USB (범용 직렬 버스- "범용 직렬 버스") - 중속 및 저속 주변 장치용 직렬 데이터 전송 인터페이스입니다. 연결에는 4선 케이블이 사용되며, 2선은 데이터 수신 및 전송에 사용되고 2선은 주변 장치에 전원을 공급합니다. 내장 덕분에 USB 전력선자체 전원 공급 장치 없이 주변 장치를 연결할 수 있습니다.

USB 기본 사항

USB 케이블 4개의 구리 도체(연선 쌍으로 된 2개의 전원 도체, 2개의 데이터 도체, 접지된 브레이드(스크린))로 구성됩니다.USB 케이블"장치에 대한" 팁과 "호스트에 대한" 팁이 물리적으로 다릅니다. 하우징에 "호스트 연결" 팁이 내장되어 있어 케이블 없이 USB 장치를 구현할 수 있습니다. 케이블을 장치에 영구적으로 통합하는 것도 가능합니다.(예: USB 키보드, 웹 카메라, USB 마우스), 표준에서는 전속 및 고속 장치에 대해 이를 금지하고 있습니다.

USB 버스즉, "주 장치"(USB 컨트롤러라고도 알려진 호스트, 일반적으로 마더보드의 사우스 브리지 칩에 내장됨) 및 "주변 장치"라는 개념을 갖습니다.

장치는 버스에서 +5V 전원을 받을 수 있지만 외부 전원 공급 장치가 필요할 수도 있습니다. 버스 명령에 따라 장치 및 스플리터에 대한 대기 모드도 지원되어 대기 전원을 유지하면서 주 전원을 제거하고 버스 명령에 따라 켜집니다.

USB 지원장치의 핫 플러깅 및 분리. 이는 신호에 비해 접지 접점 도체의 길이가 증가하기 때문에 가능합니다. 연결되었을 때 USB 커넥터가장 먼저 문을 닫았어 접지 접점, 두 장치 하우징의 전위가 동일해지고 신호 도체를 추가로 연결해도 장치가 3상 전력 네트워크의 서로 다른 위상에서 전원을 공급받는 경우에도 과전압이 발생하지 않습니다.

논리적 수준에서 USB 장치는 데이터 전송 및 수신 트랜잭션을 지원합니다. 각 거래의 각 패킷에는 숫자가 포함되어 있습니다. 끝점장치에서. 장치가 연결되면 OS 커널의 드라이버는 장치에서 엔드포인트 목록을 읽고 제어 데이터 구조를 생성하여 장치의 각 엔드포인트와 통신합니다. OS 커널의 엔드포인트 및 데이터 구조 모음을 호출합니다. 파이프.

엔드포인트, 따라서 채널은 4가지 클래스 중 하나에 속합니다.

• 연속 (대량),
• 관리자(통제),
• 등시성 (isoch),
• 방해하다.

마우스와 같은 저속 장치는 사용할 수 없습니다. 등시성 및 흐름 채널.

제어 채널짧은 질문-답변 패킷을 장치와 교환하도록 설계되었습니다. 모든 장치에는 제어 채널 0이 있으며 이를 통해 OS 소프트웨어는 드라이버를 선택하는 데 사용되는 제조업체 및 모델 코드와 기타 엔드포인트 목록을 포함하여 장치에 대한 간략한 정보를 읽을 수 있습니다.

인터럽트 채널응답/확인을 받지 않고 짧은 패킷을 양방향으로 전달할 수 있지만 전달 시간은 보장됩니다. 패킷은 N 밀리초 이내에 전달됩니다. 예를 들어 입력 장치(키보드, 마우스 또는 조이스틱)에 사용됩니다.

등시성 채널전달 보장 및 응답/확인 없이 패킷을 전달할 수 있지만 버스 기간당 N 패킷의 전달 속도가 보장됩니다(저속 및 최고 속도의 경우 1KHz, 고속의 경우 8KHz). 오디오 및 비디오 정보를 전송하는 데 사용됩니다.

흐름 채널각 패킷의 전달을 보장하고 장치 거부(버퍼 오버플로 또는 언더런)로 인한 데이터 전송 자동 중단을 지원하지만 전달 속도와 지연을 보장하지는 않습니다. 예를 들어 프린터 및 스캐너에 사용됩니다.

버스 시간기간이 시작되면 컨트롤러는 "기간 시작" 패킷을 전체 버스에 전송합니다. 그리고 해당 기간 동안에는 인터럽트 패킷을 전송한 후, 필요한 수량만큼 등시성 패킷을 전송하고, 해당 기간의 남은 시간 동안은 제어 패킷을 전송한 후 마지막으로 스트림 패킷을 전송한다.

버스의 활성 측면항상 컨트롤러인 경우, 장치에서 컨트롤러로의 데이터 패킷 전송은 컨트롤러의 짧은 질문과 데이터가 포함된 장치의 긴 응답으로 구현됩니다. 각 버스 주기에 대한 패킷 이동 일정은 컨트롤러 하드웨어와 드라이버 소프트웨어에 의해 공동으로 생성됩니다. 직접 메모리 액세스 DMA (직접 메모리 액세스) - 중앙 프로세서의 참여 없이 장치 간 또는 장치와 주 메모리 간 데이터 교환 모드(CPU). 결과적으로, 데이터가 CPU로 왔다 갔다 하지 않기 때문에 전송 속도가 빨라집니다.

엔드포인트의 패킷 크기는 장치의 엔드포인트 테이블에 내장된 상수이며 변경할 수 없습니다. USB 표준에서 지원하는 것 중에서 장치 개발자가 선택합니다.

USB 사양

USB의 특징, 장점 및 단점:

• 높은 전송 속도(전속 신호 비트 전송률) - 12Mb/s;
• 높은 전송 속도를 위한 최대 케이블 길이는 5m입니다.
• 저속 신호 비트 전송률 - 1.5Mb/s;
• 낮은 통신 속도에 대한 최대 케이블 길이는 3m입니다.
• 최대 연결 장치(승수 포함) - 127;
• 전송 속도가 다른 장치를 연결할 수 있습니다.
• 터미네이터와 같은 추가 요소를 설치할 필요가 없습니다.
• 주변 장치 공급 전압 - 5V;
• 장치당 최대 전류 소비량은 500mA입니다.

USB 신호는 차폐된 4선 케이블의 두 선을 통해 전송됩니다.

USB 1.0 및 USB 2.0 커넥터 핀아웃

A형		B형
포크 (케이블에서)	소켓 (컴퓨터에서)	포크 (케이블에서)	소켓 (주변기기에 장치)

USB 1.0 및 USB 2.0 핀의 이름 및 기능 할당

USB 2.0의 단점

최소한 최대 USB 2.0 데이터 전송 속도 480Mbit/s(60MB/s)이지만 실제 생활에서 이러한 속도(실제로는 ~33.5MB/s)를 달성하는 것은 비현실적입니다. 이는 데이터 전송 요청과 실제 전송 시작 ​​사이에 USB 버스에서 큰 지연이 발생하기 때문입니다. 예를 들어, FireWire는 USB 2.0보다 80Mbps(10MB/s) 적은 400Mbps의 더 낮은 최대 처리량을 갖고 있지만 실제로는 하드 드라이브 및 기타 저장 장치로의 데이터 전송 처리량이 더 높습니다. 이와 관련하여 다양한 모바일 드라이브는 USB 2.0의 부족한 실제 대역폭으로 인해 오랫동안 제한을 받아왔습니다.

USB 커넥터는 1997년부터 사용되었습니다. 그런 다음 컴퓨터 마더보드에 설치되었습니다. 이제 광범위한 구현이 이루어졌습니다. 스마트폰, 플레이어, 프린터 및 기타 여러 장치에 사용됩니다. 점점 더 발전된 USB 버전이 출시되고 있습니다. 이 기사에서는 핀아웃의 특징뿐만 아니라 서로 어떻게 다른지 알려줍니다.

USB 커넥터 유형

색상별 USB 핀아웃 이야기로 넘어가기 전에 먼저 이러한 인터페이스의 유형을 이해해야 합니다. 첫째, 크기가 다릅니다. 요즘에는 표준형이 컴퓨터 등에 사용되고, 마이크로형이 휴대폰이나 주변기기에 사용됩니다. Mini도 사용 가능하지만 이 유형의 커넥터는 이미 폐기되고 있습니다.
USB도 2가지 유형으로 나뉩니다.

• A - 컴퓨터의 "마더" 소켓에 연결합니다.
• B - 주변 장치의 수 소켓에 연결됩니다.

이제 유형과 차이점에 대해 이야기하겠습니다.

1. v1 - 버전 1.0의 수정된 버전으로, 데이터 전송 프로토콜의 수많은 오류로 인해 사용이 중단되기로 결정되었습니다. 현대 대표자에 비해 처리량이 낮았습니다.

주요 매개변수:

• 정보가 전송되는 속도가 다른 두 가지 모드: 12 및 1.5Mb/s.
• 최대 길이가 3m인 코드는 느린 정보 교환용이고 5m는 빠른 정보 교환용입니다.
• 버스 전압은 5V(공칭)로 스마트폰 충전용 플러그 사용이 가능하며, 커넥터에 연결되는 기기의 허용 부하는 0.5A이다.

색상별 USB 핀아웃

핀아웃은 특정 색상으로 표시됩니다. 이는 수리 작업을 단순화하는 일반적으로 허용되는 표준입니다. 일반적으로 색 구성표를 사용하면 어떤 케이블이 무엇을 담당하는지 더 쉽게 이해할 수 있습니다.
USB 인터페이스의 첫 번째 버전과 두 번째 버전은 동일한 명칭과 위치를 갖습니다. 3세대는 디자인 및 속도 기능과 관련된 차이점이 있습니다. 다음 섹션에서 자세한 내용을 읽어보세요.

USB 2.0 배선

아래 표는 이번 세대 포트의 색상 핀아웃이 어떻게 생겼는지 개략적으로 설명합니다.

유형 A와 B의 회로가 동일하다는 점은 주목할 가치가 있습니다. 유일한 차이점은 A의 배열은 선형이고 B의 배열은 표에서와 같이 위와 아래의 배열이 다르다는 것입니다.

USB 3.0

세 번째 분기(이 케이블은 이 유형에 속함)에는 9개, 때로는 10개의 커넥터가 있으며 모두 차폐 편조의 유무에 따라 달라집니다. 당연히 접점 수도 늘어났지만 바둑판 모양으로 배치되어 있다. 이는 이전 버전과의 호환성을 위해 필요합니다.

USB 커넥터와 같은 대체 연결 방법은 최신 장치를 연결하는 데 널리 사용됩니다.

이 이름은 매우 일반적이며 영어에서 "범용 직렬 버스"로 번역됩니다.

모든 USB 커넥터는 세 가지 버전으로 제공됩니다.

세 가지 주요 USB 커넥터 버전의 특징

USB 커넥터의 첫 번째 버전(1.1). 그 특징은 모든 정보가 오랜 지연으로 전송되는 속도가 매우 낮다는 것입니다.

전송 속도는 12Mbit/s입니다. 주요 목적은 장치를 상호 연결하는 데 사용되는 것입니다.

USB 커넥터의 두 번째 버전(2.0).

480Mbit/s의 데이터 전송 속도가 특징입니다. 이는 48MB/s의 속도에 해당합니다.

모든 현대 기술 장비 및 장치의 대부분은 이 특정 버전을 사용하도록 조정되었습니다. 가장 인기 있고 잘 알려져 있으므로 전기 제품 시장에서 수요가 많습니다.
사실, 여러 요인으로 인해 이 표준의 실제 속도는 30 - 33MB/s를 초과하지 않습니다.

SSD와 같은 최신 하드 드라이브 릴리스는 훨씬 더 빠른 속도(거의 4배)로 정보를 읽도록 설계되었으므로 이 표준 버전은 새 드라이브 모델의 효과를 지연시킵니다.

이는 USB 2.0 커넥터 속성의 주요 단점을 보여줍니다. 그러나 그럼에도 불구하고 마우스, 키보드, 스캐너 및 프린터와 같은 특정 장치는 이 버전의 커넥터와 상당히 호환됩니다.

USB(3.0)의 세 번째 버전입니다.

이 버전은 정보 전송 속도가 특징입니다. 5 Gbit/s – 상당히 높은 수치로 간주됩니다.

이 속도는 500 MB/초

이는 최신 세대 하드 드라이브의 속도(150 - 170MB/s)보다 훨씬 빠릅니다.

USB 3.0 커넥터는 인식을 위해 특별히 파란색으로 표시되어 있습니다.

인터페이스 호환성

위에 제시된 커넥터가 있는 장치의 호환성 문제를 고려하면 USB 커넥터의 첫 번째 버전과 두 번째 버전이 서로 상호 교환 가능하다고 말할 수 있습니다.

USB 버전 2 연결이 있지만 버전 1 연결을 허용하는 특정 장치에는 더 빠른 성능을 나타내는 메시지가 표시될 수 있습니다.

이 컴퓨터 모델은 두 번째 버전을 통해 정보를 수신하도록 설계되었기 때문에 속도가 첫 번째 버전보다 빠릅니다.

즉, 이 장치의 최대 속도 잠재력은 사용되지 않습니다.
두 번째 버전의 커넥터가 있는 최신 장치는 USB의 세 번째 버전에 연결할 수 있으며 USB 3.0 유형 A를 제외하고 두 번째 버전과 관련된 세 번째 버전의 사용은 제외됩니다.

추가 접점은 인터페이스 속도를 높이기 위한 조건을 만듭니다. 이는 세 번째 버전의 USB 커넥터가 있는 최신 케이블 및 장치 모델의 기능입니다.

USB 전원 공급 장치

USB 커넥터가 있는 연결된 장치의 전원은 다음과 같습니다. 2,5 W 그리고 또 4,5 W(세 번째 버전용).

이를 바탕으로 모든 버전의 USB 커넥터에는 전압이 필요합니다. 5 V. 현재까지 0,5 아, 그리고 세 번째 버전의 경우 - 0.9A.

USB 3.0 핀.

이러한 커넥터를 사용하면 플레이어, 메모리 카드, 전화기, 플래시 드라이브(즉, 저전력 장치)와 같은 장치를 자유롭게 연결할 수 있습니다.

그리고 고출력 기술 수단은 외부 전기 네트워크에 연결됩니다.

커넥터 유형

두 번째 및 세 번째 버전의 커넥터는 크기별로 구분됩니다. 미니 USB(작은 크기), 마이크로 USB(더 작은 크기) 그리고 유형별로도 A, B가 있습니다.

USB 2.0 유형 A 커넥터.

무결성을 잃지 않고 두 개 이상의 연결을 견딜 수 있는 능력이 주요 특징인 신뢰할 수 있는 커넥터입니다.

커넥터의 단면은 직사각형 모양이므로 연결 시 추가적인 보호 기능을 제공합니다.

단점은 크기가 크고 모든 최신 장치는 휴대 가능하므로 유사한 유형이지만 크기가 더 작은 커넥터의 개발 및 생산에 영향을 미쳤습니다.

USB 2.0 Type A는 90년대에 도입되었으며 현재까지도 가장 많이 사용됩니다.

키보드, 마우스, 플래시 드라이브 등 상당수의 저전력 장치가 있습니다.

USB 커넥터 버전 2.0 유형 B.

우리는 주로 대형 고정 장치에 적용됩니다. 여기에는 스캐너, 프린터 및 덜 일반적으로 사용되는 ADSL 모뎀이 포함됩니다.

드물지만 이 유형의 케이블은 기술 장치 키트의 일부가 아니기 때문에 장비 자체와 별도로 판매되는 경우가 있습니다. 따라서 전체 장치 세트를 확인하십시오.

이 유형의 커넥터는 유형 A 커넥터만큼 널리 사용되지 않습니다.

정사각형 및 사다리꼴 모양은 모든 유형 B 커넥터에 내재되어 있습니다.

여기에는 미니와 마이크로가 모두 포함됩니다.

"B" 유형 커넥터 단면의 특징은 사각형 모양이므로 다른 유형과 구별됩니다.

두 번째 버전의 미니 USB 커넥터, 유형 B.

이 유형의 커넥터 이름은 크기가 매우 작다는 것을 나타냅니다. 현대 시장에서는 점점 더 소형 제품을 제공하고 있기 때문에 이는 놀라운 일이 아닙니다.

개인용 하드 드라이브, 카드 리더기, 플레이어 및 기타 소형 장치의 사용으로 인해 B 유형과 관련된 USB 미니 커넥터가 매우 인기를 얻었습니다.

이러한 커넥터는 신뢰할 수 없다는 점에 유의해야 합니다. 자주 사용하면 느슨해집니다.

그러나 USB Mini Type A 커넥터 모델의 사용은 극히 제한적입니다.

마이크로 USB 2.0 유형 B 커넥터.

마이크로 USB 커넥터 모델은 미니 USB 모델보다 더 발전되었습니다.

이 유형의 커넥터는 크기가 엄청나게 작습니다.

제시된 이전 미니 유형과 달리 이 커넥터는 고정 및 연결 고정이 매우 안정적입니다.

Micro USB 2.0 커넥터 유형 "B"는 모든 휴대용 장치를 충전하는 데 보편적으로 사용되는 균일한 품질을 인정받았습니다.

시간이 지나면서 모든 제조업체가 이러한 커넥터에 특별히 적합한 장비를 생산하기 시작하면 어떻게 될까요? 아마 보는 데 그리 오랜 시간이 걸리지 않을 것입니다.

그러나이 결정은 모든 현대 제조업체에서 이미 2011 년에 내려졌지만 Micro USB 2.0 유형 "B"커넥터는 아직 모든 장치에 존재하지 않습니다.

USB 세 번째 버전 유형 A 커넥터.

USB 3.0 커넥터는 추가 접점으로 인해 정보 전송 속도가 더 빠릅니다.

이러한 변경으로 인해 피드백 호환성은 계속 유지됩니다. 최신 세대의 컴퓨터와 랩톱에서 사용이 확립되었습니다.

USB 커넥터 세 번째 버전 유형 B.

USB 유형 "B" 커넥터의 세 번째 버전은 두 번째 버전의 USB 커넥터를 연결하는 데 적합하지 않습니다.

중대형 생산성의 주변기기 작동에 사용됩니다.

마이크로 USB 3.0.

최신 고속 외장 드라이브와 SSD 유형 드라이브에는 기본적으로 모두 고속 정보 교환이 특징인 커넥터가 장착되어 있습니다.

매우 높은 품질의 연결을 보유하고 있기 때문에 점점 더 선두적인 위치를 차지하고 있습니다.

커넥터는 컴팩트한 크기로 인해 사용하기 쉽습니다. 이전 제품은 마이크로 USB 커넥터로 간주됩니다.

커넥터 핀아웃USB.

마이크로 USB 커넥터와 미니 USB 커넥터의 주요 차이점

언뜻 보면 이러한 커넥터는 매우 유사합니다. 실제로 이들 종의 기본 매개변수의 특징은 대부분 일치합니다.

그러나 자세히 살펴보면 다음과 같은 차이점을 발견할 수 있습니다.

1. USB 미니 커넥터는 USB 마이크로 커넥터보다 큽니다.
2. USB 마이크로 커넥터 뒷면에 특수 목적 래치가 있습니다.

많은 사용자는 이미 한 가지 유형의 커넥터가 아닌 여러 유형의 커넥터를 갖는 것이 가장 편리하다고 확신하고 있습니다. 왜냐하면 다양한 유형의 장치에는 다양한 유형의 USB 커넥터가 있기 때문입니다.

불행하게도 장치 제조업체는 아직 단일 표준을 제시하지 않았으며 각 유형의 USB 커넥터에는 고유한 목적이 있기 때문에 오랫동안 표준을 제시하지 않을 가능성이 높습니다.

USB형 커넥터는 가정용 기기의 인터페이스 커넥터로 널리 사용되고 있으며, 전문 분야에도 활발히 침투하고 있다. 현대의 다양한 전자기기간 정보교환은 물론, 저전력 단말장치의 원격 전원공급을 제공합니다.

USB 커넥터가 있는 인터페이스 케이블은 시중에서 널리 판매됩니다. 실제로는 실패했거나 단순히 분실한 구매한 케이블을 대체하거나 필요한 길이를 제공하거나 다양한 유형의 USB 포트 사이에 어댑터가 필요한 이러한 유형의 직접 만든 연결 코드가 필요합니다.

USB 커넥터의 특징

전체적으로 USB 인터페이스의 세 가지 주요 버전이 표준화되었으며 각각의 새로운 버전은 정보량의 속도를 높이고 기능을 향상시켰습니다. 동시에, 적용 영역의 확장을 고려하여 플러그의 폼 팩터가 변경되었습니다.

케이블을 장치에 자동으로 연결하는 기능은 연결된 장치가 서로 호환된다는 것을 의미합니다.

USB 케이블 플러그는 전체, 미니 및 마이크로 폼 팩터로 제공됩니다. 유형 A 플러그는 항상 중앙 장치에 포함되고 유형 B 플러그는 주변 장치 서비스용입니다. 또한 플러그는 유형 M(영국식 수 플러그)과 F(영국식 암 플러그)로 구분됩니다. ).

색상별 USB 케이블 배선

핀아웃USB 커넥터버전 2 인터페이스 케이블은 4개의 와이어(미니 및 마이크로 버전 - 5개 와이어)를 사용하는 반면, 버전 3에서는 와이어 수가 9개로 늘어납니다.

USB 커넥터 배선아래 표에 표시된 대로 표준 케이블의 전선에 특정 색상이 지정되어 있다는 사실로 인해 작업이 더 쉬워졌습니다.

B 유형의 미니 및 마이크로 커넥터의 다섯 번째 와이어는 사용되지 않지만 A 유형의 커넥터에서는 GND 와이어와 단락됩니다.

스크린 배수선(있는 경우)에는 별도의 번호가 할당되지 않습니다.

다양한 유형의 플러그 핀에 걸쳐 USB 인터페이스 버전 2의 전선 분포에 대한 요약이 아래 그림에 나와 있습니다.

색상별 USB 케이블 배선

USB 3.0 핀아웃

USB 버전 3의 경우 핀 레이아웃은 아래 그림과 같습니다.

색상별 USB 3.0 케이블 배선

케이블을 만들 때 개별 와이어와 실드가 플러그의 해당 접점에 납땜됩니다.

USB(범용 직렬 버스) - USB 데이터 전송 인터페이스는 오늘날 널리 퍼져 있으며 휴대폰, PC, MFP, 테이프 레코더 및 기타 장치 등 거의 모든 장치에 사용되며 데이터 전송 및 휴대폰 배터리 충전에 모두 사용됩니다.

USB 커넥터의 종류.

USB 커넥터에는 다양한 유형이 있습니다. 아래에 모두 나와 있습니다.

A형- 활성 전원 공급 장치(컴퓨터, 호스트). 유형 비- 수동적이고 연결된 장치(프린터, 스캐너)

색상별 USB 케이블 핀 배치.

USB 2.0 핀아웃.

USB는 직렬 버스입니다. 4개의 차폐선을 사용합니다. 2개는 전원용(+5v 및 GND)이고 2개는 차동 데이터 신호용(D+ 및 D-로 표시됨)입니다.

USB 마이크로

USB 마이크로는 2011년부터 휴대폰, MP3 및 기타 장치에 사용되었습니다. 마이크로는 미니 커넥터의 최신 변형입니다. 커넥터를 연결하는 장점이 있으며 커넥터가 플러그에 단단히 연결되어 견고한 연결을 제공합니다.