Микро usb-разъемы. виды usb-разъемов, их особенности

Структура данных интерфейса USB.

Вся информация передается кадрами, которые отправляются через равные промежутки времени. В свою очередь каждый кадр состоит из транзакций. Вот, пожалуй, так будет нагляднее:

Каждый кадр включает в себя пакет SOF (Start Of Frame), затем следуют транзакции для разных конечных точек, ну и завершается все это пакетом EOF (End Of Frame). Если говорить совсем точно, то EOF — это не совсем пакет в привычном понимании этого слова — это интервал времени, в течение которого обмен данными запрещен.

Каждая транзакция имеет следующий вид:

Первый пакет (его называют Token пакет) содержит в себе информацию об адресе устройства USB, а также о номере конечной точки, которой предназначена эта транзакция. Кроме того, в этом пакете хранится информация о типе транзакции (какие бывают типы мы еще обсудим, но чуть позже ). Data пакет — с ним все понятно, это данные, которые передают хост, либо конечная точка (зависит от типа транзакции). Последний пакет — Status — предназначен для проверки успешности получения данных.

Уже очень много раз прозвучало слово «пакет» применительно к интерфейсу USB, так что пора разобраться что он из себя представляет. Начнем с пакета Token:

Пакеты Token бывают трех типов:

• In
• Out
• Setup
• Start Of Frame

Пакет In сообщает нашему USB-устройству, что хост готов принять от него информацию. Пакет Out, напротив, сигнализирует о готовности и желании хоста поделиться информацией. Пакет Setup нужен для использования управляющих передач. Ну а пакет Start Of Frame используется для того, чтобы инициировать начало кадра.

Вот к чему я это рассказал… В зависимости от типа пакета значение поля PID в Token пакете может принимать следующие значения:

• Token пакет типа OUT — PID = 0001
• Token пакет типа IN — PID = 1001
• Token пакет типа SETUP — PID = 1101
• Token пакет типа SOF — PID = 0101

Переходим к следующей составной части пакета Token — поля Address и Endpoint — в них содержатся адрес USB устройства и номер конечной точки, которой предназначена транзакция.

Ну и поле CRC — это контрольная сумма, с этим понятно.

Тут есть еще один важный момент. PID включает в себя 4 бита, но при передаче они дополняются еще 4-мя битами, которые получаются путем инвертирования первых 4-ых бит.

Итак, на очереди Data пакет — то есть пакет данных:

Тут все в принципе так же, как и в пакете Token, только вместо адреса устройства и номера конечной точки здесь у нас передаваемые данные.

Осталось нам рассмотреть Status пакеты и пакеты SOF:

Тут PID может принимать всего лишь два значения:

• Пакет принят корректно — PID = 0010
• Ошибка при приеме пакета — PID = 1010

И, наконец, Start Of Frame пакеты:

Здесь видим новое поле Frame — оно содержит в себе номер передаваемого кадра.

Давайте в качестве примера рассмотрим процесс записи данных в USB-устройство. То есть рассмотрим пример структуры кадра записи.

Кадр, как вы помните состоит из транзакций и  имеет следующий вид:

Что представляют из себя все эти транзакции? Сейчас разберемся! Транзакция SETUP:

Транзакция OUT:

Аналогично при чтении данных из USB-устройства кадр выглядит так:

Транзакцию SETUP мы уже видели, посмотрим на транзакцию IN:

Как видите, все эти транзакции имеют такую структуру, как мы обсуждали выше

В общем, думаю достаточно на сегодня. Довольно-таки длинная статья получилась, в ближайшее время обязательно попробуем реализовать интерфейс USB на практике!

Основные сведения

Кабель USB состоит из 4 медных проводников — 2 проводника питания и 2 проводника данных в витой паре, и заземленной оплётки (экрана).

Кабели USB имеют физически разные наконечники «к устройству» и «к хосту». Возможна реализация USB устройства без кабеля, со встроеннымв корпус наконечником «к хосту». Возможно и неразъёмное встраивание кабеля в устройство(например, USB-клавиатура, Web-камера,USB-мышь), хотя стандарт запрещает это для устройств full и high speed.

Шина USB строго ориентирована, т. е. имеет понятие «главное устройство» (хост, он же USB контроллер, обычно встроен в микросхему южного моста на материнской плате) и «периферийные устройства».

Устройства могут получать питание +5 В от шины,но могути требовать внешний источник питания. Поддерживается и дежурный режим для устройств и разветвителей по команде с шинысо снятием основного питания при сохранении дежурного питания и включением по команде с шины.

USB поддерживает «горячее» подключение и отключение устройств. Это возможно благодаря увеличения длинны проводника заземляющего контакта по отношению к сигнальным.При подключенииразъёма USB первыми замыкаются заземляющие контакты, потенциалы корпусов двух устройств становятся равны и дальнейшее соединение сигнальных проводников не приводитк перенапряжениям, даже если устройства питаются от разных фаз силовой трёхфазной сети.

На логическом уровне устройство USB поддерживает транзакции приема и передачи данных. Каждый пакет каждой транзакции содержит в себе номер оконечной точки (endpoint) на устройстве.При подключении устройства драйверы в ядре ОС читают с устройства список оконечных точек и создают управляющие структуры данных для общения с каждой оконечной точкой устройства. Совокупность оконечной точки и структур данных в ядре ОС называется каналом (pipe).

Оконечные точки, а значит,и каналы, относятся к одному из 4 классов:

1) поточный (bulk),

2) управляющий (control),

3) изохронный (isoch),

4) прерывание (interrupt).

Низкоскоростные устройства, такие, как мышь, не могут иметь изохронные и поточные каналы.

Управляющий канал предназначен для обмена с устройством короткими пакетами «вопрос-ответ». Любое устройство имеет управляющий канал 0, который позволяет программному обеспечению ОС прочитать краткую информацию об устройстве,в том числе коды производителя и модели, используемые для выбора драйвера, и список других оконечных точек.

Канал прерывания позволяет доставлять короткие пакеты и в том, и в другом направлении, без получения на них ответа/подтверждения, но с гарантией времени доставки — пакет будет доставлен не позже, чем через N миллисекунд. Например, используется в устройствах ввода (клавиатуры, мыши или джойстики).

Изохронный канал позволяет доставлять пакеты без гарантии доставки и без ответов/подтверждений, но с гарантированной скоростью доставки в N пакетов на один период шины (1 КГц у lowи full speed, 8 КГцу high speed). Используется для передачи аудио- и видеоинформации.

Поточный канал дает гарантию доставки каждого пакета, поддерживает автоматическую приостановку передачи данных по нежеланию устройства (переполнение или опустошение буфера), но не дает гарантий скорости и задержки доставки. Используется, например, в принтерахи сканерах.

Время шины делится на периоды,в начале периода контроллер передает всей шине пакет «начало периода». Далее в течение периода передаются пакеты прерываний, потом изохронные в требуемом количестве, в оставшееся время в периоде передаются управляющие пакеты и в последнюю очередь поточные.

Активной стороной шины всегда является контроллер, передача пакета данных от устройствак контроллеру реализована как короткий вопрос контроллера и длинный, содержащий данные, ответ устройства. Расписание движения пакетов для каждого периода шины создается совместным усилием аппаратуры контроллера и ПО драйвера, для этого многие контроллеры используют Прямой доступ к памяти DMA (Direct Memory Access) — режим обмена данными между устройствами или же между устройством и основной памятью, без участия Центрального Процессора (ЦП). В результате скорость передачи увеличивается, так как данные не пересылаются в ЦП и обратно.

Размер пакета для оконечной точки есть вшитая в таблицу оконечных точек устройства константа, изменению не подлежит.Он выбирается разработчиком устройства из числа тех, что поддерживаются стандартом USB.

Питание через USB-разъем

Изначально стандарт USB был «заточен» на питание и зарядку маломощных девайсов с током потребления до 0,5 A при напряжении 5 V. Однако с появлением смартфонов и планшетов с батареями повышенной емкости этот предел стал бы непреодолимым барьером к массовому выпуску их на рынок. Ведь заряжать такие устройства малыми токами можно сутки напролет, а кому это понравится.

Так появилось еще несколько спецификаций, в том числе Quick Charge (быстрая зарядка) – технология передачи энергии, которая превышает штатные возможности USB, посредством USB-интерфейса.

Сегодня актуальны следующие версии этого стандарта:

• Quick Charge 2.0. Она предусматривает ступенчатое повышение выходного напряжения от 5 V до 9 V, 12 V и 20 V.
• Quick Charge 3.0. Также поддерживает повышение напряжения до 20 V, но с интервалом 0,2 V.
• Quick Charge 4.0 и 4+. Базируется на еще одной технологии электропитания – Power Delivery, и обеспечивает быструю зарядку аккумуляторов через разъемы USB-C.

Возможность пополнять запасы энергии от зарядных устройств с поддержкой Quick Charge имеют только те гаджеты, где она реализована на аппаратном уровне. Технология QC, как и USB, полностью поддерживает обратную совместимость.

Power Delivery – стандарт питания энергоемких устройств с поддержкой мощности до 100 W посредством обычного кабеля и разъемов USB версии 2.0 или 3.0-3.2. Источником энергии в такой системе может быть не только зарядник или power bank, но и девайс, выступающий в роли хоста. А хостом может назначаться любой гаджет с аккумулятором, например, смартфон, подключенный к другому смартфону.

Передача тока в системах Power Delivery идет в обоих направлениях, поэтому хост и периферия в процессе зарядки могут меняться местами. Кроме того, стандартом предусмотрена возможность изменения уровней токов и напряжений по пяти профилям:

• менее 5 V и 2 А;
• 5-12 V и 1.5 А;
• 5-12 V и 3 А;
• 12-20 V и 3 А;
• 12-20 V и 4.75-5 А.

Power Delivery уже сейчас позволяет питать через разъемы USB такие мощные устройства, как ноутбуки и моноблоки. Дальнейшее развитее технологии, надо ожидать, перешагнет 100-ваттный порог и найдет применение в умных TV, бытовой технике, осветительных приборах и везде, где только можно. Словом, у USB большое будущее, и нам предстоит сосуществовать с ним еще много-много лет.

Разобрались? Удивлены, что разных видов USB так много?

Что такое разъем USB?

По своей сути это коннектор со множеством возможностей, начиная от USB питания до передачи сложных информационных данных. Подобный кабель заменил ранее использовавшиеся варианты соединения с компьютером (порты PS/2 и т.п.). Применяется он на сегодняшний день для всех устройств, подключаемых к персональному компьютеру, будь то мышь, флешки, принтер, камера или модем, джойстик или клавиатура — кабели USB стали действительно универсальными.

Различают три вида подобных разъемов:

• 1.1 — его предназначение — устаревшие уже периферийные устройства с возможностью передачи информации лишь в полтора мегабита в секунду. Конечно, после небольшой доработки производителем скорость передачи поднялась до 12 Мбит/сек, но с более высокоскоростными вариантами все же конкуренции он не выдержал. Еще бы, когда у компании Apple уже был разъем, поддерживающий 400 Мбит/сек. Сейчас такие виды тоже есть, но их очень мало, так как давно появились более быстрые USB провода, мини USB, да и вообще, скорость USB в жизни человека занимает особое место. Все куда-то торопятся, спешат жить, есть люди, которые практически не спят, а потому, чем быстрее скачивается информация, тем предпочтительнее коннектор, не так ли?
• 2.0. В конце прошлого века в свет вышло второе поколение подобных разъемов. Вот тут уже производитель постарался — скорость передачи выросла почти до 500 Мбит/сек. А предназначался он, в основном, для усложненных гаджетов, вроде цифровой видеокамеры.
• 3.0 — вот это уже действительно высокие технологии. Предельная скорость передачи данных в 5 Гбит/сек обеспечила этому USB разъему спрос, который практически свел на ноль первую и вторую версию. В третьей серии увеличено количество проводов до девяти против четырех. Однако сам коннектор не видоизменен, а потому с ним можно по-прежнему использовать виды первой и второй серий.

Нюансы микро-USB

Те, у кого из вас есть телефон или планшет на платформе Android, определенно имеют и микро-USB-кабель. Даже самые непреклонные поклонники Apple не могут избежать их, поскольку это наиболее распространенный тип разъема, используемый для таких вещей, как внешние силовые блоки, динамики и т. д.

Обладатели множества гаджетов могут обнаружить, что со временем этих кабелей становится много, и, поскольку они обычно взаимозаменяемы, возможно, никогда не придется покупать их отдельно, если они не потеряются или не выйдут из строя все одновременно.

При покупке кабеля micro-USB может возникнуть соблазн выбрать самый дешевый вариант, но, как это часто бывает, это является плохой идеей. Провода и штекеры низкого качества могут легко сломаться и стать бесполезными. Поэтому лучше избавить себя от будущих проблем, приобретая качественный продукт у признанного производителя, даже если он стоит немного дороже.

Еще одна вещь, о которой стоит упомянуть, – это длина кабеля. Короткие отлично подходят для транспортировки, но из-за этого часто приходится сидеть на полу рядом с розеткой, пока телефон заряжается. И напротив, слишком длинный кабель может быть неудобным при переноске, будет запутываться и потенциально может стать причиной травмы.

0,9 м – хорошая длина для зарядного кабеля. Она позволяет держать телефон, когда он подключен к батарее в сумке или кармане, идеально подходит для игры в Pokemon Go или просто для использования телефона во время путешествия в течение длительного времени.

При частой подзарядке от посторонних USB-портов, чтобы соблюсти меры безопасности или когда устройство заряжается медленно, решить проблему может специальный кабель, предотвращающий передачу данных. Альтернативой является сетевой адаптер.

Проблему также может представлять факт, что разъемы большинства USB-кабелей (кроме USB-C) не взаимозаменяемы и часто требуют несколько попыток, чтобы произвести правильное подключение. Некоторые производители предпринимали попытку это исправить. Правда, не все устройства поддерживают такую возможность.

Разнообразие вариантов

Практически все современные компьютеры и электронные устройства имеют некоторую форму USB-соединения и поставляются в комплекте с соответствующими кабелями

Имеет ли значение, какой из них используется, и для чего нужны все эти различия? Пока это действительно важно, но в будущем может измениться

В середине 1990-х гг. универсальная шина стала промышленным стандартом, который позволил упорядочить подключение компьютерной периферии. Она заменила ряд более ранних интерфейсов и теперь является наиболее популярным типом разъема в потребительских устройствах.

Однако пока еще сложно разобраться со всеми разновидностями USB.

Если стандарт должен был быть универсальным, почему существует так много его разных типов? Каждый из них служит своим целям, главным образом обеспечивая совместимость при выпуске новых устройств с лучшими спецификациями. Ниже приведены наиболее распространенные типы USB-разъемов.

Что такое USB

Наверняка Вы замечали, что на корпусе системного блока (обычно на его задней стенке) существует множество разъемов, куда вставляются провода от мыши, клавиатуры и другие. Разъемы эти бывают разных видов, круглые, трапециевидные, прямоугольные. Самый распространенный — USB разъем, в который вставляется USB штекер соответствующей формы:

USB (читается, как «ю-эс-би») используется для подключения разнообразных устройств к компьютеру. Часть этих устройств имеет встроенный интерфейс USB (провод у мышки или клавиатуры оснащен на конце штекером, изображенном выше, его сразу можно подключать в разъем компьютера. Другой пример — флешка, у которой нет провода, но так же имеется штекер), а другая часть устройств может быть подключена при помощи USB кабеля, который состоит из провода и двух штекеров на его концах, имеющих разную форму, один из них вставляется в используемое устройство, а другой —  в разъем компьютера:

USB кабели используются для переноса информации мобильных телефонов, плееров, фотоаппаратов и т.д.

USB — Universal Serial Bus — «универсальная последовательная шина»

У USB имеется свой отличительный знак, который помогает пользователю сориентироваться в разъемах и штекерах, обычно он ставится как на корпусе компьютера, так и на кабеле. Знак выглядит следующим образом:

Что с обратной совместимостью

Основным приоритетом стандарта USB всегда была обратная совместимость. Не по форме коннектора, а по возможности соединять устройства с USB пусть даже при помощи переходников.

Официально USB4 будет совместим со всеми предшественниками вплоть до USB 2.0. При таком подключении потребуется переходник для соединения портов USB Type-A и USB Type-C, а передача данных будет осуществляться на максимальной скорости USB 2.0 (до 480 Мбит/с).

Устройства с портами Type-C и стандартами USB 3.1/3.2 будут работать без переходников, а максимальная скорость передачи данных достигнет 10 и 20 Гбит/с, соответственно.

Гаджеты с поддержкой USB4 будут требовать соответствующие кабели для достижения максимально возможной скорости передачи данных. Другими словами, все имеющиеся на сегодняшний момент “шнурки” или хабы Type-C не поддерживают скорости USB4.

Насчет совместимости с Thunderbolt 3 не все так гладко. USB4 может иметь обратную совместимость с Thunderbolt 3, но это не является обязательным требованием.

Компания Intel с марта прошлого года предоставила возможность бесплатно использовать спецификации Thunderbolt 3, но за использование названия стандарта придется платить отчисления.

Любой производитель, который захочет рекламировать свое устройство с USB4 в качестве совместимого с Thunderbolt 3, будет обязан проходить сертификацию в Intel.

Скорее всего, общая масса устройств не будет полностью совместима с Thunderbolt 3, а некоторые совместимые гаджеты не будут рекламировать и официально объявлять такую возможность.

Отсутствие поддержки Thunderbolt 3 может сделать невозможным использование каких-либо общих фишек этих стандартов, вроде подключения eGPU или пары 4K-мониторов на один порт.

Какие версии usb существуют?

По мере развития стандарта USB, он менялся с точки зрения скорости и мощности, что позволило значительно увеличить скорость запуска, зарядки USB-устройств и передачи данных.

Ниже показаны версии USB от самых ранних до новейших:

Версия

Год

Описание

Скорость передачи данных

USB 1.0

1996

Поскольку технология еще находилась в зачаточном состоянии, потребителям были доступны немногие USB-устройства.

12 Мбит/с

USB 1.1

1998

Первая версия, которая получила широкое распространение.

12 Мбит/с

USB 2.0

2000

Стандартный USB. Многие старые компьютеры имеют порты USB 2.0.

480 Мбит/с

USB 3.0

2008

Первый USB с новой функцией — SuperSpeed.

5 Гбит/с

USB 3.1

2013

Представлена скорость передачи данных, равная скорости, достигаемой с помощью кабеля Ethernet.

10 Гбит/с

USB 3.2

2017

Разработана новейшая версия USB для работы с кабелями USB-C, обеспечивающая скорость передачи данных SuperSpeed +.

20 Гбит/с

Phoenix AwardBIOS

Другая популярная версия, которую часто можно встретить на современных ноутбуках. Не имеет главной страницы, как AMI, но снабжен удобными тематическими закладками вверху. Перемещаться между разделами можно с помощью стрелок «влево»-«вправо», а между пунктами — с помощью «вверх» и «вниз».

Перейдите в раздел «Advanced» с помощью стрелки «Вправо». В ней найдите категорию «USB configuration». Все пункты этого раздела необходимо перевести в положение «Enabled». В некоторых версиях категория «USB configuration» может находиться во вкладке «Peripherals» а не в «Advanced».

Для завершения работы в меню нажмите F10 и подтвердите выход.

Как подключить дополнительные USB порты к компьютеру?

На любой современной материнской плате уже имеются встроенный USB порты — как 2.0, так и 3.0. Однако обычно мы подключаем столько всякой различной перефирии, что их запросто может не хватать, например, для того, чтобы подключить флешку или внешний диск и перекинуть на него свежие фотографии.

Подключение USB планки на заднюю панель

Что делать? Есть два пути. Первый, предпочтительный — докупить отдельную планку с USB портами и вставить ее в дополнительные слоты, имеющиеся на задней панели корпуса — в те же, куда мы крепим видео или звуковую карту, беспроводной адаптер, и другие комплектующие, подключаемые напрямую к плате. Выглядит это следующим образом:

Для того, чтобы осуществить эту задачу, нужно, чтобы материнская плата поддерживала подключение дополнительных портов USB. Определить это можно по наличию на системной плате разъемов, маркированных USB или USB 3.

Ваше мнение — WiFi вреден?

Да
22.93%

Нет
77.07%

Проголосовало: 31420

Разъемы для USB 3.0 большие, имеют много контактов и рассчитаны на подключение сразу двух портов в одной вилке.

USB 2.0 меньше и в каждый из них можно подключить по 2 порта поотдельности.

Соответственно, смотрим на наличие таких разъемов на материнке, покупаем соответствующие планки, закрепляем их в задней части корпуса и подключаем в свои разъемы.

Подключение блока с USB портами вместо флопика

Еще одна разновидность такого способа увеличения количества портов — специальный блок с USB, который вставляется в передней части корпуса вместо старого дискетника — флопика 3.5

Вариантов исполнения такого блока множество. Например, совмещенный для подключения USB 2.0 и 3.0

А в следующем примере порты USB 2.0 совмещены с разъемами для подключения микрофона и наушников

Подключение такого блока происходит точно так же, как и вышеописанной планки — к соответствующим разъемам на материнской плате.

Внешний USB-хаб

Наконец, еще один вариант увеличения количества портов — купить внешний USB-хаб. Однако здесь есть ряд минусов, из-за которых я бы не стал соединять через него какое-либо серьезное оборудование, а использовал бы его только для флешек или, на крайний случай, мыши.

Поскольку это хаб, вся нагрузка с нескольких его портов идет на один единственный компьютерный, к которому он сам подключен. Из-за этой перенагрузки те или иные устройства могут периодически отваливаться, что не есть гут. Если же подключить к USB хабу жесткий диск, то подаваемой через него электроэнергии может не хватить для его работы. Поэтому даный способ оставляем только для легкого фастфуда — флешек.

Не помогло

Как Apple повлияла на распространение Type-C

В MacBook Pro компания Apple окончательно ушла от USB 2.0/3.0 и снова оставила только Type-C. Теперь в технике случайным образом встречаются разные спецификации USB 3.1:

• в MacBook 12» используется USB Type-C 3.1 Gen 1 (до 5 Гбит/с);
• в MacBook (выпускаются с 2016 года) используется
  USB Type-C 3.1 Gen 2 (до 10 Гбит/с) и дополнительно поддерживается интерфейс Thunderbolt 3 (до 40 Гбит/с).

При этом пользователи этого ноутбука могут передавать видео по протоколам HDMI, VGA и DisplayPort, используя все тот же USB Type-C.

У MacBook Pro 2016 и в нескольких более поздних моделях из четырех портов только два поддерживают Thunderbolt 3. А у ноутбука, выпущенного в 2018 году, — четыре из четырех. В новых 12-дюймовых макбуках все осталось без изменений.

Базовая поддержка: универсальность USB-C

Вы можете думать о своем старом USB-порте типа A как об интерфейсе для подключения дисков или периферийных устройств, таких как мыши. Но USB-C, в зависимости от реализации конкретного порта, может сделать гораздо больше.

Поддержка USB-C одновременной отправки видеосигналов и потока питания означает, что вы можете подключиться к собственному устройству DisplayPort, MHL или HDMI или подключить его к источнику питания, а также подключиться к чему-либо ещё, при условии, что у вас есть подходящий адаптер и кабели. Спецификация USB-C даже учитывает передачу звука через интерфейс, но до сих пор не заменила 3,5-мм разъем для наушников на компьютерах, как на некоторых телефонах Android.

Обязательно ознакомьтесь со спецификациями ПК, который вы собираетесь купить, поскольку не все порты USB-C одинаковы. Пока что все, что мы видели, поддерживают как передачу данных, так и передачу питания через. Но, хотя стандарт USB-C поддерживает подключение дисплеев DisplayPort и/или HDMI с помощью адаптера, не каждый производитель ПК подключает USB-порты к графическому оборудованию системы. Некоторые порты USB-C в системе могут поддерживать подключение видеовыхода, а другие – нет. Внимание к деталям очень важно

Запрет доступа к съемным носителям через редактор групповой политики

В современных версиях Windows существует возможность ограничить доступ к съемным запоминающим устройствам (USB-накопителям в том числе) с помощью редактора локальной групповой политики.

1. Запустите gpedit.msc через окно «Выполнить»(Win + R).
2. Перейдите к следующей ветви «Конфигурация компьютера -> Административные шаблоны -> Система -> Доступ к съемным запоминающим устройствам»
3. В правой части экрана найдите пункт «Съемные диски: Запретить чтение».
4. Активируйте этот параметр (положение «Включить»).

Данный раздел локальной групповой политики позволяет настраивать доступ на чтение, запись и выполнение для разных классов съемных носителей.

Thunderbolt 3: повышенная скорость на USB-C

Возможно, наиболее полезным протоколом, который может поддерживать порт USB-C, является Thunderbolt 3. Это добавляет поддержку пропускной способности до 40 Гбит/с, наряду с уменьшенным энергопотреблением и возможностью передавать до 100 Вт мощности по интерфейсу.

Порт USB-C с поддержкой Thunderbolt 3 означает, что один кабель – это всё, что вам нужно для питания и передачи большого объема информации (вплоть до двух дисплеев по 60 Гц 4K) и даже для сложного устройства, такого как компьютер, что многие производители ноутбуков быстро использовали в своих интересах. Например, топовая версия MacBook Pro от Apple может похвастаться четырьмя разъемами этого типа.

Как и в случае с DisplayPort через USB-C, не каждый порт USB-C, который вы видите, обязательно имеет поддержку Thunderbolt 3. (Ищите символ маленькой молнии рядом с портом.) Но это изменится с приходом USB 4. Порты USB 4 по умолчанию будут поддерживать скорости Thunderbolt 3, оставаясь обратно совместимыми с USB 3. Некоторые новые устройства, скорее всего, будут иметь порты USB 4 и USB 3.2 Gen 2×2, оба из которых будут использовать форму физического разъема USB- C.

Что такое USB Type-C в телефонах и смартфонах

Логотип интерфейса USB.

Для того чтобы разобраться с тем, что такое USB Type-C нужно сделать небольшой экскурс в историю данного интерфейса. USB или Universal Serial Bus – это компьютерный интерфейс, который появился в середине 1990-х годов и с тех пор активно применяется для подключения периферийных устройств к компьютеру. С появлением смартфонов данный интерфейс начал применяться и в них, немного позже USB начали использовать и в обычных мобильных телефонах с кнопками.

Изначально стандарт USB включал только два типа разъемов: Type-A и Type-B. Разъем Type-A использовался для подключения к устройству, на стороне которого использовался концентратор или контроллер USB интерфейса. Разъем Type-A наоборот, использовался на стороне периферийного устройства. Таким образом, обычный USB кабель включал в себя два разъема Type-A, который подключался к компьютеру или другому управляющему устройству, и Type-B, который подключался к периферийному устройству.

Кроме этого, как Type-A, так и Type-B имеют уменьшенные версии разъёмов, которые обозначаются как Mini и Micro. В результате получается достаточно большой список различных разъемов: обычный USB Type-A, Mini Type-A, Micro Type-A, обычный Type-B, Mini Type-B и Micro USB Type-B, который обычно использовался в телефонах и смартфонах и больше известен под названием Micro USB.

Сравнение разных разъемов.

С выходом третьей версии стандарта USB появилось еще несколько дополнительных разъемов, которые поддерживали USB 3.0, это: USB 3.0 Type-B, USB 3.0 Type-B Mini и USB 3.0 Type-B Micro.

Весь этот зоопарк разъемов уже не отвечал современным реалиям, в которых популярность набирали простые в использованию разъемы, такие как Lightning от Apple. Поэтому, вместе со стандартом USB 3.1 был представлен новый тип разъема под названием USB Type-C (USB-C).

Появление USB Type-C решило сразу несколько проблем. Во-первых, USB Type-C был изначально компактным, поэтому нет необходимости в использовании Mini и Micro версий разъема. Во-вторых, USB Type-C можно подключать как к периферийным устройствам, так и к компьютерам. Это позволяет отказаться от схемы, в которой Type-A подключался к компьютеру, а Type-B к периферийному устройству.

Кроме этого, USB Type-C поддерживает массу других нововведений и полезных функций:

• Скорость передачи данных от 5 до 10 Гбит/с, а с внедрением USB 3.2 эта скорость может вырасти до 20 Гбит/с.
• Обратная совместимость с предыдущими стандартами USB. Используя специальный переходник, устройство с USB Type-C разъемом можно подключить к обычному USB предыдущих версий.
• Симметричный дизайн разъема, который позволяет подключать кабель любой стороной (также как в Lightning от Apple).
• Кабель USB Type-C может использоваться для быстрой зарядки мобильных телефонов, смартфонов, а также компактных ноутбуков.
• Поддержка альтернативных режимов работы, в которых кабель USB Type-C может использоваться для передачи информации по другим протоколам (DisplayPort, MHL, Thunderbolt, HDMI, VirtualLink).

Понятие USB

Разобраться, что такое USB, поможет техническое определение. В официальной документации заявлено: USB, Universal Serial Bus – универсальная последовательная шина. В сущности, это программное средство, осуществляющее соединение для трансляции данных между электронными гаджетами.

USB имеет собственный символьный значок в виде геометрических фигур: два круга (маленький и большой), треугольник и квадрат. Из большого круга выходят три разветвленные линии, на концах которых находятся остальные фигуры.

Можно определить, что такое USB, более простым понятием. Это разъем, к которому подключается устройство со штекером того же стандарта. Например, при помощи USB к персональному компьютеру подключается клавиатура, мышь, принтеры. Для обмена информацией, установкой различных обновлений, настроек подсоединяются телефоны, смартфоны, планшеты, электронные книги, портативные жесткие диски и многие другие гаджеты.

Распиновка микро usb разъёма

Для начала приведем распайку для данной спецификации.

Распайка разъема микро USB v 2.0

Как видно из рисунка, это соединение на 5 pin, как в штекере (А), так и гнезде (В) задействованы  четыре контакта. Их назначение и цифровое и цветовое обозначение соответствует принятому стандарту, который приводился выше.

Описание разъема микро ЮСБ для версии 3.0.

Для данного соединения используется коннектор характерной формы на 10 pin. По сути, он представляет собой две части по 5 pin каждая, причем одна из них полностью соответствует предыдущей версии интерфейса

Такая реализация несколько непонятна, особенно принимая во внимание несовместимость этих типов. Вероятно, разработчики планировали сделать возможность работы с разъемами ранних модификаций, но впоследствии отказала от этой идеи или пока не осуществили ее

Разводка разъема микроUSB для версии 3.0

На рисунке представлена распиновка штекера (А) и внешний вид гнезда (В) микро ЮСБ.

Контакты с 1-го по 5-й полностью соответствуют микро коннектору второго поколения, назначение других контактов следующее:

• 6 и 7 – передача данных по скоростному протоколу (SS_ТХ- и SS_ТХ+, соответственно).
• 8 – масса для высокоскоростных информационных каналов.
• 9 и 10 – прием данных по скоростному протоколу (SS_RX- и SS_RX+, соответственно).

Виды USB-разъемов, основные отличия и особенности

Универсальная последовательная шина представлена 3 версиями — USB 1.1, USB 2.0 и USB 3.0. Первые две спецификации полностью совмещаются между собой, шина 3.0 имеет частичное совмещение.

USB 1.1 — это первая версия устройства, используемая для передачи данных. Спецификацию применяют только для совместимости, так как 2 рабочих режима по передаче данных (Low-speed и Full-speed) обладают низкой скоростью обмена информацией. Режим Low-speed со скоростью передачи данных 10-1500 Кбит/с используется для джойстиков, мышей, клавиатур. Full-speed задействован в аудио- и видеоустройствах.

В USB 2.0 добавлен третий режим работы — High-speed для подключения устройств по хранению информации и видеоустройств более высокой организации. Разъем помечается надписью HI-SPEED на логотипе. Скорость обмена информацией в этом режиме — 480 Мбит/с, которая равняется скорости копирования в 48 Мбайт/с.

На практике, из-за особенностей конструкции и реализации протокола, пропускная способность второй версии оказалась меньше заявленной и составляет 30-35 Мбайт/с. Кабеля и коннекторы спецификаций универсальной шины 1.1 и второго поколения имеют идентичную конфигурацию.

Универсальная шина третьего поколения поддерживает скорость 5 Гбит/с, равняющуюся скорости копирования 500 Мбайт/с. Она выпускается в синем цвете, что облегчает определение принадлежности штекеров и гнезд к усовершенствованной модели. Сила тока в шине 3.0 увеличилась с 500 мА до 900 мА. Эта особенность позволяет не использовать отдельные блоки питания для периферийных устройств, а задействовать шину 3.0 для их питания.

Совместимость спецификаций 2.0 и 3.0 выполняется частично.

Классификация и распиновка

При описаниях и обозначениях в таблицах разъемов ЮСБ принято по умолчанию, что вид показан с внешней, рабочей стороны. Если подается вид с монтажной стороны, то это оговаривается в описании. В схеме светло-серым цветом отмечаются изолирующие элементы разъема, темно-серым цветом — металлические детали, полости обозначаются белым цветом.

Несмотря на то что последовательная шина называется универсальной, она представлена 2 типами. Они выполняют разные функции и обеспечивают совместимость с устройствами, обладающими улучшенными характеристиками.

К типу A относятся активные, питающие устройства (компьютер, хост), к типу B — пассивное, подключаемое оборудование (принтер, сканер). Все гнезда и штекеры шин второго поколения и версии 3.0 типа A рассчитаны на совместную работу. Разъем гнезда шины третьего поколения типа B больше, чем нужен для штекера версии 2.0 типа B, поэтому устройство с разъемом универсальной шины 2.0 тип B подключается с использованием только кабеля USB 2.0. Подключение внешнего оборудования с разъемами модификации 3,0 тип B выполняется кабелями обоих типов.

Разъемы классического типа B не подходят для подключения малогабаритного электронного оборудования. Подключение планшетов, цифровой техники, мобильных телефонов выполняется с использованием миниатюрных разъемов Mini-USB и их улучшенной модификации Micro-USB. У этих разъемов уменьшенные размеры штекера и гнезда.

Последняя модификация разъемов ЮСБ — тип C. Эта конструкция имеет на обоих концах кабеля одинаковые коннекторы, отличается более скоростной передачей данных и большей мощностью.

Похожие записи:

Подборка лучших приложений для просмотра android tv Что предпочтительнее выбрать между фитнес-браслетом и смарт часами Кошачий язык: разговорник, как общаются коты между собой 10 интересных кроссовок, которые стоит заказать из америки Мобильные телефоны leeco — рейтинг 2021 года Обзор смартфона lg l90