USB أوناقل متسلسل عام (Universal Serial Bus) هوناقل من النوع ركب وشغل (Plug and Play) يسمح بوصل الأجهزة الطرفية بالحاسوب لنقل المعلومات تسلسليا.

Universal Serial Bus USB

"Universal Serial Bus USB" هومنفذ تسلسلي خاص للتعامل مع الأجهزة ولقد صممت الUSB للسماح وللتعامل مع الأجهزة الخارجية (الطرفيات) باستخدام منفذ خاص وللتعامل مع اي جهاز تقريبا فور وصله للحاسب اي قدرة الحاسب على التعامل مع الأجهزة دون الحاجة لاعادة تشغبل الحاسب وتضم ميزات أخرى مريحه لتوفير الطاقة المنخفضه استهلاك الاجهزه دون الحاجة لمصادر طاقة خارجية والسماح أيضا لعدد من الأجهزة بالاتصال بالحاسب دون الحاجة لتعريفات المصنع التي تأتي مع معظم الأجهزة الخارجية (الطرفيات) وهي الحل الامثل لجميع الأجهزة التي تعمل على التفرع وعلى التسلسل ومنفذ USB يستطيع تشغيل الكثير من الأجهزة الخارجية الخاصة بالحاسب مثل الفأرة ،لوحة المفاتيح، الكمرات الرقمية، الطابعات والجهزة الرقمية الحديثة. تستطيع USB وصل عدة طابعات إلى نفس الجهاز بنفس الوقت. برامج قفل USB تستطيع قفل ووقف عمل الذاكرة الخارجية دون توقف بعمل الأجهزة المحيطية الأخرى.حيث أنها صممت بشكل خاص للحواسب [pc] ولكنها أصبحت تستخدم في معظم الأجهزة هذه لأيام مثل أجهزة الالعاب وPDAs وحسب إحائية عام 2004 يوجد مليار جهاز في العالم.

تاريخ

what the hell are they saying USB 1.0 قدمت في تشرين الثاني عام 1994حيث روجت من قبل شركة انتل، مايكروسوفت، فليبس وشركة يواس روبوتيكس حيث كان يقصد به والهدف الرئيسي من وجوده التخلص من الوصلات الموجودة في الحاسب الشخصي فضلا عن تبسيطه التعامل مع الأجهزة الخارجية دون الحاجة لتعريف معظمها مع نظام التشغيل كان هناك عدة نموذجات لل

• USB 0.7: أطلق ب تشرين الثاني عام 1994.
• USB 0.8: أطلق ب كانون الأول عام 1994.
• 9.USB 0: أطلق ب نيسان عام 1995.
• USB 0. 99: أطلق ب آب عام 1995.
• USB 1. 0: أطلق ب تشرين الأول عام 1995.
• USB 1.0 : حرر له بالنشر ب كانون الثاني عام 1995.
• usb 2.0 : اطلق ب عام 2000

وخصص لهذا النموذج معدلان لنقل الداتا:

• • الأول بطيىء السرعة ومعدله 1.5 Mbit/s (Low-Speed) .
  • الثاني تام السرعة ومعدله 12 Mbit/s . (Full-Speed)

وهذا النموذج لا يدفع له قبل الأستحقاق وقليل من الأدوات في الواقع تباع من قبل الاسواق . 2. USB 1.1: حرر له بالنشر ب ايلول عام 1998 وهويطابق ال USB 1.0 من ناحية تثبيت وتكرار المشاكل وغالباّّّّّ بالإتصال مع ال HUBs . وهوطبعة منقحة (مراجعة) والطبعة الأقدم اتخذت بشكل اوسع .

USB 2.0أطلقت ب نيسان عام 2000 وخصصت لها أعلى واقصى سرعة 480 Mbit/s وتسمى حاليا ب السرعة العليا (now called Hi-Speed) . • هنا اضيفت تعديلات على مواصفات ال USB بواسطة هندسة تغيير الملاحظات : (ECN: Engineering Change Notices ) . • والاكثر آهمية ب ال ECN هوإدخال في مواصفات ال USB 2.0 رزمة قانونية متاحة من ال USB.org وكان لها عدة فروع منها :

• : Mini-B Connector ECN اطلقت ب تشرين الأول عام 2000 ومن مواصفات ال Mini-B يسد الوعاء أوكبح المقبس (plug and receptacle) وهذا لا يربك أويشوش عمل ال Mini-B .

• : Errata as of December 2000وهومثل جدول للاخطاء واطلق ب كانون الثاني.
• Pull-up/Pull-down Resistors ECN إنتزاع أوجذب المقاومات: اطلق ب آيار عام. 2002 .
• : Errata as of May 2002جدول خطاء اطلق ب آيار عام 2002.
• Interface Associations ECN جهاز توصيل إتحادات ال ECN : اطلق ب آيار عام 2003 وهومقياس أومستوى حديث يصور ويصف ال ECN ويعتبره قابلة أوجهاز توصيل مضاعف أومتعدد يتحد مع تابع مفرد

• : Rounded Chamfer ECN اطلق ب تشرين الأول عام 2003 وهومقبول أكثر (منصوح به) ومتوافق مع تغيرات ال plug Mini-B وهذه النتيجة تبقي الترابط أوالإتصال أطول .

• : Unicode ECN اطلق ب شباط عام 2005 وخصص له تشفير السلاسل باستخدام ال UTF-16LE.

• : Inter-Chip USB Supplement اطلق ب آذار عام 2006.
• : On-The-Go Supplement 1.3 اطلق ب كانون الأول عام 2006 ومن الممكن ان نجعله ونضعه بين أداتان من ال USB ON-the-GO للأتصال مع بعضهما دون ان نباعد ما بين ال USB host وبالحياة العملية أداة واحدة من ال USB هي التي تمثل ال host للأداة الأخرى.

• Battery Charging Specification 1.0 مواصفات بطارية الشحن : اطلقت ب آذار عام 2007 وأضيفت لدعم الشحن خصيصا (تجهيزات الطاقة مع ال USB connectors المتصل) وشاحن الحاسوب (chargers (host وهنا نستطيع تمثيل شاحن الحاسوب ب USB وعدم كفاية واحتياط البطارية الذي يخصص ادوات تمرر تيار 100 MA بعد ان تصدر إذا ادوات ال USB اتصلت بالشاحن المخصص أوشاحن الحاسوب هنا أعلى تيار يمر الأداة يمكن انقد يكون أعلى من 1.5 A .
• : Micro-USB Cables and Connectors Specification 1.01 اطلق ب نيسان عام 2007.
• Link Power Management Addendum ECN إدارة ربط الطاقة : اطلق ب تموز عام 2007 وهنا اضيفت حالة طاقة جديدة بين الحالة الممكنة وحالة التوقف المؤقت والأداة بهذه الحالة لا تتطلب إنقاص الطاقة أوإستهلاكها ومع ذلك مفتاح التحويل أومفتاح الكهرباءبين الحالة الممكنة وحالة النوم أكثر سرعة من مفتاح التحويل بين الحالة الممكنة وحالة التوقف المؤقت الذي يخصص الأداة لتنام إذا أصبحت غير فعالة أوكسولة .

• High-Speed Inter-Chip USB Electrical Specification Revision 1.0: اطلق ب ايلول عام 2007 .

USB 3.0 : • ( USB 3.0 (Future versionالنسخة المستقبلية :ب 18 ايلول عام 2007 يشرح ال Pat Gelsinger لما فشلت المطور INTEL بالأجتماع أوالمنتدى • USB 3.0 اتخذ هدفا نحوالوصول لعشرة أزمان تيار الموجة (BW : bandwidth ) للوصول تقريبا إلى 5.0 Gbit/s بواسطة الاستفادة من إضافة زوج تفاضلي سرعته عالية كنموذج للسرعة الممتازة لأمكانية إدخال الإتصال البصري . • ومواصفات ال USB 3.0 خطط لها حتى تطبق بالنصف الأول من عام 2008 . • والمنتجات التجارية متسقط ان تصل السوق بعام 2009 أو2010 •Backwards-Compatibility and Efficiency فعالية وتوافق الرجوع العكسي: ال USB 3.0 صمم للعودة عكسيا ليتوافق مع ال USB 2.0 ومع ال USB 1.1 . •وتوظيف أكثر البروتوكولات فعالية للحفاظ على الطاقة .

تحكم المضيف

أجهزة الكمبيوتر التي تملك القدرة على التحكم بالمضيف أوالأجهزة الفرعية

تقسيمات الاجهزة

الأجهزة الموصولة إلى ممر المعلومات يمكن ان تقسم إلى أجهزة شاملة . هذه التقسيمات تحدد كيفية تعامل الأجهزة مع الوسط المحيط بها وبرنامج التشغيل المفترض يقوم بالتعامل مع الأجهزة المحيطية ويمكن تقسيمها كما في الجدول التالي :

اجهزة التخزين USB mass-storage

أجهزة التخزين المحمولة أوالتي تدعى فلاش هي خير مثال على احهزة التخزين المحمولة. تقوم ال يواس بي بتوصيل الكثير من أجهزة التخذين باستخدام مجموعة من الاسس ،المقصود بها أجهزة التخذين المغنطيسية والضوئية ولكنها قد طورت وتطورت لتضم الكثير من الأجهزة خصوصا أجهزة الفلاش حلت محل أقراص التخذين حيث حتى معظم أجهزة الكمبيوتر قادرة على التعامل مع أجهزة الفلاش وأبرز ميزة تتمتع بها هذه الأجهزة أنها يمكن ان هجرب دون الحاجة لفتح الحاسب والتعامل مع الممر بشكل مباشر والتعامل مع الأجهزة الخارجية.

التعامل مع الاوساط الخارجية Human-interface devices (HIDs)

لوحة التحكم والفأرة غالبا ما توصل عن طريق يواس بي ولكن بما حتى معظم أجهزة الكمبيوترتحوي PS/2 مما يؤدي إلى بقا استخدام PS/2 في عملية التواصل مع الوسط الخارجي.

التوافق

إن أجهزة ل يواس بي ينتج عنها نسبة ضئيلة من الضجيج ونسبة سماحية مقبولة ولتقلل نسبة عدم التوافق بين الأجهزة المتنوعة رغم تعدد هذه الأجهزة تقوم اليواس بي بتحديد عدد محدد من الأجهزة الطرفية الموصولة مع الجهاز هذه الطريقة استخدمت لمنع التداخل بين الأجهزة

الكابل

أقصى طول للوصلة هوخمسة امتار أي 16.5 قدم والسبب الرئيسي لهذا الطول هووجود التاخير الذي يساوي تقريبا 1500 نانوثانية اذا لم يجب المضيف على طلب ال يواس بي خلال هذه الفترة تفقد المعلومات المرسلة وفي ال يواس بي 2.0 التاخير يساوي 5.2 نانوثانية لكل متر هذا يعنيخمسة امتر هوالطول الاعظمي على جميع حال يمكن تطويل الوصلة حتى تصل 50 متر اي 160 قدم اذا استخدمنا التصنيف الخامس من الكابلات CAT5 أوإلىعشرة كم اذا استخدمنا الالياف الضوئية

القدرة

نظام الـ USB يزود بعض الطرفيات بالقدرة اللازمة لعملها وقد قلنا بعض لأن هذا الأمر له خصوصية معينة حيث تمتلك النقطة رقم 1 في المآخذ جهدا تعطى قيمته الوسطية بحوالي +5V يتحرك هذا الجهد ارتفاعا إلى قيمة +5.25 V في حالة اللاحمل وينخفض إلى مقدار +4.75 V عند استهلاك قيم عظمى للتيار . نستطيع عمليا تأمين تيار يصل إلى حوالي 100 mA يستجر من ثقب الـ USB عبر الكابل إلى الطرفيات . إذا تم استهلاك قيمة أكبر من القيمة 100 mA فإن التغذية يفترض أن تبتر بواسطة فاصمة منصهرة.نأتي الآن إلى بعض الخصوصية فإن بعض الطرفيات الـ USB بحاجة إلى تغذية خارجية مستقلة وذلك لأنها تستهلك تيارا أكبر من تلك القيمة التي يزود مأخذ الـ USB بها وذلك لإدارة وتحريك أدواتها الخاصة والتي إما حتى تكون محركات تيار مستمر أومحركات خطوية فهذه الأجهزة بحاجة إلى تيار كبير نسبيا لذلك نلاحظ وجود كابل تغذية مستقل في الطابعات والماسحات التي تعمل على مسرى الـUSB . تستطيع حاليا بعض الأجهزة الحديثة تأمين تيار يصل إلى حوالي 500MA مما يعني أنه بوسعنا الآن الاستغناء بشكل موسع أكثر عن التغذية المستقلة .

مقارنة بين FireWire وUSB

FireWire أوIEEE 1394 هومسرى خارجي تسلسلي عالي السرعة لوصل التجهيزات مع الحاسب يدعم الوصل والتشغيل Plug & Play والتبديل الساخن للأجهزة أي عدم الحاجة لإعادة تشغيل النظام لهجريب أوإزالة الأجهزة ، وهومصمم لتغذية الأجهزة الموصولة به طورته في البداية شركة Apple وزودت أجهزتها به كمسرى وصل خارجي للتجهيزات وطرأت عليه الكثير من التحسينات ثم أصبح معيارياً ويتوفر الآن في الكثير من الحواسب الشخصية PC الحديثة هناك نوع من المنافسة بين المسريين USB وFireWire، وخاصة بعد صدور الإصدار USB2 الذي اقترب من السرعة المرتفعة في النقل التي كان يتفرد بها IEEE1394، أبرز الفروق بينهما :

• يدعم USB وصل حتى 127 جهازاً في حين يدعم IEEE 1394 فقط 63 جهازاً، يتم هذا العدد من الأجهزة باستخدام الموزعات Hubs
• يمكن لمنفذ USB حتى يزود الأجهزة الموصولة معه بتيار أعظمي 500 mA عند جهد منظم 5V ± 0.25V، في حين حتى IEEE 1394 يزود باستطاعة أكبر بكثير قد تصل إلى 45 W عادة بجهد غير منظم تماماً
• السرعة العظمى للنقل على مسرى IEEE 1394 نظرياً في آخر إصدار متداول حوالي 400 Mb/s وهوبذلك أسرع من الإصدار 1.1 لمسرى USB 12 Mb/s ولكن أبطأ بقليل من USB 2 480 Mb/s

مع ذلك ينطق حتى التطبيق العملي يظهر حتى FireWire لا يزال أسرع من USB2

• تستطيع الأجهزة الموصولة على FireWire التخاطب فيما بينها بدون حاسب مضيف كجزء من معياريته (مثلاً طابعة وماسح ضوئي) في حين لا يتاح ذلك في USB تم إطلاق المعيارية USB GO مؤخراً كإضافة على معايير USB لتحقيق ذلك ، أيضاً IEEE 1394 يمكّن من وصل حاسبين بكبل فقط وبإعداد أصغري
• لكل منهما مواصفات محددة للكبلات بما في ذلك الأطوال العظمى المسموحة.

أنظر أيضاً

• وسائط متعددة قابلة للإزالة

وصلات خارجية

• USB من مسقط - وزارة الاتصالات وتكنولوجيا المعلومات