Гид по usb разъемам и usb кабелям

История создания и развития интерфейса USB

Первая версия компьютерного интерфейс USB появилась 15 января 1996 года. Инициаторами проекта был альянс 7 крупных компаний производителей Intel, DEC, IBM, Northen Telecom, Compaq.

Причиной возникновения нового стандарта для передачи информации, послужила желание упростить соединение ПК с периферийными устройствами. Основная цель стандарта, была создать для пользователей возможность пользоваться таким интерфейсом, который бы обладал максимальной простотой, универсальностью, и использовал принцип Plug&Play или горячее соединение.

Это позволило бы подключать к ПК во время работы различные устройства ввода-вывода, с условием немедленного автоматического распознавания типа и модели подключённого устройства. Также, была поставлена цель, — избавиться от проблемы нехватки внутренних ресурсов прерываний системной шины.

Все эти задачи успешно были решены к концу 1996 года, а к весне 1997 года, стали появляться первые ПК, оборудованные разъёмами USB. Полная поддержка USB устройств была осуществлена только к концу 1998 года, в операционной системе Windows98, и только с этого этапа, началось особенно бурное развитие и выпуск периферийного оборудования, оснащённого этим интерфейсом.

По-настоящему массовое внедрение USB началось с широким распространением корпусов и системных плат форм-фактора ATX примерно в 1997-1998 годах. Не упустила шанс воспользоваться достижениями прогресса и компания Apple, представившая 6 мая 1998 года свой первый iMac, также оснащенный поддержкой USB.

Этот стандарт был рождён, в то время, когда уже существовал аналогичный последовательный интерфейс передачи данных, разработанный Apple Computer и имел название FireWare или IEE1394. USB — интерфейс был создан, как альтернатива IEE1394, и был призван не заменить его, а существовать параллельно уже существующему типу соединений.

Первая версия USB имела некоторые проблемы совместимости и содержала несколько ошибок в реализации. В итоге, в ноябре 1998 года вышла спецификаций USB 1.1.

Спецификация USB 2.0 была представлена в апреле 2000 года. Но до принятия ее в качестве стандарта прошло больше года. После этого началось массовое внедрение второй версии универсальной последовательной шины. Главным ее достоинством было 40-кратное увеличение скорости передачи данных. Но кроме этого были и другие нововведения. Так появились новые типы разъемов Mini-B и Micro-USB, добавилась поддержка технологии USB On-The-Go (позволяет USB-устройствам вести обмен данными между собой без участия USB-хоста), появилась возможность использования напряжения, подаваемого через USB, для зарядки подключенных устройств.

Отличие и сравнение с micro USB

Вопрос про отличие micro USB (или Type B) и ЮСБ тип С возникает при выборе смартфона. Флагманы часто оснащаются портами Type-C, телефоны попроще — микро-ЮСБ.

Между собой они будут отличаться так же, как и «обычный» USB и USB-C. Micro-разъем по характеристикам такой же, как просто USB (Type A), разница заключается в форме порта.

Поэтому порт USB-C – лучше, чем Type B (micro). Зарядка и передача данных через него идет быстрее (если у компьютера есть разъем стандарта 3.0 или 3.1). Также телефон с разъемом C-Type проще заряжать, поскольку штекер равносторонний.

Минус для таких смартфонов в том, что корпус обычно имеет только 1 порт: и для зарядки, и для передачи данных, и для наушников. Стандартный 3.5 мм разъем — часто отсутствует. Поэтому слушать музыку во время зарядки телефона — получится не с каждой моделью.

Форма разъема

USB Type-C представляет собой новый крошечный разъем, размеры которого едва соответствуют microUSB. Он поддерживает различные новые стандарты, такие как USB 3.1 и USB PD.

Привычным разъемом, с которым знакомы все, является Type-A. Даже после перехода с USB 1.0 к 2.0 и далее к современным устройствам он остался прежним. Разъем такой же массивный, как и раньше, и подключается только при правильной ориентации (что, очевидно, никогда не получается с первого раза). Но по мере того как устройства становились меньше и тоньше, массивные порты просто перестали подходить. Это привело к появлению множества других форм соединителей USB, таких как Mini и Micro.

Такой неудобный набор разъемов различной формы для устройств всевозможных размеров наконец уходит в прошлое. Тип C представляет собой новый стандарт очень маленького размера. Он составляет примерно треть от старого USB Type-A. Это единый стандарт, который должны использовать все устройства, поэтому для подключения к ноутбуку внешнего накопителя или зарядки смартфона от ЗУ потребуется только один кабель. Этот крошечный разъем достаточно мал, чтобы вписаться в сверхтонкий смартфон, но достаточно мощный, чтобы через него можно было подключить все периферийные устройства. Сам кабель имеет одинаковые разъемы типа C на обоих концах.

У Type-C есть множество преимуществ. Ориентация разъема не имеет значения, поэтому больше не придется переворачивать штекер несколько раз в поисках правильного положения. Это единая форма USB-коннектора, которую должны принять все, поэтому для различных устройств не нужно иметь большое количество разных USB-кабелей с разными штекерами. И не будет множества разных портов, занимающих дефицитное пространство на все более тонких гаджетах.

Более того, разъемы типа C также могут поддерживать различные протоколы, используя «альтернативные режимы», которые позволяют иметь адаптеры, способные выводить HDMI, VGA, DisplayPort или другие типы соединений с этого единственного подключения. Хорошим примером этого является мультипортовый адаптер Apple, который позволяет подключать HDMI, VGA, USB Type-A и Type-C. Таким образом, множество разъемов на обычных ноутбуках можно свести к портам одного типа.

USB тип A (USB 2.0)

Это самый распространенный и самый узнаваемый разъем из ныне существующих.  Большинство устройств, подключаемых по USB, имеют именно его. Мышки, флэшки, клавиатуры, камеры и многое другое – все они оснащены USB типа A, который берет свое начало еще в 90-х. Одним из самых главных преимуществ данного порта является надежность. Он может пережить достаточно большое количество подключений, не разваливается и действительно по достоинству заслужил стать самым распространенным средством подключения всего, чего только можно. Несмотря на прямоугольную форму, обратной стороной его не воткнуть,  присутствует “защита от дурака”. Однако для портативных устройств он не подходит, так как имеет достаточно большие габариты, что в конце концов привело к появлению модификаций меньших размеров.

Типы USB

Различные версии USB, например 2.0 и 3.0, связаны с функциональностью и скоростью USB-кабеля, а их тип (например, A или B) в основном относится к физическому дизайну разъемов и портов.

Стандарт USB 1.1 (1998 г.) рассчитан на пропускную способность 12 Мбит/с, напряжение 2,5 В и ток 500 мА.

USB 2.0 (2000 г.) отличается пометкой на логотипе USB “HI-SPEED”. Обеспечивает скорость 480 Мбит/с при напряжении 2,5 В и токе 1,8 А.

Принятый в 2008 г. USB 3.0 поддерживает 5 Гбит/с при напряжении 5 В и токе 1,8 А.

USB 3.1, действующий с 2015 г., обеспечивает скорость 10 Гбит/с при напряжении 20 В и токе 5 А.

Последний стандарт обеспечивает более высокую пропускную способность и по большей части обратно совместим с более ранними версиями. Разъемы Standard-A идентичны Туре-А предыдущих версий, но обычно окрашены в синий цвет, чтобы их можно было различить. Они полностью обратно совместимы, но увеличенные скорости доступны только в том случае, если все компоненты совместимы с USB 3. Standard-B и micro-версии отличаются дополнительными контактами, позволяющими повысить пропускную способность, и несовместимы с предыдущими версиями. Более старые кабели и разъемы USB Type-B и микро-B могут использоваться с портами USB 3.0, однако скорость при этом не увеличится.

Технические характеристики разъема типа C

Это название появилось в заголовках технических журналов всего мира, когда компания Apple выпустила 12” Macbook. Это первый ноутбук, который включает в себя дизайн Type-C.

С физической точки зрения разъем похож на существующий вариант USB Micro-B. Его размеры – 8,4 х 2,6 мм. Благодаря небольшому форм-фактору он может легко вписаться даже в самые маленькие периферийные устройства, используемые сегодня. Одним из многих преимуществ Type-C по сравнению с другими существующими решениями является то, что он позволяет подключение в обратной ориентации, т. е. штекер будет всегда правильно вставлен с первой попытки! Разъем выполнен таким образом, чтобы не нужно было беспокоиться о том, что он перевернут.

Type-C поддерживает стандарт USB 3.1 и обеспечивает максимальную скорость 10 Гбит/с. Он также имеет значительно более высокую выходную мощность до 100 Вт при напряжении 20 В и токе 5 А. Поскольку ноутбуки обычно потребляют 40-70 Вт, то это означает, что тип C легко покрывает их требования к питанию. Другая функциональность, предлагаемая USB Type-C, – двунаправленная мощность. Говоря другими словами, можно не только заряжать свой смартфон через ноутбук, но и наоборот.

Type-C получил восторженные отзывы от пользователей по всему миру и появился в популярных смартфонах Chromebook Pixel и Nexus 6P, а также планшете Nokia N1.

Можно уверенно говорить о том, что в ближайшие годы все электронные устройства будут оборудоваться портами данного типа. Это сделает работу с ними легкой и удобной. Все, что понадобится, — это единственный кабель Type-C, что позволит в конечном итоге избавиться от запутанного клубка проводов в ящике стола.

Хотя спецификации были впервые опубликованы в 2014 г., технология по-настоящему была реализована только в 2016 г. Сегодня она стала реальной заменой не только старым стандартам USB, но и другим, таким как Thunderbolt и DisplayPort. Новое решение для аудио на базе Type-C также является потенциальной заменой 3,5-мм гнезда подключения гарнитуры. Тип C тесно переплетается с другими новыми стандартами: USB 3.1 обеспечивает большую пропускную способность и USB Power Delivery – лучшую подачу питания.

Передача данных

Механизм передачи данных является асинхронным и блочным. Блок передаваемых данных называется USB-фреймом или USB-кадром и передается за фиксированный временной интервал. Оперирование командами и блоками данных реализуется при помощи логической абстракции, называемой каналом. Внешнее устройство также делится на логические абстракции, называемые конечными точками. Таким образом, канал является логической связкой между хост-контроллером и конечной точкой внешнего устройства. Канал можно сравнить с открытым файлом.

Для передачи команд (и данных, входящих в состав команд) используется канал по умолчанию, а для передачи данных открываются либо потоковые каналы, либо каналы сообщений.

Информация по каналу передается в виде пакетов (Packet). Каждый пакет начинается с поля синхронизации SYNC (SYNChronization), за которым следует идентификатор пакета PID (Packet IDentifier).

Систему USB следует разделить на три логических уровня с определенными правилами взаимодействия. Устройство USB содержит интерфейсную, логическую и функциональную части. Хост тоже делится на три части — интерфейсную, системную и программное обеспечение. Каждая часть отвечает только за определенный круг задач.

Операция обмена данными между прикладной программой и шиной USВ выполняется путем передачи буферов памяти через следующие уровни:
Уровень клиентского ПО в хосте:

• обычно представляется драйвером устройства USB;
• обеспечивает взаимодействие пользователя с операционной системой с одной стороны и системным драйвером с другой.

Уровень системного обеспечения USB в хосте (USBD, Universal Serial Bus Driver):

• управляет нумерацией устройств на шине;
• управляет распределением пропускной способности шины и мощности питания;
• обрабатывает запросы пользовательских драйверов.

Хост-контроллер интерфейса шины USB (HCD, Host Controller Driver):

• преобразует запросы ввода/вывода в структуры данных, по которым хост-контроллер выполняет физические транзакции;
• работает с регистрами хост-контроллера.

Уровень клиентского программного обеспечения определяет тип передачи данных, необходимый для выполнения затребованной прикладной программой операции. После определения типа передачи данных этот уровень передает системному уровню следующее:

• буфер памяти, называемый клиентским буфером;
• пакет запроса на в/в (IRP, Input/output Request Packet), указывающий тип необходимой операции.
• IRP содержит только сведения о запросе (адрес и длина буфера в оперативной памяти). Непосредственно обработкой запроса занимается системный драйвер USB.

Уровень системного драйвера USB необходим для управления ресурсами USB. Он отвечает за выполнение следующих действий:

• распределение полосы пропускания шины USB;
• назначение логических адресов устройств каждому физическому USB-устройству;
• планирование транзакций.

Логически передача данных между конечной точкой и ПО производится с помощью выделения канала и обмена данными по этому каналу.Клиентское ПО посылает IPR-запросы уровню USBD. Драйвер USBD разбивает запросы на транзакции по следующим правилам:

• выполнение запроса считается законченным, когда успешно завершены все транзакции, его составляющие;
• все подробности отработки транзакций (такие как ожидание готовности, повтор транзакции при ошибке, неготовность приемника и т. д.) до клиентского ПО не доводятся;
• ПО может только запустить запрос и ожидать или выполнения запроса или выхода по тайм-ауту;
• устройство может сигнализировать о серьезных ошибках, что приводит к аварийному завершению запроса, о чем уведомляется источник запроса.

Драйвер контроллера хоста принимает от системного драйвера шины перечень транзакций и выполняет следующие действия:

• планирует исполнение полученных транзакций, добавляя их к списку транзакций;
• извлекает из списка очередную транзакцию и передает ее уровню хост-контроллера интерфейса шины USB;
• отслеживает состояние каждой транзакции вплоть до ее завершения.

Хост-контроллер интерфейса шины USB формирует кадры.
Кадры передаются последовательной передачей бит по методу NRZI.

Таким образом:

• каждый кадр состоит из наиболее приоритетных посылок, состав которых формирует драйвер хоста;
• каждая передача состоит из одной или нескольких транзакций;
• каждая транзакция состоит из пакетов;
• каждый пакет состоит из идентификатора пакета, данных (если они есть) и контрольной суммы.

Виды USB-разъемов, основные отличия и особенности

Универсальная последовательная шина представлена 3 версиями — USB 1.1, USB 2.0 и USB 3.0. Первые две спецификации полностью совмещаются между собой, шина 3.0 имеет частичное совмещение.

USB 1.1 — это первая версия устройства, используемая для передачи данных. Спецификацию применяют только для совместимости, так как 2 рабочих режима по передаче данных (Low-speed и Full-speed) обладают низкой скоростью обмена информацией. Режим Low-speed со скоростью передачи данных 10-1500 Кбит/с используется для джойстиков, мышей, клавиатур. Full-speed задействован в аудио- и видеоустройствах.

В USB 2.0 добавлен третий режим работы — High-speed для подключения устройств по хранению информации и видеоустройств более высокой организации. Разъем помечается надписью HI-SPEED на логотипе. Скорость обмена информацией в этом режиме — 480 Мбит/с, которая равняется скорости копирования в 48 Мбайт/с.

На практике, из-за особенностей конструкции и реализации протокола, пропускная способность второй версии оказалась меньше заявленной и составляет 30-35 Мбайт/с. Кабеля и коннекторы спецификаций универсальной шины 1.1 и второго поколения имеют идентичную конфигурацию.

Универсальная шина третьего поколения поддерживает скорость 5 Гбит/с, равняющуюся скорости копирования 500 Мбайт/с. Она выпускается в синем цвете, что облегчает определение принадлежности штекеров и гнезд к усовершенствованной модели. Сила тока в шине 3.0 увеличилась с 500 мА до 900 мА. Эта особенность позволяет не использовать отдельные блоки питания для периферийных устройств, а задействовать шину 3.0 для их питания.

Совместимость спецификаций 2.0 и 3.0 выполняется частично.

Основные отличия разъёмов Micro и Mini USB

На первый взгляд данные разъёмы очень похожи. И действительно, большая часть характерных особенностей основных параметров данных видов совпадает.

Но при внимательном осмотре можно заметить такие отличия:

1. Разъём USB Mini имеет большие размеры относительно разъёма USB Micro.
2. Наличие защёлок специального предназначения на задней стороне разъёмов USB Micro.

Многие пользователи уже убедились, что удобнее всего иметь у себя в наличии не один вид разъёмов, а несколько, потому что различные виды устройств имеют разные виды подключения разъёмов USB.

К единому стандарту производители устройств к сожалению, еще не пришли, и скорее всего не придут еще долго, ведь каждый тип разъема USB имеет свое назначение.

Неправильная конфигурация BIOS

В списке способов решения проблемы с портами USB можно найти проверку BIOS.

Иногда с помощью этого интерфейса получается включить на системной плате самостоятельно отключающиеся контроллеры.

Для активации требуется выполнить несколько действий:

• Перезагрузить систему, одновременно нажимая функциональные клавиши для входа в БИОС (для некоторых ноутбуков это F1 или F2 , для других – Del или Esc ).
• Выбрать раздел Advanced или Integrated Peripherals .
• Перейти к пункту меню USB Configuration и изменить значение параметра в разделе USB Controller (их может быть несколько и с разными названиями) на Enabled .

Настройки интерфейса БИОС.

Теперь следует сохранить изменения интерфейса (обычно F10 ) и выйти.

После перезагрузки конфигурация оборудования на ноутбуке изменится, и не распознаваемые до этого системой порты USB могут оказаться работающими.

Особенности и преимущества

Данный интерфейс был разработан и представлен в конце 1994 года. Руку к появлению USB приложили такие компании, как «Майкрософт», «Интел», «Филипс» и «ЮС Роботикс».

Раньше внешние сторонние устройства общались с ПК посредством таких средств коммутации, как PS/2, последовательный и параллельный вход-порт, отдельный разъем для подсоединения игровых манипуляторов, и что такое USB, никто даже не слышал. При разработке новых гаджетов появилась острая необходимость унифицировать коммутационные возможности. Презентация нового стандарта привела к расширению функциональности компьютера и стимулировала разработку сторонних продуктов с шиной USB.

На сегодняшний день все ПК и ноутбуки выходят в обязательном порядке с разъемами USB. В стационарном компьютере USB-коннекторов может быть монтировано до 12 штук, ноутбук обладает 3-4 входами. Любой современный «уважающий себя» гаджет имеет в своем активе USB-порт.

Простота и удобство в использовании стали синонимами USB-технологии. Она позволила взаимодействие со спецификацией «Plug and Play», которая предполагала надежную, быструю и дружественную коммутацию внешних источников.

Для чего нужны разъёмы Type-A

Порт USB Type-A:

Разъёмы USB Type-A — это наиболее распространённый тип USB-подключения.

Вы найдёте порты USB Type-A на большинстве современных компьютеров, ноутбуков, игровых консолей (например, PlayStation, Xbox и Nintendo Switch), смарт-телевизоров, проигрывателей потокового мультимедиа и других устройств.

Такие устройства, как USB-флэш-накопители, мыши, клавиатуры, внешние жёсткие диски, веб-камеры, цифровые камеры, игровые контроллеры, мобильные устройства и множество других периферийных устройств и аксессуаров, часто имеют разъёмы USB Type-A, в которые можно вставлять порты Type-A.

Порты USB Type-A работают со всеми версиями USB, от USB 1.1 и USB 1.0 до USB 3.0, USB 3.1 и USB 3.2.

Связанная статья: Что такое USB Gen 1, Gen 2 и Gen 2×2?

USB разъемы

Спецификация USB имеет два типа разъемов/штекеров: тип А и В.

Тип А соединяет стороннее устройство USB и компьютер. Он находится на стороне контроллера. При подключении любого гаджета USB драйвера моментально находит сама операционная система. Если таковые отсутствуют, то устройство всегда комплектуется диском с ПО, в который входит необходимый элемент инсталляции.

Тип В присутствует на стороне периферийных USB-устройств. Это в основном сканеры, принтеры или многофункциональные устройства. Оба типа включают в себя несколько вариантов конфигурации штекеров/разъемов: mini USB и micro USB.

Разъем/штекер mini USB отличается более компактными размерами и встречается на ранних версиях смартфонов, в фотоаппаратах, видеокамерах, электронных книгах и т.д.

Разъем/штекер micro USB габаритами еще меньше, чем предыдущий вариант. Зачастую он встречается в современных смартфонах.

Питание

Спецификация USB PD также тесно переплетается с Type-C. В настоящее время подключение USB 2.0 обеспечивает до 2,5 Вт мощности. Этого достаточно только для зарядки телефона или планшета. Спецификация, поддерживаемая стандартом USB-C, предусматривает подачу питания мощностью до 100 Вт. Такое подключение двунаправленное, поэтому устройство способно через него как заряжаться, так и заряжать. При этом одновременно может происходить передача данных. Порт позволяет зарядить даже ноутбук, для которого обычно требуется до 60 Вт.

В Apple MacBook и Chromebook Pixel компании Google разъем USB-C используется для зарядки, что позволяет отказаться наконец от всех фирменных кабелей питания. При этом появляется возможность заряжать ноутбуки от портативных батарей, которые обычно используются для подзарядки смартфонов и другой электроники. А если подключить лэптоп к внешнему дисплею, питаемому от сети, то при этом будет происходить зарядка его аккумулятора.

Однако следует помнить, что наличие разъема типа C не означает автоматической поддержки USB PD. Поэтому перед покупкой устройств и кабелей необходимо убедиться, что они совместимы с обоими стандартами.

Версии спецификации

Разработка спецификаций на шину USB производится в рамках международной некоммерческой организации USB Implementers Forum (USB-IF), объединяющей разработчиков и производителей оборудования с шиной USB.

С середины 1996 года выпускаются PC со встроенным контроллером USB, реализуемым чипсетом системной платы.

USB 1.0

Шина USB появилась 15 января 1996 года.

Первая версия спецификации USB 1.0 поддерживает два режима скорости передачи данных между устройством и компьютером:

• Low Speed ( 1.5 Mbits/sec) , для таких устройств как мыши, клавиатуры и джойстики;
• Full Speed (12 Mbits/ sec) , для модемов и сканеров.

USB 1.1

Осенью 1998 года вышла версия 1.1 — в ней были устранены обнаруженные проблемы первой редакции.

Основные технические характеристики USB 1.1:

• Достаточно высокая максимальная скорость обмена — до 12 Мбит/с.
• Максимальная длина кабеля для высокой скорости обмена — 4,5 м.
• Максимальное количество подключенных устройств (включая размножители) — до 127.
• Возможно подключение устройств с различными скоростями обмена.
• Не требуется использование дополнительных устройств и терминаторов.
• Подается напряжение питания для периферийных устройств — 5 В.
• Максимальный ток потребления на одно устройство — 500 mA.

USB 2.0

Весной 2000 года опубликована спецификация USB 2.0, в которой предусмотрено 40-кратное повышение пропускной способности шины(до 480 Мбит/с в высокоскоростном режиме). Однако устройства USB 2.0 вышли на массовый рынок в 2002 года, когда новый интерфейс, наконец, смог утвердиться.

Вторая версия спецификации USB 2.0 позволяет использовать еще один режим High Speed ( 480 Mbit/sec ) для таких устройств, как жесткие диски, CD-ROM, цифровые камеры. Пропускная способность 480 Мбит/с достаточная и для внешних накопителей, MP3-плееров, смартфонов и цифровых камер, которым требовалась передавать большое количество данных. Также спецификация USB 2.0 полностью поддерживает устройства, разработанные для первой версии. Контроллеры и хабы автоматически определяют версию спецификации, поддерживаемую устройством. Шина позволяет соединять до 127 устройств, удаленныех от компьютера на расстоянии до 25 м (с использованием промежуточных хабов).

После своего широкого внедрения USB 2.0 удалось полностью заменить последовательный и параллельный интерфейсы.

В настоящее время широко используются устройства, выполненные в соответствии со спецификацией USB 2.0.

USB 3.0

USB 3.0 поддерживает максимальную скорость передачи 5 Гбит/с.

Коннектор USB 3.0 типа А

Основной целью интерфейса USB 3.0 является повышение доступной пропускной способности, однако новый стандарт эффективно оптимизирует энергопотребление. У USB 3.0 есть четыре состояния подключения, названные U0-U3. Состояние подключения U0 соответствует активной передаче данных, а U3 погружает устройство в «сон». Если подключение бездействует, то в состоянии U1 будут отключены возможности приёма и передачи данных. Состояние U2 идёт ещё на шаг дальше, отключая внутренние тактовые импульсы.

Коннектор USB 3.0 типа В

Соответственно, подключённые устройства могут переходить в состояние U1 сразу же после завершения передачи данных, что, как предполагается, даст ощутимые преимущества по энергопотреблению, если сравнивать с USB 2.0.

Кроме разных состояний энергопотребления стандарт USB 3.0 отличается от USB 2.0 и более высоким поддерживаемым током. Если версия USB 2.0 предусматривала порог тока 500 мА, то в случае нового стандарта ограничение было сдвинуто до планки 900 мА. Ток при инициации соединения был увеличен с уровня 100 мА у USB 2.0 до 150 мА у USB 3.0. Оба параметра весьма важны для портативных жёстких дисков, которые обычно требуют чуть большие токи. Раньше проблему удавалось решить с помощью дополнительной вилки USB, получая питание от двух портов, но используя только один для передачи данных.

Включение портов в BIOS

Для входа BIOS при загрузке нажимайте на Delete, F2 или другую клавишу в зависимости от модели системной платы. Посмотреть её можно на стартовом экране.

В случае с ноутбуком этот экран не появляется, потому что активирована функция быстрой загрузки. Отключить на время эту технологию можно в параметрах электропитания:

1. Откройте «Действия кнопок питания».
2. Перейдите к изменению недоступных параметров.
3. Уберите отметку «Включить быстрый запуск».

Перезагрузите компьютер. Без быстрого запуска вы увидите все стадии загрузки Windows и сможете попасть в BIOS. Если на Windows 8 или 10 с BIOS UEFI это не сработает, попробуйте следующий метод:

1. Откройте параметры, перейдите в «Обновление и восстановление».
2. Зайдите на вкладку «Восстановление» и нажмите «Перезагрузить сейчас» в поле «Особые варианты загрузки».

После перезагрузки выберите пункт «Диагностика», затем перейдите в «Дополнительные параметры» и откройте параметры встроенного ПО UEFI. Нажмите «Перезагрузить», при следующем запуске появится интерфейс BIOS UEFI.

Для настройки портов USB в UEFI необходимо перейти на вкладку «Peripherals» и установить параметру «Legacy USB Support» значение «Enabled». Если требуется поддержка портов USB 3.0, активируйте соответствующий пункт (USB 3.0 Support).

В AMI BIOS, то зайдите в раздел «Integrated Peripherals» и поставьте значение «Enabled» для четырех опций:

• USB EHCI Controller.
• USB Mouse Support.
• USB Keyboard Support.
• Legacy USB Storage Detect.

В Phoenix AwardBIOS необходимо перейти на вкладку «Advanced» и зайти в раздел «USB configuration». Все находящиеся внутри параметры должны иметь значение «Enabled», чтобы порты ЮСБ работали.

Во всех версиях BIOS для сохранения конфигурации необходимо нажать клавишу F10 и подтвердить выбор, написав «Y».

USB Type-C — это будущее

Разъем и порт USB Type-C:

Хотя USB Type-A по-прежнему является наиболее распространенным разъёмом, это не будущее. Будущее за USB Type-C, который уже распространён на новых устройствах.

Некоторые современные устройства даже имеют порты USB Type-A и USB Type-C, поэтому они совместимы со всем. Некоторые даже отказываются от USB Type-A и имеют только порты USB Type-C.

Вы всегда можете использовать адаптер. Например, устройство USB-A может быть подключено к адаптеру Type-A-to-Type-C, что позволит вам подключить его к порту USB-C. Это работает, потому что, несмотря на разницу в физическом подключении, USB всё ещё совместим.

Кабели USB-C меньше по размеру и исключают необходимость в портах mini USB и разъёмах Micro-B. Это другие USB-разъемы меньшего размера, которые использовались для подключения устройств USB Type-A (например, ноутбуков и зарядных устройств) к меньшим устройствам (например, смартфонам), в которых не было места для полноценной розетки USB Type-A. С USB-C будет только один стандартный порт USB Type-C для всех устройств. Как только он станет широко распространенным, вам больше не понадобятся разные типы USB-кабелей для разных устройств.

Связанная статья: Объяснение USB Type-C: что такое USB-C и зачем он вам нужен

Распиновка USB 2.0 и 3.0 A и B

Распиновка (распайка) USB нужна для починки старых кабелей, удлинения или обрезки. Зная назначение контактов, можно изготовить переходник самостоятельно.

Распайка USB разъема

Сигнал из USB в устройство передается с помощью витых пар. Жила (проволока) имеет цветную маркировку, благодаря которой упрощается процесс ремонта.

Цветные жилы в разъеме USB

Основные фигуранты – это положительные и отрицательные контакты. Берется любой адаптер с 5V, канцелярским ножиком отрезается USB-коннектор. Затем нужно зачистить и залудить провода. Для разъема такие же манипуляции. Затем происходит спайка по схеме. Каждое соединение обматывается изолентой, затем между собой они соединяются термоклеем.

В распайке проводов USB 2.0 всего 4 экранированных провода, расположенных линейно: два для питания (первый и последний) и два для передачи данных (второй и третий). Помечены они следующим образом:

1. +5V (power) отвечает за питание.
2. -D: передача данных.
3. +D: аналогично -D.
4. GND (ground) – для заземления. Обозначается в виде перевернутой Т.

Распиновка USB типа A

Несмотря на одинаковые схемы, у USB типов А и В есть отличия: В А расположение коннекторов линейное (от первого до четвертого), тогда как в В сверху и снизу:

Верх	Низ
Первый	Третий
Второй	Четвертый

Распайка USB тип B

USB 3.0 имеет 5 дополнительных коннекторов для соответствия с USB 2.0.

Распиновка USB 3.0

Характеристика 5 дополнительных проводов:

• пятый работает на прием информации со знаком минус;
• шестой также для Data, только для +;
• седьмой – заземление;
• восьмой и девятый для передачи данных (+ и — соответственно).

Спецификация USB 3.0 выделяется среди предшественников не только высокой скоростью, но и экономией энергии. Происходит это за счет функции интерфейса опроса подключаемого устройства, а также снижением мощности в режиме ожидания.

По цветам

Цветовая маркировка для USB 2.0 схемы А:

Провод	Обозначение	Цвет
1	VCC (подача тока на 5 V)	Красный
2	D- (Data -)	Белый
3	D+ (Data +)	Зеленый
4	GND (Земля)	Черный

Маркировка по цветам USB 2.0 схемы А

Для квадратного USB типа B:

Маркировка по цветам USB типа B

Для USB 3.0:

Пины	Обозначение	Цвет
1	VCC (подача тока на 5 V)	Красный
2	D- (Data -)	Белый
3	D+ (Data -)	Зеленый
	SS RX- (прием данных)	Фиолетовый
	SS RX+ (прием данных)	Оранжевый
4	GND (заземление)	Черный
5	SS TX -(протокол Super Speed)	Синий
6	SS TX+ (протокол Super Speed)	Желтый
7	GND (дополнительное заземление)	—

Распиновка USB 3.0 по цветам

Распиновка Micro-USB-разъема

Кабель Micro-USB имеет соединители с 5 контактными площадками. К ним подводится отдельный монтажный провод в изоляции нужного цвета. Чтобы штекер точно и плотно садился в гнездо, верхняя экранирующая часть имеет специальную фаску. Контакты микро-USB пронумерованы цифрами от 1 до 5 и читаются справа налево.

Распиновки коннекторов микро- и мини-USB идентичны, представлены в таблице:

Номер провода	Назначение	Цвет
1	VCC питание 5V	красный
2	данные	белый
3	данные	зеленый
4	функция ID, для типа A замыкается на заземление
5	заземление	черный

Экранирующий провод не припаивается ни к одному контакту.