USB 1.1 en USB 2.0 specificatie

Over de Auteur: Lammert Bies is een vader, echtgenoot en polyglot. Hij ontwikkelt embedded systemen sinds de jaren tachtig. Gebruikte machinaal leren voordat het een naam had. Specialiseert in het verbinden van computers, robots en mensen. Was een Google Mapmaker Advocaat en spreker op verscheidene internationale conferenties voordat in 2017 de stekker uit Mapmaker werd getrokken. Bughunter met Google. Verspreidt op dit moment kunstmatige intelligentie naar de wildste plekken in productieomgevingen. Hij stopt nooit met leren.

• Inleiding in USB
• USB versies

Inleiding in USB

De USB, of universal serial bus heeft RS232 en parallelle communicatie in een groot aantal gevallen vervangen. USB is nu de meest gebruikte interface om randapparaten als printers, muizen en scanners te vervinden met PC’s. Veel mensen vragen of er een eenvoudige methode is om RS232 naar USB te converteren. Uiteindelijk zijn het beide seriële interfaces. Het antwoord is voor de meesten een beetje teleurstellend: Nee, RS232 en USB kunnen niet met elkaar worden verbonden door eenvoudig de juiste connector op de kabel te solderen, máár er worden RS232 naar USB adapters voor dit doel verkocht.

Laten we USB in meer detail bekijken. In feite vertelt de naam van USB ons al heel veel. Universal hoeft weinig nadere uitleg en betekent dat de interface universeel inzetbaar is. De definitie van USB probeert een groot aantal gebruiksdoelen te omvatten. Niet alleen de communicatie met modems zoals het geval was met RS232, maar met allerlei soorten randapparaten. Het tweede karakter in USB staat voor serial. Dit is wat veel mensen in verwarring brengt. Serieel is niet een familie van uitwisselbare communicatie interfaces. Het vertelt alleen, dat elk bit informatie wordt verzonden in zijn eigen tijdspanne en dat geen twee eenheden van informatie op één en hetzelfde moment kunnen worden verzonden. Dit is niet alleen het geval voor USB en RS232. Ethernet netwerken communiceren ook op een seriële wijze. In feite zijn de meeste communicatieinterfaces—zelfs voor hoge snelheid—serieel. Parallel is in de minderheid vanwege de eenvoudige reden dat daarvoor meer lijnen, dus meer duur materiaal nodig is om data te transporteren. We zien parallelle interfaces vaak gebruikt voor communicatie over korte afstanden, zoals om een harde schijf met het moederbord te verbinden. Het laatste karakter in USB staat voor bus. Dit vertelt ons iets over het hogere niveau van architectuur dat is toegestaan. USB is niet primair ontworpen voor 1:1 communicatie zoals RS232 of de parallelle printer interface, maar het is een busarchitectuur weer meer dan twee apparaten aan kunnen worden gehangen.

USB versies

Alleen door het woord USB te spellen hebben we al behoorlijk veel informatie over de interface gekregen, maar niet genoeg om alles erover te weten. Ten eerste de verschillende versies. Mogelijk heb je gehoord van USB 1.1. De handleiding van sommige randapparaten zal aangeven dat op zijn minst USB 2.0 nodig is om het apparaat goed te laten functioneren. Maar wat zijn die versienummers?

Hogere USB versienummers beschrijven de USB interface met meer functionaliteit en een hogere snelheid. Zo simpel is het. De USB interface is al meer dan tien jaar in ontwikkeling. Versie 0.7 van de USB interface definitie werd openbaar gemaakt in november 1994, en de eerste “echte” definitie van USB, USB 1.0 kwam in januari 1996 uit. Het was een gezamelijke inspanning van enkele grote spelers op de markt om een nieuwe algemene apparaat interface te definiëren voor computers. Belangrijke duwers van het project waren Compaq, Intel, Microsoft en NEC.

De USB definitie is op veel manieren vergelijkbaar met de RS232 definitie. Het specificeert niet alleen zaken zoals communicatiesnelheden en laag-niveau koppeling, maar ook protocollen en de mechanische eigenschappen van de te gebruiken connectoren. Dit maakt USB anders dan andere standaarden die sinds RS232 het licht hadden gezien zoals de RS422 en RS485 die zich met name concentreerden op de laag-niveau koppeling en signaaldefinitie en minder op de praktische implementatie. De noodzaak van een goed gedefinieerde manier van praktische implementatie is vaak over het hoofd gezien bij de ontwerpers van standaarden. De belangrijkste reden waarom ik in 1997 mijn website ben gestart was het grote aantal verschillende RS232 layouts voor verschillende doeleinden en het totale gebrek aan praktische informatie daarover. Met USB wilden de vier partijen van deze problemen afraken. In feite was dit één van de drie hoofd motivaties zoals beschreven in de USB 1.1 specificatie.

Het ontbreken van flexibiliteit bij het herconfigureren van de PC is bevestigd als de Achilles hiel van haar verdere toepassing. De combinatie van gebruikersvriendelijke grafische interfaces en de hardware en software mechanismen van nieuwe-generatie bus architecturen hebben computers minder confronterend en gemakkelijker te herconfigureren gemaakt. Echter, vanuit het gezichtspunt van de eindgebruiker, hebben de PC’s I/O interfaces, zoals seriële/parallele poorten, toetsenbord/muis/joystick interfaces, etc. niet de plug-and-play eigenschap.

1996, USB 1.1 specificatie, pagina 1, vertaald vanuit het Engels

Hoewel ik de specificatie documenten niet als leesstof zou willen aanbevelen voor de meeste gebruikers omdat ze vrij technisch zijn, is deze eerste pagina interessant omdat het de belangrijkste motivatie beschrijft om de nieuwe USB interface te ontwikkelen. De eerste motivatie is—in mijn opinie—achterhaald. Deze motivatie was de mogelijkheid van USB was het verbinden van de PC met de telefoon. De partijen zagen een grote kloof tussen de ontwikkelingen in de computer- en telefoonindustrie en ze dachten dat er een grote markt tussen zou liggen met CTI, computer telefoon integratie. In feite was ikzelf ook overtuigt hiervan zoals valt te lezen op mijn about pagina, ik begon mijn bedrijf voornamelijk in deze business.