USB
steht für "Universal Serial Bus" (Universeller Serieller Bus) und
ist ein Industrie-Standard, um periphere Geräte an den Computer anzuschließen.
Im
Vergleich zu herkömmlichen Schnittstellen hat USB eine sehr gute Performance
und bietet zudem den großen Vorteil, dass Peripheriegeräte während des
Betriebes des Computers ein- und ausgesteckt werden können. Man spricht hier
von "hot-plug" und "hot-unplug". Ein weiterer Vorteil ist,
dass 5-Volt Versorgungsspannung auf dem Bus liegen ("bus power").
Viele USB-Geräte kommen daher ohne separate Stromversorgung aus. Man hat nur
noch ein Kabel, das USB-Kabel.
USB
wurde von einer Gruppe von Computer- und Telekommunikations-Unternehmen
entwickelt und 1995 in der Version 1.0 eingeführt. Zu den Unternehmen gehörten
Compac, DEC, IBM, Intel, Microsoft, NEC und NorTel (Northern Telecom). Heute
ist USB ein Marktstandard und nahezu jeder Computer wird mit zwei
USB-Schnittstellen in Ergänzung zur parallelen und seriellen Schnittstelle
ausgeliefert. Peripheriegeräte wie Mäuse, Tastaturen, Modems, Lautsprecher,
Card-Reader, Drucker, Scanner usw. sind in großer Auswahl mit
USB-Schnittstelle verfügbar.
In der
USB-Version 1.1, die zur Zeit noch primär Anwendung findet, unterstützt USB
Übertragungsgeschindigkeiten von 1.5 MBit/s und 12 MBit/s. Damit ist USB
deutlich langsamer als die Alternative Firewire (IEEE-1394a,
Sony i.Link), die ebenfalls die "hot-plug"- und die "bus
power"-Möglichkeit bietet.
Folgestandard
von USB 1.1 ist USB 2.0. Mit 480 MBit/s wird IEEE-1394a (Firewire 1) übertroffen.
Die anderen Eigenschaften entsprechen denen von USB 1.1.. An der Entwicklung
von USB 2.0 waren Compaq, Hewlett Packard, Intel, Lucent, Microsoft, Nec und
Phillips beteiligt.
Eigenschaften USB 1.1.
Eigenschaften USB 2.0
- HighSpeed
Modus mit 480 MBit/s für große Datenmengen
- Architektur
und Programmiermodell von USB 2.0 entsprechen dem von USB 1.1
- z.B.
ideal für Video, externe Festplatten und CD-Brenner
- siehe
Artikel "USB 2.0 kontra FireWire" und Artikel "Schnelle
Strippen - Die Technik von USB 2.0 im Vergleich zu FireWire" in
Zeitschrift c't, 15/2001, 16.7. - 29.7.2001, Seite 128ff
- zahlreiches
USB2-Zubehör bei partsdata
im Programm
Theorie
Die
USB-Architektur besteht aus einem USB-Host und den daran angeschlossenen Geräten
und USB-Hubs. Ein USB-Host besteht aus eine Hostcontroller, einem Root Hub,
der Systemsoftware und Gerätetreibern. In einem USB-Baum darf es immer nur
einen Hostcontroller geben. Als Root Hub werden die USB-Anschlüsse am PC
bezeichnet. Daten, die vom Host weg zu den Geräten fließen nennt man "downstream".
Die Richtung des Datenflussen von den Geräten zum Host bezeichnet man als
"upstream". Es gibt vier Datenübertragungsarten: Control-Transfer,
Bulk-Transfer, Interrupt-Transfer und Isochronous-Transfer.
Hubs
Ein
USB-Hub ist ein Gerät, das 4 bzw. 7 weitere USB-Geräte (Mäuse, Keyboards,
Drucker, Scanner usw.) über ein einziges Kabel mit dem Computer verbinden
kann. Durch den kombinierten Einsatz mehrerer Hubs (Kaskadierung) ist es möglich,
bis zu 127 Geräte (inklusive Hubs) an den PC anzuschließen. Dabei sorgt der
USB Hub sowohl für eine Verstärkung des Signals (Repeater), als auch für
die Weiterleitung der Daten.
Es gibt
Hubs mit eigener Stromversorgung über Steckernetzteil ("self powered")
und Hubs mit Stromversorgung über den USB-Bus ("bus powered"). Die
Steckernetzteile von "self powered"-Hubs sollten je Port 500mA zur
Verfügung stellen können. Ein 4er-Hub muß also mindestens ein 2A-Netzteil
(2000mA) haben, ein 7er-HUB mindestens 3.5A
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