Universal Serial Bus

Origem: Wikipédia, a enciclopédia livre.
Ir para: navegação, pesquisa


Question book.svg
Este artigo não cita fontes confiáveis e independentes. (desde outubro de 2010). Por favor, adicione referências e insira-as corretamente no texto ou no rodapé. Conteúdo sem fontes poderá ser removido.
Encontre fontes: Google (notícias, livros e acadêmico)
Protocolos Internet (TCP/IP)
Camada Protocolo
5.Aplicação HTTP, SMTP, FTP, SSH, Telnet, SIP, RDP, IRC, SNMP, NNTP, POP3, IMAP, BitTorrent, DNS, Ping ...
4.Transporte TCP, UDP, RTP, SCTP, DCCP ...
3.Rede IP (IPv4, IPv6) , ARP, RARP, ICMP, IPsec ...
2.Enlace Ethernet, 802.11 (WiFi), 802.1Q (VLAN), 802.1aq (SPB), 802.11g, HDLC, Token ring, FDDI, PPP,Switch ,Frame relay,
1.Física Modem, RDIS, RS-232, EIA-422, RS-449, Bluetooth, USB, ...
Cabo USB

.

Universal Serial Bus (USB) é um tipo de conexão "ligar e usar" que permite a conexão de periféricos sem a necessidade de desligar o computador.

Antigamente, instalar periféricos em um computador obrigava o usuário a abrir a máquina, o que para a maioria das pessoas era uma tarefa quase impossível pela quantidade de conexões internas, que muitas vezes eram feitas através de testes perigosos para o computador, sem falar que na maioria das vezes seria preciso configurar jumpers e interrupções IRQs, tarefa difícil até para profissionais da área.

O surgimento do padrão PnP (Plug and Play) diminuiu toda a complicação existente na configuração desses dispositivos. O objetivo do padrão PnP foi tornar o usuário sem experiência capaz de instalar um novo periférico e usá-lo imediatamente sem mais delongas. Mas esse padrão ainda era suscetível a falhas, o que causava dificuldades para alguns usuários.

O USB Implementers Forum foi concebido na óptica do conceito de Plug and Play, revolucionário na altura da expansão dos computadores pessoais, feito sobre um barramento que adota um tipo de conector que deve ser comum a todos os aparelhos que o usarem, assim tornando fácil a instalação de periféricos que adotassem essa tecnologia, e diminuiu o esforço de concepção de periféricos, no que diz respeito ao suporte por parte dos sistemas operacionais (SO) e hardware. Assim, surgiu um padrão que permite ao SO e à placa-mãe diferenciar, transparentemente:

  • A classe do equipamento (dispositivo de armazenamento, placa de rede, placa de som, etc);
  • As necessidades de alimentação elétrica do dispositivo a uma distância de ate 5 metros sem a necessidade de outro equipamento, caso este não disponha de alimentação própria;
  • As necessidades de largura de banda (para um dispositivo de vídeo, serão muito superiores às de um teclado, por exemplo);
  • As necessidades de latência máxima;
  • Eventuais modos de operação internos ao dispositivo (por exemplo, máquina digital pode operar, geralmente, como uma webcam ou como um dispositivo de armazenamento - para transferir as imagens).

Ainda, foi projetado de maneira que possam ser ligados vários periféricos pelo mesmo canal (i.e., porta USB). Assim, mediante uma topologia em árvore, é possível ligar até 127 dispositivos a uma única porta do computador, utilizando, para a derivação, hubs especialmente concebidos, ou se, por exemplo, as impressoras ou outro periféricos existentes hoje tivessem uma entrada e saida USB, poderíamos ligar estes como uma corrente de até 127 dispositivos, um ligado ao outro, os quais o computador gerenciaria sem nenhum problema, levando em conta o tráfego requerido e velocidade das informações solicitadas pelo sistema. Estes dispositivos especiais (os hubs anteriormente citados) - estes também dispositivos USB, com classe específica -, são responsáveis pela gestão da sua subárvore e cooperação com os nós acima (o computador ou outros hubs). Esta funcionalidade foi adaptada da vasta experiência em redes de bus, como o Ethernet - o computador apenas encaminhará os pacotes USB (unidade de comunicação do protocolo, ou URB, do inglês Uniform Request Block) para uma das portas, e o pacote transitará pelo bus até ao destino, encaminhado pelos hubs intermediários.

Concepção[editar | editar código-fonte]

O tridente, o símbolo do USB

O padrão USB foi desenvolvido por um consórcio de empresas, entre as quais destacam-se: Microsoft, Apple Inc., Hewlett-Packard, NEC, Intel e Agere.

Foi muito difícil para estas empresas encontrar um consenso sobre a abordagem do controlador. Dividiram-se, então, as opiniões, formando dois grupos distintos:

  • UHCI, Universal Host Controller Interface, apoiado majoritariamente pela Intel, que transferia parte do processamento do protocolo para o software (driver), simplificando o controlador eletrônico;
  • OHCI, Open Host Controller Interface, apoiado pela Compaq, Microsoft e National Semiconductor, que transferia a maior parte do esforço para o controlador eletrônico, simplificando o controlador lógico (driver).

Isto gerou algumas incompatibilidades e lançou a ameaça de dispersão do padrão. Pela experiência anterior em casos de adaptação de padrões (como o caso das extensões individualistas do HTML da Microsoft e da Netscape à versão 3 deste protocolo que, frequentemente, quebrava a compatibilidade entre sites), agora podia-se confirmar a desvantagem de não se conseguir a universalização. Porém, traria novas conclusões para a versão 2.0 deste protocolo, desta vez unidos sob o modelo EHCI, Enhanced Host Controller Interface, permitindo colmatar as falhas e reunir as qualidades dos dois modelos anteriores; mas sem dúvida, o avanço notável desta versão seria o aumento da largura de banda disponível - tornava-se agora possível, com um único driver, transferir som, vídeo e ainda assim usar a impressora, tudo isso pelo mesmo canal - até um total de 480 Megabit/s no usb 2.0, e 5 Gigabit/s no usb 3.0.

História das Versões[editar | editar código-fonte]

  • USB 0.7: Lançado em novembro de 1994.
  • USB 0.8: Lançada em dezembro de 1994.
  • USB 0.9: Lançada em abril de 1995.
  • USB 0.99: Lançado em agosto de 1995.
  • USB 1.0: Lançado em janeiro de 1996, com taxas de transferência de dados de até 1,5 Mbit / s (baixa velocidade) e 12 Mbit / s (Velocidade máxima).
  • USB 2.0: Lançado em abril de 2000 com taxas de transferência de dados de até 480 Mbps.
  • USB 3.0: Lançado em setembro de 2009 com taxas de transferência de dados de até 5 Gbps.
Versão do USB 1.0 1.1 2.0 3.0
Ano de Lançamento 1996 1998 2000 2009
Taxa de Transferência 1,5 Mbps - 12 Mbps 480 Mbps 5 Gbps
Alimentação elétrica 5V - 500 mA 5V - 900 mA
Conectores compactos

Conectores USB[editar | editar código-fonte]

USB 1.1[editar | editar código-fonte]

O padrão 1.1 foi lançado em 1998 para corrigir problemas encontrados no padrão 1.0. Ao ser lançado o padrão USB 1.1 trouxe uma série de vantagens pois graças a uma interface única, a tarefa de conectar diversos tipos de aparelho ao computador tornou-se mais fácil, e aumentou o diversificação de tipos de periféricos, porém tinha como um grande ponto fraco a baixa velocidade na transição de dados (1,5 a 12 Mbps), elevado em consideração as portas seriais, mas muito deficiente em relação a outros tipos de barramentos como o SCSI (80 a 160 Mbps) e o FireWire, principal concorrente cujo maior desenvolvedor era a Apple Inc.. Até então, a baixa transição não era um agravante para as aplicações da época, mas à medida que o uso crescia aumentava a necessidade de taxas maiores na transferência de dados entre um dispositivo e o computador, prejudicando o uso de equipamentos como HDs removíveis, gravadores de DVDs externos, e scanner de alta resolução tornando-se nesse necessário o upgrade do padrão.

USB 2.0[editar | editar código-fonte]

O padrão USB 2.0 foi lançado em abril de 2000 com a velocidade de 480 Mbps, o equivalente a cerca de 60 MB por segundo. O conector continuou sendo o mesmo da versão anterior, totalmente compatível com dispositivos que funcionam com o USB 1.1, mas nesse caso com a mesma velocidade de transferência reduzida do padrão 1.1. Isso ocorre porque o barramento USB 2.0 tentará se comunicar à velocidade de 480 Mbps. Se não conseguir, tentará a velocidades mais baixas até obter êxito.

Uma outra novidade importante é que, a partir dessa versão, os fabricantes poderiam adotar o padrão em seus produtos sem a obrigatoriedade de pagar uma licença de uso da tecnologia. Esse foi um fator importante para a ampliação de novos periféricos que usam a tecnologia e o barateamento desses periféricos.

O lançamento do USB 2.0 também trouxe outra vantagem: o padrão FireWire foi padronizado principalmente para trabalhar com aplicações que envolvem vídeo e áudio, mas como a velocidade do USB 2.0 supera a velocidade das primeiras implementações do FireWire, ele também se tornou uma opção viável para aplicações multimídia, o que aumentou seu leque de utilidades.

USB 3.0[editar | editar código-fonte]

O USB 3.0 chegou ao mercado em 2010, com a mesma praticidade do USB 2.0, sua designação comercial é USB SuperSpeed.

Caracteriza-se principalmente por um aumento da velocidade de transferência que chega a 5 Gigabits por segundo, o equivalente a mais ou menos 614.4 MiB/segundo. Devido a mais conexões dentro do próprio USB 3.0, que antes no modelo 2.0, eram 4, no 3.0 chegam a 9, permitindo ser full-duplex, transferindo dados bidirecionalmente, podendo receber e enviar dados ao mesmo tempo.

Encontram-se disponíveis as especificações da versão 3.0. Exemplo do Primeiro HD com USB 3.0.

PCI_Express.2_x1, para adaptadoras USB_3.0, acima

Placas Mãe com conexões USB 2.0 podem usar os benefícios do USB 3.0 com a conexão de placas adaptadoras PCI Express USB 3.0; em especial no caso Placas Mãe que com conexões(portas) PCI-Express x1 geração 2 ou seja PCIe2 x1. Existem também placas adaptadoras para Notebook com saidas USB 3.0.

Especulações USB 3.5 e 4.0[editar | editar código-fonte]

Devido ao lançamento do Thunderbolt, já utilizado em aparelhos MacBook Pro da Apple, como uma substituição do USB padrão, que chegam a taxas de transferências de 20 Gigabits por segundo, há especulações da entrada do USB 3.5 ao mercado ainda em 2014, que seria um "tapa buraco" entre a versão 3.0 e 4.0 (ainda não lançado), suas taxas de transferências chegariam a 10 Gigabits por segundo.

USB x Thunderbolt[editar | editar código-fonte]

Thunderbolt (também conhecida como Light Peak) veio ao mercado com o intuito de substituir o antigo e recentemente atualizado USB, desenvolvido pela Intel com colaboração da Apple, possuí altas taxas de transferências, até 20 Gigabits por segundo, combinando transferência de dados, áudio, vídeo (em alta definição) e energia em um único cabo. A tecnologia ainda é nova, mas pretende ao longo do tempo, substituir o USB, grandes fabricantes já anunciaram incluir a tecnologia em seus produtos. Mas ainda há um grande caminho, devido ao fato que praticamente os aparelhos USB ainda dominam o mercado.

Classes de dispositivos[editar | editar código-fonte]

USB define códigos de classe usadas para identificar a funcionalidade de um dispositivo e para carregar um driver de dispositivo com base naquela funcionalidade. Isso permite que cada codificador de driver de dispositivo suporte dispositivos de diferentes fabricantes que cumprem com um código de determinada classe.

Alguns dispositivos[editar | editar código-fonte]

Entre os mais conhecidos dispositivos que utilizam-se da interface USB estão:

Entre os sistemas operacionais que oferecem suporte nativo à interface USB, podemos citar:

Ver também[editar | editar código-fonte]

Ligações externas[editar | editar código-fonte]

Commons
O Commons possui imagens e outras mídias sobre Universal Serial Bus
Ícone de esboço Este artigo sobre hardware é um esboço. Você pode ajudar a Wikipédia expandindo-o.