O Universal Serial Bus (USB) é um tipo de conexão Plug and Play que permite conectar periféricos sem a necessidade de desligar o computador.
Antigamente, instalar periféricos num computador obrigava o utilizador a abrir a máquina, o que para a maioria das pessoas era uma tarefa quase impossível pela quantidade de conexões internas, que muitas vezes eram feitas através de testes perigosos para o computador, sem falar que na maioria das vezes seria preciso configurar jumpers e interrupções IRQs, tarefa difícil até para profissionais da área.
O surgimento do padrão PnP (Plug and Play) diminuiu toda a complicação existente na configuração desses dispositivos. O objectivo do padrão PnP foi tornar o utilizador sem experiência capaz de instalar um novo periférico e usá-lo imediatamente sem mais problemas. Mas esse padrão ainda era susceptível a falhas, o que causava dificuldades para alguns utilizadores.
O USB Implementers Forum foi concebido na óptica do conceito de Plug and Play, revolucionário na altura da expansão dos computadores pessoais, feito sobre um barramento que adopta um tipo de conector que deve ser comum a todos os aparelhos que o usarem, assim tornando fácil a instalação de periféricos que adoptassem essa tecnologia, e diminuiu o esforço de concepção de periféricos, no que diz respeito ao suporte por parte dos sistemas operativos (SO) e hardware. Assim, surgiu um padrão que permite ao SO e à placa-mãe diferenciar, transparentemente:
§ A classe do equipamento (dispositivo de armazenamento, placa de rede, placa de som, etc.);
§ A necessidade de alimentação eléctrica do dispositivo até uma distância de 5 metros sem a necessidade de outro equipamento, caso este não disponha de alimentação própria;
§ A necessidade de largura de banda (para um dispositivo de vídeo, serão muito superiores às de um teclado, por exemplo);
§ A necessidade de latência máxima;
§ Eventuais modos de operação internos ao dispositivo (por exemplo, máquina digital pode operar geralmente como uma webcam ou como um dispositivo de armazenamento - para transferir as imagens).
Ainda, foi projectado de maneira que possam ser ligados vários periféricos pelo mesmo canal (i.e., porta USB). Assim, mediante uma topologia em árvore, é possível ligar até 127 dispositivos a uma única porta do computador, utilizando, para a derivação, hubs especialmente concebidos, ou se por exemplo as impressoras ou outros periféricos existentes hoje tivessem uma entrada e saída usb, poderíamos ligar estes como uma corrente de até 127 dispositivos, um ligado ao outro, os quais o computador geria sem nenhum problema, levando em conta o tráfego requerido e velocidade da informação solicitada pelo sistema. Estes dispositivos especiais (os hub's anteriormente citados) - estes também dispositivos USB, com classe específica -, são responsáveis pela gestão da sua sub-árvore e cooperação com os nós acima (o computador ou outros hubs). Esta funcionalidade foi adaptada da vasta experiência em redes de bus, como o Ethernet - o computador apenas encaminhará os pacotes USB (unidade de comunicação do protocolo, ou URB, do inglês Uniform Request Block) para uma das portas, e o pacote transitará pelo bus até ao destino, encaminhado pelos hubs intermediários.
Concepção
O padrão USB foi desenvolvido por um consórcio de empresas, entre as quais destacam-se: Microsoft, Apple, Hewlett-Packard, NEC, Intel e Agere.
Foi muito difícil para estas empresas encontrar um consenso sobre a abordagem do controlador. Dividiram-se então as opiniões, formando dois grupos distintos:
§ UHCI Universal Host Controller Interface, apoiado maioritariamente pela Intel, que transferia parte do processamento do protocolo para o software (driver), simplificando o controlador electrónico;
§ OHCI Open Host Controller Interface, apoiado pela Compaq, Microsoft, National Semicondutor, que transferia a maior parte do esforço para o controlador electrónico, simplificando o controlador lógico (driver).
Isto gerou algumas incompatibilidades e lançou a ameaça de dispersão do padrão. Pela experiência anterior em casos de adaptação de padrões (como o caso das extensões individualistas do HTML da Microsoft e da Netscape à versão 3 deste protocolo que, frequentemente quebrava a compatibilidade entre sites), agora podia-se confirmar a desvantagem de não se conseguir a universalização. Porém, traria novas conclusões para a versão 2.0 deste protocolo, desta vez unidos sob o modelo EHCI, Enhanced Host Controller Interface, permitindo colmatar as falhas e reunir as qualidades dos dois modelos anteriores; mas sem dúvida, o avanço notável desta versão seria o aumento da largura de banda disponível - tornava-se agora possível, com um único driver, transferir som, vídeo e ainda assim usar a impressora, por tudo isto pelo mesmo canal - até um total de 480 Mbits/s.
História das Versões
§ USB 0.7: Lançado em Novembro de 1994.
§ USB 0.8: Lançada em Dezembro de 1994.
§ USB 0.9: Lançada em Abril de 1995.
§ USB 0.99: Lançado em Agosto de 1995.
§ USB 1.0: Lançado em Janeiro de 1996, com taxas de transferência de dados de 1,5 Mbit / s (baixa velocidade) e 12 Mbit / s (Velocidade máxima).
§ USB 2.0: Lançado em Abril de 2000 com a velocidade de 480 Mbps.
USB 1.1
O padrão 1.1 foi lançado em 1998 para corrigir problemas encontrados no padrão 1.0. Ao ser lançado o padrão USB 1.1 trouxe uma série de vantagens pois graças a uma interface única, a tarefa de conectar diversos tipos de aparelho ao computador tornou-se mais fácil, e aumentou o diversificação de tipos de periféricos, porém tinha como um grande ponto fraco a baixa velocidade na transição de dados (1,5 a 12 Mbps), elevado em consideração as portas de série, mas muito deficiente em relação a outros tipos de barramentos como o SCSI (80 a 160 Mbps) e o Firewire (400Mbps), principal concorrente cujo maior desenvolvedor era a Apple. Até então a baixa transição não era um agravante para as aplicações da época, mas à medida que o uso crescia aumentava a necessidade de taxas maiores na transferência de dados entre um dispositivo e o computador, prejudicando o uso de equipamentos como HDs removíveis, gravadores de DVDs externos, e scanner de alta resolução tornando-se nesse necessário o upgrade do padrão.
USB 2.0
O padrão USB 2.0 foi lançado em Abril de 2000 com a velocidade de 480 Mbps, o equivalente a cerca de 60 MB por segundo. O conector continuou sendo o mesmo da versão anterior, totalmente compatível com dispositivos que funcionam com o USB 1.1, mas nesse caso com a mesma velocidade de transferência reduzida do padrão 1.1. Isso ocorre porque o barramento USB 2.0 tentará se comunicar à velocidade de 480 Mbps. Se não conseguir, tentará a velocidades mais baixas até obter êxito.
Uma outra novidade importante e que a partir dessa versão, fabricantes poderiam adoptar o padrão em seus produtos sem a obrigatoriedade de pagar uma licença de uso da tecnologia. Esse foi um factor importante para a ampliação de novos periféricos que usam a tecnologia e os custos desses periféricos.
O lançamento também trouxe outra vantagem à USB: o padrão Firewire foi padronizado principalmente para trabalhar com aplicações que envolvem vídeo e áudio, mas como a velocidade do USB 2.0 supera a velocidade das primeiras implementações do Firewire, ele também se tornou uma opção viável para aplicações multimédia, o que aumentou seu leque de utilidades.
USB 3.0
Encontram-se disponíveis as especificações da versão 3.0 mas ainda não existem dispositivos no mercado de consumo. Mantendo praticamente a mesma arquitectura e a mesma facilidade do USB 2.0. A designação comercial será USB SuperSpeed. Caracteriza-se principalmente por um aumento das velocidades de transferência que será de 4,8 Gigabits por segundo, cerca de 10 vezes a velocidade do USB 2.0 e ser full-duplex (transferindo dados bidireccionalmente capacidades semelhantes a ligações de rede).
Fonte: Wikipédia
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