Hôm nay chúng ta không nên nói về cổng USB, mà là về các cổng. Và phải chăng bus nối tiếp đa năng đã trở thành giao diện kết nối các loại thiết bị và thời gian trôi qua, chúng ta đã thấy các đầu nối khác nhau cho các loại USB khác nhau. Đó là lý do tại sao chúng tôi sẽ mô tả tất cả chúng và nơi chúng được sử dụng.
Vào đầu những năm 90, số lượng cực lớn các cổng để kết nối các thiết bị ngoại vi khác nhau với PC đã gây ra sự hỗn loạn lớn, đó là lý do tại sao cần phải tạo ra một đầu nối phổ biến mà cuối cùng chúng ta gọi là USB. Bảy công ty hợp lực: Intel, Compaq, THÁNG XNUMX, IBM, microsoft, NEC và Nortel để tạo ra tiêu chuẩn mới.
Lịch sử USB rất nhanh
USB chính thức ra đời vào năm 1994, nhưng nó không được sử dụng rộng rãi trong PC cho đến năm 1998. Đặc điểm kỹ thuật của nó dựa trên cổng Atari SIO và đã phát triển qua nhiều thế hệ cho đến ngày nay, với băng thông ngày càng cao và khả năng hỗ trợ nhanh hơn bao giờ hết. thiết bị ngoại vi. Trong thế hệ đầu tiên với tốc độ lên đến 12 Mbps, nó chỉ được sử dụng cho bàn phím, máy in và chuột. Với USB 2.0, thông lượng lý thuyết đã tăng lên đến 480 Mbps, mặc dù thông lượng thực của nó vẫn ở mức 280 Mbps. Điều này cho phép sử dụng đầu nối thế hệ thứ hai cho các thiết bị ngoại vi yêu cầu băng thông cao hơn, chẳng hạn như camera từ video, cho đến thời điểm đó vẫn sử dụng FireWire hoặc IEEE-1394.
Bước tiếp theo là USB 3.0, cho dung lượng 5 Gbps và do đó, đại diện cho thứ tự cường độ của sức mạnh, cho phép bạn sử dụng ổ cứng ngoài. Kể từ đó, họ đã tăng gấp đôi băng thông nhiều lần liên tiếp, cho phép có đủ tốc độ để truyền video qua cáp USB. Tất cả những thay đổi tiến bộ này đã dẫn đến sự xuất hiện của các loại đầu nối USB.
Các loại đầu nối USB tồn tại
Tiếp theo, chúng tôi sẽ mô tả sự khác biệt giữa các loại đầu nối USB khác nhau có thể tìm thấy trong các thiết bị khác nhau trên thị trường, cũng như trong bo mạch chủ PC.
USB loại A và loại B
Loại cổng USB đầu tiên xuất hiện trên thị trường và do đó, là loại cổng cũ nhất, dành cho phiên bản 1.0 và 2.9, chúng có một dòng trống, nhưng từ phiên bản 3.0, màu xanh lam đã được sử dụng để phân biệt chúng với các thế hệ trước. Nếu bạn nhìn vào các hình ảnh phía trên các dòng này, bạn có thể thấy rằng cổng có 4 đường, một trong số đó là nguồn cung cấp điện, sau đó chúng ta có một đường khác cho nối đất và hai cổng dữ liệu.
Do USB là cổng nối tiếp chứ không phải cổng song song, điều này có nghĩa là nó truyền 1 bit cho mỗi tín hiệu xung nhịp, do đó, có hai kênh giao tiếp, chúng ta có thể dễ dàng suy ra rằng một chân truyền dữ liệu theo một hướng và theo khác ngược lại. Vì vậy, bạn có thể truyền và nhận dữ liệu đồng thời với thiết bị. Mặt khác, USB Loại B có hình vuông và được sử dụng cho các thiết bị như máy in và máy quét. Bên ngoài hình thức khác, các thông số kỹ thuật giống như Loại A, vì vậy nó cũng sử dụng đầu nối 4 chân với cấu hình chính xác.
Bắt đầu từ phiên bản 3.0 của tiêu chuẩn, hai loại cổng USB này đã thay đổi cấu hình bằng cách thêm các chân bổ sung ở mặt sau giống nhau. Thêm hai trong số đó để truyền dữ liệu, SSTX- và SSTX + và hai trong số đó để nhận dữ liệu, SSRX- và SSRX + do đó mở rộng lượng dữ liệu được truyền trên mỗi chu kỳ đồng hồ. Các cổng bổ sung này cho phép bạn tăng băng thông lên gấp XNUMX lần so với thế hệ thứ hai của tiêu chuẩn.
Mini-USB và Micro-USB, loại cho các thiết bị nhỏ
Sự bùng nổ của điện thoại di động, trợ lý kỹ thuật số cá nhân, máy nghe nhạc MP3 và máy ảnh kỹ thuật số đầu tiên bắt đầu vào cuối những năm 1990 và đầu những năm 2000 đã mang lại một nhu cầu rõ ràng. Yêu cầu một loại đầu nối USB nhỏ hơn những loại được sử dụng trước đây.
Đầu tiên trong số các đầu nối này là Mini-USB, bổ sung thêm một chân cắm vào bốn đầu cắm đã được sử dụng trong các loại còn lại. Chốt mới liên quan đến chế độ OTG hoặc On the Go, dùng để đánh dấu rằng thiết bị này phụ thuộc vào thiết bị khác về mặt cung cấp năng lượng.
Nhiều năm sau, do nhu cầu về nguồn điện và cổng dữ liệu cho điện thoại thông minh, mỗi lần nhỏ hơn và mỏng hơn, một loại đầu nối USB khác đã được tạo ra, mà chúng ta biết đến với tên gọi Micro-USB. Đây không gì khác chính là một phiên bản thậm chí còn nhỏ hơn của cổng USB, được sử dụng trong một số lượng lớn điện thoại và máy tính bảng, nhưng do không có khả năng sạc đủ nhanh, nó đang dần bị thay thế.
Có một loại cáp Micro-USB thứ ba, được gọi là Loại B, như màu xanh lam cho biết, được sử dụng cho các thiết bị có tốc độ truyền từ USB 3.0 trở đi, mặc dù do hình dạng khác nên nó không tương thích ngược với các đầu nối. Trước đó Micro-USB. Như bạn có thể đã suy luận, nó thêm các chân bổ sung cũng đã được thêm vào các đầu nối Loại A và Loại B, nhưng cuối cùng thì loại cổng USB này đã hoàn toàn không còn được dùng nữa.
USB-C, một thứ sẽ thay thế các loại khác
Chúng tôi đang đối mặt với loại tiên tiến nhất và thứ sẽ thay thế các loại còn lại theo thời gian, mà không cần phải đi xa hơn trong tiêu chuẩn USB 4.0 là đầu nối tiêu chuẩn và do kích thước và hình dạng của nó, cuối cùng nó sẽ thay thế các loại khác của các cảng với thời gian. Điều này là do nó có các biện pháp thích hợp cho nó và vì nó giải quyết được vấn đề sạc nhanh trong trường hợp của Micro-USB. USB Loại C lần đầu tiên xuất hiện với thế hệ thứ ba của tiêu chuẩn và do đó không có phiên bản 2.0 trở về trước.
Nếu chúng ta nhìn vào sự phân bố của các chân USB Loại C, chúng ta sẽ thấy rằng chúng thực sự là hai đầu nối USB Loại A trong một. Chúng ta phải khởi động các chân truyền dữ liệu TX1-, TX1 +, TX2 + và TX2- rõ ràng là truyền dữ liệu theo một hướng và các chân RX1-, RX1 +, RX2 + và RX2- của chúng sẽ dùng để nhận dữ liệu. Vì vậy, nó thực sự hoạt động như thể nó là 4 cổng USB trong một thiết bị duy nhất với các chân nối đất và chân nguồn tương ứng của chúng. Mặc dù đây không phải là chân dữ liệu duy nhất, vì chúng ta có các chân D- và D + truyền với tốc độ tương tự như chuẩn USB 2.0 và được sử dụng khi phần còn lại của các chân giao tiếp khả dụng.
Lý do cho điều này là USB Type-C cũng có thể được sử dụng để truyền video ở chế độ DisplayPort Alternate hoặc Alt DP. Trong đó các đường TX và RX của cáp được sử dụng để xuất video, chỉ để lại các chân D và D + để truyền dữ liệu ở chế độ truyền đã nói. Điều này làm cho nó trở thành một đầu nối lý tưởng để kết nối tai nghe thực tế ảo.
Tương lai của các loại đầu nối USB
Mặc dù tính mới quan trọng nhất là khả năng cấp nguồn cho các thiết bị ngoại vi yêu cầu công suất cao. Nếu cổng USB loại A 3.2 có thể cung cấp 15 W thì đối tác loại C của nó có thể lên đến 100 W và dự kiến với thế hệ thứ tư của tiêu chuẩn này, chúng ta sẽ đạt 240 W. Quá đủ để thay thế các cổng nguồn của máy tính. máy tính xách tay và một số lượng lớn các thiết bị mà chúng ta sử dụng ở nhà, chẳng hạn như TV mà chúng ta có trong phòng khách.
Rất có thể trong tương lai, chúng ta sẽ không thấy những màn hình được kết nối trực tiếp với dòng điện mà chúng sẽ được cấp nguồn bởi cùng một cổng USB Loại C mà từ đó chúng nhận dữ liệu. Điều ngược lại cũng có thể xảy ra và cuối cùng chúng ta sẽ có các bảng điều khiển trò chơi điện tử mà không có nguồn điện tích hợp và tín hiệu video gửi cùng lúc với TV là nguồn cung cấp cho chúng.