2. PUERTO USB
Significa ("Universal Serial Bus") o su traducción al español es línea serial
universal de transporte de datos. Es básicamente un conector rectangular de 4
terminales que permite la transmisión de datos entre una gran gama de dispositivos
externos (periféricos) con la computadora; por ello es considerado puerto; mientras
que la definición de la Real Academia Española de la lengua es "toma de conexión
universal de uso frecuente en las computadoras".
El USB es un bus punto a punto: dado que el lugar de partida es el host (PC o
hub), el destino es un periférico u otro hub. No hay más que un único host (PC) en
una arquitectura USB.
Los PC estándar tienen dos tomas USB, lo que implica que, para permitir más
de dos periférico simultáneamente, es necesario un hub. Algunos periféricos
incluyen un hub integrado, por ejemplo, el teclado USB, al que se le puede conectar
un Mouse USB.
Los periféricos comparten la banda de paso del USB. El protocolo se basa en
el llamado paso de testigo (token). El ordenador proporciona el testigo al periférico
seleccionado y seguidamente, éste le devuelve el testigo en su respuesta.
Este bus permite la conexión y la des-conexión en cualquier momento sin
necesidad de apagar el equipo.
CARACTERÍSTICAS DEL PUERTO USB
•Banda de paso, disponibilidad desde algunos kilobits a vario megabits;
• Transferencia isócrona y asíncrona en el mismo bus;
• Varios tipos de periféricos en el mismo bus;
• Posibilidad de conectar hasta 127 perifericos;
• Tiempo de respuesta garantizado (para audio y vídeo)
• Flexibilidad a nivel de banda de paso;
Símbolo de USB
3. • Fiabilidad, control de errores;
• Perfectamente integrado en el PC, plug and play (conectar y usar)
• Coste reducido en la versión de baja velocidad (1,5 Mbits/s);
• Posible expansión del bus
TERMINALES DEL PUERTO USB 1.X, USB 2.0 Y USB 3.0 / PINOUT USB 1.X,
USB 2.0 Y USB 3.0
INTERFAZ FÍSICA
Aspecto eléctrico
A nivel eléctrico, el cable USB transfiere la señal y la alimentación sobre 4 hilos.
A nivel de alimentación
El cable proporciona la tensión nominal de 5 V. Es necesario definir
correctamente el diámetro del hilo con el fin de que no se produzca una caída de
tensión demasiado importante en el cable. Una resistencia de terminación instalada
en la línea de datos permite detectar el puerto y conocer su configuración (1,5 o 12
Mbits/s).
A nivel de señal
Se trata de un par trenzado con una impedancia característica de 90 Ω La
velocidad puede ser tanto de 12 Mbits/s como de 1,5 Mbits/s. La sensibilidad del
receptor puede ser de, al menos, 200mV y debe poder admitir un buen factor de
rechazo de tensión en modo común. El reloj se transmite en el flow de datos, la
codificación es de tipo NRZI, existiendo un dispositivo que genera un bit de relleno
(bit stuffing) que garantiza que la frecuencia de reloj permanezca constante. Cada
paquete va precedido por un campo de sincronismo.
Consumo
Cada sección puede proporcionar una determinada potencia máxima siendo
el PC el encargado de suministrar la energía. Además, el periférico puede estar
autoalimentado (selfpowered).
Control de consumo
El ordenador gestiona el consumo, teniendo capacidad de poner en reposo
(suspend) o en marcha a un periférico USB. En reposo, este reduce su consumo (si
puede),quedándose la parte USB funcional.
Esta gestión está orientada especialmente a los equipos portátiles.
4. Los puertos USB 1.0, 1.1 y USB 2.0 tienen 4 contactos, mientras que el
puerto USB 3.0 cuenta con 9 (2 por los cuáles es capaz de enviar, 2 por los cuáles
recibir de manera simultánea); en las siguientes figuras se muestran las líneas
eléctricas y su descripción básica:
Líneas eléctricas del conector USB 1.0 y USB
2.0, las líneas centrales conducen datos, las
laterales la alimentación.
1.- Vbus (+ 5 Volts,
alimentación)
2.- D- (- datos)
3.- D+ (+ datos)
4.- GND (tierra)
Líneas eléctricas del puerto USB.
Líneas eléctricas del conector USB 3.0
1.- Vbus (+ 5 volts, alimentación)
2.- D- (- datos)
3.- D+ (+ datos)
4.- GND (tierra)
5.- StdA_SSRX- (Recibe datos)
6.- StdA_SSRX+ (Recibe datos)
7.- GND_DRAIN (tierra-drenado)
8.- StdA_SSTX- (Envía datos)
9.- StdA_SSTX+ (Envía datos)
Líneas eléctricas del puerto USB 3.0.
El puerto USB 1.0 reemplazó totalmente al Gameport.
El puerto USB está apunto de reemplazar al puerto LPT, y al puerto COM.
El puerto USB 2.0 compite actualmente en el mercado contra el puerto FireWire.
El puerto USB 3.0 compite en altas velocidades de transmisión contra el puerto
eSATA.
5. TIPOS DE PUERTOS USB
El puerto USB en general cuenta con 3 tipos, denominados A, B y mini,
incluida la versión USB 3.0 (esta última cuenta con sus respectivos conectores
agregados):
USB tipo A
Puerto USB integrado en
la tarjeta principal
("Motherboard").
USB tipo B
Variante del puerto USB
integrado en dispositivos
grandes.
USB mini
Variante del puerto USB
integrado en dispositivos
pequeños.
VERSIONES DEL PUERTO USB 1, USB 2, USB 3 Y SUS CARACTERÍSTICAS
Han existido hasta este momento las versiones USB 1.0, USB 1.1 y USB 2.0,
las cuáles son idénticas físicamente, teniendo la variante de la velocidad entre ellas,
sin embargo la versión USB 3.0 ya lanzado al mercado para dispositivos de nueva
generación, con el nombre clave de "SuperSpeed", se diferencia de las versiones
anteriores, ya que permite un transmisión de información en un medio Duplex
(enviar y recibir datos de manera simultánea), su uso es básicamente para la
transmisión directa, a muy alta velocidad, de video entre los dispositivos y la
computadora, así como para discos duros externos.
El puerto USB 3.0 es totalmente compatible con las
tecnologías USB 1.X y USB 2.0, esto es, reconoce
dispositivos con tales formatos (debido a que físicamente
es un puerto USB común con 5 conectores agregados). Es
importante mencionar que físicamente el puerto en la
Motherboard es igual a las anteriores versiones, por lo que
se puede conectar y es compatible, lo que cambia es que
los dispositivos cuentan con los puertos USB 3.0
modificados. Es fácil identificar el puerto USB 3.0 ya que
tiene un color azul para distinguirlo de los puertos 2.0.
Un ejemplo son algunos modelos de discos duros
externos, que cuentan con el puerto miniUSB 3.0 en la
estructura del mismo, mientras que el conector que se
coloca en la computadora es similar al 2.0.
6. VELOCIDAD DE TRANSMISIÓN DEL PUERTO USB
Hay 2 formas de medir la velocidad de transmisión de datos del puerto USB:
1. En MegaBytes / segundo (MB/s).
2. En Megabits por segundo (Mbps).
Un error típico, es creer que lo anterior es lo mismo, debido a que los
fabricantes manejan en sus descripciones de producto la segunda cantidad, pero no
es así. Existe una equivalencia para realizar la trasformación de velocidades con
una simple "regla de tres":
8 Mbps (Megabits por segundo) = 1 MB/s (MegaByte/segundo)
Ejemplo: si el fabricante de una memoria USB, señala que su producto tiene una
velocidad de transmisión de hasta 480 Mbps, entonces:
Velocidad en MB/s = (480 Mbps X 1 MB/s) / 8 Mbps
Velocidad en MB/s = (480 MB/s) / 8
Velocidad en MB/s = 60 MB/s
Versión de
puerto
Velocidad máxima en
Megabits por segundo
Velocidad máxima
en (MegaBytes/segundo)
USB 1.0
(LowSpeed)
1.5 Mbps 187.5 KB/s
USB 1.1 (Full
Speed)
12 Mbps 1.5 MB/s
USB 2.0 (Hi-
Speed)
480 Mbps 60 MB/s
USB 3.0
(SuperSpeed)
3200 Mbps / 3.2 Gbps 400 MB/s
7. USOS ESPECÍFICOS DEL PUERTO USB
USB fue diseñado para estandarizar la conexión de periféricos, como:
Mouse
Teclados
Memorias USB,
Joysticks
Escáneres
Cámaras digitales
Teléfonos móviles
Reproductores multimedia
Impresoras
Dispositivos multifuncionales
Sistemas de adquisición de datos
Módems
Tarjetas de red
Tarjetas de sonido
Tarjetas sintonizadoras de televisión
Grabadora de DVD externa
Discos duros externos y disquetera externas.
Su éxito ha sido total, habiendo desplazado a conectores como el puerto
serie, puerto paralelo, puerto de juegos, Apple Desktop Bus o PS/2 a mercados-
nicho o a la consideración de dispositivos obsoletos a eliminar de los modernos
ordenadores, pues muchos de ellos pueden sustituirse por dispositivos USB que
implementen esos conectores.
Su campo de aplicación se extiende en la actualidad a cualquier dispositivo
electrónico o con componentes, desde los automóviles (las radios de automóvil
modernas van convirtiéndose en reproductores multimedia con conector USB o
iPod) a los reproductores de Blu-ray Disc o los modernos juguetes como Pleo.
Se han implementado variaciones para su uso industrial e incluso militar.
Pero en donde más se nota su influencia es en los teléfonos inteligentes (Europa ha
creado una norma por la que todos los móviles deberán venir con un cargador
microUSB), tabletas, PDAs y videoconsolas, donde ha reemplazado a conectores
propietarios casi por completo.
