Как работает USB? Просто и доступно -- с примерами.

• USB - последовательный интерфейс для передачи данных.  

• Разработан в середине 90-х, широко распространен с начала 2000-х.  

• Инициаторами внедрения выступили компании IBM, Compaq, Intel, Microsoft, NEC и Nortel.  

• Старые порты были созданы для конкретных устройств.  

• Порт клавиатуры не подходил для других устройств.  

• Порт LPT был разработан для печатающих устройств, но имел недостатки.  

• LPT был восьмибитным и параллельным.  

• Не имел гальванической развязки и питания.  

• Не был рассчитан на побайтное считывание данных.  

• Использовал токовую петлю для передачи данных.  

• Поддерживал множество устройств, но имел низкую скорость передачи.  

• Не имел контактов для питания внешних устройств.  

• USB должен был быть высокоскоростным, поддерживать питание и защиту от помех.  

• Поддерживал Plug-and-Play и работал в реальном времени.  

• Разработал физическую конструкцию разъемов.  

• USB-A и USB-B разъемы.  

• USB-B разъем дожил до наших дней.  

• Мини-USB и микро-USB разъемы для мобильных устройств.  

• Четыре версии USB, все обратно совместимы.  

• Версия 2.0 наиболее распространена.  

• Совместимость обеспечивается на физическом и логическом уровне.  

• Четыре базовые линии: GND, V+5V, D+ и D-.  

• Экран для защиты от помех.  

• Важно проверять правильность подключения проводов.  

• USB использует симметричную линию для передачи данных.  

• Симметричная линия передает один и тот же сигнал по двум проводам.  

• Используется в связи и профессиональном звуке.  

• В несимметричной схеме минусовая линия подключена к оплетке и заземлена.  

• В симметричной схеме оплетка заземлена, но не соединена с сигнальными проводами.  

• Симметричное соединение называется балансным и обеспечивает лучшую защиту от помех.  

• Помехи вызывают электромагнитную индукцию в кабелях, искажая полезный сигнал.  

• В симметричной схеме трансформаторы подключены к обоим проводникам, в несимметричной — только к плюсу.  

• Помеха воздействует на экран кабеля, но в незначительной степени.  

• Помеха моделируется подачей сигнала с генератора на первичную обмотку трансформатора.  

• В несимметричной схеме помеха беспрепятственно проходит через кабель.  

• В симметричной схеме помеха исчезает при параллельном подключении трансформаторов.  

• В симметричном соединении сигнальные линии равноправны и не имеют гальванической связи с общим проводом.  

• Полезный сигнал транслируется в противофазе, а помеха воздействует синфазно.  

• Дифференциальный усилитель вычитает напряжение одного проводника из другого, что делает помеху незаметной.  

• Симметричные кабели используются в USB и компьютерных сетях.  

• Витая пара обеспечивает симметрию и защиту от помех.  

• USB-кабели популярны благодаря своей эффективности и простоте.  

• USB использует последовательную шину для передачи данных.  

• Логическая линия обмена данными в USB состоит из одного бита.  

• Для синхронизации используется линейное кодирование и метод "начинения битами".  

• Хост и USB-устройство договариваются о передаче данных.  

• Хост измеряет потенциал на линиях данных и устанавливает низкий уровень.  

• USB-устройство содержит резистор для согласования с хостом.  

• Нестандартное состояние линий используется для сброса устройства.  

• Хост отправляет запрос на максимальный размер пакета данных.  

• Размер пакета связан с объемом буферной памяти и скоростью процессора.  

• USB-устройства получают уникальный адрес после инициализации.  

• Хост запрашивает наименование устройства, его класс и версию.  

• Устройство инициализируется, но не конфигурируется до установки драйвера.  

• USB 2.0 поддерживает режим Full Duplex для одновременной передачи и приема данных.  

• Используется методика переключения между режимами приема и передачи.  

• Пример из сотовой связи: оба абонента могут говорить и слышать одновременно.  

• USB 3.0 имеет более высокую скорость передачи данных.  

• Добавлены две дополнительные симметричные витые пары.  

• Разъемы и кабели имеют синий цвет для идентификации.  

• USB Type-C заменяет USB Mini и USB Micro.  

• Обеспечивает соединение со скоростью USB 3.0.  

• Поддерживает зеркальное дублирование сигнальных линий.  

• Поддержка USB Type-C и Power Delivery.  

• Туннелирование DisplayPort и PCI Express.  

• Заявленная скорость обмена данных до 40 Гбит/с.  

• Сообщение "USB устройство не опознано" может быть вызвано плохим качеством кабеля.  

• Рекомендуется использовать кабели длиной до 1.5 метров.  

• Использование FTP-кабелей улучшает помехозащищенность.  

• Автор благодарит зрителей за поддержку и донаты.  

• Доступ к эксклюзивному архиву учебных материалов для спонсоров.  

• Призыв к комментариям, лайкам и репостам.