Universal Serial Bus

Från Wikipedia
Hoppa till: navigering, sök
Uppslagsordet ”USB” leder hit. För USB inom radioteknik, se Amplitudmodulering#Enkelt sidband.
USB-minne av märket SanDisk (USB 2.0) med lagringskapacitet på 4 GB
USB-Bluetooth för kommunikation mellan till exempel mobiltelefon och dator
En USB-kontakt av typ A
En USB 2.0-hubb utan extern strömförsörjning

Universal Serial Bus (USB) är en standard för en snabb seriell databuss.

USB utvecklades under första halvan av 1990-talet gemensamt av de ledande leverantörerna inom telekom- och persondatorindustrin. Tillsammans med Firewire slog USB igenom mot slutet av 1990-talet som en mer flexibel ersättare för serie- och parallellportarna samt i viss mån även för SCSI.

Både Firewire och USB kan hantera fler enheter än vad som är praktiskt för en hemanvändare att använda (127 st för USB). Skillnaden ligger i hur enheterna kopplas samman. Firewire använder oftast en kedja medan USB kräver en port per enhet. Varje port kan emellertid delas med ett nav, en så kallad hub, och bildar alltså en stjärnnätstruktur. Både Firewire och USB har blivit vedertagna standarder och återfinns idag på x86-PC, Mac och Sun.

Vanliga användningsområden för USB är att överföra information mellan dator och: Skrivare, digitalkameror, externa lagringsmedia (tex hårddisk eller USB-minne), GPS, tangentbord och datormus.

USB-portar tillhandahåller en matningsspänning på 5 volt DC (med en tolerans på ± 0.25 volt för att fungera korrekt) och lämnar upp till 500 milliampere (USB 3.0 kan dock leverera upp till 900 mA). Det har utvecklats mindre vardagsredskap som använder USB-kontakten som strömkälla, exempelvis små dammsugare som är avsedda att rengöra tangentbord och små värmeplattor som används för att värma kaffe. Vissa hårddiskar och 3G-modem överskrider dock strömbegränsningen på 500 mA i det tysta vilket kan leda till problem.

Versioner[redigera | redigera wikitext]

USB 1.0[redigera | redigera wikitext]

1.0 var den första officiella versionen av USB och lanserades 1996.

USB 1.1[redigera | redigera wikitext]

Version 1.1 kom 1998 och gav den maximala hastigheten Full Speed på 12 megabit per sekund. Den lägre hastigheten Low Speed på 1,5 megabit per sekund är tillräcklig för enheter som möss och tangentbord.

USB 2.0[redigera | redigera wikitext]

USB 2.0 som lanserades år 2000 har den maximala överföringshastigheten Hi-Speed på upp till 480 megabit per sekund (60 MB/s). Det var först med 2.0 som USB kunde bli en verklig konkurrent till Firewire. Standarden för USB 2.0 är bakåtkompatibel och innefattar även de lägre överföringshastigheterna. Enheter med USB 2.0 ska alltså fungera även tillsammans med datorer med USB 1.1, och tvärtom, genom att använda en av de lägre hastigheterna. Däremot är det inte ett krav att enheter med USB 2.0 ska klara den nya höga hastigheten.

USB 3.0[redigera | redigera wikitext]

Den nya standarden visades offentligt för första gången den 18 september 2007 och blev godtagen den 17 november 2008. Den har en maximal överföringshastighet på 5 Gbit/s (625 MB/s).[1]

USB 3.0 har alltmer fått genomslag och alltfler prylar börjar att dyka upp. USB 3.0-enheter kan användas på USB 2.0-portar. Dataöverföringen går i båda riktningarna samtidigt, vilket ger en ordentlig hastighetsökning. Detta är möjligt tack vare fem extra ledare i kabeln.

En annan fördel är att USB 3.0 klarar av att leverera mer ström till de anslutna enheterna (0,9 A). Detta kan exempelvis göra nätadaptrar till portabla hårddiskar överflödiga och ge tillverkare större utrymme att utveckla nya tillbehör.

Gränssnittet är också förberett för optisk dataöverföring. Från början kommer vanliga kopparkablar att användas, men för extra krävande miljöer finns möjligheten att inkludera ett optiskt gränssnitt med hjälp av fiberkabel. Främst handlar det om att kablarna kan göras mycket längre, men fiber minimerar också risken för störningar och gör högre överföringshastigheter möjliga.

Till en början kommer gränssnittet att vara reserverat för de mest påkostade enheterna. Under 2010 påbörjades dock masstillverkningen av kontrollerkretsar på allvar, vilket också innebär fallande priser.[2]

Hastighet[redigera | redigera wikitext]

USB klarar olika överföringshastigheter: Notera att de angivna överföringshastigheterna inte går fortare än den långsammaste länkens maxhastighet.

USB 1[redigera | redigera wikitext]

  • Low Speed – 1996 - upp till 1,5 Mbit/s
  • Full Speed – 1998 - upp till 12 Mbit/s

I början (1996) kallades USB bara för USB. Benämningarna "Low-Speed" och "Full-Speed" tillkom 1998 i samband med att USB utvecklades till det man ansåg vara max möjliga hastigheten för första generationen USB, 12 Mbit/s.

USB 2[redigera | redigera wikitext]

  • Hi-Speed – 2000 - upp till 480 Mbit/s

Benämningen "Hi-Speed" togs till för denna nya mycket snabbare generationen USB för att ange just att den är snabbare än USB 1:s "Full-speed" 12 Mbit/s.

USB 3[redigera | redigera wikitext]

  • SuperSpeed - 2008 - upp till 5 Gbit/s

Likaså här som med USB 2:s namn "Hi-speed", togs till benämningen "SuperSpeed" just för att denna nya generation USB är mycket snabbare än USB 2.

USB vs. Firewire[redigera | redigera wikitext]

Den största kvarvarande skillnaden mellan USB och Firewire (IEEE 1394) är att USB är värdbaserat, alltså kräver någon form av huvudenhet eller dator som styr kommunikationen mellan perifera enheter. Firewire är redan från grunden skapat för att kunna användas direkt mellan alla enheter, till exempel mellan en digital videokamera och en digital videospelare. USB 3.0 kan som Firewire både sända och ta emot data samtidigt för att hantera tidskritiska dataströmmar som video, ljud, mätdata osv. Firewire medger också ett högre effektuttag, uppemot 45 W.

USB vs Ethernet[redigera | redigera wikitext]

Till skillnad mot USB fungerar Ethernet utan någon värddator, det finns inte ens behov av en vanlig dator. Ethernet kan kommunicera dubbelriktat samtidigt. Responstiden för Ethernet är omedelbar då Ethernet till skillnad från USB inte använder sig av ständig koll (pollning) av anslutna enheter för att kontrollera status med mera. Ethernet kan hantera stora spänningsskillnader på uppåt 1500 volt-rms mellan enheter[3], vilket gör att till exempel spänningsspikar kan hanteras, och kan med PoE-standarden leverera upp till 25 watt i effekt till anslutna enheter. Kabellängden för Ethernet kan vara upp till 100 meter i jämförelse med USB:s 5 meter.

Kontakter[redigera | redigera wikitext]

USB Kontakter Typ A & Typ B. I vanligt format, micro och mini

USB-kontakter finns i fler varianter men de vanligaste är de som kallas A och B. A sitter normalt i den ände som ansluter USB-enheten mot en värd, till exempel en dator och B i den ände som ansluter mot en USB-enhet.

USB 1.x/2.0 standard
Pin Namn Kabelfärg Förklaring
1 VCC Röd 5 ± 0,25 V spänningsmatning. Maximalt 500 mA strömmatning.
2 D− Vit Data −
3 D+ Grön Data +
4 GND Svart Skärm/jord

Förutom kontakttyperna A och B finns andra versioner kallade Micro USB och Mini USB. Micro USB föreslås av flera ledande tillverkare av mobiltelefoner att bli gemensam standard för laddning av framtida mobiltelefoner. Micro USB används dessutom till överföring av data till mobiltelefoner, vilket innebär att en mobiltelefon laddas samtidigt med synkronisering/dataöverföring. Dock finns olika standarder, bland annat har Motorola en egen typ av Micro USB.

USB 1.x/2.0 Micro/Mini
Pin Namn Kabelfärg Förklaring
1 VCC Röd 5 ± 0,25 V spänningsmatning. Maximalt 500 mA strömmatning.
2 D− Vit Data −
3 D+ Grön Data +
4 ID Ofärgad Gör det möjligt att skilja mellan värd och klient
* värd : kopplad till jord
* klient: ej ansluten
5 GND Svart Skärm/jord

On-The-Go[redigera | redigera wikitext]

En ny version av USB som klarar kommunikation direkt mellan enheter, benämnd On-the-Go, är relativt nyligen implementerad i en del produkter på marknaden.

Som framgår av ovanstående tabell, så blir utrustning som kopplas in med den hittills vanligaste typen av sladd -- en Typ A ("hane") standard i värdänden och en Typ B ("hona") av Micro/Mini i klientänden -- alltid betraktad som klient, eftersom den extra tråden ej är ansluten i standardkontakten.

Med den nya OTG-standarden blir det möjligt att med hjälp av uttag av typ Micro-AB koppla ihop olika klienter och med hjälp av ID (pinne 4) bestämma vilken utrustning som skall agera värd.

Värdkontakter[redigera | redigera wikitext]

Nedanstående uttag accepterar följande kontakter:

Uttag
(ej skalenligt)
Kontakt (ej skalenligt)
USB Std A.svg USB Std B.svg USB Mini B.svg USB Micro A.svg USB Micro B.svg
USB Std A.svg Ja Nej Nej Nej Nej
USB Std B.svg Nej Ja Nej Nej Nej
USB Mini-B receptacle.svg Nej Nej Ja Nej Nej
USB Micro-AB receptacle.svg Nej Nej Nej Ja Ja
USB Micro B receptacle.svg Nej Nej Nej Nej Ja

Wireless USB[redigera | redigera wikitext]

Under 2005 kom en standard för trådlös USB och de första produkterna kom under 2006. Standarden använder UWB-modulering inom 3,1 – 10,6 GHz-bandet och ger upp till 480 Mbit/s på 3 meters avstånd och upp till 110 Mbit/s på 10 meters avstånd. Cypress WirelessUSB är inte samma sak som Wireless USB utan använder ISM-bandet 2,4 GHz och ger 1 Mbit/s på upp till 10 m.

Säkerhetsproblem[redigera | redigera wikitext]

En stor del av de USB-styrenheter som finns på marknaden har en firmwarebugg som tillåter omprogrammering av firmware att utföra fler uppgifter än bara styra USB.[4] Exempelvis kan det handla om att få värden att tro att det är en annan enhet än den avsedda, logga tangentbordstryckningar, lyssna av kommunikation eller möjligen installera malware på en ansluten dator. Sårbarheten har troligen redan utnyttjats.[5] Buggen är av sådan art och på en sådan nivå att befintliga säkerhetsmekanismer inte kan hantera detta.

Se även[redigera | redigera wikitext]

Referenser[redigera | redigera wikitext]

  1. ^ USB.org - SuperSpeed USB9
  2. ^ Pressmeddelande 18 september 2007 om USB 3.0
  3. ^ haloelectronics.com
  4. ^ Obotliga problem för USB-enheter
  5. ^ This thumbdrive hacks computers, badusb exploit makes devices turn evil

Externa länkar[redigera | redigera wikitext]