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25 anos fazendo conexões com USB (após três tentativas)

techserving |
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Todo mundo sabe que os dispositivos USB devem ser

invertido três vezes

para colocá-los na orientação correta

NavissOne / Shutterstock

A versão 1.0 do padrão Universal Serial Bus (USB) foi lançada em janeiro de 1996. 25 anos e

três tentativas

mais tarde, passamos das velocidades de 12 Mbit / s do USB 1.0 para as velocidades de 40 Gbit / s do USB4. Veja como o USB conquistou o mundo.

O problema: luta com portas e IRQs

No início da década de 1990, conectar periféricos a PCs era uma bagunça. Para configurar qualquer PC, era necessário utilizar vários tipos diferentes de portas e conectores incompatíveis. Mais comumente, aqueles incluídos uma porta de teclado, um de 9 ou 25 pinos

Porta serial RS-232

e um de 25 pinos

Porta Paralela

. Além disso, os controladores de jogos para PC usavam seu próprio padrão de 15 pinos e os mouses geralmente eram conectados a portas seriais ou placas proprietárias.

ngaga / Shutterstock

Ao mesmo tempo, os fabricantes de periféricos começaram a esbarrar nos limites da taxa de dados nas portas existentes usadas para periféricos em PCs. A demanda por aplicativos de telefonia, vídeo e áudio estava crescendo. Tradicionalmente, os fornecedores contornaram essas limitações introduzindo suas próprias portas proprietárias que podiam ser instaladas como placas de expansão, mas que aumentaram o custo e aumentaram os problemas de compatibilidade entre as máquinas.

E, finalmente, adicionar um novo periférico a um PC foi uma dor de cabeça. Freqüentemente, significava configurar detalhes técnicos como configurações de IRQ, canais de DMA e endereços de E / S para que não entrassem em conflito com outros dispositivos instalados no sistema. (Os usuários comuns de computador não precisam mais pensar nisso.) Devia haver uma maneira mais fácil.

A solução: USB

O alívio logo viria na forma de uma única porta que poderia unificar a indústria: o Barramento Serial Universal. USB originou-se como um projeto conjunto de 1994 entre oito empresas de alto perfil: Intel, Microsoft, IBM, Compaq, Digital Equipment Corporation, NEC e Northern Telecom. Após o desenvolvimento pelo próximo ano e meio, o grupo publicou a especificação USB 1.0 em 15 de janeiro de 1996.

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O que eles criaram foi um barramento serial de periférico de computador que usava conectores simples de 4 pinos que eram resistentes e baratos. O USB permitia conexões de até 12 megabit por segundo (o suficiente para aplicativos de rede na época) e podia servir até 127 dispositivos em um único barramento se encadeados usando hubs.

Kozini / Shutterstock

O melhor de tudo é que o USB era completamente plug-and-play, o que significava que os dispositivos se configuravam automaticamente (ou buscavam os drivers apropriados) quando você os ligava. Chega de lutar com IRQs. E, ao contrário dos padrões anteriores, o USB suportava troca a quente, o que significava que você podia conectar e desconectar seus periféricos enquanto o computador ainda estava funcionando: não há necessidade de reinicializar ao trocar algo tão simples como o mouse.

Na época, a indústria também estava de olho em padrões concorrentes, como

Firewire (IEEE 1394)

, Apple GeoPort,

ACCESS.bus

e SCSI. Mas a simplicidade e a flexibilidade do USB venceram - especialmente quando os fornecedores demonstraram que podiam criar chipsets USB de custo relativamente baixo para hubs e periféricos.

USB aparece em estado selvagem

A princípio, a indústria de PCs adotou o USB lentamente, com melhorias incrementais no padrão ocorrendo ao longo de vários anos antes que a adoção generalizada ocorresse. A Microsoft deu suporte ao USB no Windows 95 OSR 2.1 em agosto de 1997 (e também no Win NT nessa época).

De acordo com

Mundo de computador

, o desktop Unisys Aquanta DX,

anunciado em 13 de maio de 1996

, foi o primeiro PC anunciado com portas USB integradas, embora outros fornecedores como a IBM possam tê-los vencido no mercado. Relatórios na Byte Magazine dizem que os chipsets USB não estavam disponíveis em escala até meados de 1996. Ainda assim, no final de 1996, quase uma dúzia de fornecedores de PC anunciaram PCs que incluíam portas USB - geralmente duas portas por máquina.

Mesmo com algum suporte inicial para USB de fabricantes de PC, os periféricos USB que podiam realmente usar as portas eram poucos e distantes até por volta de 1998. Até então, quase todos os PCs ainda eram enviados com portas legadas, então os fabricantes continuaram a desenvolv

er e vender dispositivos que usou-os.

maçã

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Um evento mudou drasticamente a disponibilidade de periféricos USB. Em agosto de 1998,

A Apple lançou o iMac

, uma máquina multifuncional elegante que trocou todas as suas portas legadas por USB. Pela primeira vez em mais de uma década, a Apple criou uma máquina sem SCSI,

ADB

, ou portas seriais, e os fabricantes de periféricos Mac foram forçados a pular para o USB de uma maneira significativa.

Embora a Apple não possa reivindicar o crédito exclusivo na popularização do USB (há um

debate saudável sobre isso no StackExchange

), o foco da imprensa pesada no

Dependência do iMac de USB

trouxe o porto à consciência popular em grande forma pela primeira vez.

Logo, esses periféricos Mac USB também estavam disponíveis para PCs com USB, e com suporte saudável para USB no Windows 98, chipsets de baixo custo e revisões do padrão USB, o mercado de PCs começou a adotar USB com entusiasmo na virada do 2000s. Eventualmente, os telefones celulares começaram a suportar conexões USB também, e a popularidade do USB não diminuiu desde então.

USB ao longo dos anos

Exemplos dos principais tipos de conectores USB ao longo dos anos.

iunewind / Shutterstock

Desde 1996, o USB expandiu dramaticamente em capacidade, incluindo suporte para tipos de conectores menores e mais novos e velocidades muito mais rápidas. Em todo o processo, o padrão foi mantido pelo USB Implementers Forum (USB-IF). Aqui estão alguns destaques.

USB 1.0 (1996):

A introdução formal do padrão USB com conectores Tipo A e Tipo B. A alta velocidade é de 12 megabits / segundo, a baixa velocidade é de 1,5 megabits / segundo.

USB 1.1 (1998):

Esta versão corrigiu bugs no padrão 1.0, incluindo problemas com hubs USB, e se tornou o primeiro padrão USB amplamente adotado. Ele também introduziu conectores USB Mini Tipo A e B.

USB 2.0 (2001):

Isso introduziu um novo modo de alta velocidade de 480 megabit / segundo, mantendo a compatibilidade com dispositivos USB 1.1. Uma revisão de 2007 introduziu conectores Micro USB pela primeira vez.

USB 3.0 (2011):

O padrão 3.0 introduziu uma nova taxa de dados de 5 gigabit / segundo chamada SuperSpeed. Ele também introduziu novos conectores Tipo A, Tipo B e Micro com mais pinos para suportar a taxa de dados mais alta.

USB 3.1 (2014):

Isso aumentou a taxa de dados USB para 10 gigabits / segundo. Nessa época, o USB-IF também introduziu o conector USB-C simétrico, que pode ser conectado de qualquer forma e ainda funcionar. (Chega de virar o dispositivo USB três vezes para encontrar o alinhamento correto!)

USB 3.2 (2017):

Com esta revisão, o USB subiu para 20 gigabits / segundo e substituiu os conectores Tipo B e Micro em favor do Tipo C.

USB 4.0 (2019):

Este padrão é compatível com

Thunderbolt 3

e suporta conexões de até 40 gigabit / segundo. Todos os conectores, exceto USB-C, foram descontinuados.

O futuro é USB

Em 2021, o USB ainda estava forte, com suporte tão amplo que os conectores USB se tornaram de fato soquetes de energia para carregar smartphones, tablets, controladores de videogame, brinquedos para crianças alimentados por bateria e para

Itens inovadores

tal como

aquecedores de caneca de café

e pequenos aspiradores de pó de mesa.

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O USB não para de melhorar.

USB4

mostra que a indústria leva a sério a manutenção do padrão competitivo, à medida que os computadores ficam mais rápidos e os dados que trocamos entre os dispositivos ficam cada vez maiores.

Está até fazendo incursões - os tablets iPad Pro da Apple

descartou suas portas proprietárias Lightning para USB-C

, embora o Lightning ainda perdure no iPhone e em muitos outros dispositivos da Apple.

Feliz aniversário, USB!

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