Was bedeutet USB-Schnittstelle?

USB-Schnittstelle bedeutet Universal Serial Bus, ein serieller Busstandard. USB ist auch eine technische Spezifikation für Eingabe- und Ausgabeschnittstellen und wird häufig in Personalcomputern und mobilen Geräten sowie in anderen Informations- und Informationssystemen verwendet Kommunikationsprodukte, die die Verbindung und Kommunikation zwischen Computern und externen Geräten standardisieren.

Die Betriebsumgebung dieses Tutorials: Windows 10-System, DELL G3-Computer.

Was bedeutet USB-Schnittstelle?

Universal Serial Bus ist ein serieller Busstandard.

Universal Serial Bus (englisch: Universal Serial Bus, Abkürzung: USB) ist ein serieller Busstandard und ein Ein- und Ausgang. Die technischen Spezifikationen von Die Schnittstelle wird häufig in Informations- und Kommunikationsprodukten wie Personalcomputern und Mobilgeräten verwendet und auf Fotoausrüstung, digitales Fernsehen (Set-Top-Boxen), Spielekonsolen und andere verwandte Bereiche ausgeweitet. Die neueste Generation ist USB4, mit einer Übertragungsgeschwindigkeit von 40Gbit/s, einer dreistufigen Spannung von 5V/12V/20V und einer maximalen Stromversorgung von 100W. Die neue Typ-C-Schnittstelle ermöglicht ein Blindstecken der Vorder- und Rückseite.

USB ist ein externer Busstandard, der die Verbindung und Kommunikation zwischen Computern und externen Geräten regelt. Die USB-Schnittstelle verfügt über eine Hot-Swap-Funktion. Über die USB-Schnittstelle können verschiedene Peripheriegeräte wie Mäuse und Tastaturen angeschlossen werden. USB wurde 1996 von Intel und anderen Unternehmen Ende 1994 gemeinsam auf den Markt gebracht. Es hat die serielle Schnittstelle und die parallele Schnittstelle erfolgreich ersetzt und ist zu einer unverzichtbaren Schnittstelle für heutige Computer und eine große Anzahl intelligenter Geräte geworden. Die USB-Version hat jahrelange Entwicklung hinter sich und hat sich nun zur USB4-Version weiterentwickelt. Für die meisten Ingenieure bestehen die Haupthindernisse bei der Entwicklung von USB2.0-Schnittstellenprodukten darin, sich mit dem komplexen USB2.0-Protokoll auseinanderzusetzen, eigene USB-Gerätetreiber zu schreiben und mit der Programmierung von Mikrocontrollern vertraut zu sein. Dies erfordert nicht nur umfangreiche Erfahrung in der VC-Programmierung, sondern auch die Fähigkeit, Hardwareprogramme (Firmware) für USB-Schnittstellen zu schreiben. Daher gaben die meisten Menschen die Entwicklung eigener USB-Produkte auf.

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USB 1.0

USB 1.0 erschien 1996 mit einer Geschwindigkeit von nur 1,5 Mbit/s (Bits pro Sekunde); 1998 wurde es auf USB 1.1 aktualisiert Auch die Geschwindigkeit wurde erheblich verbessert. Durch die Aufrüstung auf 12 Mbit/s ist diese Standardschnittstelle noch auf einigen alten Geräten zu sehen. USB1.1 ist eine gebräuchlichere USB-Spezifikation. Die Übertragungsrate im Hochgeschwindigkeitsmodus beträgt 1,5 Mbit/s (b bedeutet im Allgemeinen Bitübertragungsgeschwindigkeit). bps stellt die Bitübertragungsrate dar. Numerisch gleich. B/s und b/s, BPS (Bytes pro Sekunde) und bps (Bits pro Sekunde) können nicht verwechselt werden. 1 MB/s (Megabyte/Sekunde) = 8 Mbit/s (Megabit/Sekunde), 12 Mbit/s = 1,5 MB/s, die meisten MP3-Dateien verfügen über diese Art von Schnittstelle. [2] Wie in Abbildung 1 dargestellt.

USB 2.0

Die USB2.0-Spezifikation ist eine Weiterentwicklung der USB1.1-Spezifikation. Seine Übertragungsrate erreicht 480 Mbit/s, was 60 MB/s umgerechnet in MB entspricht, was ausreicht, um die Geschwindigkeitsanforderungen der meisten Peripheriegeräte zu erfüllen. Das Enhanced Host Controller Interface (EHCI) in USB 2.0 definiert eine Architektur, die mit USB 1.1 kompatibel ist. Es kann USB 1.1-Geräte mit USB 2.0-Treibern ansteuern. Das heißt, alle Geräte, die USB 1.1 unterstützen, können direkt an der USB 2.0-Schnittstelle verwendet werden, ohne sich Gedanken über Kompatibilitätsprobleme machen zu müssen, und auch Zubehör wie USB-Kabel, Stecker usw. können direkt verwendet werden.

Die Änderung, die die Verwendung von USB für Druckeranwendungen mit sich bringt, ist eine erhebliche Geschwindigkeitssteigerung. Die USB-Schnittstelle bietet eine Verbindungsgeschwindigkeit von 12 Mbit/s, was mehr als zehnmal schneller ist als der parallele Anschluss. Bei dieser Geschwindigkeit beträgt die Übertragungszeit für Druckdateien stark reduziert. Der USB 2.0-Standard erhöht die Schnittstellengeschwindigkeit weiter auf 480 Mbit/s, was der 20-fachen Geschwindigkeit von gewöhnlichem USB entspricht, wodurch die Übertragungszeit von Druckdateien erheblich verkürzt wird.

USB 3.0

Die USB 3.0 Promoter Group, bestehend aus Branchenriesen wie Intel, Microsoft, HP, Texas Instruments, NEC, ST-NXP und anderen Branchenriesen, gab bekannt, dass der USB 3.0-Standard der neuen Generation dafür verantwortlich ist Die Organisation wurde offiziell abgeschlossen und öffentlich bekannt gegeben. Die theoretische Geschwindigkeit von USB 3.0 beträgt 5,0 Gbit/s, tatsächlich kann sie jedoch nur 50 % des theoretischen Wertes erreichen, was fast dem Zehnfachen von USB 2.0 entspricht. Die physikalische Schicht von USB3.0 verwendet 8b/10b-Kodierung, sodass die berechnete theoretische Geschwindigkeit nur 4 Gbit/s beträgt. Bei der tatsächlichen Geschwindigkeit wird auch der Protokoll-Overhead abgezogen, der weniger als 4 Gbit/s beträgt. Kann häufig in PC-Peripheriegeräten und Unterhaltungselektronik verwendet werden.

USB 3.0 wird in tatsächlichen Geräteanwendungen als „USB SuperSpeed“ bezeichnet und folgt dem vorherigen USB 1.1 FullSpeed ​​​​und USB 2.0 HighSpeed. Es wird erwartet, dass kommerzielle Controller, die die neue Spezifikation unterstützen, in der zweiten Jahreshälfte 2009 verfügbar sein werden und Verbraucherprodukte bereits auf dem Markt sind.

USB 3.1

USB 3.1 Gen2 ist die neueste USB-Spezifikation, die von Unternehmen wie Intel initiiert wurde. Die Datenübertragungsgeschwindigkeit kann auf 10 Gbit/s erhöht werden. Im Vergleich zur USB 3.0-Technologie (d. h. USB 3.1 Gen1) verwendet die neue USB-Technologie ein effizienteres Datenkodierungssystem und bietet eine mehr als doppelt so hohe effektive Datendurchsatzrate. Es ist vollständig abwärtskompatibel mit vorhandenen USB-Anschlüssen und -Kabeln.

USB 3.1 Gen2 ist mit vorhandenen USB 3.0 (d. h. USB 3.1 Gen1) Software-Stacks und Geräteprotokollen, 5-Gbit/s-Hubs und -Geräten sowie USB 2.0-Produkten kompatibel.

Die neuesten USB-Namensspezifikationen von USB 3.0 und USB 3.1 werden nicht mehr als USB 3.2 bezeichnet. Aus Kompatibilitätsgründen werden USB 3.0 und USB 3.2 als USB 3.2 bezeichnet Gen 2, USB 3.2 Gen 2x2.

USB 4.0

Die USB4.0-Spezifikation wurde am 29. August 2019 vom USB Implementers Forum veröffentlicht. USB4 basiert auf dem Thunderbolt 3-Protokoll. Es unterstützt einen Durchsatz von 40 Gbit/s, ist Thunderbolt 3-kompatibel und abwärtskompatibel mit USB 3.2 und USB 2.0.

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