по дисциплине «Периферийные устройства» (стр. 1 из 3)

Стандарт USB был разработан в средине девяностых группой компаний: IBM, DEC, Intel, Microsoft, NEC и Northern Telecom. Это с самого начала был открытый стандарт, доступный всем производителям оборудования и программного обеспечения. Первые устройства USB были замечены на рынке в конце 1996 года, а по состоянию на 2005-й портами USB оборудовалось уже более 90% производимых вычислительных машин.

Изначально в стандарт USB было заложено несколько удачных принципов.

Во-первых, универсальный интерфейс, по которому может быть подключено любое из устройств: принтер, модем, клавиатура, мышь, колонки или целая аудиосистема, флэш-накопитель, а в последнее время еще и CD-ROM или жесткий диск. Определенные классы подключаемых устройств могут получать питание от встроенного в USB источника 5 В. Однако имейте в виду: если вы подключаете USB-устройства к ноутбуку, то время его работы от батарей может сократиться даже наполовину. Другие устройства, такие как лазерные принтеры или сканеры, всегда будут требовать дополнительного внешнего источника. Существует также и отдельная субкультура устройств категории "USB fun devices", вроде вентиляторов или зубных щеток, использующих USB только в качестве источника питания.

Второе "врожденное" свойство USB - это горячее подключение, не требующее установки дополнительных плат, отдельных драйверов и даже выключения компьютера. Это свойство, при наличии поддержки со стороны операционной системы, значительно повышает ценность интерфейса, в частности для мобильных пользователей.

Третье важное отличие - возможность каскадного подключения: некоторые устройства могут выступать как узлы (хабы), к которым можно подключить дополнительные устройства. Таким образом мышь можно присоединить к рассчитанной на это клавиатуре или, скажем, фотокамеру к принтеру, способному выполнять функции хаба. Обычно, однако, в качестве хабов выступают отдельные устройства типа "USB-тройник". Это использование имеет определенное ограничение: один USB-порт имеет совершенно небольшой запас по мощности встроенного источника питания, так что запитать от одного порта больше одного "пассивного" устройства без дополнительного питания будет проблематично.

Настоящее

Большинство современных компьютеров, как уже было сказано, оборудованы портами USB, как минимум, версии 1.1. В принципе, нет причин, по которым нельзя было бы исключить все или почти все остальные порты и заменить их USB. В частности, речь может идти о PS/2, LPT, COM, аудио, а с некоторой поправкой на скорость - и IDE/SCSI. Компания Apple продвинулась в этом направлении, возможно, дальше прочих. Исключение составляет лишь несколько интерфейсов - например, видеовход и выход, для которых пропускной способности USB 1.1 иногда недостаточно. До последнего времени в таких случаях использовались скоростные порты IEEE 1394 (на основе разработки середины восьмидесятых Apple Fireware), дающие в последней версии 1394b скорость до 50 Мб/с в порту, однако hi'end-устройства на основе этой спецификации Firewire еще не распространены.

Стандарт USB 2.0 решает проблему пропускной способности, устанавливая максимальную скорость до 60 Мб/с. Следует учитывать, что, в отличие от Firewire, порты USB конкурируют за полосу пропускания - тем более при каскадном подключении. Так что максимальную скорость можно получить лишь при подключении только одного устройства. Не следует сбрасывать со счетов и ограничения пропускной способности шины PCI - но это уже не относится к USB как таковому.

На уровне программного обеспечения USB поддерживается любой операционной системой (возможно, за исключением NT4). Важным моментом было создание USB-драйвера в виде патча для системы Windows 95 и встраивание его в Windows 98, после чего, как говорится, "процесс пошел" и многие производители стали снабжать свои устройства USB-интерфейсом. Поскольку стандарт открыт, то поддержка USB была тут же добавлена в открытые системы, такие как Linux и FreeBSD.

Будущее

Будущее USB безоблачно и прекрасно: поскольку создатели не требуют за свою разработку лицензионных отчислений, то использовать USB в продуктах легко и выгодно. К тому же USB полюбили и пользователи, и разработчики - а это залог маркетингового успеха.

В настоящее время интерфейс развивается в трех направлениях.

Во-первых, это Wireless USB - то есть способность передавать USB-протокол через беспроводное подключение. В основе лежит разработка группы WiMedia Alliance - WiMedia MB OFDM ultra-wideband (multiband orthogonal frequency devision multiplexing UWB). Собственно, UWB не является обособленной технологией, а работает поверх существующих стеков, таких как Bluetooth. Групппа WMA решает также проблему сосуществования в персональной беспроводной сети (WPAN, Wireless Private Area Network) нескольких протоколов, конкурирующих за частоту: WUSB, Wireless FireWire (звучит парадоксально), оригинальных WiFi-устройств и Bluetooth. Группа разработчиков работает таким образом, чтобы исключить региональные или фирменные стандарты, идущие вразрез с общими спецификациями,- так что мы будем лишены "радостей" несовместимости и гонки стандартов, которые наблюдаются в других областях. На данный момент в группе поддержки Wireless USB такие компании, как Intel, Samsung, HP, Nokia и ряд других - даже части этих имен было бы достаточно для того, чтобы не переживать за будущее этой технологии. Кстати, WiMedia посвящен специальный сайт, где вы можете получить дополнительную информацию.

Другое направление - развитие скорости проводного подключения путем внедрения Hi-Speed USB. Собственно, ныне существующий USB 2 и есть Hi-Speed USB. Цель этого направления - сделать USB единственным, самым удобным и скоростным протоколом в будущих PC и полностью заменить им остальные, такие как SCSI или IDE. Это не значит, что все устройства нуждаются в переходе на новую скорость - для таких "тихоходных" устройств, как клавиатура или мышь, протокол 1.1 остается вполне достаточным. USB 2 не вытеснит, а будет сосуществовать с 1.1 долгое время. С другой стороны, еще предстоит проделать определенную работу, чтобы по USB можно было надежно передавать видеопотоки. Для Hi-Speed, так же как и для Wireless, установлена скорость обмена 480 мегабит в секунду - однако эту скорость будут разделять все устройства, подключенные к шине.

Наконец, третья идея развития USB называется On-The-Go. Принцип в том, чтобы два периферийных устройства, например цифровая камера и принтер, связывались посредством USB без участия компьютера. Помимо интеллектуальности самих устройств, On-The-Go включает и требования по низкому энергопотреблению. Подразумевается также использование нового компактного USB-разъема, поскольку On-The-Go рассчитан, в основном, на PDA, цифровые камеры и прочие портативные устройства.

Возможны также любые совмещения указанных технологий. Кроме очевидной комбинации Wireless+Hi-Speed (и так предусмотренной по умолчанию), возможен скоростной вариант On-The-Go, а также Wireless On-The-Go.

USB не просто жив и процветает, но и стремиться стать еще лучше и еще доступнее. Хотя некоторые конкурирующие технологии, в частности Bluetooth и FireWire, своих позиций не утратили и долго еще будут использоваться вместе с USB.

Замена Bluetooth

Ожидается, что к 2006-2007 годам поддержка Wireless USB - альтернативы Bluetooth - будет встроена в чипсет ПК, что поспособствует быстрому распространению данной технологии. Каковы же перспективы ее использования и внедрения?

Несмотря на то, что технология Wireless USB появилась сравнительно недавно, сегодня это одна из наиболее динамично развивающихся беспроводных технологий. Официально о создании Wireless USB Promoter Group впервые было объявлено на весеннем IDF 2004 в Сан-Франциско. Группа была образована семью компаниями (Agere Systems, HP, Intel, Microsoft, NEC, Philips и Samsung) с целью определения и продвижения беспроводного расширения USB. Одной из основных целей разработки было объявлено сохранение легкости использования и низкой стоимости проводного USB. Кроме того, компании собирались разумно ограничивать количество вносимых изменений по сравнению с проводной версией USB для максимального использования существующих наработок, а также с целью облегчения перехода на новую технологию конечными производителями устройств. Группа пообещала закончить разработку спецификации через год и сделать ее свободно доступной.

Менее чем через полгода, на осеннем IDF 2004 в Сан-Франциско, было успешно продемонстрировано взаимодействие первых прототипов Wireless USB-устройств от различных производителей, основанных на ранней версии спецификации. В ходе демонстрации персональный компьютер, оснащенный Wireless USB-контроллером компании Intel, отображал два потока видео, источники которых находились на удаленных прототипах Wireless USB Mass storage devices компаний NEC и Texas Instruments. В качестве радио был использован прототип компании Wisair.

Нынешнее состояние

В мае этого года результатом совместных усилий компаний стало появление спецификации Wireless USB версии 1.0 (свободно доступна с официального сайта группы - www.usb.org/wusb). Стандарт Wireless USB является отраслевым, то есть не требует утверждения в какой-либо международной стандартизирующей организации (в качестве других примеров таких стандартов можно привести "родительский" проводной USB, а также стандарты семейства PCI). К моменту окончания работы над спецификацией к Wireless USB Promotion Group присоединилось более ста компаний-участников, среди которых - многие ключевые игроки рынков компьютерной периферии и бытовой электроники, что свидетельствует о большом интересе к технологии.