A cosa servono i collegamenti USB per implementare le connessioni?
doc-16743
USB implementa le connessioni ai dispositivi di memorizzazione utilizzando un insieme di standard chiamati USB mass storage device class (MSC o UMS). Questo è stato inizialmente destinato alle tradizionali unità magnetiche e ottiche ed è stato esteso per supportare le unità flash. È stato inoltre esteso per supportare una vasta gamma di nuovi dispositivi, dato che molti sistemi possono essere controllati con la metafora familiare della manipolazione dei file all' interno delle directory. Il processo di rendere un nuovo dispositivo simile a un dispositivo familiare è noto anche come estensione. La possibilità di avviare una scheda SD bloccata da scrittura con un adattatore USB è particolarmente vantaggiosa per mantenere l' integrità e lo stato non corrompibile e incontaminato del supporto di avvio.
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doc-16739
La comunicazione del dispositivo USB si basa su tubi (canali logici). Un tubo è una connessione dal controllore host a un' entità logica, trovata su un dispositivo e denominata endpoint. Poiché i tubi corrispondono da 1 a 1 ai punti finali, i termini sono talvolta usati in modo intercambiabile. Un dispositivo USB potrebbe avere fino a 32 endpoint (16 IN, 16 OUT), anche se è raro avere così tanti. Un punto finale è definito e numerato dal dispositivo durante l' inizializzazione (il periodo dopo il collegamento fisico chiamato "enumerazione") e quindi è relativamente permanente, mentre un tubo può essere aperto e chiuso.
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doc-16737
L' architettura di progettazione dell' USB è asimmetrica nella sua topologia, composta da un host, una moltitudine di porte USB a valle e più periferiche collegate in una topologia a stella. Ulteriori hub USB possono essere inclusi nei livelli, consentendo la ramificazione in una struttura ad albero con un massimo di cinque livelli. Un host USB può implementare più controllori host e ogni controller host può fornire una o più porte USB. È possibile collegare fino a 127 dispositivi, compresi i dispositivi hub, se presenti, a un singolo controllore host. I dispositivi USB sono collegati in serie tramite hub. Un hub integrato nel controllore host è il hub principale.
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doc-16752
In generale, i cavi USB hanno solo spine alle estremità, mentre host e dispositivi hanno solo prese. Gli alloggiamenti hanno quasi tutti i contenitori di tipo A, mentre i dispositivi hanno l' una o l' altra varietà di tipo B. Le spine di tipo A si accoppiano solo con le prese di tipo A, e lo stesso vale per le loro controparti di tipo B; sono deliberatamente incompatibili fisicamente. Tuttavia, un' estensione della specifica standard USB chiamata USB On-The-Go (OTG) permette ad una singola porta di agire come un host o un dispositivo, che è selezionabile dall' estremità del cavo che si collega alla presa dell' unità abilitata OTG. Anche dopo il collegamento del cavo e la comunicazione delle unità, le due unità possono essere "scambiate" e finiscono sotto il controllo del programma. Questa funzionalità è destinata a unità come i PDA in cui il collegamento USB potrebbe collegarsi alla porta host di un PC come dispositivo in un' istanza, ma in un' altra, come host, a una tastiera e a un dispositivo mouse.
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doc-16729
Le connessioni USB sono disponibili anche in cinque modalità di trasferimento dati, in ordine crescente: Low Speed (1.0), Full Speed (1.0), High Speed (2.0), SuperSpeed (3.0) e SuperSpeed+ (3.1). L' Alta Velocità è supportata solo da interfacce USB 2.0 High Speed appositamente progettate (cioè, i controllori USB 2.0 senza la designazione High Speed non lo supportano), così come da interfacce USB 3.0 e più recenti. SuperSpeed è supportato solo da interfacce USB 3.0 e più recenti, e richiede un connettore e cavo con pin e fili aggiuntivi, solitamente distinguibili dagli inserti blu nei connettori.
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doc-16773
Oltre a limitare la potenza media totale utilizzata dal dispositivo, la specifica USB limita la corrente di spunto (cioè quella utilizzata per caricare i condensatori di disaccoppiamento e filtro) quando il dispositivo è collegato per la prima volta. In caso contrario, il collegamento di un dispositivo potrebbe causare problemi con l' alimentazione interna dell' host. I dispositivi USB sono inoltre necessari per accedere automaticamente alla modalità di sospensione a bassissimo consumo quando l' host USB è sospeso. Tuttavia, molte interfacce host USB non interrompono l' alimentazione dei dispositivi USB quando sono sospese.
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doc-16760
USB 2.0 prevede una lunghezza massima del cavo di 5 metri per i dispositivi che funzionano ad alta velocità (480 Mbit/s). Il motivo principale di questo limite è il ritardo massimo consentito di andata e ritorno di circa 1,5 s. Se i comandi dell' host USB non ricevono risposta dal dispositivo USB entro il tempo consentito, l' host considera perduto il comando. Quando si aggiunge il tempo di risposta del dispositivo USB, i ritardi dal numero massimo di hub aggiunti ai ritardi dei cavi di collegamento, il ritardo massimo accettabile per cavo ammonta a 26 ns. La specifica USB 2.0 richiede che il ritardo del cavo sia inferiore a 5,2 ns per metro (192 000 km/s, che è vicino alla massima velocità di trasmissione ottenibile per il filo di rame standard).
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doc-16751
Lo standard USB specifica tolleranze relativamente basse per i connettori USB conformi per ridurre al minimo le incompatibilità fisiche nei connettori di fornitori diversi. Per ovviare a un punto debole presente in alcuni altri standard di connettori, la specifica USB definisce anche i limiti delle dimensioni di un dispositivo di connessione nell' area intorno alla sua spina. Ciò è stato fatto per evitare che un dispositivo bloccasse le porte adiacenti a causa delle dimensioni del meccanismo di scarico della deformazione del cavo (di solito lo stampaggio integrato con l' isolamento esterno del cavo) sul connettore. I dispositivi conformi devono rientrare nei limiti di dimensione o supportare un cavo di prolunga conforme.
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doc-17100
Windows 8 incorpora un migliore supporto per la banda larga mobile come metodo "di prima classe" per la connettività Internet. All'inserimento di una scheda SIM, il sistema operativo determina automaticamente l'operatore dell'utente e configura le relative impostazioni di connessione utilizzando un database di APN. Il sistema operativo è anche in grado di monitorare l'utilizzo dei dati mobile, e cambia perciò il suo comportamento per ridurre l'uso della banda sulle reti misurate. Gli operatori possono anche offrire le proprie app di Windows Store dedicate per la gestione dell'account, che possono anche essere installate automaticamente come parte del processo di connessione. Questa funzionalità è stata dimostrata con una app AT&T, che può anche visualizzare le statistiche mensili di utilizzo dati sul proprio riquadro animato. Windows 8 riduce anche la necessità di driver di terze parti e il software per implementare la banda larga mobile fornendo un driver generico, e fornendo un'opzione integrata per la modalità aereo.
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doc-16759
USB è un bus seriale, che utilizza quattro cavi schermati per la variante USB 2.0: due per l' alimentazione (VBUS e GND) e due per i segnali di dati differenziali (contrassegnati come D+ e D- in piedinatura). Lo schema di codifica non-Return-to-Zero Inverted (NRZI) viene utilizzato per il trasferimento dei dati, con un campo di sincronizzazione per sincronizzare gli orologi host e ricevitore. I segnali D+ e D- vengono trasmessi su una coppia twistata, fornendo trasferimenti di dati semi-duplex per USB 2.0. I connettori mini e micro hanno le loro connessioni GND spostate dal pin #4 al pin #5, mentre il pin #4 serve come pin ID per l' identificazione On-The-Go host/client.
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doc-16750
Le nuove prese micro-USB sono progettate per una durata nominale minima di 10.000 cicli di inserimento e rimozione tra la presa e la spina, rispetto a 1.500 per la porta USB standard e 5.000 per la porta mini-USB. Tra le funzioni da realizzare vi è stato aggiunto un dispositivo di bloccaggio e la molla a balestra è stata spostata dal jack alla spina, in modo che la parte più sollecitata si trovi sul lato cavo del collegamento. Questa modifica è stata apportata in modo che il connettore del cavo meno costoso sopportasse l' usura maggiore rispetto al più costoso dispositivo micro-USB. Tuttavia, l' idea che questi cambiamenti rendessero in realtà il connettore più durevole nell' uso reale è stata ampiamente contestata, con molti che sostengono che in realtà sono molto meno durevoli.
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