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Un poco de luz en la historia del USB

El bus serie universal más conocido por el acrónimo USB (Universal Serial Bus), es un bus estándar de la industria que define los cables y conectores utilizados en un bus para conectar, comunicar y proporcionar protocolos de alimentación entre ordenadores, periféricos y dispositivos electrónicos.

 

Su desarrollo provino de un grupo de empresas del sector que buscaba unificar la manera de conectar periféricos a ordenadores, por entonces apenas compatibles entre sí, entre las que se encontraban Intel, Microsoft, IBM, Compaq, DEC, NEC y Nortel. La primera especificación completa 1.0 se publicó en 1996, pero en 1998 con la especificación 1.1 comenzó a utilizarse de forma generalizada.

USB tipo A y B

Universal Serial Bus

Se usa como estándar para conectar periféricos como teclados, ratones, unidades flash, joysticks, escáneres, cámaras digitales, teléfonos móviles, reproductores multimedia, impresoras, dispositivos multifunción, sistemas, adquisición de datos, módems, tarjetas de red, tarjetas de sonido, tarjetas sintonizadoras de TV y grabadoras de DVD externas, discos duros externos y unidades de disquete externas.

Su éxito ha sido total, habiendo desplazado conectores como los serie, puerto paralelo, puerto de juegos, Apple Desktop Bus o PS/2 considerados dispositivos obsoletos para ordenadores modernos, ya que muchos de ellos pueden ser reemplazados por dispositivos USB que implementan estos conectores.

Fue diseñado para estandarizar, economizar y conectar periféricos. Fue desarrollado a mediados de la década de 1990; y en 1996, el Foro de Implementadores de BUS (USB Implementers Forum, USB-IF) 3 lanzó la primera especificación impopular “USB 1.0”, hasta que en 1998 lanzó la famosa especificación USB 1.1.4.

Univesal Serial Bus

El alcance del USB se extiende hoy a cualquier dispositivo electrónico o componentes de automóviles (radios modernas se convierten en reproductores multimedia con conector USB o iPod) a discos Blu-ray o juguetes modernos.

Se han implementado cambios para uso industrial e incluso militar. Pero donde se nota su influencia es en los teléfonos inteligentes (Europa ha creado un estándar por el cual todos los teléfonos deberían venir con un cargador microUSB), tabletas, PDA y consolas de juegos, que han reemplazado a los conectores patentados casi por completo.

Algunos dispositivos requieren una potencia mínima, por lo que se pueden conectar varios sin necesidad de fuentes de alimentación adicionales. Para esto hay concentradores que incluyen fuentes de alimentación para proporcionar energía a los dispositivos conectados a ellos, pero algunos dispositivos consumen tanta energía que necesitan su propia fuente de alimentación.

Los concentradores con fuente de alimentación pueden proporcionar energía a otros dispositivos sin quitar la energía al resto de la conexión (dentro de ciertos límites).

En el caso de los discos duros, solo unos pocos implementan directamente la interfaz USB como una conexión nativa, siendo en su mayoría unidades externas o Serial ATA IDE con un adaptador interno. Incluso hay cajas de conectores eSATA y USB externas, incluso USB 3.0. Estos y el mercado mixto USB/FireWire han impulsado las unidades externas SCSI y las conexiones de puertos paralelos.

Versión anterior

El estándar USB evolucionó a través de varias versiones antes de su lanzamiento oficial en 1996:

  • 0.7: lanzado en noviembre de 1994.
  • 0.8: lanzado en diciembre de 1994.
  • 0.9: lanzado en abril de 1995.
  • 0.99 Lanzado en agosto de 1996.
  • Candidato de versión de USB 1.0: lanzado en noviembre de 1995

Velocidades de transmisión

Los dispositivos USB se clasifican en cuatro tipos según su velocidad de transferencia de datos:

Baja velocidad (1.0) Velocidad de transferencia de hasta 1,5 Mbit/s (188 kB/s). Se utiliza principalmente para dispositivos de interfaz humana (Dispositivo de interfaz humana) como teclados, ratones (ratón), cámaras web, etc.

Velocidad máxima (1.1) Velocidad de transferencia de hasta 12 Mbit/s (1,5 MB/s) según este estándar, pero fuentes independientes dicen que debería volver a realizar las mediciones. Este fue el más rápido antes de la especificación USB 2.0.

Estos dispositivos dividen el ancho de banda de la conexión del bus serie universal entre ellos, según un algoritmo de impedancias LIFO.

Alta velocidad (2.0): velocidad de transferencia de hasta 480 Mbit/s (60 MB/s) pero con una velocidad máxima real práctica de 280 Mbit/s (35 MB/s). El cable Universal Serial Bus 2.0 tiene cuatro líneas, un par de datos y otro par de alimentación.

Velocidad super alta (3.0): Tiene una velocidad de transferencia de hasta 4.8 Gbit/s (600 MB/s). La velocidad del bus es diez veces más rápida que la del USB 2.0, ya que han incluido cinco contactos adicionales, descartando el conector de fibra óptica originalmente propuesto y son compatibles con los estándares anteriores.

En octubre de 2009, la empresa taiwanesa ASUS lanzó los primeros puertos USB 3.0 de la motherboard, incluso después de que muchos otros lo siguieron y ahora lucen placas base y portátiles cada vez más nuevas, que coexisten con USB 2.0.67.

Las señales de Universal Serial Bus se transmiten por un cable de par trenzado con una impedancia característica de 90 Ω ± 15%, cuyas cadenas se llaman D + y D-8. Estas, colectivamente, usan señalización diferencial en semidúplex, excepto USB 3.0 que usa un segundo par de cables para hacer una comunicación full duplex.

La razón por la cual la comunicación se realiza en modo diferencial es simple, reduce el efecto del ruido electromagnético en enlaces largos. D + y D- generalmente funcionan juntos y no son conexiones simples. La transmisión de señales de nivel varía de 0 a 0.3v para bajo (cero) y de 2.8 a 3.6v para versiones altas (aproximadamente) 1.0 y 1.1, y ± 400 mV a alta velocidad (2.0).

En versiones anteriores, los cables del cable no están conectados a tierra, pero en el modo de alta velocidad termina con 45 Ω a tierra o un diferencial de 90 Ω para conectar la impedancia del cable.

Este puerto solo admite conectar dispositivos de baja potencia, es decir, tener un consumo máximo de 100 mA por puerto; sin embargo, si eso estuviera conectado, un dispositivo que permite que cuatro puertos por USB (extensiones de hasta 4 puertos) salgan, entonces la alimentación se asignará en unidades de 100 mA hasta 500 mA por puerto.

Con la primera fabricación de una PC con USB 3.0 en 2009, ahora tenemos 1 A (amperio) por puerto, lo que da 5 W (cinco vatios) en lugar de 0.5 A (500 mA, 2.5 W) como máximo.

USB 3.1 tipo C

En agosto de 2014, la USB-IF, organización publicó la especificación del nuevo conector, también conocido como “Tipo C“, que implementa un nuevo tipo de conector reversible tanto en extremos como en posición.

Este tipo de conector, además de ofrecer comodidad por su diseño reversible, ofrece una velocidad de hasta 10 Gbit/s de rendimiento mientras que a la vez hasta 2A se pueden extraer sobre 5V, y opcionalmente, también 5A sobre 12V (60W) o 20V (100W).

El nuevo tipo de conector está pensado para ser el sucesor de todos los anteriores (Tipo A y B), que quedarán obsoletos cuando el nuevo se implemente en todo tipo de dispositivos móviles y de sobremesa.

El Tipo-C es una especificación para un conector reversible de conexión para dispositivos USB y cables USB. Fue publicado por el Foro de Implementadores. Desarrollado más o menos al mismo tiempo que la especificación USB 3.1, pero distinta de ella, el USB Tipo-C Especificación 1.0 define un conector reversible pequeño para los dispositivos USB.

USB tipo C reversible

Doble velocidad frente a la norma USB 3.0

Los cables con todas las características USB Tipo-C son cables activos, electrónicamente marcados que contienen un chip con una función de identificación basado en el canal de configuración de datos y mensajes definidos por el proveedor (VDM) de la especificación USB Power Delivery 2.0.

 

Dispositivos Tipo-C también soportan corrientes de energía de 1.5 A y 3.0 A través del bus de 5v. de potencia, además de la línea de base 900 mA; dispositivos pueden o bien negociar un aumento de corriente USB a través de la línea de configuración, o pueden soportar la especificación completa Power Delivery utilizando tanto la línea de configuración con código de BMC y la línea VBUS codificado BFSK legado.

En marzo de 2015, Apple lanza un nuevo modelo MacBook más fino que MacBook Air y que equipa un conector USB Type-C. Por otro lado, Google anuncia este tipo de conector para próximas tabletas y móviles Android.

USB 3.2

El 26 de julio de 2017 se dio a conocer este estándar, aún en proceso de certificación y validación. Llegará en 2019 y permitirá transferencias de 20 Gbps. La principal novedad que aporta es la posibilidad de aprovechar dos pistas de 5 o 10 Gb/s para alcanzar velocidades de transferencia máximas de hasta 20 Gbps en los futuros dispositivos con conectores USB-C (USB Tipo C).

fuentes: wikipedia.org y usb.org

Como evoluciona todo lo relacionado con la tecnología, dentro de unos años, no muchos, este post habría que actualizarlo por completo. Gracias por leernos una semana más con Un poco de luz en la historia del USB.

USB, un poco de luz en su historia
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