Tìm hiểu xem USB là gì?
computer-tips 01:33
1. Định nghĩa :
USB (Universal Serial Bus) là một chuẩn kết nối tuần tự trong máy tính. 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-là-chạy (plug-and-play) mà với tính năng gắn nóng (hot swapping) thiết bị (cắm và ngắt các thiết bị không cần phải khởi động lại hệ thống).
2. Quy trình làm việc của USB
Sơ đồ 4 đường trong USB ở một dây dẫn kết nối USB; trong đó: 1, 4 là đường nguồn 5Vdc; 2, 3 là đường tín hiệu; Chuẩn A cắm vào máy tính, chuẩn B cắm vào thiết bị ngoại vi.
USB (Universal Serial Bus) là một chuẩn kết nối tuần tự trong máy tính. 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-là-chạy (plug-and-play) mà với tính năng gắn nóng (hot swapping) thiết bị (cắm và ngắt các thiết bị không cần phải khởi động lại hệ thống).
2. Quy trình làm việc của USB
Sơ đồ 4 đường trong USB ở một dây dẫn kết nối USB; trong đó: 1, 4 là đường nguồn 5Vdc; 2, 3 là đường tín hiệu; Chuẩn A cắm vào máy tính, chuẩn B cắm vào thiết bị ngoại vi.
Khi một máy tính được cấp nguồn, nó truy vấn tất cả thiết bị được kết nối 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 kết nối vào đường truyền. Máy tính cũng tìm ra từ mỗi thiết bị cách truyền dữ liệu nào mà nó cần để hoạt động:
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. Những dòng dữ liệu giũa 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 phần trăm của 480 Mbps băng thông cho phép.
Sau khi 90 phần trăm 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 mọi băng thông còn lại (ít nhất 10 phần trăm).
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 một 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.
3. Những đặc trưng của USB
USB có những đặc trưng sau đây:
Mở rộng tới 127 thiết bị có thể kết nối cùng vào một máy tính trên 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 high speed (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 trí các thiết bị giải trí số như SmartPhone, PocketPC ngày nay sử dụng các cổng USB để xạc 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.
4. USB 2.0
Chuẩn USB phiên bản 2.0 được đưa ra vào tháng tư năm 2000 và xem như bản nâng cấp của USB 1.1.
USB 2.0 (USB với loại tốc độ cao) mở rộng băng thông cho ứng dụng đa truyền thông và truyền với tốc độ nhanh hơn 40 lần so với USB 1.1. Để có sự chuyển tiếp các thiết bị mới và cũ, USB 2.0 có đầy đủ khả năng tương thích ngược với những thiết bị USB trước đó và cũng hoạt động tốt với những sợi cáp, đầu cắm dành cho cổng USB trước đó.
Hỗ trợ ba chế độ tốc độ (1,5 Mbps; 12 Mbps và 480 Mbps), USB 2.0 hỗ trợ 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 hệ thống lưu trữ lớn. Sự phát triển của chuẩn USB 2.0 đã cho phép những nhà phát triển phần cứng phát triển các thiết bị giao tiếp nhanh hơn, thay thế các chuẩn giao tiếp song song và tuần tự cổ điển trong công nghệ máy tính. USB 2.0 và các phiên bản kế tiếp của nó trong tương lai sẽ giúp các máy tính có thể đồng thời làm việc với nhiều thiết bị ngoại vi hơn.
Hiện nay, nhiều máy tính cùng tồn tại song song hai chuẩn USB 1.1 và 2.0, người sử dụng nên xác định rõ các cổng 2.0 để sử dụng hiệu quả. Thông thường hệ điều hành Windows có thể cảnh báo nếu một thiết bị hỗ trợ chuẩn USB 2.0 được cắm vào cổng USB 1.1.
5. Hub USB
Một USB hub cho ra 4 cổng USB 2.0
Phần lớn những máy tính ta mua ngày nay có hai hoặc nhiều hơn một chút (có thể là 8 đến 10) đầu cắm USB được thiết kế sẵn trên các cổng xuất vào/ra hoặc các đầu cắm trên bo mạch chủ. Tuy nhiên người sử dụng có thể sử dụng các thiết bị ngoại vi hơn số cổng sẵn có qua khả năng mở rộng thiết bị trên các cổng USB thông qua các USB hub.
Các hub này có thể mở rộng ra rất nhiều cổng và nếu chúng được cung cấp nguồn điện từ bên ngoài (sử dụng các bộ adapter cấp nguồn riêng) sẽ cho phép các thiết bị USB sử dụng năng lượng từ hub mà không bị hạn chế bởi công suất giới hạn trên cổng USB trên máy tính.
Các USB hub hiện nay rất đa dạng về chủng loại, chuẩn hỗ trợ, số cổng mở rộng, hình dạng và thiết kế tích hợp. Nhiều thiết bị ngoại vi đã tích hợp các hub giúp cho người sử dụng dễ dàng cắm các thiết bị kết nối qua cổng USB, màn hình máy tính, bàn phím máy tính...cũng có thể được tích hợp USB hub.
Lưu ý: Một số thiết bị ngoại vi sử dụng các cổng USB để cấp nguồn cho chúng (như các ổ đĩa cứng gắn ngoài không có nguồn độc lập) với yêu cầu cắm vào đồng thời hai cổng USB thì điều này có nghĩa rằng chúng cần một công suất lớn hơn so với khả năng cung cấp của một cổng USB trên máy tính. Nếu sử dụng USB hub loại không có nguồn điện ngoài thì cũng trở thành vô 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 cấp điện năng quá tải giới hạn cho mỗi đầu ra USB.
6. USB 3.0
USB 3.0 là chuẩn mới nhất trong giao tiếp giữa máy tính và các thiết bị ngoại vi (máy ảnh số, thiết bị nghe nhạc cầm tay, điện thoại, ổ cứng di động...). Nó là sự thay thế cho chuẩn USB 2.0
USB 3.0 cải tiến đáng kể về hiệu suất so với chuẩn USB 2.0 đang phổ biến. Một số các thiết bị tương thích với chuẩn USB 3.0 cũng đã được ra mắt trên thị trường. USB 3.0 cung cấp tốc độ nhanh gấp 10 lần so với tốc độ truyền tải dữ liệu của USB 2.0.
Với thiết kế song hướng cho phép dữ liệu được gửi và nhận đồng thời, điều mà các phiên bản USB trước không làm được.
Những thay đổi triệt để nhất được giới thiệu của USB 3.0 là sử dụng tín hiệu quang học (optical). Khi đó cần một loại cáp nối quang học để kết nối thiết bị USB 3.0 với máy tính của bạn.
Với thiết kế song hướng cho phép dữ liệu được gửi và nhận đồng thời, điều mà các phiên bản USB trước không làm được.
Những thay đổi triệt để nhất được giới thiệu của USB 3.0 là sử dụng tín hiệu quang học (optical). Khi đó cần một loại cáp nối quang học để kết nối thiết bị USB 3.0 với máy tính của bạn.
Tốc độ của USB 3.0
USB 2.0 có tốc độ truyền tải dữ liệu tối đa là 480 Mbps. Chuẩn giao tiếp mới có tốc độ nhanh gấp 10 lần chuẩn cũ. Tức là tốc độ của USB 3.0 đạt gần 5 Gbps. Bạn cũng có thể hiểu nôm na rằng, với chuẩn giao tiếp mới này, thời gian để truyền đi 25 GB sẽ giảm xuống chỉ còn khoảng 70 giây
Tốc độ truyền tải dữ liệu siêu nhanh làm USB 3.0 trở thành một sự lựa chọn hoàn hảo khi bạn muốn sao lưu một lượng lớn tranh ảnh, clip định dạng MP4, hoặc dữ liệu từ ổ cứng.
Không chỉ nhanh mà còn hiệu quả
Nhờ vào tính năng nâng cao hiệu quả truyền dữ liệu bằng việc truyền song hướng (dual simplex) thay vì truyền đơn hướng (half duplex). Bạn sẽ không gặp vấn đề sao chép các tập tin vào một thiết bị USB 3.0 và xóa các tập tin trên thiết bị cùng một lúc. Để làm được kiểu này, nhà sản xuất đã thêm 4 kết nối mới (2 để truyền và 2 để nhận dữ liệu) nâng tổng số kết nối lên 8 (so với 4 của USB 2.0).
Khả năng tương thích ngược
USB 3.0 vẫn tương thích ngược với USB 2.0. Vì vậy, thiết bị này có thể kết nối vào cổng USB 2.0(với tốc độ USB 2.0) và ngược lại. Nếu bạn có một thiết bị USB 3.0 mới, như ổ cứng gắn ngoài có giao tiếp USB 3.0, bạn vẫn có thể sử dụng nó trên máy tính của bạn bè bạn.
- Máy in
- Máy quét
- Chuột
- Cần điều khiển trò chơi (Joystick).
- Máy camera số
- Bo mạch âm thanh gắn ngoài.
- Webcam
- Modem giao tiếp thông qua USB thay cho cổng RJ-45 thông thường, thường thấy ở các modem ADSL hiện nay.
- Loa: Một số loại chỉ loa công suất thấp chỉ lấy nguồn từ đầu cắm USB (chúng vẫn cắm đường tín hiệu âm thanh từ bo mạch âm thanh thông thường, một số loại loa công suất cao chỉ lấy tín hiệu từ USB (chúng sử dụng nguồn điện riêng).
- Điện thoại VoIP: Điện thoại gọi thông qua Internet.
- Kết nối với các điện thoại di động, Điện thoại thông minh (SmartPhone), Thiết bị hỗ trợ cá nhân...
- Kết nối với những thiết bị lưu trữ mở rộng như: ổ Zip, ổ cứng gắn ngoài, ổ quang gắn ngoài, Ổ USB...
- Kết nối mạng giữa hai máy tính thông qua cáp USB.
- Các bộ chuyển đổi cổng: USB thành RS-232; USB thành PS/2; USB thành cổng Print truyền thống...
- Các bộ điều hợp sử dụng chuẩn giao tiếp USB: Hồng ngoại, bluetooth, Wifi...
- Các thiết bị nghiên cứu khoa học sử dụng giao tiếp USB để kết nối với máy tính.
(tổng hợp)
Được đăng bởi Unknown
lúc 01:33.
Trong thư mục
computer-tips
.
Theo dõi bình luận mới cho bài này từ RSS 2.0
