Интерфейс USB (Universal Serial Bus — универсальная последо­вательная шина) создан в начале 1996 г. Разработка этого стандарта была инициирована весьма авторитетными фирмами: Intel, IBM, DEC, NEC, Northen Telecom и Compaq. Основная цель данного стандарта — создание реальной- возможности пользователям работать в «горячем режиме» — режиме «Plug&Play» с различными периферийными уст­ройствами, в частности с модемами, жесткими дисками и Flash-па­мятью. Это означает, что необходимо было предусмотреть возмож­ность подключения устройства к работающему компьютеру, автоматическое распознавание и конфигурирование его благодаря поддержке режима «Plug&Play» немедленно после подключения и последующей установки соответствующих драйверов. Кроме этого, желательно питание маломощных устройств подавать с самой шипы.

Скорость интерфейса USB должна быть достаточной для по­давляющего большинства периферийных устройств. Попутно бы­ла решена проблема нехватки ресурсов на внутренних шинах IBM PC совместимого компьютера — контроллер интерфейса USB за­нимает только одно прерывание независимо от количества под­ключенных к шине устройств.

Технические характеристики интерфейса USB. Возможности интерфейса USB следуют из его технических характеристик:

•высокая   скорость обмена (full-speed signaling bit rate) — 12 Мбит/с;

•максимальная длина кабеля для высокой скорости обмена—5 м;

 

•максимальная длина кабеля для низкой скорости обмена — 3 м;

•число подключенных, дополнительных устройств — 127;

• возможно подключение периферийных устройств с различными скоростями обмена;

•   отсутствие необходимости в установке пользователем персо­нального компьютера дополнительных элементов, таких, как тер­минаторы для SCSI;

•   напряжение питания для периферийных устройств — 5 В;

•   максимальный ток потребления на одно устройство — 500 мА (это не означает, что через USB можно  запитать устройства с об­щим током потребления 127 х 0,5 А = 63,5 А).

Возможность использования в интерфейсе USB только двух скоростей обмена данными ограничивает применяемость этой ши­ны, но существенно уменьшает количество линий интерфейса и упрощает аппаратную реализацию.

Топология интерфейса USB. На рис. 12.7, а представлено официальное обозначение интерфейса USB как в Windows 2000, XT, XP, так и на задних стенках компьютеров (далеко не всех), а также на всех разъемах USB. Эта иконка на самом деле правильно отображает идею топологии USB, которая практически не отлича­ется от топологии локальной компьютерной сети на витой парс, обычно называемой «звездой». Даже терминология похожа — размножители шины также называются HUB (русск.  хабами). Условно дерево подключения USB устройств к компьютеру можно изобразить, как показано на рис. 12.7, б (цифрами обозначены пе­риферийные устройства с интерфейсом USB).

Вместо любого из устройств к компьютеру может также под­ключен HUB. Основное отличие топологии интерфейса USB от топологии обычной локальной сети — компьютер (или Host-устройство) должен быть только один.

 

Не так давно появилась новая версия стандарта USB 2.0, ко­торая обладает следующими преимуществами: во-первых. I'SB 2.0 унаследовал все достоинства USB 1.1, во-вторых, максимальная скорость обмена увеличилась в 40 раз и составила 60 Мбайт/с, на­конец, сохранилась обратная совместимость с устройствами, отве­чающими требованиям стандарта USB 1.1.