Universal Serial Bus

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Plug padrão USB

Universal Serial Bus (USB) é um tipo de conexão Plug and Play que permite a conexão de periféricos sem a necessidade de desligar o computador.

O USB foi concebido na óptica do conceito de Plug and Play, revolucionário na altura da expansão dos computadores pessoais, bem como minimizar o esforço de concepção de periféricos, no que diz respeito ao suporte por parte dos sistemas operacionais (SO) e hardware. Assim, surgiu um padrão que permite ao SO e à placa-mãe diferenciar, transparentemente:

A classe do equipamento (dispositivo de armazenamento, placa de rede, placa de som, etc);
As necessidades de alimentação eléctrica do dispositivo, caso este não disponha de alimentação própria;
As necessidades de largura de banda (para um dispositivo de vídeo, serão muito superiores às de um teclado, por exemplo);
As necessidades de latência máxima;
Eventuais modos de operação internos ao dispositivo (por exemplo, máquina digital pode operar, geralmente, como uma webcam ou como um dispositivo de armazenamento - para transferir as imagens).

Ainda, foi projetado de maneira que possam ser ligados vários periféricos pelo mesmo canal (i.e., porta USB). Assim, mediante uma topologia em árvore, é possível ligar até 127 dispositivos a uma única porta do computador, utilizando, para a derivação, hubs especialmente concebidos, ou se por exemplo as impressoras ou outro periféricos existentes hoje tivessem uma entrada e saida usb, poderíamos ligar estes como uma corrente de até 127 dispositivos, um ligado ao outro, os quais o computador gerenciaria sem nenhum problema, levando em conta o tráfego requerido e velocidade das informação solicitadas pelo sistema. Estes dispositivos especiais (os hub's anteriormente citados) - estes também dispositivos USB, com classe específica -, são responsáveis pela gestão da sua sub-árvore e cooperação com os nós acima (o computador ou outros hubs). Esta funcionalidade foi adaptada da vasta experiência em redes de bus, como o Ethernet - o computador apenas encaminhará os pacotes USB (unidade de comunicação do protocolo, ou URB, do inglês Uniform Request Block) para uma das portas, e o pacote transitará pelo bus até ao destino, encaminhado pelos hubs intermediários.

Índice

1 Concepção
2 Especificações técnicas
- 2.1 Classes de dispositivos
- 2.2 Versões
3 Alguns dispositivos
4 Ver também
5 Ligações externas

[editar] Concepção

O padrão USB foi desenvolvido por um consórcio de empresas, entre as quais destacam-se: Microsoft, Apple, Hewlett-Packard, NEC, Intel e Agere.

Foi muito difícil estas empresas encontrarem um consenso sobre a abordagem do controlador. Dividiram-se então as opiniões, formando dois grupos distintos:

UHCI, Universal Host Controller Interface, apoiado maioritariamente pela Intel, que transferia parte do processamento do protocolo para o software (driver), simplificando o controlador eletrônico;
OHCI, Open Host Controller Interface, apoiado pela Compaq, Microsoft e National Semiconductor, que transferia a maior parte do esforço para o controlador eletrônico, simplificando o controlador lógico (driver).

Isto gerou algumas e issai incompatibilidades e lançou a ameaça de dispersão do standard. Pela experiência anterior em casos de adaptação de standards (como o caso das extensões individualistas do HTML da Microsoft e da Netscape à versão 3 deste protocolo que, frequentemente, quebrava a compatibilidade entre sites), agora podia-se confirmar a desvantagem de não se conseguir a universalização. Porém, traria novas conclusões para a versão 2.0 deste protocolo, desta vez unidos sob o modelo EHCI, Enhanced Host Controller Interface, permitindo colmatar as falhas e reunir as qualidades dos dois modelos anteriores; mas sem dúvida, o avanço notável desta versão seria o aumento da largura de banda disponível - tornava-se agora possível, com um único driver, transferir som, vídeo e ainda assim usar a impressora, tudo isto pelo mesmo canal - até um total de 480 Mbits/s.

[editar] Especificações técnicas

[editar] Classes de dispositivos

O USB, além de estabelecer um protocolo básico de detecção de dispositivos e especificações (alimentação, débito, etc.) - fase de identificação - permite complementar a inicialização de um dispositivo mediante a categoria em que ele se insira. Assim, para cada classe de dispositivos, existe um conjunto básico de comandos pré-definidos para operar o dispositivo sem ser necessário conhecer as especificidades do equipamento e/ou fabricante. Por outras palavras, se um dispositivo se insere na categoria de placa de rede, esse dispositivo, na ausência de drivers do fabricante, poderá operar num nível reduzido, deixando os comandos específicos a funcionalidades extra-padrão para os drivers do fabricante.

Este é a razão porque no Linux, por exemplo, se usa apenas um único driver para um USB Flashdisk: todos os dispositivos, se homologados com o logotipo USB, seguem o standard à risca, pelo menos no que diz respeito ao funcionamento padrão. Funcionalidades extra, como a possibilidade de encriptação dos dados, serão, eventualmente, asseguradas por drivers específicos, geralmente providenciados pelo fabricante.

[editar] Versões

Com o sucesso do USB, rapidamente se procurou expandir as suas possibilidades, principalmente na velocidade. Assim, eis a evolução do protocolo:

USB 1.0
- Primeira versão, lançada em Novembro de 1995, no mesmo ano em que a Apple começou a utilizar portas FireWire.
USB 1.1
- Lançada em Janeiro de 1996, primeira versão de sucesso do USB. Transmite dados a 1,5MB/s ou 12Mb/s.
USB 2.0
- Lançada em 2002, cuja maior novidade é o aumento da capacidade de velocidade de transferência de dados, e correcção de alguns dados técnicos. Transmite dados até 480Mb/s.