¿Qué es USB (Universal Serial Bus), cómo se usan?

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¿Qué es USB?

La definición de Universal Serial Bus (USB) es una lista de requisitos para los cables, puertos y protocolos que permiten una conectividad rápida y generalizada entre un host y un dispositivo periférico. Este artículo define USB, describe los diferentes tipos de USB y analiza la importancia de la tecnología.

El término “Universal Serial Bus” (USB) se refiere a un conjunto de especificaciones para los cables, puertos y protocolos que permiten una conectividad rápida y común entre un host y un dispositivo periférico. En este artículo se trata todo lo que es USB, en qué se diferencia de otros tipos de USB y por qué es importante.

¿Qué significa USB (Universal Serial Bus)?

El bus serie universal, también conocido como USB, es un sistema conector para conectar dispositivos externos a computadoras. Antes de que se desarrollara la tecnología USB, una PC normalmente tenía una o dos conexiones seriales, un puerto paralelo, conectores para teclado y mouse y ocasionalmente un puerto para joystick.

Como un método más sencillo para conectar periféricos de computadora, el estándar USB fue desarrollado a mediados de la década de 1990 por varias empresas estadounidenses, incluidas IBM, Intel y Microsoft Corporation. En comparación con otras opciones, el puerto ofrecía importantes ventajas de velocidad y proporcionaba un método uniforme para conectar varios dispositivos.

La adopción de la tecnología USB fue lenta al principio:

Antes de que los periféricos con capacidad USB estuvieran disponibles, los fabricantes de computadoras tardaron mucho tiempo en integrar los puertos en sus sistemas.
Los fabricantes de dispositivos periféricos también se mostraron reacios a anunciar productos USB antes del uso generalizado de puertos USB en computadoras más recientes.

Los sistemas operativos tenían capacidades de soporte comparativamente limitadas en el momento en que la tecnología estuvo disponible por primera vez.

El establecimiento de Apple Inc. en 1998 fue innovador con su primer diseño de iMac. Apple obligó a otros fabricantes a usar el estándar al diseñar una máquina muy apreciada con solo conexiones USB. Desde entonces, la mayoría de los dispositivos periféricos, como teclados, escáneres e impresoras, han utilizado USB.

La adopción de este estándar incluso fomentó el desarrollo de tecnologías novedosas, como las unidades de memoria portátiles, también conocidas como almacenamiento USB, que eventualmente reemplazaron a los disquetes.

El USB Implementers Forum (USB-IF), un grupo de empresas que respaldan y anuncian USB, ha establecido ahora estándares para el diseño de USB. El USBIF supervisa el cumplimiento del programa y mantiene el estándar además de admitir USB.

El término “Universal Serial Bus” (USB) se refiere a un conjunto de especificaciones para los cables, puertos y protocolos que permiten una conectividad rápida y común entre un host y un dispositivo periférico. Este artículo define USB, describe sus diversas variedades y analiza la importancia de la tecnología. Varias empresas estadounidenses, incluidas IBM, Intel y Microsoft Corporation, desarrollaron el estándar USB a mediados de la década de 1990 para facilitar la conexión de periféricos de computadora. El puerto ofrecía velocidades significativamente más rápidas que otras opciones al tiempo que proporcionaba un método uniforme para conectar varios dispositivos.

La adopción de la tecnología USB fue lenta al principio:

Antes de que los periféricos con capacidad USB estuvieran disponibles, los fabricantes de computadoras tardaron un tiempo en incluir los puertos en sus sistemas.

Antes de que los puertos USB fueran comunes en las computadoras más nuevas, los fabricantes de dispositivos periféricos también se mostraban reacios a anunciar productos USB.

Los sistemas operativos tenían capacidades de soporte comparativamente limitadas cuando la tecnología estuvo disponible por primera vez.

El establecimiento de Apple Inc. en 1998.

El modelo original de iMac fue una revolución. Apple obligó a otros fabricantes a usar el estándar mediante el diseño de una máquina muy apreciada y bien recibida que solo tenía conexiones USB. Desde entonces, la mayoría de los dispositivos periféricos, como teclados, escáneres e impresoras, han utilizado USB. La adopción de este estándar incluso fomentó el desarrollo de tecnologías novedosas, como las unidades de memoria portátiles, también conocidas como almacenamiento USB, que eventualmente reemplazaron a los disquetes.

El USB Implementers Forum (USB-IF), un grupo de empresas que respaldan y anuncian USB, ha establecido ahora estándares para el diseño de USB. El USBIF no solo promueve el USB, sino que también mantiene el estándar y administra el esquema de cumplimiento.

¿Cómo funciona el bus serie universal (USB)?

Los componentes internos de una computadora o sus dispositivos externos se comunican entre sí a través de una red de cables conocida como “bus”. Sirve como metáfora de una barra colectora electrónica, que se utiliza para distribuir electricidad en grandes edificios que consumen mucha energía, como fábricas y centros de datos.

Cualquier dispositivo periférico conectado a una computadora a través de un puerto hecho por ese dispositivo antes de que se inventara el USB. Se necesitaba un método nuevo y estandarizado para intercambiar datos entre el host principal y una variedad de dispositivos a medida que la cantidad de dispositivos periféricos crecía con el tiempo. El USB finalmente se creó como resultado de esto.

Cuando se conecta un dispositivo periférico USB, la computadora host reconoce instantáneamente el tipo de dispositivo e instala los controladores necesarios para que funcione.

Unidades de datos más pequeñas y manejables llamadas “paquetes” se transmiten entre dos dispositivos por USB. Cada paquete contiene un número específico de bytes o piezas de información digital. Esto podría incluir detalles como la fuente y el destino del material, así como cualquier anomalía descubierta.

Los siguientes son los diferentes aspectos del funcionamiento de un USB:

Las impresoras digitales o los escáneres que necesitan transmitir grandes cantidades de datos utilizan la transferencia masiva de datos. Por lo general, tiene baja prioridad y no es sensible al tiempo. Si hay numerosos dispositivos USB conectados a la computadora host, la operación puede tardar más extenso.

Conexiones de dispositivos críticos con paquetes pequeños: los sistemas periféricos como teclados y ratones utilizan esta función para enviar paquetes de datos breves.

Estas transmisiones se utilizan con frecuencia para requisitos esporádicos pero importantes. Mientras espera que el host solicite los datos específicos que requiere, el dispositivo remoto crea solicitudes. Si la solicitud de transacción inicial falla, se volverán a intentar las solicitudes.

En este caso, el USB también le informará si la condición del dispositivo cambió.

Transferencias de paquetes de control de administración USB:

estas transmisiones de datos se utilizan para configurar y controlar dispositivos USB. La transmisión de datos ocurre después de que el anfitrión solicita algo del dispositivo. Las comprobaciones de estado también implican la transferencia de control. Solo se puede procesar una solicitud de control a la vez.

Transferencia de datos:

Transferencia de datos sin problemas y en tiempo real mediante el modo isócrono: el audio, el vídeo y otros tipos de datos en tiempo real se transfieren mediante el modo isócrono.

Pueden ocurrir errores durante la transmisión, pero no se detendrá para que los paquetes puedan enviarse nuevamente. Estas transferencias, sin embargo, con frecuencia implican situaciones en las que la fidelidad de los datos no es esencial, como la transmisión de audio en llamadas de Voz sobre Protocolo de Internet (VoIP) que el oyente podría no ser capaz de escuchar.

Para evitar enviar los datos nuevamente y potencialmente introducir problemas de audio, es preferible omitir estos componentes.
El host realiza un seguimiento de la cantidad total de ancho de banda que todos los dispositivos de interrupción e isócronos han solicitado a medida que crece la cantidad de dispositivos.

Juntos, pueden usar hasta el 90 % del ancho de banda disponible, que es de 480 MB/s para USB estándar o 4 Gigabits/s para USB 3 Point 0.

Una vez que se ha consumido el 90 por ciento de los dispositivos, el host restringe el acceso a dispositivos isócronos o de interrupción adicionales. Cualquier ancho de banda restante, que siempre es al menos el 10 %, se utiliza para los paquetes de control y los paquetes de transferencia masiva. No puede usar múltiples conexiones USB para transferir datos al mismo tiempo después de este punto.