¿Quién inventó la interfaz USB?
El nombre completo de USB es Universal Serial Bus, que puede conectar hasta 127 periféricos. Debido a sus ventajas de intercambio en caliente y plug-and-play, la interfaz USB se ha convertido en una interfaz estándar para escáneres. USB tiene dos especificaciones, USB1.1 y USB2.0.
USB1.1 es la especificación USB universal actual. Su velocidad de transmisión es de 12 Mbps en modo de alta velocidad y de 1,5 Mbps en modo de baja velocidad. Nota: B aquí significa bit, 1 MB/s (megabytes/segundo) = 8 MBPS (megabits/segundo), 12 mbps = 1,5 mb/s Actualmente, los escáneres domésticos de gama baja son principalmente del tipo de interfaz USB.
La especificación USB2.0 se desarrolla a partir de la especificación USB1.1. Su velocidad de transmisión alcanza los 480 Mbps, que son 60 MB/s cuando se convierte en MB, suficiente para cumplir con los requisitos de velocidad de la mayoría de los periféricos. La interfaz de controlador de host mejorada (EHCI) en USB 2.0 define una arquitectura compatible con USB 1.1. Los dispositivos USB 1.1 se pueden controlar con controladores USB 2.0. En otras palabras, todos los dispositivos que admiten USB 1.1 se pueden usar directamente en la interfaz USB 2.0 sin preocuparse por problemas de compatibilidad. También se pueden usar cables, enchufes y otros accesorios USB directamente.
En la actualidad, todos los hosts tienen interfaces USB, por lo que la aplicación de almacenamiento óptico USB es extremadamente conveniente. Como interfaz para dispositivos de almacenamiento óptico externos, la aplicación es bastante flexible. No es necesario agregar equipos adicionales a la interfaz, lo que reduce la inversión.
Ver detalles a continuación.
La revolución de las interfaces periféricas de PC: IEEE1394 y USB
A medida que aumenta la cantidad de intercambio de datos en la actualidad, las interfaces periféricas tradicionales EPP y ECP gradualmente se sienten inadecuadas y difíciles de soportar. Para paliar esta contradicción, varios fabricantes han lanzado sus propias soluciones. Entre ellos, IEEE1394 defendido por VIA Electronics y USB defendido por Intel Corporation son los más competitivos. El USB parece tener una ligera ventaja por el momento. Por lo tanto, nuestros ojos están naturalmente dirigidos a ellos. ¡Hoy, el autor te llevará a apreciar su elegancia!
1. Datos técnicos básicos e historial de desarrollo
USB, la abreviatura de Universal Serial Bus, si se traduce directamente al chino, es la interfaz "Universal Serial Bus". Es un sistema de bus serie de voltaje de 5 V que admite funciones plug-and-play y de intercambio en caliente. Se pueden conectar hasta 127 dispositivos USB simultáneamente, con el ancho de banda dividido en partes iguales entre cada dispositivo. Nacido en 1994. En ese momento, fue lanzado conjuntamente por varios "gigantes" de la industria de las PC: Compaq, IBM, Intel y Microsoft. Su objetivo es unificar las interfaces de periféricos como impresoras, módems externos, escáneres, ratones, etc. , reemplazando así el puerto serie, el puerto paralelo y la interfaz PS/2 anteriores, facilitando la instalación y el uso. Sin embargo, el verdadero estándar USB se lanzó en 1996. El estándar en ese momento era USB1.0, pero sabemos que se deben cumplir tres condiciones para que una interfaz sea popular: un estándar unificado, buen soporte para plataformas operativas populares y una gran cantidad de productos que admitan el estándar. Debes saber que Win95 no es compatible con USB. Por lo tanto, el estándar USB promulgado en 1996 se convirtió en papel de desecho. Por lo tanto, aunque muchos conjuntos de chips de placas base anteriores a 1998 también pueden admitir USB, los fabricantes de placas base sin excepción no proporcionan interfaces USB, e incluso las placas base no tienen puertos USB, por lo que no se pueden encontrar productos USB.
No fue hasta 1998 que USB marcó el comienzo de una verdadera primavera: primero, los gigantes de la industria se sentaron y formularon el estándar USB1.1, haciendo que la tecnología USB fuera más madura y confiable, luego se lanzó Win98, anunciando soporte oficial para la interfaz USB; USB realmente desarrollado (Nota: antes de Win98, Win97 (Win95 OS/2) también admitía USB, pero no se usaba ampliamente)
IEEE1394, también conocido como "FireWire" o "FireWire". Ya en 1985, Apple comenzó a investigar la tecnología FireWire y logró excelentes resultados. Pero fue 10 años después que este estándar se estableció formalmente. Es un estándar de bus formulado oficialmente por IEEE (Instituto de Ingenieros Eléctricos y Electrónicos) en 1995. IEEE ha desarrollado con éxito muchos estándares importantes en la industria y IEEE1394 es uno de ellos. Debido a que la velocidad de transferencia de datos de IEEE1394 es bastante rápida, a veces se le denomina "bus serie de alta velocidad". En comparación con el bus USB, la velocidad de IEEE1394 es obviamente mucho mayor, pero aún no es adecuada para PC. En términos de sistema operativo, Win98 ha brindado soporte y el efecto es bueno, el mayor obstáculo para la promoción; IEEE1394 es el producto, porque el chip de la placa base del grupo casi no tiene soporte directo para IEEE1394, y para implementarlo, debe depender de un chip de control externo, lo que sin duda aumenta considerablemente el costo del producto. Esto es algo que los fabricantes y clientes no están dispuestos. Por lo tanto, las placas base en el mercado que admiten la interfaz IEEE1394 son muy pocas. La placa base no lo admite y los productos con interfaces IEEE1394 seguirán mostrándose incluso después de comprarlos, por lo que a nadie le importa, por supuesto, pocos fabricantes están dispuestos a tocarlo; Entonces, en la actualidad, la situación de IEEE1394 no es optimista. IEEE1394 es más popular que USB en otros aspectos, como dispositivos de información y servidores de alta gama. IEEE1394 se ha convertido en la mejor opción en este campo debido a su velocidad ultrarrápida.
2. Datos técnicos detallados
USB: hasta ahora hay tres estándares: USB1.0 lanzado en 0996, USB1.1 lanzado en 0998 y el último estándar USB2 recién lanzado. 0. La mayor diferencia entre estos tres estándares es la velocidad de transmisión de datos, y también se han mejorado otros aspectos en diversos grados. En términos generales, el USB 2.0 actual es muy completo y la velocidad ha alcanzado un nuevo nivel. La siguiente tabla enumera los parámetros técnicos de varios estándares USB y los compara con IEEE1394. Espero que le resulte útil.
USB1.1
USB2.0
Ieee 1394 (versión 1995)
Tasa de transferencia
1.5 Mbps
480Mbps
400Mbps
Longitud de soporte
5 metros
5 metros (hub 30 metros)
4,5 metros
Sistemas compatibles
Win95 OS/2 y Win98
Win98
Win98
Funciones compatibles
Plug and play, intercambiable en caliente
Plug and play, intercambiable en caliente
Plug and play, intercambiable en caliente
Dispositivos compatibles
127
127
63
Los anteriores son solo algunos números e indicadores aburridos, consulte Parece un poco aburrido . De hecho, la interfaz USB es mucho más que eso y no se puede explicar claramente con sólo unos pocos números y diagramas. USB sigue siendo un sistema en cascada. Podemos usar el concentrador USB para convertir la interfaz USB en "uno a dos" y "uno a muchos" para que la máquina pueda conectar más dispositivos USB. Pero en el uso real, una vez que el sistema USB1.1 se conecta a más de tres dispositivos y se usa al mismo tiempo, la velocidad ya es inaceptable, por lo que no se menciona la compatibilidad con dispositivos llamados "127", sino 480 Mbps ( 60 MB/S) de velocidad de USB2.0 Este problema se aliviará en gran medida.
El cable de datos USB consta de dos pares de cables, un par de cables de datos y un par de cables de alimentación.
El cable de alimentación puede proporcionar un voltaje de 5 V al dispositivo USB y la corriente máxima permitida es de 500 mA. No es una cifra enorme, pero es mejor que nada y puede satisfacer las necesidades de algunos dispositivos que consumen menos energía. A través de un dispositivo de interconexión USB dedicado, el puerto USB también se puede utilizar para lograr una conexión en red de dos máquinas. La velocidad es USB1.1 y el estándar alcanza los 12 Mbps (1,5 MB/S). Desafortunadamente, sólo puede utilizarse para un simple intercambio de datos y no puede considerarse una red real.
IEEE 1394: USB tiene diferentes tasas de mejora incremental. IEEE1394: USB tiene un punto de partida alto cuando se lanza, con velocidades de hasta 100 Mbps, 200 Mbps y 400 Mbps, decenas de veces más altas que el estándar USB actual. El estándar P1394b que se lanzará en el futuro aumentará la velocidad a 800 Mbps o incluso 1,6 Gbps, convirtiéndolo en el "rey de la velocidad" indiscutible en este campo, mientras que el orgulloso USB 2.0 de Intel todavía está muy por detrás. Esto se debe al método de codificación único de IEEE-DSLINK. De esta manera, IEEE1394 solo necesita dos pares de pares trenzados para lograr una velocidad de transmisión muy alta (por encima de 200 Mbps como USB, también tiene su propia línea de suministro de energía); Puede proporcionar un voltaje variable de 8-40 V y la corriente máxima permitida alcanza aproximadamente 1,5 A, por lo que puede alimentar dispositivos con un consumo de energía inferior a 60 W, que es mucho mayor que los 2,5 W del USB. Sin embargo, IEEE1394 sólo puede conectar hasta 63 dispositivos, que es sólo la mitad del USB. Sin embargo, debido a la asombrosa velocidad de IEEE1394 y las necesidades de las aplicaciones diarias, parece que los 63 dispositivos de IEEE1394 son más prácticos y útiles que los 127 dispositivos de USB. La diferencia entre este y el USB es que actualmente (de hecho, comenzó hace unos años) la mayoría de los chips Southbridge integran controladores USB, por lo que sus costos son menores, pero tienen un cierto impacto en el rendimiento del sistema, pero IEEE1394 es diferente; Hasta el momento, no existe ningún chipset de placa base que admita directamente IEEE1394. Para admitir IEEE1394, es necesario conectar un chip de control o una placa de control, lo que aumenta el costo. Pero el autor cree que es "barato pero no bueno". De hecho, USB e IEEE 1394 son muy similares a las dos interfaces de un disco duro: IDE e IDE. Aunque el primero tiene un rendimiento ligeramente inferior, es más barato y se parece a un USB, lo que parece no venir al caso. Volvamos a IEEE1394. Hay tres pares de cables en la línea de transmisión IEEE1394, dos de los cuales son pares trenzados que se utilizan para la transmisión de datos. También hay un par de cables de alimentación que se utilizan para proporcionar un voltaje de 8-40 V al dispositivo, como se muestra en la imagen, con una capa aislante en el medio.
3. Estado de la solicitud y perspectivas
USB: se puede decir que la interfaz USB actual es una brisa primaveral. Swordsman, ¿alguna vez has notado que todas las placas base del mercado tienen al menos dos puertos USB? El puerto paralelo fue absorbido porque las impresoras USB surgieron una tras otra; el puerto serie fue absorbido porque los módems USB también eran productos nuevos; la interfaz PS/2 fue absorbida porque los ratones USB se hicieron populares; Además, los altavoces USB están entrando gradualmente en el campo de visión de las personas como una tecnología completamente nueva. Los periféricos de PC emergentes, como cámaras digitales, videocámaras, escáneres, reproductores de MP3, almacenamiento externo de gran capacidad, etc., utilizan interfaces USB. muestra el dominio actual de la tecnología USB en este campo. Pero en algunos aspectos, el estado de la interfaz USB será reemplazado gradualmente por IEEE1394. Analiza las razones.
Velocidad de transmisión lenta
Aunque en comparación con los puertos serie tradicionales y los puertos paralelos, el USB ha alcanzado un nivel muy alto, pero una vez comparado con IEEE1394, que se cuenta como "G", El USB inmediatamente palidece en comparación. Este es el mayor obstáculo para la unificación de las interfaces periféricas de PC por parte del USB, y también es fatal. Aunque el actual estándar USB2.0 ha llevado su velocidad al nivel actual IEEE1394, el próximo nuevo estándar IEEE1394 romperá inmediatamente el sueño del USB de superar al IEEE1394 en velocidad. Dicho esto, es posible que algunos amigos no puedan evitar hacer esta pregunta: ¿necesitamos una velocidad tan alta? A la larga, la respuesta es definitivamente: ¡sí! Porque en el futuro, debido a las mejoras tecnológicas, se necesitarán velocidades de transmisión muy altas.
Un ejemplo sencillo es un módem. Por razones técnicas actuales, el ancho de banda de la conexión de red es de sólo 56 Kbps, por lo que incluso las conexiones de puerto paralelo y serie son adecuadas, y mucho menos USB, pero con la llegada de ADSL y CableModem, la velocidad puede alcanzar de 1 a 10 Mbps; ¿Sigues pensando que el puerto paralelo y el puerto serie son suficientes? Incluso la interfaz USB parecerá insuficiente. Además, si un día la red troncal de fibra óptica entra en casa, su velocidad será muy rápida... Por lo tanto, debemos señalar que las velocidades de transmisión extremadamente altas, por supuesto, no son sólo una decoración. En este punto, el USB sin duda se está quedando atrás.
Sistema de conexión centrado en PC
¿Esto también es una desventaja? ¡Por supuesto que lo es! El llamado centrado en la PC significa que el USB no puede existir independientemente de la PC como IEEE1394, sino que solo puede existir en el sistema de la PC. Esto muestra las limitaciones de la tecnología USB. De hecho, con el desarrollo de la tecnología, cada vez entrarán más periféricos en nuestras vidas. Para reducir la carga sobre el sistema host, tenemos que entregar algunos datos a los periféricos para su procesamiento. En este momento, debe haber un bus entre los dos periféricos para conectarse. En este momento, el USB no puede hacer nada, como escanear e imprimir una fotografía. Hoy tenemos que controlarlo con la PC como centro. De hecho, esto es un inconveniente, pero en el futuro solo necesitará encender el escáner y la impresora, lo que simplifica enormemente el trabajo. Para lograr esto, debemos tener una interconexión de alta velocidad entre los dos; obviamente, el USB, que debe estar centrado en la PC, no puede soportar esta pesada tarea y el IEEE1394, que admite el protocolo "punto a punto", puede hacerlo fácilmente; cumplir este rol.
Modo de transmisión asíncrona
Debido a que los datos transmitidos por el bus USB deben ser procesados por la CPU del host, no es un bus de transmisión síncrono; el bus de transmisión asíncrono se implementa utilizando nuestro método , lo que provocará graves retrasos. Como resultado, las nuevas tecnologías, como las cámaras digitales en tiempo real, no favorecerán el bus USB en el futuro. Y su rival IEEE1394 puede hacerlo fácilmente.
A través de los puntos anteriores, podemos prever claramente el futuro del USB. Según el análisis del autor, en la gama media a alta, los dispositivos que requieren un alto tráfico de datos ya no estarán subordinados a las interfaces USB de baja velocidad. Estos productos son cámaras digitales, discos duros externos, etc.; USB e IEEE1394 seguramente competirán ferozmente en el medio. Estos productos son reproductores de MP3, escáneres, etc. Sin embargo, los dispositivos de baja velocidad monopolizarán completamente el USB, como el mouse y el teclado PS/2, y en otros aspectos, el USB perderá por completo frente a IEEE1394.
IEEE1394: En marcado contraste con la situación actual del USB, IEEE1394 está en desventaja en PC. Actualmente sólo hay unos pocos costosos que la placa base puede soportar directamente. Sólo hay un puñado de tarjetas IEEE1394 y los periféricos que utilizan IEEE1394 son aún más difíciles de encontrar. Sólo algunos discos duros externos y cámaras digitales que están realmente en mal estado. Aunque técnicamente hablando, USB no es de ninguna manera un rival de IEEE1394, el establecimiento de un estándar exitoso en la industria se ve afectado por muchos otros factores además de la tecnología, y USB claramente tiene la ventaja en estos aspectos. Sin embargo, después de todo, la calidad de la tecnología sigue siendo lo más importante. Por lo tanto, según el análisis del autor, en el futuro, IEEE1394 reemplazará gradualmente al USB actual en algunos campos, y en algunas aplicaciones emergentes, como la conexión en cascada entre periféricos, IEEE1394 es nuestra única opción. Debido a que el futuro P1394b puede alcanzar velocidades extremadamente altas, y debido a que IEEE1394 puede transmitirse en tiempo real sin demora, podemos lograr fácilmente cosas en las que ni siquiera podemos pensar hoy: transmisión de DVD en tiempo real, grabación MPEG-2 en tiempo real. después de disparar con una cámara digital Transmisión de video 3D suprimida en tiempo real... ¡realmente genial! En el futuro, la distancia de transmisión de IEEE1394 también alcanzará 20 veces la del USB, es decir, 100 metros y aún se puede conectar en cascada, estos están fuera del alcance del USB, por lo que en estas ocasiones, IEEE1394 es el rey absoluto; y en aplicaciones de rango medio, es muy posible que haya una batalla prolongada con el USB y el resultado es impredecible.
De hecho, no es difícil ver aquí que, aunque USB e IEEE1394 son dos nuevas tecnologías similares con muchas características similares, creo que no son como los actuales DDR y RAMBUS, SOCKET 370 y SOCKET A. hay que vivir y morir. En opinión del autor, son más parecidos a IDE y SCSI en los discos duros, con diferente posicionamiento, por lo que es muy probable que coexistan USB e IEEE1394. Aquí hago una predicción audaz: en un futuro próximo, es probable que nuestras PC solo tengan dos interfaces en la parte posterior: USB e IEEE1394. La interfaz actual de teclado y mouse PS/2 será reemplazada por USB, al igual que las impresoras. Los periféricos avanzados de hoy, como cámaras digitales, videocámaras, discos duros externos, escáneres y reproductores de MP3, cumplirán con IEEE1394, y las interfaces de audio se anexarán a IEEE1394. En cuanto a si es como esperaba el autor, también podemos esperar y ver.