Спецификации USB

USB 2.0

Спецификация выпущена в апреле 2000 года.

USB 2.0 отличается от USB 1.1 введением режима Hi-speed.

Для устройств USB 2.0 регламентировано три режима работы:

• Low-speed, 10—1500 Кбит/c (используется для интерактивных устройств: клавиатуры, мыши, джойстики)
• Full-speed, 0,5—12 Мбит/с (аудио-, видеоустройства)
• Hi-speed, 25—480 Мбит/с (видеоустройства, устройства хранения информации)

USB OTG

USB OTG (от O n- T he- G o) — дальнейшее расширение спецификации USB 2.0, предназначенное для лёгкого соединения периферийных USB-устройств друг с другом без необходимости подключения к ПК. Например, цифровой фотоаппарат можно подключать к фотопринтеру напрямую, если они оба поддерживают стандарт USB OTG. К моделям КПК и коммуникаторов, поддерживающих USB OTG, можно подключать некоторые USB-устройства. Обычно это флэш-накопители, цифровые фотоаппараты, клавиатуры, мыши и другие устройства, не требующие дополнительных драйверов.

Этот стандарт возник из-за резко возросшей в последнее время необходимости надёжного соединения различных USB-устройств без использования ПК. В данной спецификации устройства обходятся без персонального компьютера, то есть выступают как одноранговые приёмопередатчики (на самом деле только создаётся такое ощущение). В действительности же устройства определяют, какое из них будет мастер-устройством, а какое — подчиняемым. Одноранговый интерфейс USB существовать не может.

USB Wireless

USB wireless — технология USB (официальная спецификация доступна с мая 2005 года). Позволяет организовать беспроводную связь с высокой скоростью передачи информации (до 480 Мбит/с на расстоянии 3 метра и до 110 Мбит/с на расстоянии 10 метров).

23 июля 2007 года USB Implementers Forum (USB-IF) объявила о сертификации шести первых потребительских продуктов с поддержкой Wireless USB.

Топология Wireless USB характеризуется емким понятием «hub-and-spoke», то есть, образно перефразируя на русский, «ось [колеса] и спицы» (см. схему ниже). Роль оси в нашем случае выполняет хост-контроллер, который инициализирует трафик с каждым подключенным к нему периферийным устройством и управляет потоком данных, выделяя каждому соответствующий тайм-слот и соответствующую ширину полосы пропускания канала.

Таким образом, каждое Wireless USB устройство подключается к хосту по схеме «точка-точка». Основным отличием такой схемы от проводной версии USB можно назвать отсутствие в топологической схеме специальных дополнительных концентраторов. Тем не менее, беспроводной USB-хост подразумевает л огическое подключение до 127 Wireless USB устройств.

Интересно отметить, что получаемые в результате кластеры устройств с интерфейсом Wireless USB сосуществуют в едином окружении с минимальными взаимными помехами. В дополнение к получаемым беспроводным возможностям, интерфейс Wireless USB обратно совместим с проводной версией USB и позволяет создавать совершенно прозрачные мосты на проводные USB устройства и хост-контроллеры. Таким образом можно создавать не только «сетевые» соединения второго уровня между двумя хостами, но также организовывать передачу данных между двумя кластерами.

Обязательно стоит упомянуть, что топология WUSB в обязательном порядке подразумевает поддержку двоякой модели взаимодействия, когда устройство наделяется некоторыми ограниченными возможностями хоста (по образу и подобию USB-On-The-Go), что позволяет мобильным устройствам получать доступ к некоторым сервисам в качестве хост-устройства, например, к принтерам.

Стандарт Wireless USB основан на использовании технологии сверхширокополосной UWB (Ultra-Wideband) модуляции на базе рекомендаций MultiBand OFDM Alliance (MBOA) и WiMedia Alliance. Точнее будет сказать, что Wireless USB — лишь один из почти достигнувших практической реализации стандартов для создания так называемых беспроводных персональных сетей — Wireless PAN (Personal Area Network), на базе только зарождающейся коммуникационной технологии UWB, подразумевающей использование очень широкой полосы частот — до 30 ГГц. Впрочем, частотный диапазон технологии UWB пока обозначен лишь в США, где его принятие в FCC было достигнуто после многократного обсуждения с производителями радаров; ратификация UWB национальными подкомиссиями электросвязи Японии и стран Еврозоны еще впереди.

Обе вышеупомянутые организации — MBOA и WiMedia Alliance, являются открытыми индустриальными ассоциациями, созданными для продвижения стандартов персональных беспроводных сетей — WPAN (Wireless Personal Area Networks). Спешу вас обрадовать: Wireless USB будет одним из целой серии беспроводных интерфейсов, использующих технологию UWB, на деле в перспективе нас ожидает целый букет различных беспроводных интерфейсов с единой организацией протоколов адресации и физического уровня на базе спецификаций IEEE802.15.3.

Традиционно под сверхширокополосной модуляцией — UWB, подразумевается работа передатчика, при которой генерируются миллиарды импульсов в очень широком — порядка нескольких гигагерц, частотном спектре. Приемная часть преобразовывает импульсы в данные путем отслеживания схожих последовательностей импульсов. В общем случае под UWB подразумевается любая радиочастотная технология, занимающая спектр с полосой более 20% несущей частоты передатчика, или работающая в диапазоне более 500 МГц.

USB 3.0

USB 3.0 находится на финальных стадиях разработки. Созданием USB 3.0 занимаются компании: Intel, Microsoft, Hewlett-Packard, Texas Instruments, NEC и NXP Semiconductors. В спецификации USB 3.0 разъёмы и кабели обновлённого стандарта будут физически и функционально совместимы с USB 2.0. Кабель USB 2.0 содержит в себе четыре линии — пару для приёма/передачи данных, одну — для питания и ещё одну — для заземления. В дополнение к ним USB 3.0 добавляет пять новых линий (в результате чего кабель стал гораздо толще), однако новые контакты расположены параллельно по отношению к старым на другом контактном ряду. Теперь можно будет с лёгкостью определить принадлежность кабеля к той или иной версии стандарта, просто взглянув на его разъём. Спецификация USB 3.0 повышает максимальную скорость передачи информации до 4,8 Гбит/с — что на порядок больше 480 Мбит/с, которые может обеспечить USB 2.0. USB 3.0 может похвастаться не только более высокой скоростью передачи информации, но и увеличенной силой тока с 500 мА до 900 мА. Отныне пользователь сможет не только подпитывать от одного хаба гораздо большее количество устройств, но и само аппаратное обеспечение избавится от ранее поставлявшихся отдельных блоков питания.

Финальная спецификация USB 3.0 появилась в 2008 году, а оборудование, поддерживающее новую спецификацию, появится в 2009—2010 годах.