O USB foi projetado para padronizar a conexão de periféricos a computadores pessoais, tanto para se comunicar como para fornecer energia elétrica. Ele substituiu amplamente as interfaces, como portas seriais e paralelas, e se tornou comum em uma ampla variedade de dispositivos.
Exemplos de periféricos conectados via USB incluem teclados e mouses de computador, câmeras de vídeo, impressoras, reprodutores de mídia portáteis, telefones digitais móveis (portáteis), unidades de disco e adaptadores de rede.
Os conectores USB têm substituído cada vez mais outros tipos como cabos de carregamento de dispositivos portáteis.
É uma tecnologia que tornou mais simples, fácil e rápida a conexão de diversos tipos de aparelhos (câmeras digitais, HDs externos, pen drives, mouses, teclados, impressoras, leitor de cartões, etc) ao computador e a dispositivos móveis (como tablets e smartphones), evitando assim o uso de um tipo específico de conector para cada equipamento.
É um tipo de conexão padrão para muitos tipos diferentes de dispositivos. A sigla corresponde a Universal Serial Bus (ou “Porta Serial Universal”, traduzido para o português), o que significa que o cabo pode ser utilizado em uma quantidade realmente grande de aparelhos.
Ele foi lançado pela primeira vez no ano de 1995 e teve sua primeira fabricação voltada para computadores somente dois anos depois, em 1997.
Objetivos
O Universal Serial Bus foi desenvolvido para simplificar e melhorar a interface entre computadores pessoais e dispositivos periféricos, quando comparado com interfaces padrão ou proprietárias ad hoc existentes.
Do ponto de vista do usuário do computador, a interface USB melhora a facilidade de uso de várias maneiras:
- A interface USB é autoconfigurável, eliminando a necessidade do usuário ajustar as configurações do dispositivo para velocidade ou formato de dados, ou configurar interrupções , endereços de entrada / saída ou canais de acesso direto à memória. [6]
- Os conectores USB são padronizados no host, portanto, qualquer periférico pode usar a maioria dos receptáculos disponíveis.
- O USB aproveita ao máximo o poder de processamento adicional que pode ser economicamente colocado em dispositivos periféricos para que eles possam se gerenciar. Como tal, os dispositivos USB geralmente não têm configurações de interface ajustáveis pelo usuário.
- A interface USB pode ser trocada a quente (os dispositivos podem ser trocados sem reinicializar o computador host).
- Dispositivos pequenos podem ser alimentados diretamente da interface USB, eliminando a necessidade de cabos de alimentação adicionais.
- Como o uso do logotipo USB só é permitido após o teste de conformidade , o usuário pode ter certeza de que um dispositivo USB funcionará conforme o esperado, sem interação extensiva com as definições e configurações.
- A interface USB define protocolos para recuperação de erros comuns, melhorando a confiabilidade em relação às interfaces anteriores.
- A instalação de um dispositivo que depende do padrão USB requer uma ação mínima do operador. Quando um usuário conecta um dispositivo a uma porta em um computador em execução, ele é configurado de forma totalmente automática usando drivers de dispositivo existentes ou o sistema solicita que o usuário localize um driver, que então instala e configura automaticamente.
- O padrão USB também oferece vários benefícios para fabricantes de hardware e desenvolvedores de software, especificamente na relativa facilidade de implementação:
O padrão USB elimina a necessidade de desenvolver interfaces proprietárias para novos periféricos.
- A ampla gama de velocidades de transferência disponíveis a partir de uma interface USB é adequada a dispositivos que variam de teclados e mouses a interfaces de streaming de vídeo.
- Uma interface USB pode ser projetada para fornecer a melhor latência disponível para funções de tempo crítico ou pode ser configurada para fazer transferências em segundo plano de dados em massa com pouco impacto nos recursos do sistema.
- A interface USB é generalizada, sem linhas de sinal dedicadas a apenas uma função de um dispositivo.
Mais sobre Universal Serial Bus
Antigamente, conectar dispositivos ao computador era uma tarefa pouco intuitiva, muitas vezes digna apenas de técnicos ou usuários com experiência no assunto.
Para começar, diante de vários tipos de cabos e conectores, era necessário descobrir, quase que por adivinhação, em qual porta do computador ligar o dispositivo em questão.
Quando a instalação era interna, a situação era pior, já que o usuário tinha que abrir o computador e quase sempre configurar jumpers e/ou IRQs.
Somente em pensar em ter que encarar um emaranhado de fios e conectores, muitos usuários desistiam da ideia de adicionar um novo item à sua máquina.
Diante de situações desse tipo, a indústria entendeu a necessidade de criar um padrão que facilitasse a conexão de dispositivos ao computador.
Assim, em 1995, um conjunto de empresas — entre elas, Microsoft, Intel, NEC, IBM e Apple — formou um consórcio para estabelecer um padrão. Surgia então o USB Implementers Forum (USB-IF). Pouco tempo depois, as primeiras especificações comerciais do que ficou conhecido como Universal Serial Bus surgiram.
O padrão Universal Serial Bus tem sido extremamente bem-sucedido. As portas e cabos são usados para conectar hardware, como impressoras, scanners, teclados, mouses, pen drives, discos rígidos externos, joysticks, câmeras e muito mais a computadores de todos os tipos, incluindo desktops, tablets, notebooks, netbooks , etc.
De fato, tornou-se tão comum que você encontrará a conexão disponível em praticamente qualquer dispositivo semelhante ao computador, como consoles de videogame, equipamento de áudio / visual doméstico e até em muitos automóveis.
Muitos dispositivos portáteis, como smartphones, leitores de e-books e tablets pequenos, usam USB principalmente para carregar.
O carregamento tornou-se tão comum que agora é fácil encontrar tomadas elétricas de reposição em lojas de artigos para o lar com portas integradas, negando a necessidade de um adaptador de energia.
O símbolo das portas é, desde a versão 1.0, uma representação inspirada no tridente de Netuno, um dos deuses da mitologia grega. Você certamente já viu esse desenho.
Não se sabe ao certo o motivo dessa escolha, mas informações não oficiais dão conta de que a “troca” de cada ponta do tridente por uma forma diferente — círculo, triângulo e quadrado — foi feita como que para dizer que é um padrão que suporta os mais diversos tipos de dispositivos.
Versões do USB
Existem vários padrões principais, sendo o 4.0 o mais novo:
- USB 4.0: Com base na especificação Thunderbolt 3, o USB4 suporta 40 Gbps (40.960 Mbps).
- USB 3.2 Gen 2×2: também conhecido como USB 3.2, os dispositivos compatíveis podem transferir dados a 20 Gbps (20.480 Mbps), chamados Superspeed + USB de pista dupla .
- USB 3.2 Gen 2: Anteriormente chamado USB 3.1, os dispositivos compatíveis podem transferir dados a 10 Gbps (10.240 Mbps), chamados Superspeed + .
- USB 3.2 Geração 1: Anteriormente chamado de 3.0, o hardware compatível pode atingir uma taxa de transmissão máxima de 5 Gbps (5.120 Mbps), chamada SuperSpeed USB.
- USB 2.0: os dispositivos compatíveis com 2.0 podem atingir uma taxa de transmissão máxima de 480 Mbps, denominada USB de alta velocidade.
- USB 1.1: os dispositivos 1.1 podem atingir uma taxa de transmissão máxima de 12 Mbps, chamada Full Speed USB.
Atualmente, a maioria dos dispositivos e cabos Universal Serial Bus adere ao USB 2.0 e um número crescente ao 3.0.
As partes de um sistema conectado por USB, incluindo o host (como um computador), o cabo e o dispositivo, podem suportar diferentes padrões, desde que sejam fisicamente compatíveis.
No entanto, todas as peças devem suportar o mesmo padrão se você deseja atingir a taxa de dados máxima possível.
Conectores
Um número de diferentes conectores Universal Serial Bus existe, todos os quais descrevemos abaixo.
O conector macho no cabo ou na unidade flash é normalmente chamado de plugue . O conector fêmea no dispositivo, computador ou cabo de extensão é normalmente chamado de receptáculo.
- USB tipo C: geralmente chamados de USB-C , esses plugues e receptáculos têm formato retangular com quatro cantos arredondados. Somente plugues e receptáculos 3.1 tipo C (e, portanto, cabos) existem, mas adaptadores para compatibilidade com versões anteriores com conectores 3.0 e 2.0 estão disponíveis. Este último conector Universal Serial Bus finalmente resolveu o problema de qual lado sobe. Seu design simétrico permite que ele seja inserido no receptáculo de qualquer maneira, para que você nunca precise tentar novamente. Eles estão sendo amplamente adotados em smartphones e outros dispositivos.
- USB Tipo A: Oficialmente chamado de Padrão-A, esses plugues e receptáculos têm formato retangular e são os conectores mais comuns. Os conectores e tomadas 1.1 tipo A, 2.0 tipo A e 3.0 tipo A são fisicamente compatíveis.
- USB Tipo B: Oficialmente chamado de USB Standard-B , esses plugues e receptáculos têm formato quadrado com um entalhe extra na parte superior, mais perceptível nos conectores USB 3.0 Tipo B. Os plugues 1.1 tipo B e 2.0 tipo B são fisicamente compatíveis com os receptáculos 3.0 tipo B, mas os plugues 3.0 tipo B não são compatíveis com os receptáculos 2.0 tipo B ou .1 tipo B.
- Um conector USB Powered-B também é especificado no padrão 3.0. Este receptáculo é fisicamente compatível com os plugues 1.1 e 2.0 Standard-B e, é claro, os plugues 3.0 Standard-B e Powered-B.
- USB Micro-A: Os plugues 3.0 Micro-A se parecem com dois plugues retangulares diferentes fundidos, um ligeiramente mais longo que o outro. Os plugues 3.0 Micro-A são compatíveis apenas com os receptáculos 3.0 Micro-AB.
- Os plugues USB 2.0 Micro-A são muito pequenos e de forma retangular, assemelhando-se de várias maneiras a um plugue tipo A encolhido. Os plugues Micro-A são fisicamente compatíveis com os receptáculos 2.0 e 3.0 Micro-AB.
- USB Micro-B: os plugues 3.0 Micro-B parecem quase idênticos aos plugues 3.0 Micro-A, pois aparecem como dois plugues individuais, mas conectados. Os plugues 3.0 Micro-B são compatíveis com os receptáculos 3.0 Micro-B e 3.0 Micro-AB.
- Os plugues 2.0 Micro-B são muito pequenos e retangulares, mas os dois cantos de um dos lados longos são chanfrados. Os plugues Micro-B são fisicamente compatíveis com os receptáculos 2.0 Micro-B e Micro-AB, bem como os receptáculos USB 3.0 Micro-B e Micro-AB.
- Mini-A USB: O plugue Mini-A 2.0 tem formato retangular, mas um lado é mais arredondado. Os plugues Mini-A são compatíveis apenas com os receptáculos USB Mini-AB. Não há um conector 3.0 Mini-A.
- USB Mini-B: O plugue 2.0 Mini-B é de forma retangular, com uma pequena indentação em ambos os lados, quase parecendo um pedaço de pão esticado ao olhá-lo de frente. Os plugues USB Mini-B são fisicamente compatíveis com os receptáculos USB 2.0 Mini-B e Mini-AB. Não há um conector 3.0 Mini-B.
Só para ficar claro, não há recipientes Micro-A ou Mini-A, apenas plugies Micro-A e Mini-A plugues. Esses plugues “A” se encaixam nos receptáculos “AB”.
Vantagens do USB
Você deve conhecer a USB faz tempo mas talvez nem entenda as vantagens da tecnologia.
- Padrão de conexão: qualquer dispositivo compatível usa padrões definidos de conexão assim não é necessário ter um tipo de conector específico para cada aparelho.
- Plug and Play: os dispositivos são concebidos para serem conectados ao computador e utilizados logo em seguida.
- Alimentação elétrica: boa parte dos dispositivos que usam USB não precisa ser ligada a uma fonte de energia, já que a própria porta é capaz de fornecer eletricidade. Por conta disso, acaba sendo muito fácil encontrar dispositivos que têm sua bateria recarregada via USB, como smartphones e tablets. A exceção fica por conta de aparelhos que consomem maior quantidade de energia, como impressoras e determinados HDs externos.
- Conexão de vários aparelhos ao mesmo tempo: é possível conectar até 127 dispositivos ao mesmo tempo em uma única porta. Isso pode ser feito, por exemplo, por meio de hubs, dispositivos que utilizam uma única conexão para oferecer um número maior delas.
- Alta compatibilidade: o padrão é compatível com diversas plataformas e sistemas operacionais. Sistemas operacionais como Windows desde o WIndows 98, Linux, macOS e Android são compatíveis.
- Hot-swappable: dispositivos podem ser conectados e desconectados a qualquer momento. Em um computador, por exemplo, não é necessário reiniciá-lo ou desligá-lo para conectar ou desconectar o dispositivo
- Cabos de até 5 metros: os cabos podem ter até 5 metros de tamanho. Esse limite pode ser aumentado com uso de hubs ou de equipamentos capazes de repetir os sinais da comunicação.
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Perguntas Frequentes
Qual é o significado do USB?
A sigla USB corresponde a Universal Serial Bus (ou “Porta Serial Universal”, traduzido para o português), o que significa que o cabo pode ser utilizado em uma quantidade realmente grande de aparelhos.
Para que serve a porta USB?
As portas USB foram criadas para facilitar a instalação e o uso de equipamentos conectados aos computadores. Há conectores USB do tipo A, que funcionam para transmitir dados e energia, e geralmente possuem cabos fixos. Por meio de uma única porta USB, é possível conectar até 127 dispositivos utilizando um concentrador.
Como funcionam as entradas USB?
Os dispositivos USB conectados recebem alimentação pelo cabo. Para cada segmento USB é fornecido no máximo 5V de tensão e 500mA. A energia fornecida é gerenciada pelo software de controle do dispositivo. Quando um hub é usado essa corrente de 500mA é dividida por todos os dispositivos conectados a eles.