Интерфейс USB

Производители компьютерного "железа" задумались о со­здании единого и универсального интерфейса. В начале 1996 года была опубликована версия 1.0 нового интерфейса, названного USB (Universal Serial Bus, универсальная последовательная шина), а осенью 1998 — специфи­кация 1.1, исправляющая проблемы, обнаруженные в первой редакции. Весной 2000 года была опубликована версия 2.0, в которой предусматрива­лось 40-кратное повышение пропускной способности шины. Так, специфи­кации 1.0 и 1.1 обеспечивают работу на скоростях 12 Мбит/с и 1,5 Мбит/с, а спецификация 2.0 — на скорости 480 Мбит/с. При этом предусматривается обратная совместимость USB 2.0 с USB 1.x, т. е. "старые" USB 1.x устройства будут работать с USB 2.0 контроллерами, правда, на скорости 12 Мбит/с. Скорость 480 Мбит/с достигается только при одновременном использова­нии USB 2.0 контроллера и USB 2.0 периферии.

Изначально в группу разработчиков входили компании Compaq, DEC, IBM, Intel, Microsoft а затем количество заинтересован­ных участников стало расширяться. Шина USB разрабатывалась для обеспе­чения механизма взаимодействия компьютерных и телефонных систем (CTI, Computer Telephony Integration), однако вскоре члены комитета разработки поняли, что USB может удовлетворить потребности многих приложений и все сферы компьютерной телефонии.

Разработчики шины ориентировались на создание интерфейса, обладающего следующими свойствами: легко реализуемое расширение периферии ПК; дешевое решение, позволяющее передавать данные со скоростью до 12 Мбит/с (480 Мбит/с для USB 2.0); полная поддержка в реальном времени голосовых, аудио- и видеопотоков; интеграция с выпускаемыми устройствами; охват всевозможных конфигураций и конструкций ПК; обеспечение стандартного интерфейса, способного быстро завоевать рынок; создание новых классов устройств, расширяющих ПК.

Спецификация USB определяет следующие функциональные возможности интерфейса:

1. Простота использования для конечного пользователя:

1) простота кабельной системы и подключений;

2) скрытие подробностей электрического подключения от конечного пользователя; самоидентифицирующиеся устройства с автоматическим конфигури­рованием;

3) динамическое подключение и переконфигурирование периферийных устройств;

2. Широкие возможности работы:

1) пропускная способность от нескольких Кбайт/с до нескольких Мбайт/с;

2) поддержка одновременных операций со многими устройствами (multiply connections);

3) поддержка до 127 устройств на шине;

4) передача разнообразных потоков данных и сообщений;

5) поддержка составных устройств (т. е. периферийное устройство, вы­полняющее несколько функций);

3. Гибкость:

1) поддержка разных размеров пакетов, которые позволяют настраивать функции буферизации устройств;

2) настраиваемое соотношение размера пакета и задержки данных;

3) управление потоком (flow control) данных на уровне протокола;

4. Надежность:

1) контроль ошибок и восстановление на уровне протокола;

2) динамическое добавление и удаление устройств прозрачно для конеч­ного пользователя;

3) поддержка идентификации неисправных устройств;

4) исключение неправильного соединения устройств;

5. Дешевая реализация

1) дешевые каналы со скоростью работы до 1,5 Мбайт/с;

2) дешевые кабели и разъемы;

6. Возможность простого обновления.