Cómo funcionan los puertos USB

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Cables USB le permiten conectar los accesorios a tu ordenador.
Cualquier equipo que usted compra hoy viene con uno o más conectores de Bus serie Universal . Estos conectores USB le permiten conectar ratones, impresoras y otros accesorios tu PC rápida y fácilmente. El sistema operativo soporta USB, para que la instalación de los controladores de dispositivo es rápido y fácil, también. En comparación con otras formas de conectar dispositivos al ordenador (incluyendo puertos paralelos, puertos seriales y tarjetas especiales que se instalación dentro de la caja de la computadora), los dispositivos USB son increíblemente simples.
En este artículo analizaremos los puertos USB de un usuario y un punto de vista técnico. Verdaderamente es un increíble sistema usted aprenderá por qué el sistema USB es tan flexible y cómo es capaz de soportar tantos dispositivos tan fácilmente.
Cualquiera que haya estado con computadoras durante un tiempo sabe el problema que el Bus serie Universal está intentando resolver--en el pasado, conectar los dispositivos a los equipos ha sido un verdadero dolor de cabeza.
  • Impresoras conectadas a puertos de impresora paralela, y mayoría de los ordenadores sólo vino con uno. Cosas como medios de almacenamiento externos, que necesitan una conexión de alta velocidad en la computadora, utilizaría el puerto paralelo, a menudo con un éxito limitado y no hay mucha velocidad.
  • Los módems utilizan el puerto serie, pero también algunas impresoras y una variedad de cosas extrañas como asistentes personales digitales (PDAs) y cámaras digitales. Mayoría de las computadoras tenía a lo sumo dos puertos seriales, y eran muy lentos en la mayoría de los casos.
  • Dispositivos que necesitan conexiones más rápidas vinieron con sus propias tarjetas, que tuvieron que encajar en una ranura de tarjeta dentro de la caja de la computadora. Por desgracia, se limita el número de ranuras para tarjetas y alguna de las tarjetas son difícil de instalar.
El objetivo del USB es poner fin a todos estos dolores de cabeza. El Universal Serial Bus le da una forma única, estandarizada, fácil de usar para conectar hasta 127 dispositivos a un ordenador.
Casi todos los periféricos hecho ahora viene en una versión USB. Una muestra la lista de los dispositivos USB que se pueden comprar hoy en día incluye:
  • Impresoras
  • Escáneres
  • Ratones
  • Palancas de mando
  • Yugos de vuelo
  • Cámaras digitales
  • Webcams
  • Dispositivos de adquisición de datos científicos
  • Módems
  • Altavoces
  • Teléfonos
  • Teléfonos de video
  • Dispositivos de almacenamiento
  • Conexiones de red
En la siguiente sección, analizaremos los conectores que permiten su computadora para comunicarse con estos dispositivos y cables USB.
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El zócalo rectangular es una típica toma USB.

Conectores y Cables USB

Conectar un dispositivo USB a un ordenador es simple--usted encontrar el conector USB en la parte posterior de la máquina y enchufe el conector USB.
Si es un nuevo dispositivo, el sistema operativo lo detecta y pide el disco del controlador. Si el dispositivo ya ha sido instalado, la computadora activa y empieza a hablar con él. Los dispositivos USB se pueden conectar y desconectar en cualquier momento.
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Un típico conector USB, llamado conexión "A"
Muchos dispositivos USB vienen con su propio cable integrado y el cable tiene una conexión "A" en él. Si no, entonces el dispositivo tiene un zócalo en lo que acepta un conector USB "B".
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Una conexión típica de "B"
La norma USB utiliza conectores "A" y "B" para evitar confusiones:
  • "A"conectores hacia"arriba"la computadora.
  • "B"conectores"aguas abajo"la cabeza y conectarse a dispositivos individuales.
Mediante el uso de diferentes conectores en el extremo aguas arriba y aguas abajo, es imposible siempre confundo--si se conecta el conector "B" de cualquier cable USB en un dispositivo, sabes que va a funcionar. Del mismo modo, puede enchufar cualquier conector "A" cualquier "A" zócalo y sabe que va a funcionar.
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Concentradores USB

Mayoría de los ordenadores que compra hoy cuentan con al menos una o dos tomas USB. Pero con tantos dispositivos USB en el mercado, fácilmente de órbitas muy rápidamente. Por ejemplo, tienes un teclado, ratón, impresora, micrófono y webcam todo funcionando en la tecnología USB, así que la pregunta obvia es, "¿Cómo que conectes todos los dispositivos?"
La solución fácil al problema es comprar un hub USB barato. El estándar USB soporta hasta 127 dispositivos y concentradores USB son una parte de la norma.
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Un hub de cuatro puertos USB típico acepta 4 conexiones de "A".
Un cubo tiene típicamente cuatro nuevos puertos, pero puede tener muchos más. Enchufe el cubo en el ordenador y luego conecte sus dispositivos (u otros concentradores) en el centro. Encadenando los ejes, se pueden construir hasta decenas de puertos USB disponibles en un único ordenador.
Los ejes pueden ser alimentados o unpowered. Como verá en la siguiente página, el USB estándar permite dispositivos que obtienen su poder de su conexión USB. Un dispositivo de alta potencia como una impresora o escáner tendrá su propia fuente de alimentación, pero baja potencia dispositivos como cámaras digitales y ratones llegar su poder desde el autobús con el fin de simplificarlas. La potencia (hasta 500 miliamperios de 5 voltios para USB 2.0) y 900 miliamperios para USB 3.0 proviene de la computadora. Si tienes un montón de dispositivos autoalimentados (como impresoras y escáneres), entonces no necesita ser alimentado su hub--ninguno de los dispositivos de conexión al hub necesita energía adicional, así que el equipo puede hacerlo. Si usted tiene un montón de los dispositivos como ratones y cámaras, probablemente necesite un concentrador. El centro tiene su propio transformador y suministra energía al autobús para que los dispositivos no sobrecarguen la fuente de la computadora.

El proceso de USB

Cuando se enciende el anfitrión, consultas de todos los dispositivos conectados al bus y asigna a cada uno una dirección. Este proceso se denomina enumeración --dispositivos también se enumeran cuando se conectan al bus. El anfitrión también entera de cada dispositivo qué tipo de datos transferencia desea realizar:
  • Interrupción - un dispositivo como un ratón o un teclado, que estará enviando datos muy poco, elegiría el modo de interrupción.
  • A granel - un dispositivo como una impresora, que recibe datos en un paquete grande, utiliza el modo de transferencia a granel. Un bloque de datos se envía a la impresora (en paquetes de 64 bytes) y verificado para asegurarse de que es correcto.
  • Isochronous - un dispositivo de transmisión (como oradores) utiliza el modo isócrono. Flujos de datos entre el dispositivo y el host en tiempo real y allí no está corrección de errores.
El anfitrión también puede enviar comandos o parámetros de consulta con los paquetes de control.
Como dispositivos se enumeran, el anfitrión lleva la cuenta del ancho de banda total que todos los isócronos y dispositivos de interrupción están solicitando. Pueden consumir hasta un 90% de los 480 Mbps de ancho de banda disponible (USB 3.0 aumenta la velocidad de 4,8 gigabits por segundo). Después de que el 90 por ciento se utiliza para arriba, el anfitrión deniega el acceso a cualquier otro isócrono o interrumpe dispositivos. Control de paquetes y paquetes para las transferencias a granel utilizan cualquier ancho de banda sobrado (menos del 10 por ciento).
El Universal Serial Bus divide el ancho de banda disponible en marcos, y el anfitrión controla los marcos. Marcos contienen 1.500 bytes, y un nuevo marco comienza cada milisegundo. En un marco, isócrono y dispositivos de interrupción conseguir una ranura así que garantizan el ancho de banda que necesitan. Las transferencias a granel y control usan cualquier espacio que le queda. Los enlaces al final del artículo técnicos contienen muchos detalles si te gustaría aprender más.
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Dentro de un cable USB: hay dos cables para poder--+ 5 voltios (rojo) y tierra (marrón) - y un par trenzado (amarillo y azul) de cables cargar los datos. El cable también está protegido.

Características USB

El Bus serie Universal tiene las siguientes características:
  • El equipo actúa como anfitrión.
  • Hasta 127 dispositivos pueden conectar con el host, ya sea directamente o por medio de concentradores USB.
  • Cables USB individuales pueden funcionar tanto como 5 metros; con hubs, dispositivos pueden ser hasta 30 metros (valor seis cables) lejos de la hostia.
  • Con USB 2.0, el autobús tiene una velocidad máxima de 480 megabits por segundo (10 veces la velocidad del USB 1.0).
  • Un cable USB 2.0 tiene dos cables de alimentación (+ 5 voltios y suelo) y un par de cables para llevar los datos a. El estándar USB 3.0 añade cuatro más cables para la transmisión de datos. Mientras que USB 2.0 sólo puede enviar datos en una sola dirección en un momento (ascendente o descendente), USB 3.0 puede transmitir datos en ambas direcciones simultáneamente.
  • En los cables de potencia, el ordenador puede suministrar hasta 500 miliamperios de corriente de 5 voltios. Un cable del USB 3.0 puede suministrar hasta 900 miliamperios de corriente.
  • Dispositivos de baja potencia (tales como ratones) pueden extraer su poder directamente en el autobús. Dispositivos de alta potencia (tales como impresoras) tienen sus propias fuentes de alimentación y extraer energía mínima del autobús. Los ejes pueden tener sus propias fuentes de alimentación para proporcionar energía a los dispositivos conectados al concentrador.
  • Los dispositivos USB son intercambiables en caliente, lo que significa que puede enchúfelos en el autobús y desenchufarlos en cualquier momento. Un cable del USB 3.0 es compatible con puertos USB 2.0, no te la misma velocidad de transferencia de datos como con un puerto USB 3.0 pero datos y poder todavía transferirá a través del cable.
  • Muchos de los dispositivos USB se pueden poner para dormir por el ordenador cuando el ordenador entra en un modo de ahorro de energía.
Los dispositivos conectados a un puerto USB confían en el cable para transportar energía y datos.

USB 2.0 y 3.0

El estándar USB versión 2.0 fue lanzado en abril de 2000 y sirve como una actualización para USB 1.1.
USB 2.0 (USB de alta velocidad) proporciona ancho de banda adicional para aplicaciones multimedia y almacenamiento y tiene una velocidad de transmisión de datos 40 veces más rápido que USB 1.1. Para permitir una transición fluida para los consumidores y fabricantes, USB 2.0 tiene compatibilidad completa hacia adelante y hacia atrás con los dispositivos USB originales y trabaja con cables y conectores para USB original, también hizo.
Compatibles con los tres modos de velocidad (1.5, 12 y 480 megabits por segundo), USB 2.0 compatible con dispositivos de bajo ancho de banda como teclados y ratones, así como los de banda ancha como cámaras de alta resolución, escáneres, impresoras y sistemas de almacenamiento de alta capacidad. El despliegue de USB 2.0 permite líderes de la industria del PC seguir adelante con el desarrollo de periféricos del PC para complementar existentes PCs de alto rendimiento. Además de mejorar la funcionalidad y fomentar la innovación, USB 2.0 aumenta la productividad de las aplicaciones de usuario y permite al usuario para ejecutar varias aplicaciones de PC a la vez o varios periféricos de alto rendimiento simultáneamente.
El estándar USB 3.0 (SuperSpeed USB) se hizo oficial el 17 de noviembre de 2008 [fuente: todo USB]. USB 3.0 cuenta con velocidades 10 veces más rápido que USB 2.0 en 4,8 gigabits por segundo. Está pensada para aplicaciones tales como transferencia de imágenes de vídeo de alta definición o respaldar todo el disco duro a un disco externo. Capacidad de disco duro crece, la necesidad de una alta velocidad de datos transferencia método también aumenta.
Adopción del estándar USB 3.0 ha sido lento. Fabricantes de viruta deben diseñar hardware placa madre que soporta USB 3.0. Los dueños de computadoras tienen la opción de comprar las tarjetas que pueden instalar en sus computadoras para dar soporte USB 3.0. Soporte de hardware es sólo una parte del problema, también necesita ayuda de su sistema operativo. Aunque Microsoft anunció que Windows 7 eventualmente apoyaría el estándar USB 3.0, la empresa envía su sistema operativo sin soporte USB 3.0. Distribuciones recientes del sistema operativo Linux soportan USB 3.0.
No deberías cables para transferencia de datos crean controversia. Pero algunos periodistas, como ZDNet escritor Adrian Kingsley-Hughes, sugiere que una razón USB 3.0 adopción ha sido lenta porque Intel ha retrasado la producción en las placas base con USB 3.0 de apoyo útil para dar uno de sus productos una ventaja [fuente: Kingsley-Hughes]. Ese producto es Light Peak, una transferencia de datos transferencia de tecnología que tiene un inicial de datos superiores velocidad de 10 gigabits por segundo, con velocidades teóricas futuras llegar a 100 gigabits por segundo. Desde que Intel es un importante fabricante de chips, sólo unos pocos equipos con motherboards fabricadas por otras compañías actualmente soportan USB 3.0.
Representantes de Intel niegan esas afirmaciones. Ejecutivos de la empresa han dicho que la tecnología Light Peak no va a reemplazar a puertos USB y que tanto Light Peak y USB 3.0 trabajarán juntos. Mientras tanto, puedes encontrar equipos y accesorios que incorporan USB 3.0 en el mercado hoy.
Publicado con fines educativos
Cómo funciona – cómo se hace

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