Главная › Новости

Что такое USB?

Опубликовано: 14.12.2018

ЧТО ТАКОЕ USB 3.1 Type - C (плюсы, минусы, распиновка)

Евгений Калугин, www.submarine.ru

Сейчас, наверное, не осталось никого, кто бы не слышал ни слова об универсальной последовательной шине, именуемой USB (Universal Serial Bus). Но слышать отдельные фразы о преимуществах новой шины — это одно, а реально представлять, что это за устройства, — совершенно другое. В последнее время резко вырос процент продукции, предназначенной для USB.

Совсем недавно для перечисления всех выпускаемых USB-устройств хватило бы пальцев одной руки. Причин такому положению вещей несколько. Одной из них стало отсутствие планок с разъемами, несмотря на то что контроллеры USB уже давно встраиваются в материнские платы. Производители, идя на удешевление своей продукции, не считали необходимым поставлять в наборе планки с разъемами USB, а пользователи в свою очередь не торопились приобретать их отдельно из-за отсутствия продукции для новой шины. В свою очередь отсутствие периферии объяснялось отсутствием программной поддержки со стороны операционных систем. А производители ОС, видя, что шина не пользуется большой популярностью, не слишком торопились обеспечивать ее поддержку. Таким образом, получался замкнутый круг. Некоторая поддержка USB имелась в версии OSR 2.1 Windows 95, но по-настоящему производство USB-периферии сдвинулось с мертвой точки только после выхода Windows 98, а в последнее время наблюдается настоящий бум USB-устройств. Только ленивый не занимается их выпуском. Убедиться в наличии шины USB на вашем компьютере очень просто. Достаточно взглянуть на его заднюю панель. Если там присутствуют небольшие прямоугольнички, то все в порядке и можно начинать интересоваться USB-устройствами. Если же обнаружить нужные разъемы не удалось, то сильно не расстраивайтесь: все еще можно поправить. Для этого вы можете либо произвести модернизацию компьютера (предпочтительнее), либо приобрести карточку PCI-to-USB или ISA-to-USB. У истоков разработки шины стояли семь хорошо известных компаний: Compaq, Digital Equipment, IBM, Intel, Microsoft, NEC и Northern Telecom. Целью этого проекта было упростить процесс соединения периферийных устройств с компьютером и обеспечить большую пропускную способность, чем могли предложить LPT- и COM-порты. В новой шине обмен данными с устройствами происходит на одной из двух возможных скоростей. Работа с быстрыми устройствами осуществляется на скорости 12 Мбит/с, а с медленными — 1,5 Мбит/с. Процесс подключения новых устройств упрощен донельзя. Компьютер в рабочем режиме соединяется с устройством нужным кабелем (такой способ подключения носит название hot swapping), а все остальное берет на себя контроллер и ПО. К тому же больше не будет проблем с IRQ, DMA и адресами портов. К сожалению, использовать USB-устройства можно только с ОС Windows 98, Windows 2000 или MAC OS 8.1. Согласно теории к одному разъему можно подключать последовательно до 127 устройств (например, к компьютеру подключается монитор, к монитору — клавиатура, к клавиатуре — мышь и т. д.). Но, как всегда бывает, на практике все выглядит совсем иначе. Так что забудьте о числе 127 и радуйтесь работе максимум 3–5 устройств, подключенных последовательно. Причина такого различия — «прожорливость» некоторых устройств. Поясню данное утверждение. Во-первых, периферия зачастую очень требовательна к пропускной способности, а те 12 Мбит/с, которые обеспечивает USB, делятся между всеми подключенными устройствами. Во-вторых, на слишком длинную цепочку устройств не хватит предлагаемой шиной мощности, т. к. некоторые USB-устройства получают питание непосредственно от интерфейса. Правда, обойти это ограничение достаточно легко. Для этого надо воспользоваться USB-концентратором с питанием от сети.

Сейчас, когда решены первые проблемы, поутихли первые эмоции, появился внушительный список USB-совместимого периферийного оборудования, а на стадии разработки уже находится вторая версия шины, можно подумать и над приобретением соответствующих устройств. Нам это послужило сигналом к тому, что пришло время познакомить читателей с новыми моделями и рассказать о необходимости их приобретения на данном этапе. В статье могут встретиться устройства, которые отсутствуют в отечественных фирмах, но это не служит основанием исключить их из рассмотрения, т. к. сейчас широко развита сеть Internet-магазинов.

Знакомство с продукцией USB целесообразно начать с плат расширения, которые позволяют воспользоваться преимуществами новой технологии главным образом тем пользователям, у которых в компьютере отсутствует соответствующий разъем. Большинство имеющихся адаптеров подсоединяется через шину PCI, но при большом желании их можно найти и в варианте для ISA. В установке они не сложнее других плат расширения и если удастся с ней справиться, то в награду получите полноценные гнезда USB-A (как правило, два).

Поскольку дело USB живет и процветает, то двух разъемов может вскоре оказаться маловато, к тому же на сегодняшний день лишь небольшая часть устройств снабжается одновременно входом и выходом USB. Еще одним препятствием для последовательного соединения может стать недостаточная мощь шины. Для преодоления подобных затруднений служат USB-концентраторы. Они могут быть как во внутреннем, так и во внешнем исполнении. Внешние очень напоминают хабы, используемые в сетях, и имеют внешний адаптер. Внутренние концентраторы вставляются либо в свободное гнездо на задней панели, либо на место 3,5І дисковода. В любом из этих случаев энергия поступает от блока питания компьютера, а соединение с имеющимся портом осуществляется при помощи кабеля через заднюю панель PC.

Ряд фирм предлагает для шины USB 10-Мбит адаптеры Ethernet. Предназначены они для подключения к сети на витой паре, но, к сожалению, работать будут только в Windows 98 и Windows 2000. На небольшом корпусе устройства находится два разъема. Первый, USB-B, для подключения адаптера к системному блоку, а второй, RJ-45, для подключения к сети. Питание берется от шины.

Чтобы понять назначение двух следующих устройств (конвертеров USB-to-COM и USB-to-LPT), представим себе такую ситуацию. Предположим, COM/LPT-порты, имеющиеся в вашей системе, уже заняты, а появилась необходимость подключить еще устройство с таким же интерфейсом. Эту задачу можно решить двумя способами. Первый — отключить одно из работающих устройств, а на его место поставить новое. Второй способ предполагает наличие USB-порта и конвертера USB-to-COM/USB-to-LPT. В большей степени USB-to-COM полезен пользователям ноутбуков, т. к. в них имеется всего один последовательный порт.

Что касается клавиатуры и мыши для USB, то переход на их использование по степени необходимости стоит, пожалуй, на последнем месте. Эти устройства не требуют наличия высокоскоростной шины, и даже если предположить, что в компьютерах будут отсутствовать COM-порты и AT-разъем (к этому стремятся Intel и Microsoft), то для подключения вышеупомянутых устройств останутся еще разъемы PS/2. Визуально USB-клавиатура и мышь не имеют преимуществ в скорости. Однако вы точно заметите их при просмотре прайс-листов. На мой взгляд, вариант перехода на USB-клавиатуру и мышь может рассматриваться, только если твердо решено отказаться от стандартного подключения и очень хочется попробовать что-нибудь экзотическое. Вариант с USB-клавиатурой и мышью интересен с той позиции, что клавиатуру можно подключить непосредственно к системному блоку PC, а мышь — к клавиатуре. На такое подключение достаточно мощности USB.

Не редкость на компьютерном рынке теперь сканер, использующий преимущество шины USB. Не совсем правы те, кто думает, что новые сканеры работают быстрее LPT- и SCSI-моделей. В большей степени влияние на скорость его работы оказывает не пропускная способность интерфейса, а скорость движения сканирующей головки. На USB-сканерах появились кнопки, призванные облегчить процесс сканирования. Мне пришлось некоторое время поработать с одним из сканеров данного типа (HP ScanJet 3300C). К сканерам этой фирмы существует ряд претензий, но это уже тема другого материала, к тому же дискуссия о достоинствах и недостатках различных моделей может длиться бесконечно. Не будем увлекаться этой дискуссией, а посмотрим, действительно ли наличие вспомогательных кнопок необходимо. В упомянутой модели имеются две кнопки (сканирования и копирования). Кнопка копирования позволяет сканеру работать в режиме ксерокса. При этом не требуется запускать специальные программы. Все, что потребуется от вас,— это поместить в сканер документ и нажать на кнопку, а остальное возьмет на себя сканер. По поводу кнопки сканирования могу сказать, что в HP ScanJet 3300C она прекрасно вписывается в дизайн. Если же говорить серьезно, то наличие данной кнопки серьезно не облегчает процесс сканирования, т. к. дальнейшую обработку придется проводить с использованием дополнительного ПО, а прилагаемые программы имеют ограниченные возможности. В некоторых сканерах имеется еще кнопка для отправки электронной почты. По поводу полезности данной функции ничего сказать не могу.

Шина USB не смогла ускользнуть и от разработчиков модемов. Некоторые USB-модемы поражают своими размерами и весом. Примером может служить продукция фирмы AVAKS (размеры сопоставимы с размерами мыши). Более традиционный вид имеют модемы от 3Com и Diamond, но и на них по какой-то причине производители уменьшили число индикаторов состояния. USB-модемы представляют собой разновидность софтмодемов со всеми присущими им достоинствами и недостатками.

Интересной выглядит идея получения звука на компьютере без применения звуковой карты. Некоторые трудности могут возникнуть при воспроизведении музыкальных дисков. Точнее, прослушивать диски стандарта CD-DA возможно только тогда, когда в CD-ROM имеется поддержка digital playback. Качество звука, получаемое при использовании USB-колонок, значительно выше, чем с применением обычных колонок совместно с большинством звуковых карт. Улучшение качества достигается за счет того, что преобразование цифрового сигнала в аналоговый происходит в самих колонках через встроенный аналого-цифровой преобразователь. Стоят новые колонки немногим менее $100. Получить некоторое подобие USB-колонок можно и с помощью обычных. Для этого производители предлагают специальный конвертер, с одной стороны которого находится входной разъем под кабель USB-B, а с другой — выход Mini-Jack под колонки. Оправданность применения конвертера более чем спорна. Звук получается посредственного качества, а поклонникам игр придется позабыть о полюбившихся спецэффектах. Пользоваться USB-колонками следует только на мощных компьютерах. В противном случае даже любое движение мыши способно привести к исчезновению звука.

Следующим устройством, которому уделим внимание, стал монитор. Считаю необходимым разъяснить смысл названия «USB-монитор», т. к. достаточно большой процент пользователей не знают точного назначения приставки USB. Многие мнения, которые приходилось слышать, ошибочны. Главное заблуждение в том, что большинство по каким-либо причинам предполагает, что такой монитор избавит их от необходимости приобретения графического адаптера подобно тому, как USB-колонки не требуют наличия звуковой платы. Не скрою, моя первая реакция на существование USB-мониторов была такой же: «Неужели теперь можно будет обойтись без видеокарты?». К счастью, а может, к сожалению, мое феерическое настроение было быстро развеяно и пришлось спуститься с облаков на землю. На самом деле разъемы USB на корпусе монитора просто служат для продления существующей цепочки устройств. В ближайшем будущем в таких мониторах скорее всего вы не увидите кнопок настройки. Предполагается, что вся настройка будет осуществляться программно через шину USB. Наличие USB-хаба и отсутствие кнопок не являются достаточным основанием для замены монитора. Если же вы все равно собирались приобретать новый монитор, то повнимательнее присмотритесь к USB-варианту. Модели подобных мониторов ненамного увеличивают стоимость аналогичных моделей без USB, но значительно повышают возможности вашей системы в области USB. При покупке предпочтение следует отдавать мониторам, имеющим мощный хаб.

По поводу цифровых видеокамер можно сказать, что они удобнее и легче в настройке, чем аналогичные камеры, использующие PCI- и ISA-карты, а также параллельный порт. За счет большей пропускной способности стало возможным увеличение числа кадров и объема передаваемого изображения, правда, 12 Мбит/с для передачи видео все-таки маловато. Ситуация должна измениться в лучшую сторону после выхода второй версии USB.

Различная USB-периферия появляется настолько стремительно, что уследить за всеми изменениями довольно сложно. В настоящей статье по возможности представлена наиболее популярная продукция. Помимо перечисленных устройств шину USB все чаще и чаще используют принтеры, CD-ROM, CD-RW, различные дисководы и множество другой периферии. Получить дополнительную информацию об этом можно в Internet по адресу www.usb.org или www.allusb.com .

Как упоминалось выше, большинство периферии для шины USB появилось совсем недавно, а новое не всегда оказывается лучшим, так что следует хорошо подумать, прежде чем отдать предпочтение новой технологии. Многие USB-устройства, в сравнении с аналогичными моделями для других интерфейсов, оснащены дополнительными функциями. Перед покупкой нового оборудования стоит подумать, насколько необходимы вам все имеющиеся функции, а также выяснить степень их полезности. Наличие одной самой неприметной дополнительной функции способно сказаться на цене достаточно серьезно. Но все-таки будущее USB представляется мне светлым. Шина прижилась не только в настольных и мобильных PC, но и в iMac. Сейчас на стадии разработки находится вторая версия USB. Предполагается, что появится она к концу года и будет обеспечивать пропускную способность до 480 Мбит/с. Такая скорость должна сделать подключение мониторов, камер для видеоконференций, следующего поколения принтеров и других «прожорливых» устройств через шину USB более комфортным, а также открыть путь новым. В системах с USB 2.0 можно будет использовать существующую периферию без использования дополнительных переходников за счет наличия полной обратной совместимости кабелей, разъемов и программных интерфейсов нового стандарта с USB 1.1.

Не так давно рядовые пользователи и представить не могли, что в недалеком будущем все устройства будут подключаться к компьютеру, как наушники к стереосистеме: действительно, не выключать же музыку и питание магнитофона для того, чтобы послушать очень «громкий» альбом в наушниках! Скоро уйдут в прошлое доминирующие сегодня LPT и COM, компьютерная индустрия полностью перейдет на USB. Уже сейчас появляются устройства, которые настолько «сильно» спроектированы под порт USB, что даже и энергию берут от него (например, некоторые сканеры). Так что, если покупаете компьютер, проследите за тем, чтобы он был оборудован такими портами.