USB

Universal Serial Bus (USB)

O logo certificado de USB
Tipo	Bus
História de produção
Designer	Compaq, DEC, IBM, Intel, Microsoft, NEC, and Nortel
Projetada(o)	janeiro de 1996
Produzida(o)	Desde maio de 1996
Substituiu	Porta serial, porta paralela, game port, Apple Desktop Bus, porta PS/2 e Firewire (IEEE 1394)
Especificações gerais
Comprimento	2–5 m (6 ft 7 in–16 ft 5 in) (por categoria)
Largura	12 mm (tipo-A) 8.45 mm (tipo-B) 6.8 mm (mini/micro) 8.25 mm (USB-C)
Altura	4.5 mm (tipo-A) 7.26 mm (tipo-B) 10.44 mm (tipo-B SuperSpeed) 1.8–3 mm (mini/micro) 2.4 mm (USB-C)
Plugável enquanto o dispositivo está ligado	Sim
Externa(o)	Sim
Cabo	4 fios mais shield 9 fios mais shield (SuperSpeed)
Pinos	4: 1 força, 2 dados, 1 terra 5 (On-The-Go) 9 (SuperSpeed) 11 (Powered-B SuperSpeed) 24 (USB-C)
Conector	Único
Elétrico
Sinal	5 V DC
Voltagem máx.	7000500000000000000♠5.00+0.25 −0.60 V 7000500000000000000♠5.00+0.25 −0.55 V (USB 3.0) 20.00 V (PD)
Corrente máx.	0.5 A (USB 2.0) 0.9 A (USB 3.0) 1.5 A (BC 1.2) 3 A (USB-C) Até 5 A (PD)
Dados
Sinal de dados	Dados de pacote, definidos por especificações
Largura	1 bit
Bitrate	1.5; 12; 480; 5,000; 10,000; 20,000 Mbit/s (a depender do modo)
Dispositivos máx.	127
Protocolo	Serial
Pinagem
O plug tipo-A plug (esquerda) e o plug tipo-B (direita)
Pino 1		+5V
Pino 2		Data−
Pino 3		Data+
Pino 4		Ground

Cabo USB

USB (abreviatura de Universal Serial Bus, em português, porta universal) é um padrão de indústria que estabelece especificações para cabos, conectores, e protocolos de comunicação para conexão, comunicação e provimento de energia entre computadores pessoais e seus dispositivos periféricos. Lançado em 1996, o padrão USB é atualmente mantido pelo USB Implementers Forum (USB IF).

Existem 4 gerações de especificações USB: USB 1.x, USB 2.0 (com múltiplas atualizações e adições), USB 3.x, USB 4.x.

Concepção

O tridente, o símbolo do USB

O padrão USB foi desenvolvido por um consórcio de empresas, entre as quais destacam-se: Microsoft, Intel, Compaq, DEC, IBM, Nortel e NEC.

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.

Histórico de versões

Tabela contendo informações superficiais sobre as versões do USB

Nome da versão	Data de criação	Taxa de transferência	Padrão			Mini			Micro			Mudanças, novidades e notas
USB 0.7	Novembro de 1994	-	N/A									Pré-lançamento
USB 0.8	Dezembro de 1994	-
USB 0.9	Abril de 1995	12 Mbit/s
USB 0.99	Agosto de 1995	-
USB 1.0-RC	Novembro de 1995	-
USB 1.0	Janeiro de 1996	1,5 Mbit/s 12 Mbit/s	Tipo A	Tipo B	N/A	N/A		N/A	N/A			USB criado e funcional, usado por alguns dispositivos.
USB 1.1	Agosto de 1998											USB com compatibilidade melhorada e alguns erros corrigidos em relação à versão anterior.
USB 2.0	Abril de 2000	480 Mbit/s				Mini A	Mini B					Um salto enorme na qualidade, velocidade, compatibilidade e utilização do padrão USB. Este modelo substituiu qualquer outro padrão e foi usado largamente na indústria tecnológica, sendo popular até os dias de hoje.
USB 2.0 Revised	?	?						Mini AB	N/A	Micro B	Micro AB
USB 3.0	Novembro de 2008	5 Gbit/s	Tipo A	Tipo B		Obsoleto				Micro B	Obsoleto	Velocidade largamente melhorada, de melhor qualidade que o padrão 2.0. É comum ver esse padrão em laptops e desktops (mesmo de baixa qualidade) e em periféricos de alta qualidade (principalmente dispositivos de armazenamento). É possível conectar um padrão 2.0 em portas do padrão 3.0 e vice versa, sendo limitado pelo de menor padrão.
USB 3.1	Julho de 2013	10 Gbit/s			Tipo C							Velocidade aumentada. É raro ver este padrão em qualquer dispositivo atualmente, nem mesmo nos mais modernos e avançados (não deve ser confundido com o padrão Thunderbolt).
USB 3.2	Agosto de 2017	20 Gbit/s		Obsoleto						Obsoleto
USB4	Agosto de 2019	40 Gbit/s	Obsoleto

USB 1.0

Lançado em janeiro de 1997, o USB 1.0 especificou taxas de transferência de 1.5 Mbit/s (Largura de Banda Baixa ou Baixa Velocidade) e 12 Mbit/s em (Alta velocidade). A especificação não aceitava cabos de extensão ou passagem por monitores, devido as limitações de tempo e energia. Poucos dispositivos USBB acabaram chegando no mercado antes do lançamento do USB 1.1 em agosto de 1998.

USB 1.1

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

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

O USB 3.0 chegou ao mercado em 2009, 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 MB/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.

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.

USB 3.1

O USB 3.1 chegou ao mercado em meados de 2013, com a mesma praticidade das versões anteriores, mantendo compatibilidade e melhorando as especificações.

Caracteriza-se principalmente por um aumento da velocidade de transferência que chega a 10 Gigabits por segundo, o equivalente a mais ou menos 1200 MB/segundo.

USB 3.2

O USB 3.2, lançado em setembro de 2017, preserva os modos de dados existentes USB 3.1 SuperSpeed e SuperSpeed+, mas introduz dois novos modos de transferência SuperSpeed+ através do conector USB-C com velocidades de transferência de 10 e 20 Gbit/s (1.25 e 2.5 GB/s). O aumenta na largura de banda é resultado de uma operação de multiplas faixas pelos fios existentes que eram para serem usados na capacidade de giro no conector USB-C. O USB 3.2 é também a primeira versão a usar o conector USB-C como único.

USB4

A especificação USB4 foi lançada em 29 de agosto de 2019 pelo USB Implementers Forum.

O USB4 é baseado na especificação do protocolo Thunderbolt 3. Ele suporta uma taxa de transferência de 40 Gbit/s, é compatível com Thunderbolt 3, e compatível retroativamente com USB 3.2 e USB 2.0. A arquitetura define um método para compartilhar uma ligação única de alta velocidade com múltiplos tipos de dispositivos dinâmicamente que melhor serve a transferência de dados por tipo e aplicação.

USB x Thunderbolt

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. Possui altas taxas de transferências, até 10 Gbit/s, podendo na versão 2.0 trabalhar em configuração full-duplex, ou seja, transmitir e receber simultaneamente, o que comercialmente é chamado de transferência a 20 Gbit/s, 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.

Conectores

Diferentes conectores USB

Existem vários tipos de conectores, sendo os tipo A, B e C. O padronizado e mais usado na indústria, o 'micro''. O mais recente conector, o tipo C (USB-C), esta vindo com a promessa de revolucionar os aparelhos pois com o mesmo conector é possível transferir dados, vídeo, áudio e energia (não apenas a pequena quantidade dos conectores anteriores, mas até 100W), e ainda é reversível, podendo ser conectado de qualquer lado.

Dispositivos

Entre os mais conhecidos dispositivos que utilizam-se da interface USB estão impressoras, scanners, webcams, teclados, mouses, unidades de armazenamento (HD, Pendrive, CD-ROM), joysticks, gamepads, PDA, câmeras digitais, placas de som, modems, mp3 players, tablets, celulares e adaptadores Bluetooth. Alguns dispositivos usam apenas a alimentação eléctrica da USB sem nenhuma função de comunicação ou controle. São exemplos: pequenas luminárias e ventiladores.

Entre os sistemas operacionais que oferecem suporte nativo à interface USB, podem ser citados BeOS, eComStation 1.x e 2.x, FreeBSD, IBM OS/2 Warp 4.0, 4.51, 4.52 e for e-Business 4.5x, Linux, Mac OS, Mac OS X, Microsoft Windows 95 OSR 2.0, 2.1, 2.5 (apenas para a versão 1.1), Windows 98, Second Edition, Windows ME, Windows XP, Windows Vista, Windows 7, Windows 8, Microsoft Windows 10, Solaris, Windows Phone e Android.

Classes de dispositivos

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.

Ver também

• USB flash drive
• FireWire
• USB On-The-Go
• ReadyBoost
• Superfetch
• Keylogger
• Vigilância de computadores e redes

Ligações externas

• USB in a Nutshell(explicação do protocolo)
• USB.org(Site de referência para o protocolo USB)
  • Versão 1.1 - Especificações
  • Versão 2.0 - Especificações
  • Versão 3.0 - Especificações
• USB.org - SuperSpeed USB- USB 3.0 Promotores
• Funções dos pinos USB (em inglês)
• USB News (em inglês)
• [1]
• USB 3.0: teoria e prática
• USB 3.0 - Placas-mãe e barramentos
• https://ficadica.blogosfera.uol.com.br/2019/04/12/mini-micro-a-b-ou-c-descubra-qual-a-diferenca-entre-os-cabos-usb/ Consultado em 22 de abril de 2019.