Como Funciona? USB
Autor: Adelmo Silva | Publicado: 2009-09-16T07:51:00-07:00

Continuando com a nossa nova série "COMO FUNCIONA?", hoje falaremos sobre as portas USB's, nossa salvação nos dias de hoje. Utilizamos esta tecnologia, mas não a compreendemos. Vamos conhecer? Aproveitem.

O Universal Serail Bus fornece uma forma única, padronizada e fácil para conectar até 127 dispositivos em um computador. Atualmente, quase todos os periféricos estão disponíveis em uma versão para USB. Um exemplo de dispositivos USB que podem ser adquiridos hoje incluem:    impressoras scanners mouse joysticks consoles para simuladores de vôo câmeras digitais Webcams dispositivos para aquisição de dados científicos modems caixas de som telefones vídeo fones dispositivos de armazenamento conexões de rede
A conexão de um dispositivo USB a um computador é simples: é só encontrar a porta USB, que geralmente está localizada na parte de trás de sua máquina (a maioria dos gabinetes modernos também possuem portas na frente), e conectá-lo.                                    
<!-- Photo courtesy-->A abertura retangular é uma porta USB, geralmente localizada na parte de trás do PC
                                                           
<!-- Photo courtesy-->Um conector USB típico, conhecido como conector "A"

Hub USB

 Computadores novos vêem, por exemplo, com duas ou mais portas USB. E, com tantos dispositivos USB no mercado, geralmente não há portas suficientes. Suponhamos que em um computador existe uma impressora, um scanner, uma webcam e uma conexão de rede, todos com parão USB. Se o computador possui apenas duas conexões, então a questão óbvia é "como conectar todos esses dispositivos?"    A solução mais fácil para o problema é comprar um hub USB barato. O padrão USB suporta até 127 dispositivos, sendo o hub UBS parte deste padrão.                                               
                               
<!-- Photo courtesy-->Um hub USB típico de quatro portas aceita até 4 conexões do tipo "A"Um hub possui tipicamente quatro portas novas, mas não está limitado a isso. Você conecta o hub ao computador e então liga os dispositivos (ou outros hubs) a ele. Encadeando diversos hubs é possível ter muitas portas USB disponíveis em um único computador.

O processo USB     <!-- dtl_id=8154 //--> Quando o host (computador) é iniciado, ele interroga todos os dispositivos conectados ao barramento e designa um endereço para cada um. Esse processo é chamado de enumeração. Os dispositivos são também enumerados ao se conectarem ao barramento. O host também encontra, a partir de cada dispositivo, o tipo de transferência de dados que o mesmo deseja realizar:
Interrupção - usado em dispositivos como o mouse ou teclado, que enviarão pouquíssimos dados.     Bulk - um dispositivo como uma impressora, que recebe dados em grandes pacotes, utiliza esse modo de transferência. Um bloco de dados é enviado à impressora (em 64 fragmentos de bytes) e verificado para garantir se está correto. Isócrono - um dispositivo de transmissão contínua (como alto-falantes) utiliza esse modo. Os dados fluem entre o dispositivo e o host em tempo real e não há correção de erros. Características do USB
O Universal Serial Bus possui as seguintes características:    O computador atua como um host.      Podem ser conectados ao host até 127 dispositivos, diretamente ou através de hubs USB.      Cabos individuais USB podem ter até 5 metros; com hubs, os dispositivos podem ficar até 30 metros de distância do host (o equivalente a seis cabos).      Com o USB 2.0, o barramento possui uma taxa máxima de transferência de dados de 480 megabits por segundo.      Um cabo USB possui dois fios para energia (+5 volts e o fio terra) e um par trançado para a condução dos dados.      Nos cabos de energia, o computador poderá fornecer até 500 milliampères de energia a 5 volts.      Os dispositivos de baixa-potência (como o mouse) poderão puxar a energia diretamente do barramento. Os dispositivos de alta-potência (como impressoras) possuem fonte própria de alimentação e exigem mínima energia do barramento. Os hubs podem ter suas próprias fontes de energia para fornecer energia aos dispositivos conectados a ele.      Os dispositivos USB são hot-swappable (conectáveis "a quente"), ou seja, podem ser conectados e desconectados a qualquer momento.      Os diversos dispositivos USB podem ser colocados no modo sleep (hibernar) pelo computador host, quando o computador entrar no modo de economia de energia. Os dispositivos conectados à porta USB dependem de um cabo USB para a condução de energia e dados.                                    
<!-- Photo courtesy-->Interior de um cabo USB: existem dois fios para a energia, +5 volts (vermelho) e o fio terra (marrom), e um par trançado (amarelo e azul) de fios para a condução dos dados. O cabo é blindado.
                           USB 2.0
O padrão para o USB 2.0 foi lançado em abril de 2000, como uma versão atualizada do USB 1.1. O USB 2.0 suporta três velocidades (1.5, 12 e 480 megabits por segundo), suporta também dispositivos com baixa largura de banda, tais como teclados e mouses, bem como os dispositivos de largura de banda alta, como: Webcams, scanners, impressoras e sistemas de armazenamento de alta capacidade.
O primeiro rascunho do USB 3.0 foi apresentado em 2007 pela Intel, que propôs o uso de um par de cabos de fibra óptica, complementando os dois pares de fios de cobre. O uso de fibra óptica elevaria a taxa de transferência para respeitáveis 5 gigabits, sem quebrar a compatibilidade com dispositivos antigos: Para possibilitar o aumento da banda, foram adicionados dois novos pares de cabos para transmissão de dados (um para envio e outro para recepção) e um neutro, totalizando 5 novos pinos, que nos conectores tipo A são posicionados na parte interna do conector:  Essa organização permitiu manter a compatibilidade com dispositivos antigos, já que os 4 pinos do USB 2.0 continuam presentes. Ao plugar um dispositivo antigo em um conector USB 3.0, apenas os 4 pinos de legado são usados e ele funciona normalmente. O inverso também funciona, desde que o dispositivo USB 3.0 seja capaz de trabalhar em modo de legado, dentro das limitações elétricas do USB 2.0.
Por outro lado, os conectores USB tipo B (os usados por impressoras) e micro-USB (adotados como padrão para os smartphones) oferecem uma compatibilidade de mão-única, onde você pode plugar um dispositivo USB 2.0 em uma porta 3.0, mas não o contrário, devido ao formato dos conectores. O tipo B ganhou um "calombo" com os 5 pinos adicionais e o USB micro ganhou uma seção adicional:   
O USB 3.0 em placas-mãe:
 Gostou? Dá pra imaginar sua vida sem a USB? Então aproveite esta tecnologia e seja feliz!!Já já vem mais!!