USB: Выгодно и пользователям...
... и производителям
Близится час торжества
Они были первыми...
USB - тоже не панацея
Может быть, может быть...
В России USB пока не популярна

Universal Serial Bus (USB) - универсальная последовательная шина - отпраздновала свой первый день рождения на прошедшей в ноябре прошлого года выставке Comdex/Fall. Основания для торжества были вполне достойными: за столь короткий срок участники Форума по реализации технологии USB (USB Implementers Forum) перешли от этапа разработки спецификации к поставкам конкретных продуктов. Как сообщали представители компании Intel, на упомянутой выставке более 200 компаний продемонстрировали микросхемы, периферийные устройства и системы, разработанные на базе технологии USB. По мнению аналитиков, темпы реализации новой технологии - одни из самых быстрых за всю историю компьютерной индустрии.

USB - это открытый стандарт на шину ПК, предназначенную для подсоединения периферийных устройств. Он был разработан совместными усилиями компаний, известных своими достижениями в компьютерной отрасли и сфере телекоммуникаций: Compaq, DEC, IBM, Intel, Microsoft, NEC и Nothern Telecom. Их цель состояла в том, чтобы обеспечить надежный способ взаимодействия ПК с цифровыми телефонными линиями и заложить основы для широкого развития компьютерной телефонии.

В настоящее время эта область еще не получила достаточного развития, поскольку существующие до сих пор ПК оснащены последовательными портами, пропускная способность которых слишком мала для современных телекоммуникационных приложений. Возможности этих портов позволяют подключить к каждому из них только по одному устройству.

Аналитики рассматривают новую шину как одно из средств, которые помогут снизить расходы на содержание компьютера и тем самым решить одну из основных проблем отрасли.

До настоящего времени подключение нового периферийного устройства к ПК часто сопряжено с необходимостью выполнения непростых процедур. К ним относится, например, установка различных DIP-переключателей и перемычек, настройка драйверов устройств или определение каналов прямого доступа к памяти. Нередко нужное сочетание параметров системы определяется "методом проб и ошибок". Жизнь пользователя усложняется даже тем, что для подключения периферийных устройств используются разнообразные разъемы и кабели.

Использование USB-технологии решает многие задачи, стоящие как перед пользователями, так и перед разработчиками компьютерных систем.

USB: Выгодно и пользователям...

По мнению аналитиков, наибольший выигрыш от внедрения стандарта USB получат пользователи. Даже с эстетической точки зрения, поскольку большое количество кабелей, подсоединенных к разъемам на задней панели компьютера, будет заменено одним-двумя.

С внедрением USB-технологии конструкция задней панели компьютера существенно упростится. Пока же на ней находится множество различных разъемов: для подсоединения клавиатуры и мыши, параллельный порт, порт для джойстика, последовательный порт и так далее. Тем не менее пользователи часто ощущают нехватку портов и не могут подсоединить к ПК необходимое число периферийных устройств.

Шина USB должна заменить множество существующих интерфейсов: последовательный порт RS-232C, параллельный порт, MIDI-порт и другие. По мнению специалистов Intel, на задней панели в конце концов останется единственный USB-порт.

Шина USB позволяет подключать к ПК самые различные типы периферийных устройств. Среди них телефоны и модемы (коммуникационная периферия), клавиатуры, мыши и джойстики (устройства ручного ввода), четырех- и шестискоростные накопители CD-ROM, накопители на магнитных лентах и флоппи-дисководы, принтеры и сканеры (офисная периферия). USB можно использовать и для работы с аналоговыми устройствами типа микрофона или динамиков (мультимедиа-устройства), однако только с такими, в которые встроены аналого-цифровые преобразователи.

В отличие от существующих интерфейсов ПК, USB поддерживает два режима передачи данных: изохронный или асинхронный. В изохронном режиме обеспечивается непрерывный поток данных, поэтому он используется, например, при работе с системами видеоконференц-связи.

USB-технология реализует более высокую (по сравнению с традиционной последовательной шиной) скорость передачи данных между ПК и периферийными устройствами. Несмотря на то, что 12 Мбит/с можно считать относительно невысокой скоростью передачи, ее, тем не менее, достаточно для большинства наиболее распространенных устройств. В частности, увеличение скорости при вводе и выводе данных до 12 Мбит/с для "быстрых" устройств (типа модемов, телефонов, микрофонов, динамиков), подключенных к шине USB, обеспечивает пропускную способность, достаточную для передачи звуковой и видеоинформации, используемой в мультимедиа-приложениях. Широкая полоса пропускания требуется также при чтении подвергнутого компрессии MPEG-2 потока видеоданных с накопителя CD-ROM.

В дополнение к высокоскоростным каналам, USB обеспечивает передачу данных по низкоскоростным каналам (при использовании "медленных" устройств, например мыши или клавиатуры), работающим при скорости 1,5 Мбит/с.

Однако главное преимущество шины USB - в существенном уменьшении общей стоимости эксплуатации ПК, в том числе затрат на обучение и поддержку пользователей. Кроме того, шина USB обеспечивает более простую и гибкую работу с периферийными устройствами.

Простота обеспечивается, главным образом, за счет того, что для подключения всего множества устройств используется единый стандартный разъем, что автоматически исключает возможность ошибочного подсоединения конкретного устройства. При подсоединении к ПК нового периферийного устройства пользователю не нужно будет ломать голову над тем, какой кабель или слот расширения следует выбрать.

Что касается гибкости, то USB обеспечивает возможность подключения компьютерной периферии в режиме "plug-and-play". При этом устраняется необходимость установки дополнительных плат в специально предназначенные для этого слоты ПК, а также какой-либо перенастройки системы. Компьютер, оснащенный шиной USB, автоматически настраивает параметры подсоединенного к нему периферийного устройства.

USB позволяет некоторым периферийным устройствам выполнять функции своеобразных концентраторов - узлов подключения других устройств. Обычно в качестве концентраторов используют мониторы и клавиатуры, поскольку оба этих устройства являются неотъемлемой частью ПК. Кроме того, могут использоваться и совершенно автономные концентраторы. Наличие в ПК одного USB-порта позволяет подключить к компьютеру до 127 устройств. Имея шину USB, только одно периферийное устройство, например клавиатуру, необходимо подключить непосредственно к ПК. Все остальные подключаются друг к другу, образуя цепочку или звезду (если используется концентратор портов). Максимальное расстояние от одного устройства до другого (длина сегмента) независимо от способа их подсоединения составляет 5 метров.

Физически USB использует четыре провода, и только два из них отведены для передачи данных. Другие два обеспечивают питанием все подключенные к шине устройства.

По-видимому, наиболее полезным внедрение USB окажется для пользователей мобильных ПК. Лишь пара USB-портов сможет заменить множество разъемов портативного компьютера. При этом мобильные пользователи получат возможность простого доступа к широкому набору прежде или недоступных периферийных устройств, или доступных при использовании док-станции.

... и производителям

А что может дать USB-технология производителям ПК и периферийных устройств? По мнению аналитиков, она способна привлечь производителей своей невысокой стоимостью, поскольку основная обработка информации об устройствах, присоединенных к шине, выполняется на ПК, а не в самих устройствах. В противном случае, в каждое устройство потребовалось бы встроить соответствующий микроконтроллер, что увеличило бы цену устройств.

Другой фактор, играющий на уменьшение стоимости USB-системы - "умеренная" скорость передачи данных по шине, от которой в значительной степени зависит стоимость кабеля.

Использование новой шины означает, как уже отмечалось, возможность передачи изохронных данных, что позволяет реализовать системы компьютерной телефонии.

Специалисты считают также, что применение нового стандарта шины позволит компаниям перейти на новые, более мощные методы маркетинга. Например, предлагать логически взаимосвязанные наборы аппаратных и программных

средств. Поскольку USB-технология поможет также снизить затраты на разработку, то производители смогут установить на свою продукцию более агрессивные цены.

В случае портативных компьютеров важным фактором является дополнительная экономия внутреннего пространства корпуса ПК.

Близится час торжества

Эксперты рассматривают несколько фаз внедрения USB-технологии. Первая отмечена массовым выпуском ряда компонентов, используемых при создании компьютеров и периферийных устройств с шиной USB. Это, прежде всего, чипсеты и коннекторы. Так, во втором квартале 1996 года Intel начала поставки PCI-чипсетов 430HX/VX и 440FX, в состав которых включены и хост-контроллеры шины USB.

В настоящее время на рынке имеются уже и первые ПК, оснащенные шиной USB. Их выпуск начался летом 1996 года. Такие компании-производители как Compaq, DEC, IBM, Sony, Siemens Nixdorf и Toshiba выпустили как домашние ПК, так и компьютеры для делового применения на базе процессоров Pentium и Pentium Pro.

Согласно прогнозам, в четвертом квартале 1996 года должны были появиться модемы и телефоны, использующие USB-технологию. Ожидается также, что выпуск клавиатур и мышей начнется в первой половине, а принтеров и сканеров - в конце текущего года.

По прогнозам Dataquest, в нынешнем году объем поставок компьютеров, оснащенных технологией USB, достигнет 30 млн. штук, а к 1998 г. все ПК будут иметь эту шину. Компания National Semiconductor приводит несколько иные цифры. К концу 1999 года, предсказывает она, по существу все настольные и портативные ПК будут оснащены шиной USB. При этом примерно 80% всех мониторов сможет выполнять функции USB-концентратора.

Важным аспектом развертывания технологии USB является также наличие драйверов и других программных средств. Microsoft, например, объявила, что драйверы для USB-устройств будут включены в операционные системы Windows 95 и Windows NT.

Согласно прогнозам, уже к середине 1996 г. большинство продаваемых ПК должно было быть оснащено разъемами USB. Планировалось также, что несколько производителей периферийных устройств смогут предложить свою продукцию уже к третьему кварталу прошлого года. Тем не менее производители не спешат с выпуском устройств, оснащенных новой шиной. Многие из них объясняют свою позицию отсутствием соответствующих драйверов.

Однако в возникшей ситуации нет ничего необычного: новая технология не сразу принимается безоговорочно. По мнению одного из аналитиков Dataquest, для ее распространения потребуется примерно полтора-два года. Поэтому первые ПК, оснащенные шиной USB, имеют также стандартные последовательные порты, чтобы их можно было использовать с существующими периферийными устройствами.

Несмотря на большое количество периферийных устройств и ПК, в которых используются существующие типы интерфейсов, USB, в конце концов, завоюет расположение и производителей, и пользователей. Например, на рынке домашних компьютеров, где USB найдет значительный интерес благодаря своей возможности обеспечивать игровые устройства лучшего качества. Для пользователей же рынка SOHO ключевым аспектом станет улучшенные возможности взаимодействия ПК и телефона. Способность управлять возможностями цифровой телефонной связи с помощью ПК убедит пользователей в необходимости добавить поддержку USB в свои ПК.


Они были первыми...

Пять первопроходцев USB-технологии, отмеченные наградами "World"s First"

  • Logitech - джойстик
  • Key Tronic - клавиатура
  • Philips - монитор
  • Advanced Gravis - игровой пульт
  • Mitel - телефон


USB - тоже не панацея

Существуют технологии, отчасти конкурирующие с USB, например Access.bus. Access.bus представляет собой промышленный стандарт, разработанный в 1985 году компаниями DEC и Philips Semiconductors и регламентирующий двусторонние коммуникационные связи. Технология Access.bus позволяет подключить в цепочку до 125 периферийных устройств, обеспечивая автоматическую настройку их параметров. Однако на этом сходство USB и Access.bus заканчивается: скорость передачи данных шиной USB намного превышает пропускную способность Access.bus, составляющую 100 Кбит/с. Поэтому в настоящее время Access.bus, реализованная в виде фрагмента Display Data Channel, используется для управления мониторами перснальных компьютеров. Но даже не получив такой широкой поддержки отрасли, как USB, Access.bus не будет пока полностью вытеснена шиной USB, поскольку она используется в некоторых мониторах и графических контроллерах. Что же касается USB, то эта шина тоже несовершенна, и универсальность ее относительна.

Во-первых, максимальная скорость передачи данных, составляющая 12 Мбит/с, не позволяет ей эффективно работать с такими высокоскоростными устройствами, как сетевые адаптеры или внешние накопители на жестких дисках. Поэтому разработчики аппаратных средств уже обсуждают детали новой версии шины USB с большей пропускной способностью.

Пока же производители устройств, скорость передачи в которых достигает 100 Мбит/с, могут ориентироваться на стандарт IEEE 1394, известный также как FireWire. Он регламентирует высокоскоростные соединения устройств бытовой электроники, к примеру, цифровой видеокамеры или проигрывателя DVD-дисков, с ПК. Причем, согласно прогнозу, первые образцы устройств, поддерживающих этот стандарт, появятся в конце нынешнего года или даже позднее. По-видимому, это будут внешние накопители на жестких дисках. Разговоры о выпуске настольных компьютеров с интерфейсом IEEE 1394 пока вообще не ведутся. Хотя предполагают, что будущие персональные компьютеры будут оснащены как USB-разъемами, так и портами FireWire.

Во-вторых, шина USB разрабатывалась только применительно к IBM-совместимым компьютерам. Тем не менее, используемый этой шиной способ соединения периферийных устройств сильно напоминает выполняемые пользователем Macintosh процедуры подключения к своему компьютеру, например, клавиатуры или мыши, посредством Apple Desktop Bus.

Как и любая новая технология, USB вначале будет использоваться параллельно с уже существующими. Поэтому некоторые пользователи высказывают соображения о целесообразности создания некоторых устройств-конвертеров, которые бы смогли обеспечить совместную работу старых (к примеру, параллельного и последовательного) и нового (USB) интерфейса. Однако производители пока молчат...


Как стало известно на проходившей в конце января в США конференции USB Developers Conference, фактически каждая новая модель ПК, поставляемая в первом квартале 1997 года, будет оснащена USB-портами и снабжена поддержкой драйвера шины для Windows 95. Кроме того, объявлено о начале поставок периферийных устройств, анонсированных на выставке Comdex в ноябре прошлого года.

Представители Intel заявили, что все поставляемые в настоящее время системы на базе процессора Pentium/MMX имеют поддержку шины USB. Компания Lucent Technologies представила свой новый "интеллектуальный" контроллер USS-720, позволяющий производителям периферийного оборудования быстро и без существенной переработки добавлять поддержку USB-технологии в имеющиеся продукты, оснащенные общепринятым параллельным интерфейсом. Для существующих периферийных устройств, имеющих параллельный порт IEEE 1284, контроллер обеспечивает мост между этим портом и шиной USB.


Может быть, может быть...

Технологий USB открывает, на мой взгляд, новые возможности перед разработчиками игровых программ. Ведь на одном ПК, оснащенном шиной USB, может играть одновременно несколько человек. Для этого достаточно просто подсоединить к этому компьютеру нужное количество джойстиков: два, три, ... сто двадцать семь (!). Ну, и написать соответствующую программу.


В России USB пока не популярна

Российские производители ПК уже используют одну перспективную технологию, начав выпуск компьютеров на базе процессора Intel Pentium/MMX. Тем не менее осваивать другую - USB - они пока не желают и не имеют на этот счет даже планов. Свою позицию они объясняют высокой ценой компонентов интерфейса USB, а также отсутствием периферийных устройств. Однако в результате бесед с представителями некоторых компаний выяснилось также и то, что им не очень хорошо известны возможности новой шины.

Поделитесь материалом с коллегами и друзьями