Januar 1996 folgte USB 1.0. USB 1.0 war weit verbreitet und wurde zum Standard auf vielen PCs sowie auf vielen Druckern, die diesen Standard verwendeten. Darüber hinaus haben eine Vielzahl anderer Peripheriegeräte die USB-Schnittstelle übernommen, wobei kleine Speichersticks als bequeme Möglichkeit zum Übertragen oder vorübergehenden Speichern von Daten erscheinen.


Zusammenfassung der USB-Versionen und der Leistung
USB-VersionEinzelheiten
USB 1Niedrige Geschwindigkeit: 1,5 Mbit / s
Volle Geschwindigkeit: 12 Mbit / s
USB 2Hochgeschwindigkeitsrate von 480 Mbit / s
USB 3Rohdatenübertragungsraten von 5 Gbit / s für USB 3.0 und 10 Gbit / s für 3.1.

Das Grundkonzept von USB bestand in einer Schnittstelle, über die eine Vielzahl von Computerperipheriegeräten wie Tastaturen und Mäusen an PCs angeschlossen werden können. Seit seiner Einführung haben sich die Anwendungen für USB jedoch erweitert und es wurde für viele andere Zwecke verwendet, einschließlich Messung und Automatisierung.

In Bezug auf die Leistung ermöglichte USB 1.1 einen maximalen Durchsatz von 12 Mbit / s, aber mit der Einführung von USB 2.0 beträgt die maximale Geschwindigkeit 480 Mbit / s.

Im Betrieb erkennt der USB-Host automatisch, wenn ein neues Gerät hinzugefügt wurde. Anschließend fordert es vom Gerät eine Identifizierung an und konfiguriert die Treiber entsprechend. Die Bustopologie ermöglicht die gleichzeitige Ausführung von bis zu 127 Geräten an einem Port. Umgekehrt unterstützt die klassische serielle Schnittstelle an jedem Port ein einzelnes Gerät. Durch Hinzufügen von Hubs können einem USB-Host mehr Ports hinzugefügt werden, wodurch Verbindungen für mehr Peripheriegeräte hergestellt werden.

Die Einführung von USB 3, sowohl USB 3.0 als auch 3.1, hat zu einer deutlichen Steigerung der Geschwindigkeit und Funktionalität geführt. Die USB 3.0-Datenübertragung beschleunigt bis zu 5 Gbit / s für USB 3.0, was etwa zehnmal schneller als der USB 2.0-Standard ist, und 10 Gbit / s für USB 3.1.

USB-Anschlüsse

Das USB-System verfügt über eine Reihe verschiedener Anschlüsse - der größte ist der USB-Anschluss vom Typ A, es gibt jedoch auch Mini- und Mikroversionen sowie A- und B-Typen. Ein neuer Typ C-Anschluss wurde ebenfalls eingeführt, um die für die neueste USB-Version erforderliche Leistung bereitzustellen.

USB 3 erfordert ein Kabel mit höheren Spezifikationen. Hersteller unterscheiden die USB 3 Typ A-Anschlüsse von ihren USB 2-Gegenstücken, indem sie die blaue Kunststofflippe für die Standard-A-Buchsen und -Stecker blau färben. Sie sind häufig mit den Worten SuperSpeed ​​oder den Initialen SS gekennzeichnet.

Der USB-C-Anschluss ist ebenfalls weit verbreitet, und wo er gefunden wird, ist die USB 3.1-Funktion der Standardstandard.


USB Implementers Forum, USB-IF

Um die USB-Spezifikationen zu entwickeln und zu verwalten, wurde eine Organisation namens USB Implementers Forum, USB-IF, 1995 von der Unternehmensgruppe gegründet, die USB entwickelte. Zu den Gründungsunternehmen gehörten Compaq, Digital, IBM, Intel, Microsoft, NEC und Nortel.

Seit seiner Gründung hat die Mitgliederzahl des Forums dramatisch zugenommen und die Mitgliederzahl beträgt mittlerweile über 700 Unternehmen.

Der USB-IF bietet viele Funktionen für die Aufrechterhaltung der bestehenden Standards, vor allem aber für die Weiterentwicklung der USB-Schnittstelle, um den ständig wachsenden Anforderungen der Branche und der großen Anzahl von Benutzern auf der ganzen Welt gerecht zu werden. Darüber hinaus veröffentlicht und vermarktet das Forum den Standard, um seine weitere Übernahme sicherzustellen. Eine weitere Funktion des Forums besteht darin, ein Compliance-Programm bereitzustellen, um sicherzustellen, dass die Produkte dem Standard entsprechen und zusammenarbeiten können. Konforme Produkte können dann die entsprechenden Logos verwenden.

Um diese Ziele zu erreichen, ist der USB-IF in drei Hauptarbeitsgruppen unterteilt:

  • Arbeitsgruppe für USB-Geräte
  • Compliance-Ausschuss
  • Marketingausschuss

Durch die Aufteilung der verschiedenen Bereiche in verschiedene Arbeitsgruppen können Personen mit bestimmten Fachgebieten der relevanten Gruppe beitreten und sich auf einen bestimmten Bereich konzentrieren.

USB-Hubs

USB-Hubs sind Geräte, die einen einzelnen USB-Anschluss erweitern, sodass mehrere USB-Geräte verbunden werden können. Viele Computer verfügen über eine begrenzte Anzahl von USB-Anschlüssen, erfordern jedoch eine wachsende Anzahl von Geräten, die gleichzeitig angeschlossen werden müssen.

Durch die Verwendung eines USB-Hubs kann der Konnektivitätsgrad erheblich erweitert werden, wodurch ein höheres Maß an Konnektivität für den USB-Anschluss eines einzelnen Computers erreicht werden kann.


Verwendung von USB: Tipps und Tricks

Das USB-System ist sehr einfach zu bedienen und erfordert keine Gebrauchsanweisung. Ein paar einfache Richtlinien können jedoch dazu beitragen, dass es gut funktioniert und keine Schluckaufe verursacht.

  • Gerät fest anschließen: Stellen Sie sicher, dass das Gerät fest angeschlossen ist, damit ein ordnungsgemäßer Kontakt hergestellt wird. Da der USB-Stecker durch Reibung in der Buchse verbleibt, stellen Sie sicher, dass er vollständig eingesteckt ist, damit er nicht herausfällt.

  • Vorsicht beim Einstecken: Stellen Sie sicher, dass der Stecker richtig herum ist. Manchmal muss man genau hinschauen, um sicherzustellen, dass der USB-Stecker richtig herum ist. Insbesondere bei den kleineren Anschlüssen USB mini und USB micro ist es möglicherweise nicht immer leicht zu erkennen, in welche Richtung es gehen soll.

  • Richtig auswerfen: Stellen Sie bei Geräten wie Memory Sticks sicher, dass das Gerät in der Software ausgeworfen wird, bevor Sie es physisch herausziehen.

  • Beachten Sie die aktuellen Einschränkungen: USB-Anschlüsse können nur eine bestimmte Strommenge liefern. Peripheriegeräte wie externe CD-Laufwerke oder sogar andere Geräte benötigen möglicherweise relativ viel Strom und funktionieren möglicherweise nicht, wenn sie über einen Expander-Dongle angeschlossen werden. Sie müssen möglicherweise direkt an den Computeranschluss usw. angeschlossen werden.

USB Vor- und Nachteile

USB hat im Vergleich zu anderen Technologien viele Vorteile, aber auch eine Reihe von Nachteilen, die bei der Entscheidung für eine zu verwendende Technologie berücksichtigt werden müssen.

Vorteile von USB

  • Benutzerfreundlichkeit
  • Akzeptable Datenrate für viele Anwendungen
  • Robustes Steckverbindersystem
  • Verschiedene Steckertypen / -größen erhältlich
  • Kostengünstig

Nachteile von USB

  • Datenübertragung nicht so schnell wie bei einigen anderen Systemen
  • Begrenzte Leistungsfähigkeit und Gesamtleistung

USB hat viele Vorteile und ist deshalb so weit verbreitet. Aufgrund seiner Einfachheit und Benutzerfreundlichkeit ist es jedoch nicht immer in Anwendungen anwendbar, in denen anspruchsvollere Schnittstellen für eine sehr schnelle Datenübertragung erforderlich sind.

USB, Universal Serial Bus wird auf den meisten PCs praktisch ausnahmslos verwendet. Selbst Macbooks, die auf den Lightning-Anschluss migriert wurden, verfügen über Schnittstellenkabel, mit denen sie problemlos mit USB verbunden werden können. Bei einer Vielzahl anderer Peripheriegeräte, die USB verwenden, ist die Konnektivität über diese Schnittstelle für praktisch jedes computergestützte Gerät unerlässlich.

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