25 лет подключения через USB (после трех попыток)

7 февраля 2021 |

25 лет подключения через USB (после трех попыток)

USB flips three times Все знают, что для правильной ориентации USB-накопители необходимо перевернуть три раза NavissOne / Shutterstock

Версия 1.0 стандарта универсальной последовательной шины (USB) была выпущена в январе 1996 года. 25 лет и три попытки позже мы перешли от скорости USB 1.0 12 Мбит / с к скорости USB4 40 Гбит / с. Вот как USB завоевал мир.

Проблема: борьба с портами и IRQ

В начале 1990-х подключать периферийные устройства к ПК было беспорядком. Чтобы использовать настройку любого ПК, вам нужно было использовать несколько разных типов несовместимых портов и разъемов. Чаще всего это был порт клавиатуры, 9- или 25-контактный последовательный порт RS-232 и 25-контактный параллельный порт. Кроме того, игровые контроллеры для ПК используют собственный 15-контактный стандарт, а мыши часто подключаются к последовательным портам или проприетарным картам.

Legacy PC ports replaced by USB ngaga / Shutterstock

В то же время производители периферийных устройств начали сталкиваться с ограничениями скорости передачи данных в существующих портах, используемых для периферийных устройств на ПК. Спрос на приложения для телефонии, видео и аудио рос. Традиционно производители обходили эти ограничения, вводя собственные проприетарные порты, которые можно было установить как карты расширения, но это увеличивало стоимость и увеличивало проблемы совместимости между машинами.

И, наконец, добавление нового периферийного устройства на ПК было головной болью. Это часто означало конфигурирование технических деталей, таких как настройки IRQ, каналов DMA и адресов ввода-вывода, чтобы они не конфликтовали с другими устройствами, установленными в системе. (Обычным пользователям компьютеров больше не нужно думать об этом.) Должен был быть более простой способ.

Решение: USB

Скоро появится облегчение в виде единого порта, который может объединить отрасль: универсальная последовательная шина.USB возник как совместный проект в 1994 году восьми известных фирм: Intel, Microsoft, IBM, Compaq, Digital Equipment Corporation, NEC и Northern Telecom. После разработки в течение следующих полутора лет группа опубликовала спецификацию USB 1.0 15 января 1996 года.

То, что они придумали, было последовательной компьютерной периферийной шиной, в которой использовались простые 4-контактные разъемы, которые были прочными. и недорого.USB позволял подключаться со скоростью до 12 мегабит в секунду (достаточно для сетевых приложений в то время) и мог обслуживать до 127 устройств на одной шине, если соединить их вместе с помощью концентраторов.

A USB-A Plug and Cable Kozini / Shutterstock

Лучше всего то, что USB был полностью plug-and-play, что означало, что устройства автоматически настраивались (или искали соответствующие драйверы), когда вы их подключали. Больше не нужно бороться с IRQ. И в отличие от более ранних стандартов, USB поддерживал горячую замену, что означало, что вы могли подключать и отключать периферийные устройства, пока компьютер все еще работал: не требовалось перезагрузки при переключении чего-то такого простого, как ваша мышь.

В то время, промышленность также присматривалась к конкурирующим стандартам, таким как Firewire (IEEE 1394), Apple GeoPort, ACCESS.bus и SCSI. Но простота и гибкость USB победили — особенно когда поставщики продемонстрировали, что они могут создавать относительно недорогие наборы микросхем USB для концентраторов и периферийных устройств.

USB появляется на волоске

Промышленность ПК сначала медленно внедряла USB, а затем постепенно. улучшения в стандарте происходили в течение нескольких лет, прежде чем он получил широкое распространение. Microsoft впервые поддержала USB в Windows 95 OSR 2.1 в августе 1997 года (и примерно в то же время и в Win NT).

Согласно ComputerWorld, настольный компьютер Unisys Aquanta DX, анонсированный 13 мая 1996 года, был первым анонсированным ПК со встроенными портами USB, хотя другие производители, такие как IBM, возможно, опередили их на рынке. В отчетах журнала Byte Magazine говорится, что наборы микросхем USB не были доступны в массовом масштабе до середины 1996 года. Тем не менее, к концу 1996 года почти дюжина производителей ПК анонсировала ПК с портами USB — обычно по два порта на машину.

Даже при некоторой ранней поддержке USB со стороны производителей ПК, периферийных USB-устройств, которые могли бы использовать эти порты, было немного, и они были редкостью примерно до 1998 года. До этого времени почти каждый ПК по-прежнему поставлялся с устаревшими портами, поэтому производители продолжали для разработки и продажи устройств, в которых они использовались.

The Apple iMac in 1998. Apple

Одно событие резко изменило доступность периферийных USB-устройств. В августе 1998 года Apple выпустила iMac, элегантный универсальный компьютер, в котором все устаревшие порты были заменены на USB. Впервые за более чем десятилетие Apple создала машину без SCSI, ADB или последовательных портов, и производители периферийных устройств Mac были вынуждены в значительной степени перейти на USB.

В то время как Apple не может претендовать на единоличную заслугу в популяризации USB (на StackExchange ведутся здоровые споры), интенсивное внимание прессы к зависимости iMac от USB привлекло широкое внимание общественности к этому порту для первый раз.

Вскоре эти периферийные USB-устройства Mac стали доступны и для ПК с USB, и с хорошей поддержкой USB в Windows 98, более дешевыми наборами микросхем и изменениями стандарта USB рынок ПК начал использовать USB с азарт примерно на рубеже 2000-х. Со временем сотовые телефоны также начали поддерживать USB-соединения, и с тех пор популярность USB не снижалась.

USB через годы USB port types Примеры основных типов USB-разъемов за последние годы.iunewind / Shutterstock

С 1996 года возможности USB значительно расширились, включая поддержку новых, меньших типов разъемов и гораздо более высоких скоростей. Стандарт поддерживается Форумом разработчиков USB (USB-IF). Вот некоторые основные моменты.

  • USB 1.0 (1996): официальное введение стандарта USB с разъемами типа A и типа B. Высокая скорость — 12 мегабит в секунду, низкая скорость — 1,5 мегабит в секунду.
  • USB 1.1 (1998 г.): в этом выпуске исправлены ошибки стандарта 1.0, включая проблемы с концентраторами USB, и он стал первым широко распространенным стандартом USB. Он также представил разъемы USB Mini Type A и B.
  • USB 2.0 (2001 г.): был введен новый, более высокоскоростной режим 480 мегабит / с при сохранении обратной совместимости с устройствами USB 1.1. В версии 2007 года впервые представлены разъемы USB Micro.
  • USB 3.0 (2011 г.): версия 3.0 представил новую скорость передачи данных 5 гигабит / с под названием SuperSpeed. Он также представил новые разъемы типа A, типа B и Micro с большим количеством контактов для поддержки более высокой скорости передачи данных.
  • USB 3.1 (2014 г.): это увеличило скорость передачи данных USB до 10 гигабит в секунду. Примерно в это же время USB-IF также представил симметричный разъем USB-C, который можно подключать любым способом и при этом работать. (Больше не нужно трижды переворачивать USB-устройство, чтобы найти правильное выравнивание!)
  • USB 3.2 (2017 г.): в этой версии скорость USB увеличилась до 20 гигабит в секунду, а разъемы типа B и Micro упразднены в пользу типа C.
  • USB 4.0 (2019 г.): этот стандарт совместим с Thunderbolt 3. и поддерживает соединения со скоростью до 40 Гбит / с. Все разъемы, кроме USB-C, устарели.

Будущее за USB

По состоянию на 2021 год USB по-прежнему набирает обороты, поддерживается настолько широко, что USB-разъемы де-факто превратились в розетки питания для зарядки смартфонов, планшетов, игровых контроллеров с питанием от батарей детские игрушки и новинки, такие как подогреватели кофейных кружек и крошечные настольные пылесосы.

USB не перестает совершенствоваться.USB4 показывает, что индустрия серьезно относится к сохранению конкурентоспособности стандарта, поскольку компьютеры становятся быстрее, а объем данных, которые мы перетасовываем между устройствами, становится все больше.

Он даже набирает обороты — планшеты Apple iPad Pro отказались от своих проприетарных портов Lightning для USB- C, хотя Lightning все еще присутствует на iPhone и многих других устройствах Apple.

С Днем Рождения, USB!

25 лет подключения через USB (после трех попыток)


Напишите пару строк: