Pour établir une connexion entre un périphérique USB et un hôte, le périphérique USB doit d'abord être connecté à l'hôte. Une fois la connexion établie, l'hôte enverra une demande au périphérique USB pour obtenir des informations sur le périphérique. Le périphérique USB répondra alors avec son identifiant de périphérique et d'autres informations sur le périphérique. L'hôte enverra alors un accusé de réception au périphérique USB, et le périphérique répondra en renvoyant un descripteur de configuration. L'hôte configure ensuite le périphérique USB et la connexion est établie.

1. Le contexte de naissance de l'USB

Avant la naissance de l'USB, toutes sortes d'appareils devaient être connectés aux ordinateurs via différents types d'interfaces. Tels que le clavier, la souris utilisent l'interface PS / 2; imprimante, copieur utilisent le port parallèle DB-25 ; le port série utilise le port série DE-9. De plus, la plupart des interfaces ci-dessus ne sont pas remplaçables à chaud et vous devez redémarrer l'ordinateur chaque fois que vous ajoutez un périphérique. Un nouveau bus facile à utiliser, à faible coût, à taux de transfert élevé, à protocole flexible et prenant en charge l'expansion est né. C'est USB-Universal Serial Bus (Universal Serial Bus).

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2. Historique du développement et de l'évolution de la norme USB

L'organisation qui formule le protocole de transmission USB est USB-IF, et ses membres incluent Intel, Microsoft, HP, Apple, etc. De la première génération d'USB 1.0 en 1996 au dernier USB4, il y a eu de nombreuses itérations et changements de nom dans le milieu. Ses normes incluent principalement les versions suivantes, et le contenu de cet article est également écrit sur la base de la norme USB2.0.

A) USB1.0

B)USB2.0

C)USB3.0

D)USB3.1

E)USB3.2

F)USB4

3. USB 2.0 contre USB 3.0

USB 2.0 et USB 3.0 sont deux normes de connexion de périphériques aux ordinateurs. L'USB 2.0 est l'ancienne norme, tandis que l'USB 3.0 est la plus récente. Les deux normes sont utilisées pour connecter divers périphériques aux ordinateurs, notamment des disques durs externes, des imprimantes, des souris, des claviers, etc.

L'une des différences les plus notables entre l'USB 2.0 et l'USB 3.0 est leur vitesse de transfert de données. L'USB 2.0 a un taux de transfert de données maximal de 480 mégabits par seconde (Mbps), tandis que l'USB 3.0 a un taux de transfert de données maximal de 5 gigabits par seconde (Gbps). Cela signifie que l'USB 3.0 est nettement plus rapide que l'USB 2.0.

Une autre différence entre les deux normes réside dans leurs connecteurs physiques. Les connecteurs USB 2.0 sont rectangulaires et comportent quatre broches, tandis que les connecteurs USB 3.0 sont généralement de couleur bleue et comportent neuf broches. Cela facilite la distinction entre les deux normes.

L'USB 3.0 prend également en charge une fonctionnalité appelée SuperSpeed, qui permet aux appareils de transférer des données plus rapidement qu'avec l'USB 2.0. SuperSpeed n'est disponible que sur les périphériques USB 3.0 et peut aider à réduire considérablement les temps de transfert.

En termes de compatibilité, l'USB 3.0 est rétrocompatible avec l'USB 2.0, ce qui signifie que les périphériques USB 2.0 peuvent être utilisés avec les ports USB 3.0, mais à la vitesse USB 2.0 plus lente. Les périphériques USB 3.0 peuvent également être utilisés avec des ports USB 2.0, bien qu'ils ne puissent pas profiter des vitesses USB 3.0 plus rapides.

Dans l'ensemble, l'USB 3.0 est la norme supérieure des deux, offrant des vitesses de transfert de données plus rapides et la prise en charge de SuperSpeed, ainsi qu'une rétrocompatibilité avec les périphériques USB 2.0. Cela dit, l'USB 2.0 est encore largement utilisé et constitue une excellente option pour de nombreux utilisateurs.

4. Structure du système USB

Le système USB est divisé en deux parties - l'hôte USB, le périphérique USB et bien sûr la connexion entre eux. La structure est la suivante :

Le schéma de principe de la topologie du bus USB est le suivant :

Les périphériques standard USB2.0 sont divisés en deux catégories : les périphériques USB2.0 pleine vitesse (FULL SPEED) et les périphériques USB2.0 haute vitesse (HIGH SPEED). Les différences entre les deux sont les suivantes :

un. Vitesse : pleine vitesse jusqu'à 12 Mbps, haute vitesse jusqu'à 480 Mbps ;

b. Résistance pull-up : la norme USB 2.0 fait la distinction entre les appareils à pleine vitesse et à grande vitesse, et l'accord stipule qu'une résistance pull-up de 1,5 K doit être connectée respectivement à D+ et D-. Parmi eux, la résistance de rappel de l'appareil à pleine vitesse est située en D+ et l'appareil à grande vitesse est situé en D-.

5. Le processus (énumération) d'établissement d'une connexion entre l'hôte USB et l'esclave est le suivant :