منفذ Usb

[align=justify]مع ازدياد عدد الأجهزة الإضافية التي يمكن توصيلها بالكمبيوتر الشخصي مثل الطابعات والماسحات الضوئية والكاميرات الرقمية وغيرها،أضحى من الضروري تطوير تكنولوجيا خاصة بالمنافذ وطرق التوصيل، لتواكب هذا الازدياد المطرد في عدد الأجهزة المستخدمة، وحجم وسرعة نقل المعلومات منها واليها.
وقد سارعت عدة شركات كبرى ( مايكروسوفت، كومباك، انتيل، آي بي أم ، ديجيتال ايكويبمنت، نورثن تل ، أن اي سي) الى انشاء مجموعة عمل مشتركة ، لتطوير تكنولوجيا جديدة خاصة بالمنافذ، تسمى " الناقل التسلسلي العالمي USB " ، تتميز بسهولة الاستخدام، والسرعة العالية. ويمكن استخدام هذا الناقل مع جميع أنواع الأجهزة المعدة لهذا النوع من التوصيل، لذلك سمي عالمي ، كما أنه يمكن توصيل عدة أجهزة ببعضها البعض بصورة متتاليه، لذلك سمي تسلسلي. ومع الاعلان عن ظهور المواصفات العامة لتقنية USB1.1 في 23ـ9ـ1998، تم تجهيز معظم لوحات الرقاقات بأداة التحكم لهذا النوع من المنافذ، كما أن معظم الشركات المنتجة قامت بطرح العديد من الأجهزة المعدة للتوصيل عبر هذا المنفذ.


USB1.1

ان سرعة انتقال المعلومات عبر الناقل USB تصل الى 12 ميجابيت/ ثانية ، أي بمعدل 100 مرة أسرع من الناقل التسسلي serial و حوالي 4 مرات على الأقل من أقوى منفذ متوازي parallel . وبالاضافة الى السرعة العالية، فانه يمكن توصيل 127 جهاز على منفذ واحد من نوع USB مما يسهل استخدام العديد من الأجهزة في نفس الوقت، وبدون حدوث أي اختناقات، كما أن هذه الأجهزة تستخدم IRQ واحد فقط، والذي يحل مشكلة تضارب الاوامر.
ويتميز استخدام منفذ USB بسهولة تركيب وتثبيت الأجهزة، وامكانية التبديل الفوري Hot-swapping ، حيث أنه يمكن تركيب و فك أي جهاز، واستبداله بجهاز آخر مختلف بدون أي عناء ، وحتى بدون تغيير الاعدادات واغلاق الويندوز واعادة التشغيل المعتادة.
وتدعم نظم التشغيل Windows 98ME2000 تكنولوجيا USB ، وأيضا الاصدار الأخير لنظام Windows 95 OS 2.1-2.5 ، ولكن لاتعمل على الاطلاق لدى Windows NT.
وتنتقل المعلومات على شكل مجموعات Packets وفي اتجاهين، بعكس المنافذ المتتالية والمتوازية والتي تنتقل فرادي، كما أنه مصمم ليعمل بسرعتين:

البطيئة ومقدارها1.5 ميجابيت/ ثانية وتستخدم للأجهزة البسيطة مثل الماوس ولوحة المفاتيح وأداة التحكم للألعاب.
السريعة ومقدارها12ميجابيت/ ثانية وتستخدم للأجهزة السريعة مثل الطابعات والماسحات الضوئية والكاميرات الرقمية.
مع ضرورة ملاحظة أنه لن يكون هناك فرق بين ماوس متصل بالجهاز عبر منفذ USB أو PS/2 ، لأن حركة وحجم انتقال المعلومات المطلوبة قليل جدا، فهو كالدراجة على طريق سريع، ولكن يظهر الفرق بوضوح عند استخدام منفذ USB في توصيل ماسحة ضوئية أو كاميرا رقمية مثلا، والتي تحتاج الى نقل معلومات هائلة وبسرعة شديدة.

ويتكون USB من ثلاثة أجزاء وهي Host الجزء المركزي للناقل وهو عبارة عن أداة التحكم الموجودة ضمن لوحة الرقاقات أو في البطاقات الاضافية، ويعمل كوسيط بين مكونات USB الأخرى.
Hub وهو عبارة عن موزع لتوصيل أكثر من جهاز عل منفذ واحد Host ويسمى root hub ، ويمكن توصيل موزعات اضافية أخرى عليه.
Functionوهو الجهاز المعد للتوصيل على منفذ USB .

ويرجى ملاحظة أن منفذي USB المتوفر في أغلب الكمبيوترات الحديثة ، هي جزء من USB hub ، ويعني ذلك أن هذين المنفذين يتقاسمان سرعة نقل المعلومات والتي تساوي 12 ميجابيت/ ثانية . ويتم توصيل الأجهزة بطريقة تسلسلية daisy-chain أو من خلال موزعاتHub اضافية. ويمكن اضافة USB للكمييوتر القديم والمجهز للعمل بتكنولوجيا USB، ولكن لم يتم وضع منفذ له ، باضافة بطاقة PCI خاصة. كما أنه يتوفر في الأسواق، محول خاص USB Converter Kit يسمح بتوصيل بعض الأجهزة ذات منفذ تسلسلي أو متوازي مثل الموديم الخارجي أو الطابعات وغيرها، الى منفذ USB، و ينصح باستخدام هذه الطريقة عند استنفاذ جميع المنافذ المتوفرة أو لاشغال IRQ واحد فقط .

ويقوم منفذ USB بتوفير تيار كهربي بمقدار 500mA من مصدر طاقة الكمبيوتر الى الأجهزة الموصولة به مثل الماسحات والكاميرات وغيرها، مما ينفي الحاجة الى استخدام مصادر طاقة أخرى ، مع ضرورة النظر بعين الاعتبار الى كمية التيار المطلوب لهذه الأجهزة، خصوصا عند توصيلها تسلسليا، لمنع حدوث تلف لها ، ويمكن استخدام موزع hub مزود بمصدر طاقة منفصل.


USB 2.0

في 27-4-2000 تم الاعلان عن تطوير نوع جديد من تكنولوجيا تسمى USB 2.0 بسرعة مقدارها 480 ميجابيت/ ثانية ،أي أسرع 40 مرة عن السابق، مما يؤدي الى زيادة سعة انتقال المعلومات ويقلل الاختناقات في حالة توصيل العديد من الأجهزة على ذات المنفذ. ويمتاز بنفس خواص USB 1.1 الأخرى من حيث امكانية استبدال وتثبيت الأجهزة بدون اعدادات أو اعادة تشغيل، كما أنه متوافق مع نظام USB 1.1 القديم .
ويستخدم نفس نوع التوصيلات والأسلاك، كما أن الأجهزة المصممة بتكنولوجيا USB 2.0 تعمل جنبا الى جنب مع الأجهزة المعدة للعمل بنظام USB 1.1 .


الخلاصة

تم تصميم الناقل التسلسلي العالمي USB لتسهيل توصيل وتثبيت الأجهزة المختلفة حتى جهاز وبسرعة عالية وباستخدام IRQ واحد لجميع الأجهزة الموصولة على نفس المنفذ.
واذا كنت تفكر في اضافة أجهزة أخرى الى كمبيوترك ، فيجب النظر بعين الاعتبار الى الأجهزة التي تستخدم خاصية التوصيل عبر منفذ USB وخصوصا الماسحات الضوئية والطابعات والكاميرات،فان كل هذه المؤشرات تبين أن الناقل التسسلي العالمي USBفي طريقه ليصبح المنفذ الأكثر استخداما و الأفضل أداء. [/align]