USB – Wikipedia tiếng Việt

Đối với thiết bị flash dùng cổng USB, xem Thiết bị nhớ flashindustry standard for computer connectors

Universal Serial Bus (USB)

Biểu tượng của USBLoại

Chuẩn kết nốiLịch sửNgười thiết kế

• Compaq
• DEC
• IBM
• Intel
• Microsoft
• NEC
• Nortel

Ngày thiết kế

tháng 1 năm 1996

; 25 năm trước

( )Ngày sản xuất

Từ tháng 5 năm 1996[1]Thay thế cho

Cổng nối tiếp, Cổng song song, Cổng trò chơi, Apple Desktop Bus, Cổng PS/2 và FireWire (IEEE 1394)Thông số kỹ thuậtChiều dài

2–5 m (6 ft 7 in–16 ft 5 in) (bởi nhà sản xuất)Chiều rộng

• 12 mm (type-A)[2]
• 8.45 mm (type-B)
• 6.8 mm (mini/micro)
• 8.25 mm (type-C)

Chiều cao

• 4.5 mm (type-A)[2]
• 7.26 mm (type-B)
• 10.44 mm (type-B SuperSpeed)
• 1.8–3 mm (mini/micro)
• 2.4 mm (type-C)

Cắm nóng

CóMở rộng

CóCáp

• 4 dây cộng với màn bảo vệ
• 9 dây cộng với màn bảo vệ (SuperSpeed)

Số chân

• 4: 1 power, 2 data, 1 ground
• 5 (On-The-Go)
• 9 (SuperSpeed)
• 11 (Powered-B SuperSpeed)
• 24 (USB-C)

Cổng kết nối

Ngoại viDòng điệnTín hiệu

5 V DCĐiện thế tối đa

• 500

  +025
  
  −060

   V

• 500

  +025
  
  −055

   V

  (USB 3.0)

• 20.00 V (PD)

Cường độ tối đa

• 0.5 A (USB 2.0)
• 0.9 A (USB 3.0)
• 1.5 A (BC 1.2)
• 3 A (USB-C)
• Up to 5 A (PD)

Dữ liệuTín hiệu dữ liệu

Dữ liệu gói, được xác định bởi các thông số kỹ thuậtWidth

1 bitBitrate

1.5; 12; 480; 5,000; 10,000; 20,000 Mbit/s (tùy theo chế độ)Số thiết bị tối đa

127Giao thức

SerialChân ngoài



The USB-A plug (left) and USB-B plug (right)Chân 1

VBUS (+5 V)Chân 2

Data−Chân 3

Data+Chân 4

Ground

Các cổng USB 3.0 ( sau này đổi tên thành USB 3.1 Thế hệ 1, USB 3.2 Thế hệ 2 ) Chiếc USB được cắm vào thân máy tính để bàn

USB (Universal Serial Bus) là một chuẩn kết nối và truyền dữ liệu số tuần tự, tốc độ cao, đa năng, đa môi trường, dùng trong dân dụng, công nghiệp, môi trường cố định, di chuyển trên ô tô như: cổng sạc, màn hình trên ô tô, camera hành trình. Do sử dụng đa môi trường nên USB là chuẩn phổ biến nhất hiện nay với khoảng 2 tỷ cổng sản xuất/năm. USB có khả năng nổi bật là khả năng cắm nóng và khả năng cấp năng lượng điện cho ngoại vi. Ban đầu, USB sử dụng để kết nối các thiết bị ngoại vi với máy tính, chúng thường được thiết kế dưới dạng các đầu cắm cho các thiết bị tuân theo chuẩn cắm-và-chạy mà với tính năng cắm nóng thiết bị (nối và ngắt các thiết bị không cần phải khởi động lại hệ thống).

Được phát hành vào năm 1996, tiêu chuẩn USB hiện được duy trì bởi tổ chức USB-IF. Đã có bốn thế hệ USB, gồm: USB 1.x, USB 2.0, USB 3.x và USB4

USB ban đầu được thiết kế để chuẩn hóa kết nối của thiết bị ngoại vi với máy tính để giao tiếp và cung cấp năng lượng điện. Nó đã thay thế phần lớn các giao diện như cổng nối tiếp và song song. USB đã trở nên phổ biến trên nhiều loại thiết bị. Ví dụ về thiết bị ngoại vi được kết nối qua USB bao gồm bàn phím, chuột máy tính, máy quay phim, máy in, đầu đĩa DVD, trình phát đa phương tiện di động, ổ đĩa và bộ điều hợp mạng…

Hiện các cổng kết nối USB đang dần thay thế các loại cáp sạc khác của các thiết bị di động.

Nhận dạng ổ cắm[sửa|sửa mã nguồn]

Phần này nhằm mục đích được cho phép xác lập nhanh những ổ cắm USB trên thiết bị

USB được tăng trưởng để đơn giản hóa và cải tổ giao diện giữa máy tính cá thể và thiết bị ngoại vi, khi so sánh với những giao diện độc quyền tiêu chuẩn hoặc đặc biệt quan trọng hiện có trước đây [ 3 ]Từ quan điểm của người dùng máy tính, giao diện USB cải tổ tính dễ sử dụng theo một số ít cách :

• Giao diện USB có thể tự cấu hình, giúp người dùng không cần phải điều chỉnh cài đặt của thiết bị về tốc độ hoặc định dạng dữ liệu, hoặc định cấu hình ngắt, địa chỉ đầu vào/ra hoặc kênh truy cập bộ nhớ trực tiếp.[4]
• Đầu nối USB được tiêu chuẩn hóa tại máy chủ, vì vậy bất kỳ thiết bị ngoại vi nào cũng có thể sử dụng hầu hết các ổ cắm có sẵn.
• USB tận dụng tối đa sức mạnh xử lý bổ sung có thể được đưa vào các thiết bị ngoại vi để chúng có thể tự quản lý. Do đó, các thiết bị USB thường không có cài đặt giao diện người dùng điều chỉnh.
• Giao diện USB có thể rút nóng (có thể trao đổi thiết bị mà không cần khởi động lại máy tính).
• Các thiết bị nhỏ có thể được cấp nguồn trực tiếp từ giao diện USB, loại bỏ sự cần thiết của cáp cấp nguồn bổ sung.
• Vì chỉ cho phép sử dụng biểu trưng USB sau khi kiểm tra tuân thủ, người dùng có thể tin tưởng rằng thiết bị USB sẽ hoạt động như mong đợi mà không cần tương tác nhiều với các cài đặt và cấu hình.
• Giao diện USB xác định các giao thức để khôi phục từ các lỗi phổ biến, cải thiện độ tin cậy so với các giao diện trước đó.[3]
• Cài đặt một thiết bị dựa trên tiêu chuẩn USB yêu cầu thao tác tối thiểu của người vận hành. Khi người dùng cắm thiết bị vào một cổng trên máy tính đang chạy, thiết bị đó hoàn toàn tự động định cấu hình bằng cách sử dụng trình điều khiển thiết bị hiện có hoặc hệ thống nhắc người dùng tìm trình điều khiển, sau đó cài đặt và cấu hình tự động.
• Tiêu chuẩn USB cũng cung cấp nhiều lợi ích cho các nhà sản xuất phần cứng và nhà phát triển phần mềm, đặc biệt là ở sự dễ thực hiện tương đối:
• Tiêu chuẩn USB loại bỏ yêu cầu phát triển các giao diện độc quyền cho các thiết bị ngoại vi mới.
• Một loạt các tốc độ truyền có sẵn từ giao diện USB phù hợp với các thiết bị khác nhau, từ bàn phím và chuột cho đến giao diện video trực tuyến.
• Giao diện USB có thể được thiết kế để cung cấp độ trễ khả dụng tốt nhất cho các chức năng quan trọng về thời gian hoặc có thể được thiết lập để thực hiện chuyển dữ liệu hàng loạt trong nền mà ít ảnh hưởng đến tài nguyên hệ thống.
• Giao diện USB được tổng thể hóa không có đường tín hiệu chỉ dành riêng cho một chức năng của một thiết bị

Tiêu chuẩn USB cũng phân phối nhiều quyền lợi cho những nhà phân phối phần cứng và nhà tăng trưởng ứng dụng, đặc biệt quan trọng là ở sự thuận tiện thực thi :

• Tiêu chuẩn USB loại bỏ yêu cầu phát triển các giao diện độc quyền cho các thiết bị ngoại vi mới.
• Nhiều tốc độ truyền có sẵn từ giao diện USB phù hợp với các thiết bị khác nhau, từ bàn phím và chuột cho đến giao diện video trực tuyến.
• Giao diện USB có thể được thiết kế để cung cấp độ trễ tốt nhất cho các chức năng quan trọng về thời gian hoặc có thể được thiết lập để thực hiện chuyển dữ liệu hàng loạt trong nền mà ít ảnh hưởng đến tài nguyên hệ thống.
• Giao diện USB được tổng thể hóa không có đường tín hiệu chỉ dành riêng cho một chức năng của một thiết bị.[3]

Như với tổng thể những tiêu chuẩn, USB có nhiều hạn chế so với phong cách thiết kế của nó :

• Cáp USB có chiều dài hạn chế khoảng 5 mét, sử dụng hub thì có thể nối dài 30 mét, vì tiêu chuẩn này dành cho các thiết bị ngoại vi trên cùng một không gian hẹp, không phải giữa các phòng hoặc tòa nhà. Tuy nhiên, một cổng USB có thể được kết nối với một cổng truy cập các thiết bị ở xa.
• USB có cấu trúc liên kết mạng cây nghiêm ngặt và giao thức chủ / tớ để định địa chỉ các thiết bị ngoại vi; các thiết bị đó không thể tương tác với nhau ngoại trừ thông qua máy chủ lưu trữ và hai máy chủ không thể giao tiếp trực tiếp qua cổng USB của chúng. Có thể thực hiện một số phần mở rộng cho giới hạn này thông qua USB On-The-Go, thiết bị Dual-Role[5] và bức tường giao thức.
• Máy chủ lưu trữ không thể phát tín hiệu đến tất cả các thiết bị ngoại vi cùng một lúc — mỗi thiết bị phải được định địa chỉ riêng. Một số thiết bị ngoại vi tốc độ rất cao yêu cầu tốc độ ổn định không có trong tiêu chuẩn USB.[3]
• Mặc dù các bộ chuyển đổi tồn tại giữa một số giao diện cũ và USB, chúng có thể không cung cấp triển khai đầy đủ của phần cứng kế thừa. Ví dụ: bộ chuyển đổi cổng USB sang cổng song song có thể hoạt động tốt với máy in, nhưng không hoạt động tốt với máy quét yêu cầu sử dụng chân dữ liệu hai chiều.[3]

Đối với một nhà tăng trưởng mẫu sản phẩm, việc sử dụng USB nhu yếu thực thi một giao thức phức tạp và ý niệm một bộ tinh chỉnh và điều khiển ” mưu trí ” trong thiết bị ngoại vi. Các nhà tăng trưởng thiết bị USB dự tính bán công khai thường phải có USB ID. Điều này nhu yếu họ phải trả phí cho USB-IF. Các nhà tăng trưởng mẫu sản phẩm sử dụng thông số kỹ thuật kỹ thuật USB phải ký thỏa thuận hợp tác với USB-IF. Việc sử dụng biểu trưng USB trên mẫu sản phẩm nhu yếu phí hàng năm và là thành viên của tổ chức triển khai .

Bảy công ty gồm có : Compaq, DEC, IBM, Intel, Microsoft, NEC và Nortel mở màn tăng trưởng USB vào năm 1994. [ 6 ] Mục đích là làm cho việc liên kết thiết bị bên ngoài với PC về cơ bản thuận tiện hơn bằng cách thay thế sửa chữa vô số đầu nối ở phía sau PC, xử lý những yếu tố về năng lực sử dụng của những giao diện hiện có và đơn giản hóa thông số kỹ thuật ứng dụng của toàn bộ những thiết bị được liên kết với USB, cũng như được cho phép vận tốc tài liệu cho những thiết bị bên ngoài. Ajay Bhatt và nhóm của ông đã thao tác dựa trên tiêu chuẩn tại Intel ; [ 7 ] [ 8 ] những mạch tích hợp tiên phong tương hỗ USB được Intel sản xuất vào năm 1995. [ 9 ]

Thông số kỹ thuật ban đầu của USB 1.0, được giới thiệu vào tháng 1 năm 1996, xác định tốc độ truyền dữ liệu là 1,5 Mbit/s (thấp) và 12 Mbit/s (đầy đủ).[9] Các thiết kế dự thảo đã yêu cầu một bus tốc độ đơn 5 Mbit / s, nhưng tốc độ thấp đã được thêm vào để hỗ trợ các thiết bị ngoại vi giá rẻ với cáp không có lớp bảo vệ.[10] Các thiết kế dự thảo đã yêu cầu một bus tốc độ đơn 5 Mbit/s, nhưng tốc độ thấp đã được thêm vào để hỗ trợ các thiết bị ngoại vi giá rẻ với cáp không được che chắn, dẫn đến thiết kế tách rời với tốc độ dữ liệu 12 Mbit/s dành cho các thiết bị tốc độ cao hơn chẳng hạn như máy in và ổ đĩa mềm, và tốc độ 1,5 Mbit/s thấp hơn cho các thiết bị tốc độ dữ liệu thấp như bàn phím, chuột máy tính và joystick.[11] Windows 95, OSR 2.1 cung cấp hỗ trợ OEM cho các thiết bị vào tháng 8 năm 1997. Phiên bản đầu tiên được sử dụng rộng rãi là USB 1.1, được phát hành vào tháng 9 năm 1998. iMac của Apple Inc. là sản phẩm chính đầu tiên có USB và thành công của iMac đã giúp USB phổ biến.[12] Sau quyết định thiết kế của Apple để loại bỏ tất cả các cổng cũ khỏi iMac, nhiều nhà sản xuất PC đã bắt đầu xây dựng các PC không có thiết kế cũ, dẫn đến thị trường PC sử dụng USB làm chuẩn kết nối chính trở lên rộng lớn hơn.[13][14][15]

Đặc điểm kỹ thuật USB 2.0 được phát hành vào tháng 4 năm 2000 và đã được USB-IF phê chuẩn vào cuối năm 2001. Hewlett-Packard, Intel, Lucent Technologies ( nay là Nokia ), NEC và Philips cùng dẫn dắt sáng tạo độc đáo tăng trưởng vận tốc truyền tài liệu cao hơn, với đặc thù kỹ thuật đạt được là 480 Mbit / s, nhanh gấp 40 lần so với thông số kỹ thuật kỹ thuật khởi đầu của USB 1.1 .Thông số kỹ thuật của USB 3.0 được xuất bản vào ngày 12 tháng 11 năm 2008. Mục tiêu chính của nó là tăng vận tốc truyền dữ liệu ( lên đến 5 Gbit / s ), giảm tiêu thụ điện năng, tăng hiệu suất đầu ra và thích hợp ngược với USB 2.0. [ 16 ] ( 3 – 1 ) USB 3.0 gồm có một bus vận tốc cao hơn mới được gọi là SuperSpeed song song với USB 2.0. Vì nguyên do này, phiên bản mới còn được gọi là SuperSpeed. Các thiết bị được trang bị USB 3.0 tiên phong đã được ra mắt vào tháng 1 năm 2010. [ 17 ] [ 18 ]Tính đến năm 2008, khoảng chừng 6 tỷ cổng và giao diện USB đã xuất hiện trên thị trường toàn thế giới và khoảng chừng 2 tỷ cổng được bán mỗi năm. [ 19 ]Thông số kỹ thuật USB 3.1 đã được ra đời vào tháng 7 năm 2013 .Vào tháng 12 năm năm trước, USB-IF đã trình làng thông số kỹ thuật kỹ thuật USB 3.1, USB Power Delivery 2.0 và USB-C cho IEC ( TC 100 – Hệ thống và thiết bị âm thanh, video và đa phương tiện ) để đưa vào tiêu chuẩn quốc tế IEC 62680 ( Giao diện Bus tiếp nối đuôi nhau đa năng cho tài liệu và nguồn ), hiện đang dựa trên USB 2.0. [ 20 ]Thông số kỹ thuật USB 3.2 đã được ra đời vào tháng 9 năm 2017 .

Được phát hành vào tháng 1 năm 1996, vận tốc tài liệu lao lý USB 1.0 là 1,5 Mbps ( Băng thông thấp ) và 12 Mbps ( rất đầy đủ ). [ 21 ] Nó không được cho phép cáp lan rộng ra hoặc màn hình hiển thị xuyên qua, do số lượng giới hạn về thời hạn và điện áp. Rất ít thiết bị USB Open trên thị trường cho đến khi USB 1.1 được phát hành vào tháng 8 năm 1998. USB 1.1 là bản sửa đổi sớm nhất được vận dụng thoáng đãng và dẫn đến cái mà Microsoft chỉ định là ” PC không có di sản “. [ 12 ] [ 14 ] [ 15 ]Cả USB 1.0 và 1.1 đều không chỉ định phong cách thiết kế cho bất kể đầu nối nào nhỏ hơn tiêu chuẩn loại A hoặc loại B. Mặc dù nhiều phong cách thiết kế cho đầu nối loại B thu nhỏ đã Open trên nhiều thiết bị ngoại vi, nhưng sự tương thích với tiêu chuẩn USB 1. x đã bị cản trở bởi việc giải quyết và xử lý những thiết bị ngoại vi có những đầu nối thu nhỏ như thể chúng có liên kết bằng dây ( nghĩa là : không có phích cắm hoặc ổ cắm ở đầu ngoại vi ). Không có đầu nối loại A thu nhỏ nào được biết đến cho đến khi USB 2.0 ( phiên bản số 1.01 ) ra đời .

USB phiên bản 2.0 được đưa ra vào tháng 4 năm 2000 ( lúc đó Windows 2000 đã ra đời ) cũng sẽ sớm thích hợp với USB 2.0 vì hệ quản lý Windows 2000 ) và xem như bản nâng cấp cải tiến của USB 1.1. USB 2.0 ( loại vận tốc cao ) lan rộng ra băng thông cho ứng dụng đa truyền thông online và truyền với vận tốc nhanh hơn 50 lần so với USB 1.1. Để có sự chuyển tiếp những thiết bị mới, USB 2.0 có vừa đủ năng lực thích hợp với những thiết bị USB trước đó và cũng hoạt động giải trí tốt với những sợi cáp, đầu cắm dành cho cổng USB trước đó. Nó Hỗ trợ ba chính sách vận tốc ( 1,5 Mbps ; 12 Mbps và 480 Mbps ), USB 2.0 tương hỗ những thiết bị chỉ cần băng thông thấp như bàn phím và chuột, cũng như thiết bị cần băng thông lớn như webcam, máy quét, máy in, máy quay và những mạng lưới hệ thống tàng trữ lớn. Sự tăng trưởng của chuẩn USB 2.0 đã được cho phép những nhà tăng trưởng phần cứng tăng trưởng những thiết bị tiếp xúc nhanh hơn, thay thế sửa chữa những chuẩn tiếp xúc song song và tuần tự cổ xưa trong công nghệ tiên tiến máy tính. USB 2.0 và những phiên bản sau đó của nó trong tương lai sẽ giúp những máy tính hoàn toàn có thể đồng thời thao tác với nhiều thiết bị ngoại vi hơn .Hiện nay, nhiều máy tính cùng sống sót song song hai chuẩn USB 2.0 và 3.0, người sử dụng nên xác lập rõ những cổng 2.0 để sử dụng hiệu suất cao. Thông thường hệ quản lý và điều hành Windows Vista hoàn toàn có thể cảnh báo nhắc nhở nếu một thiết bị USB 1.1 được cắm vào cổng USB 2.0 .

Thông số kỹ thuật USB 3.0 được phát hành vào ngày 12 tháng 11 năm 2008, với việc quản trị của nó được chuyển từ Nhóm tiếp thị USB 3.0 sang USB-IF và được công bố vào ngày 17 tháng 11 năm 2008 tại Hội nghị những nhà tăng trưởng USB SuperSpeed. [ 22 ]USB 3.0 bổ trợ chính sách truyền SuperSpeed, với những phích cắm, ổ cắm và cáp thích hợp ngược đi kèm. Ổ cắm và đầu nối SuperSpeed được xác lập bằng hình tượng riêng không liên quan gì đến nhau và những miếng chèn màu xanh lam trong ổ cắm định dạng tiêu chuẩn .Chế độ SuperSpeed phân phối một chính sách truyền với vận tốc kim chỉ nan là 5,0 Gbps, ngoài ba chính sách truyền hiện có. Hiệu quả của nó nhờ vào vào 1 số ít yếu tố gồm có mã hóa ký hiệu vật lý và ngân sách cấp link. Ở vận tốc báo hiệu 5 Gbps với mã hóa 8 b / 10 b, mỗi byte cần 10 bit để truyền, do đó thông lượng thô là 500 MB / s. Khi điều khiển và tinh chỉnh luồng, đóng khung gói và ngân sách giao thức được xem xét, việc truyền tải tới một ứng dụng ở mức 400 MB / s ( 3,2 Gbps ) trở lên là thực tiễn. [ 16 ] ( 4 – 19 ) Giao tiếp là song công trong truyền SuperSpeed chính sách ; những chính sách trước đó là bán song công, do sever phân xử. [ 23 ]Các thiết bị hiệu suất thấp và hiệu suất cao vẫn hoạt động giải trí với tiêu chuẩn này, nhưng những thiết bị sử dụng SuperSpeed hoàn toàn có thể tận dụng lợi thế của dòng điện khả dụng tăng lên tương ứng từ 150 mA đến 900 mA. [ 16 ] ( 9 – 9 )USB 3.0 cũng giới thiệu giao thức UASP, cung ứng vận tốc truyền nói chung nhanh hơn so với giao thức BOT ( Bulk-Only-Transfer ) .

USB 3.1, được phát hành vào tháng 7 năm 2013 có hai biến thể. Phiên bản đầu tiên giữ nguyên chế độ truyền SuperSpeed của USB 3.0 và được gắn nhãn USB 3.1 Gen 1 và phiên bản thứ hai giới thiệu chế độ truyền SuperSpeed+ mới dưới nhãn của USB 3.1 Gen 2. SuperSpeed+ tăng gấp đôi tín hiệu dữ liệu tối đa tốc độ xuống 10 Gbps, trong khi giảm chi phí mã hóa dòng xuống chỉ 3% bằng cách thay đổi sơ đồ mã hóa thành 128b/132b.[24][24][25][26]

USB 3.2, được phát hành vào tháng 9 năm 2017,[27] giữ nguyên các chế độ dữ liệu USB 3.1 SuperSpeed và SuperSpeed+ hiện có nhưng giới thiệu hai chế độ truyền SuperSpeed+ mới qua đầu nối USB-C với tốc độ dữ liệu là 10 và 20 Gbps (1,25 và 2,5 GB/s). Việc tăng băng thông là kết quả của hoạt động đa làn trên các dây hiện có nhằm mục đích cho khả năng lật đật của đầu nối USB-C.[28]

Cách thức đặt tên[sửa|sửa mã nguồn]

Bắt đầu với tiêu chuẩn USB 3.2, USB-IF đã ra mắt một sơ đồ đặt tên mới. [ 29 ] Để giúp những công ty kiến thiết xây dựng tên thương hiệu cho những chính sách truyền khác nhau, USB-IF đã khuyến nghị kiến thiết xây dựng tên thương hiệu cho những chính sách truyền 5, 10 và 20 Gbit / s là SuperSpeed USB 5G bit / s, SuperSpeed USB 10G bit / s và SuperSpeed USB 20G bit / s, tương ứng : [ 30 ]

Thông số kỹ thuật

Tên

Tên cũ

Ghi chú của USB-IF

Tốc độ dữ liệu

Tốc độ truyền

Biểu tượng

USB 3.0

USB 3.2 Gen 1

USB 3.1 Gen 1

SuperSpeed USB 5Gbps

5Gbps

500 MB/s

USB 3.1

USB 3.2 Gen 2

USB 3.1 Gen 2

SuperSpeed USB 10Gbps

10Gbps

1.21 GB/s

USB 3.2

USB 3.2 Gen 2 x 2

Không có

SuperSpeed USB 20Gbps

20Gbps

2.42 GB/s

Bài chi tiết cụ thể : USB4 The USB4 40G bit / s logoThông số kỹ thuật của USB4 được USB-IF phát hành vào ngày 29 tháng 8 năm 2019. [ 31 ]USB4 dựa trên đặc thù kỹ thuật của giao thức Thunderbolt 3. [ 32 ] Nó tương hỗ thông lượng 40 Gbit / s, thích hợp với Thunderbolt 3 và thích hợp ngược với USB 3.2 và USB 2.0. [ 33 ] [ 34 ] Kiến trúc xác lập một chiêu thức để san sẻ động một link vận tốc cao với nhiều loại thiết bị đầu cuối Giao hàng tốt nhất cho việc truyền tài liệu theo loại và ứng dụng .Các đặc thù kỹ thuật dưới đây sẽ cho thấy những công nghệ tiên tiến sau sẽ được tương hỗ trong USB4 : [ 31 ]

Kết nối

Bắt buộc đối với

Remarks

Máy chủ

Các cổng mở rộng

Thiết bị

USB 2.0 (480 Mbit/s)

Có

Có

Có

Khác hẳn với các chức năng khác — sử dụng ghép kênh các liên kết tốc độ cao — USB 2.0 qua USB-C sử dụng cặp dây khác biệt của riêng nó

USB4 Gen 2×2 (20 Gbit/s)

Có

Có

Có

Thiết bị được gắn nhãn USB 3.0 vẫn hoạt động qua máy chủ hoặc bộ chia USB4 dưới dạng thiết bị USB 3.0. Yêu cầu thiết bị của Gen 2×2 chỉ áp dụng cho các thiết bị gắn nhãn USB4 mới

USB4 Gen 3×2 (40 Gbit/s)

Không

Có

Không

DisplayPort

Có

Có

Không

Yêu cầu máy chủ và trung tâm hỗ trợ Chế độ thay thế DisplayPort.

Máy chủ đến Máy chủ

Có

Có

Không có

Một kết nối giống mạng LAN giữa hai máy tính

PCI Express

Không

Có

Không

Chức năng PCI Express của USB4 sao chép chức năng của các phiên bản trước của thông số kỹ thuật của Thunderbolt

Thunderbolt 3

Không

Có

Không

Thunderbolt 3 sử dụng cáp USB-C; thông số kỹ thuật USB4 cho phép các máy chủ và thiết bị và yêu cầu các trung tâm hỗ trợ khả năng tương tác với tiêu chuẩn bằng Chế độ thay thế Thunderbolt 3

Các chế độ thay thế khác

Không

Không

Không

Các sản phẩm USB4 có thể tùy chọn cung cấp khả năng tương tác với các Chế độ thay thế HDMI, MHL và VirtualLink

Trong triển lãm CES 2020, USB-IF và Intel đã công bố dự tính được cho phép những loại sản phẩm USB4 tương hỗ toàn bộ những tính năng tùy chọn như những mẫu sản phẩm Thunderbolt 4. Các loại sản phẩm tiên phong thích hợp với USB4 dự kiến sẽ là dòng Tiger Lake của Intel và dòng CPU Zen 3 của AMD ra đời vào cuối năm 2020 .

Lịch sử những phiên bản[sửa|sửa mã nguồn]

Các phiên bản đã ra đời[sửa|sửa mã nguồn]

Tên

Ngày ra mắt

Tốc độ truyền tối đa

Ghi chú

USB 0.7

11 tháng 11 năm 1994

Phát hành trước

Phát hành trước

USB 0.8

Tháng 12 năm 1994

Phát hành trước

USB 0.9

13 tháng 4 năm 1995

Đầy đủ (12 Mbit/s)

USB 0.99

Tháng 8 năm 1995

Phát hành trước

USB 1.0 – RC

Tháng 11 năm 1995

Ứng cử tiềm năng

USB 1.0

15 tháng 1 năm 1996

Đầy đủ (12 Mbit/s),

Thấp ( 1.5 Mbit / s )

USB 1.1

tháng 8 năm 1998

USB 2.0

tháng 4 năm 2000

Cao (480 Mbit/s)

USB 3.0

tháng 1 năm 2008

Superspeed USB (5 Gbit/s)

Còn được gọi là USB 3.1 Gen[24] và USB 3.2 Gen 1×1

USB 3.1

tháng 7 năm 2013

Superspeed+ USB (10 Gbit/s)

Bao gồm USB 3.1 Gen 2 mới,[24] cũng được đặt tên là USB 3.2 Gen 2×1 trong các thông số kỹ thuật sau này

USB 3.2

tháng 8 năm 2017

Superspeed+ USB làn kép (20 Gbit/s)

Bao gồm các chế độ đa liên kết USB 3.2 Gen 1×2 và Gen 2×2 mới[35][không khớp với nguồn]

USB4

tháng 8 năm 2019

40 Gbit/s (2 làn)

Bao gồm các chế độ USB4 Gen 2×2 (mã hóa 64b/66b) và Gen 3×2 (mã hóa 128b/132b) mới và định tuyến USB4 để tạo lối tắt cho các băng thông USB 3.x, DisplayPort 1.4a và PCI Express và truyền dữ liệu giữa các máy chủ, dựa trên giao thức Thunderbolt 3

Các phiên bản đặc biệt quan trọng ( sạc điện, … )[sửa|sửa mã nguồn]

Tên (khi ra mắt)

Ngày ra mắt

Điện áp tối đa

Ghi chú

USB Battery Charging 1.0

8/3/2007

5 V, ? A

USB Battery Charging 1.1

15/4/2009

5 V, 1.8 A

Trang 28, Bảng 5–2, nhưng có giới hạn ở đoạn 3.5. Trong cổng chuẩn A thông thường của USB 2.0, nó chỉ hỗ trợ cường độ dòng điện 1.5A.[36]

USB Battery Charging 1.2

7/12/2010

5 V, 5 A

[37]

USB PD rev 1.0 (phiên bản 1.0)

5/7/2012

20 V, 5 A

Sử dụng giao thức FSK qua nguồn kết nối (VBUS)

USB PD rev 3.0 (phiên bản 1.3)

11/3/2014

20 V, 5 A

USB Type-C rev 1.0

11/8/2014

5 V, 3 A

Một kiểu kết nối mới với cáp nối đặc biệt

USB PD rev 2.0 (phiên bản 1.0)

20 V, 5 A

Sử dụng giao thức BMC qua kênh giao tiếp (CC) trên cáp USB-C.

USB Type-C rev 1.1

3/4/2015

5 V, 3 A

USB PD rev 2.0 (phiên bản 1.1)

7/5/2015

20 V, 5 A

USB Type-C rev 1.2

25/3/2016

5 V, 3 A

USB PD rev 2.0 (phiên bản 1.2)

20 V, 5 A

USB PD rev 2.0 (phiên bản 1.3)

12/1/2017

20 V, 5 A

USB PD rev 3.0 (phiên bản 1.1)

20 V, 5 A

USB Type-C rev 1.3

14/7/2017

5 V, 3 A

USB PD rev 3.0 (phiên bản 1.2)

21/6/2018

20 V, 5 A

USB Type-C rev 1.4

29/3/2019

5 V, 3 A

USB Type-C rev 2.0

29/8/2019

5 V, 3 A

Kích hoạt USB4 qua đầu nối và cáp USB-C.

USB PD rev 3.0 (phiên bản 2)

20 V, 5 A

[38]

Những đặc trưng của USB[sửa|sửa mã nguồn]

USB có những đặc trưng sau đây :

• Cho phép mở rộng 127 thiết bị kết nối cùng vào một máy tính thông qua một cổng USB duy nhất (bao gồm các hub USB);
• Những sợi cáp USB riêng lẻ có thể dài tới 5 mét; với những hub, có thể kéo dài tới 30 mét (6 sợi cáp nối tiếp nhau thông qua các hub) tính từ đầu cắm trên máy tính.
• Với USB 2.0 chuẩn tốc độ cao, đường truyền đạt tốc độ tối đa đến 480 Mbps.
• Cáp USB gồm hai sợi nguồn (+5V và dây chung GND) cùng một cặp gồm hai sợi dây xoắn để mang dữ liệu.
• Trên sợi nguồn, máy tính có thể cấp nguồn lên tới 500mA ở điện áp 5V một chiều (DC).
• Những thiết bị tiêu thụ công suất thấp (ví dụ: chuột, bàn phím, loa máy tính công suất thấp…) được cung cấp điện năng cho hoạt động trực tiếp từ các cổng USB mà không cần có sự cung cấp nguồn riêng (thậm chí các thiết bị giải trí số như SmartPhone, PocketPC ngày nay sử dụng các cổng USB để sạc pin). Với các thiết bị cần sử dụng nguồn công suất lớn (như máy in, máy quét…) không sử dụng nguồn điện từ đường truyền USB như nguồn chính của chúng, lúc này đường truyền nguồn chỉ có tác dụng như một sự so sánh mức điện thế của tín hiệu. Hub có thể có nguồn cấp điện riêng để cấp điện thêm cho các thiết bị sử dụng giao tiếp USB cắm vào nó bởi mỗi cổng USB chỉ cung cấp một công suất nhất định.
• Những thiết bị USB có đặc tính cắm nóng, điều này có nghĩa các thiết bị có thể được kết nối (cắm vào) hoặc ngắt kết nối (rút ra) trong mọi thời điểm mà người sử dụng cần mà không cần phải khởi động lại hệ thống.
• Nhiều thiết bị USB có thể được chuyển về trạng thái tạm ngừng hoạt động khi máy tính chuyển sang chế độ tiết kiệm điện.

Kết nối USB – máy tính[sửa|sửa mã nguồn]

Khi một máy tính được cấp nguồn, nó truy vấn tổng thể thiết bị được liên kết vào đường truyền và gán mỗi thiết bị một địa chỉ. Quy trình này được gọi là liệt kê – những thiết bị được liệt kê khi liên kết vào đường truyền. Máy tính cũng tìm ra từ mỗi thiết bị cách truyền dữ liệu nào mà nó cần để hoạt động giải trí :

• Ngắt – Một thiết bị như chuột hoặc bàn phím, gửi một lượng nhỏ dữ liệu, sẽ chọn chế độ ngắt.
• Hàng loạt – Một thiết bị như một chiếc máy in, nhận dữ liệu trong một gói lớn, sử dụng chế độ truyền hàng loạt. Một khối dữ liệu được gửi đến máy in (một khối 64 byte) và được kiểm tra để chắc chắn nó chính xác.
• Đẳng thời – Một thiết bị truyền dữ liệu theo chuỗi (lấy ví dụ như loa) sử dụng chế độ đẳng thời – kết nối liên tục. Những dòng dữ liệu giữa thiết bị và máy trong thời gian thực, và không có sự sửa lỗi ở đây.

Máy tính có thể gửi lệnh hay truy vấn tham số với điều khiển những gói tin.

Khi những thiết bị được liệt kê, máy tính sẽ giữ sự kiểm tra đối với tổng băng thông mà tất cả những thiết bị đẳng thời và ngắt yêu cầu. Chúng có thể tiêu hao tới 90% của băng thông 480 Mbps cho phép.

Sau khi 90% được sử dụng, máy tính sẽ từ chối mọi truy cập của những thiết bị đẳng thời và ngắt khác. Điều khiển gói tin và gói tin cho truyền tải hàng loạt sử dụng phần băng thông còn lại (ít nhất 10%).

USB chia băng thông cho phép thành những khung, và máy tính điều khiển những khung đó. Khung chứa 1.500 byte, và một khung mới bắt đầu mỗi mili giây. Thông qua 1 khung, những thiết bị đẳng thời và ngắt lấy được một vị trí do đó chúng được đảm bảo băng thông mà chúng cần. Truyền tải hàng loạt và điều khiển truyền tải sử dụng phần còn lại.

Hub USB 2.0 – 10 cổng sử dụng nguồn ngoài bảo vệ hoạt động giải trí không thay đổi khi cắm nhiều thiết bị mà không gây sụt áp cho nguồn điện trên Mainboard của bạn .Phần lớn những máy tính ta mua ngày này có hai hoặc nhiều hơn một chút ít ( hoàn toàn có thể là 8 đến 10 ) đầu cắm USB được phong cách thiết kế sẵn trên những cổng xuất vào / ra hoặc những đầu cắm trên bo mạch chủ. Tuy nhiên người sử dụng hoàn toàn có thể sử dụng những thiết bị ngoại vi hơn số cổng sẵn có qua năng lực lan rộng ra thiết bị trên những cổng USB trải qua những USB hub .Các hub này hoàn toàn có thể lan rộng ra ra rất nhiều cổng và nếu chúng được cung ứng nguồn điện từ bên ngoài ( sử dụng những bộ adapter cấp nguồn riêng ) sẽ được cho phép những thiết bị USB sử dụng nguồn năng lượng từ hub mà không bị hạn chế bởi hiệu suất số lượng giới hạn trên cổng USB trên máy tính .Các USB hub lúc bấy giờ rất phong phú về chủng loại, chuẩn tương hỗ, số cổng lan rộng ra, hình dạng và phong cách thiết kế tích hợp. Nhiều thiết bị ngoại vi đã tích hợp những hub giúp cho người sử dụng thuận tiện cắm những thiết bị liên kết qua cổng USB, màn hình hiển thị máy tính, bàn phím máy tính … cũng hoàn toàn có thể được tích hợp USB hub .Lưu ý : Một số thiết bị ngoại vi sử dụng những cổng USB để cấp nguồn cho chúng ( như những ổ đĩa cứng gắn ngoài không có nguồn độc lập ) với nhu yếu cắm vào đồng thời hai cổng USB thì điều này có nghĩa rằng chúng cần một hiệu suất lớn hơn so với năng lực phân phối của một cổng USB trên máy tính. Nếu sử dụng USB hub loại không có nguồn điện ngoài thì cũng trở thành không có ý nghĩa bởi đầu cắm còn lại của thiết bị ngoại vi này chỉ dùng để lấy điện. Sự vô ý này của rất nhiều người sử dụng đã làm hư hỏng bo mạch chủ bởi sự cung ứng điện năng quá tải số lượng giới hạn cho mỗi đầu ra USB .

Các thiết bị hoặc phương pháp tương hỗ tiếp xúc USB[sửa|sửa mã nguồn]

Liên kết ngoài[sửa|sửa mã nguồn]

Tiếng Anh