Universal Serial Bus (USB) er en industristandard som etablerer spesifikasjoner for kabler, kontakter og protokoller for tilkobling, kommunikasjon og strømforsyning mellom personlige datamaskiner og deres perifere enheter. Denne artikkelen vil dykke ned i mekanismene for dataoverføring, samt utforske de forskjellige versjonene og hastighetene som USB-standarder tilbyr.
Grunnleggende USB-arkitektur
USB bruker en delt databuss. En USB-vert (ofte en PC eller en annen styreenhet) kontrollerer bussen og initierer all kommunikasjon. Periferienheter, som mus, tastaturer, skrivere, respondere på vertens forespørsler, men kan ikke kommunisere med hverandre direkte.
USB-arkitekturen bruker en «tiered star topology». I sentrum av denne topologien er verten, som har direkte koblinger til en rekke perifere enheter, som hver kan ha flere underordnede forbindelser, og så videre. Dette tillater en stor grad av fleksibilitet og utvidbarhet i systemdesign.
Dataoverføring på USB
USB-dataoverføring skjer via pakker. Hver dataoverføring består av en eller flere av følgende pakker: Token, Data og Handshake.
- Tokenpakken indikerer hva slags overføring som skal finne sted.
- Datapakken inneholder den faktiske informasjonen som blir overført.
- Handshakepakken brukes for å indikere om en overføring var vellykket eller ikke.
Overføringstyper inkluderer kontrolloverføringer (brukt for konfigurasjon og kommandoer), bulkoverføringer (for store, ikke-tidsavhengige data som filoverføringer), interrupt overføringer (for små, tidsavhengige data som inndata fra en mus eller tastatur) og isokron overføringer (for data som krever konstant datahastighet, som lyd eller video).
USB-standarder og hastigheter
- USB 1.0: Utgitt i Januar 1996, hadde en overføringshastighet på 1.5 Mbps (lavhastighetsmodus) og 12 Mbps (full hastighet).
- USB 1.1: Utgitt i August 1998, korrigerer mange av feilene i USB 1.0 og etablerte USB som en praktisk og enkel tilkoblingsmetode for periferienheter.
- USB 2.0: Lansert i April 2000, økte dataoverføringshastigheten betydelig til 480 Mbps (høyhastighetsmodus) og introduserte evnen til å levere strøm over USB, noe som åpnet for muligheten for «bus-powered» enheter.
- USB 3.0 (også kjent som USB 3.1 Gen 1 eller USB 3.2 Gen 1×1): Lansert i November 2008, ytterligere forbedret dataoverføringshastigheten til 5 Gbps (Superspeed-modus) og introduserte en mer energieffektiv modus samt forbedret strømlevering.
- USB 3.1 (også kjent som USB 3.1 Gen 2 eller USB 3.2 Gen 2×1): Lansert i Juli 2013, doblet overføringshastigheten til 10 Gbps (Superspeed+ modus).
- USB 3.2: Lansert i September 2017, inkluderer forskjellige undermodeller (Gen 1×1, Gen 2×1, Gen 1×2, Gen 2×2) med maksimal overføringshastighet på 20 Gbps (Superspeed+ modus med to linjer).
- USB4: Lansert i August 2019, støtter overføringshastigheter opptil 40 Gbps og inkluderer støtte for alternativ modus, som tillater adaptere å gi andre typer tilkoblinger via USB-porten.
USB har utviklet seg mye siden lanseringen, og det blir spennende å se hvordan denne teknologien fortsetter å vokse og utvikle seg for å imøtekomme våre dataoverføring og strømbehov i fremtiden. Med fremveksten av trådløs teknologi, kan vi også se at USB også tar steget inn i den trådløse verdenen.
Konklusjon
USB har spilt en nøkkelrolle i digital kommunikasjon, og har blitt standarden for tilkobling av enheter og dataoverføring. Denne artikkelen gir en oversikt over den underliggende protokollen og arkitekturen til USB, men det er mye mer å utforske, inkludert de forskjellige pluggtyper (som USB-A, USB-B, miniUSB, microUSB, USB-C), strømforsyningsstandarder og fremtidige utviklinger innen USB-teknologi.