Universal Serial Bus

Uit Wikipedia, de vrije encyclopedie

Ga naar: navigatie, zoeken
PC-Architectuur:CPU — FSB — Northbridge — RAM — AGP — Southbridge — PCI — USB — SATA — IDE
PC-Architectuur:
CPU — FSB — Northbridge —
RAM — AGP — Southbridge —
PCI — USB — SATA — IDE
Type A USB connector
Type A USB connector
Een USB B-stekker voor aansluiting aan de apparaatzijde
Een USB B-stekker voor aansluiting aan de apparaatzijde
Een mini-USB B-stekker voor aansluiting aan de apparaatzijde
Een mini-USB B-stekker voor aansluiting aan de apparaatzijde

USB (Universal Serial Bus, of Universele Seriële Bus) is een standaard voor de aansluiting van randapparatuur bij computers. Het vervangt de langzame parallelle en seriële poorten, voornamelijk doordat de snelheid van dataoverdracht met USB vele malen groter is. De standaard is uitgevonden door Intel en protocol versie 1.0 werd in 1996 geïntroduceerd op de markt. Terwijl sindsdien USB-poorten geleidelijk aan meer voorkwamen op PC's, heeft de populariteit van de Apple iMac, alsmede haar volledige afhankelijkheid ervan, de standaard gepopulariseerd bij fabrikanten van randapparatuur. Dit is vooral herkenbaar door de vele USB-apparatuur uit deze tijd met transparant gekleurd plastic, om zo goed te passen bij de gelijksoortig vormgegeven iMacs. Met behulp van de gestandaardiseerde USB-poort konden hardware fabrikanten producten maken die compatible waren met zowel PC's als Macs.

Een bijkomend voordeel van USB is dat deze de stroomvoorziening van de aangesloten randapparatuur kan verzorgen. Ook kan USB-apparatuur aangesloten worden zonder de computer te hoeven herstarten — dit wordt wel hotplugging genoemd.

Hoewel in de naam het woord bus voorkomt, is USB strikt genomen geen bus omdat er zonder hub maar één apparaat per poort aangesloten kan worden.

FireWire is een alternatief voor USB als het gaat om het aansluiten van apparatuur die een hoge bandbreedte vereist zoals externe harddisks en videocamera's.

Inhoud

[bewerk] Eigenschappen

De ontwerpers van USB hadden zich een aantal doelen gesteld:

  • Het moest een degelijke, goedkope poort worden die ook in goedkope randapparatuur als muizen gebruikt kon worden.
  • De kosten van de bekabeling en connectors mochten niet hoog zijn.
  • De constructie moest zo zijn dat foutieve aansluiting uitgesloten was.
  • Er moesten veel apparaten tegelijk via USB aangesloten kunnen worden.
  • USB moest voldoende snelheid bieden om printers en andere snelle apparatuur als harde schijven aan te kunnen sluiten.

De achterliggende doelstelling was alle afzonderlijke poorten van een PC door één enkele standaard te vervangen.

Via de USB-kabel kan het aangesloten apparaat van voedingsstroom worden voorzien. USB 2.0 levert maximaal 500 mA (bij 5 V) en dat is genoeg voor eenvoudige apparaten, zoals een muis. Apparaten die meer vermogen vergen dienen hun eigen voeding te hebben.

Er zijn vier varianten van USB, waarvan alleen de eerste drie op dit moment in gebruik zijn:

  • USB 1.0: 1,5 Mbit/s (low speed)
  • USB 1.1: 12 Mbit/s (full speed)
  • USB 2.0: 480 Mbit/s (high speed)
  • USB 3.0: 4800 Mbit/s (Super speed) vanaf 2009 - 2010

Inmiddels bestaat ook de draadloze variant van USB, genaamd Wireless USB (WUSB of USB 2.1), die een radio-frequentie gebruikt om te communiceren. WUSB is bruikbaar tot een afstand van 3 tot 10 meter en met een snelheid van 480 Mbit/s bij 3 meter tot 110 Mbit/s bij 10 meter. WUSB gebruikt encryptie.

Enkele eigenschappen van USB zijn:

  • De computer is de host.
  • USB-kabels mogen maximaal 5 meter lang zijn. Deze lengte is door de tussenkomst van hubs te vergroten tot maximaal 30 meter.
  • USB-apparaten kunnen worden aangesloten zonder de computer opnieuw te moeten opstarten en functioneren na aansluiting direct. (Hotplugging/Hotswapping)

[bewerk] Toepassingen

Voorbeelden van randapparatuur die middels USB kan worden aangesloten zijn:

[bewerk] Techniek

Met USB is veel meer mogelijk dan met een parallelle poort of seriële poort terwijl er minder draden worden gebruikt. Dit wordt mogelijk gemaakt door het USB-protocol.

Een USB-verbinding bestaat uit vier aders:

  • Voeding (5 volt)
  • Aarde
  • tweemaal Data (D- en D+)

De twee data-aders worden als 'twisted pair' gebruikt om differentieel data te versturen: bij een '0' wordt de spanning op de D- pin hoger gemaakt dan de spanning op de D+ pin, en voor een '1' wordt de spanning op de D- pin lager gemaakt dan de spanning op de D+ pin. Voor low speed en high speed moet de zender zorgen voor een spanning van minstens 2,5 volt tussen de D- en D+ pinnen, terwijl voor full speed de zender moet zorgen voor een stroom van 17,8 mA.

Deze bus wordt gebruikt om datapakketjes over te sturen, niet alleen voor de daadwerkelijke dataoverdracht, maar ook voor besturingsinformatie. De host is de baas over de bus en neemt het initiatief voor alle dataoverdracht.

[bewerk] Aansluiting op moederbord

Een moederbord heeft meestal een header waarmee twee usb-aansluitingen op het voorpaneel kunnen worden aangesloten. De volgorde van de pinnen is hierbij niet gestandaardiseerd:

USB1 VCC D- D+ GND
USB2 VCC D- D+ GND

of:

USB1 VCC D- D+ GND
USB2 GND D+ D- VCC

De eerste indeling geeft een eenvoudiger ontwerp van het moederbord. Bij de tweede indeling is het niet mogelijk de stekker verkeerd aan te sluiten. Het gevolg is dat veel fabrikanten van computerkasten kiezen voor acht losse stekkertjes, waardoor het aansluiten een pieterig karwei wordt.

[bewerk] Externe links


 
Persoonlijke instellingen