Как подключить usb к компьютеру правильно?

USB 3.2 – технические характеристики

Спецификация USB 3.2 определяет многополосную работу для новых хостов и устройств USB 3.2, что позволяет использовать до двух полос работы со скоростью 10 Гбит/с для обеспечения скорости передачи данных 20 Гбит/с. Хотя хосты и устройства USB изначально разрабатывались как однополосные решения, кабели USB TypeC изначально разрабатывались для поддержки многополосной работы, чтобы обеспечить путь для масштабируемой производительности.

Спецификация USB 3.2 вобрала в себя все предыдущие спецификации 3.x. USB 3.2 определяет три скорости передачи данных: USB 3.2 Gen 1 на 5 Гбит/с, USB 3.2 Gen 2 на 10 Гбит/с и USB 3.2 Gen 2×2 на 20 Гбит/с.

Основные преимущества USB 3.2

1. Определяет многополосную работу для новых хостов и устройств USB 3.2, что позволяет использовать до двух полос работы со скоростью 10 Гбит/с для обеспечения общей скорости передачи данных 20 Гбит/с без потери на длинных кабелях.
2. Обеспечивает непревзойденное повышение производительности в соответствии с требованиями для высокопроизводительных USB-накопителей, дисплеев и док-приложений.
3. Позволяет конечным пользователям быстро, удобно перемещать контент между устройствами, не беспокоясь о совместимости.
4. Обратная совместимость со всеми существующими USB-продуктами; будет работать на минимальной общей скорости.
5. Позволяет устройствам разных производителей взаимодействовать в открытой архитектуре, поддерживая и используя существующую инфраструктуру USB.
6. Предоставляет системным производителям и разработчикам периферийных устройств достаточное пространство для универсальности продукта и дифференциации рынка без бремени переноса устаревших интерфейсов или потери совместимости.

Таким образом, в настоящее время все стандарты USB 3 выглядят так:

• USB 3.2 Gen 1 – ранее известен как USB 3.0, а официально USB 3.1 Gen 1 – обеспечивает передачу со скоростью до 5 Гбит/с и маркирован как SuperSpeed USB
• USB 3.2 Gen 2 – называемый ранее USB 3.1 или USB 3.1 Gen 2 – обеспечивает скорость передачи 10 Гбит/с и называется SuperSpeed USB 10 Гбит/с
• USB 3.2 Gen 2×2 – новейший стандарт, позволяет передавать информацию со скоростью 20 Гбит/с и имеет официальное название SuperSpeed USB 20Gbps.

USB-IF отмечает, что для производителей оборудования становится всё более важной скорость и экономия энергии USB-портов. Это позволяет улучшить производительность и эффективность, а также позволяет разрабатывать устройства, которые смогут использовать все возможности данного стандарта, что, в свою очередь, влияет на удовлетворенность пользователей от использования оборудования

Однако, стоит отметить, что ничто не остановит, например, производителя ноутбука назвать порт USB на своём устройстве, как «3.2», даже если это будет обычный SuperSpeed USB. Единственное, что не будет разрешено, это ставить рядом с портом логотип USB-IF, так как это требует предварительного прохождения программы соответствия.

Что всё это означает для потребителя? Во-первых – значительно более высокую скорость передачи данных с внешней памяти. Во-вторых, USB 3.2 2×2 обратно совместим, и вы можете использовать этот стандарт, например, для быстрой передачи больших объемов данных со старых устройств. В-третьих, на данный момент соблюдение этого стандарта будет очень редким.

Можно ли заряжать

Если к устройству подключается периферия через OTG, то в таком случае оно должно будет ее питать, что значительно может снизить общую длительность работы устройства от встроенного в него аккумулятора. В связи с этим многие задумываются, можно ли через внешний источник подзаряжать такое устройство. Это возможно, но для этого нужна поддержка специального режима в устройства, а также отдельная распайка USB-разъема для зарядки.

На самом деле режим зарядки чаще всего предусматривается современными разработчиками гаджетов, однако далеко не все позволяют проводить такую процедуру. При этом следует отметить тот факт, что для перехода в такой режим зарядки должна быть использована отдельная схема распайки USB-разъема, в которой контакты замыкаются через отдельный резистор.

USB порт является одним из наиболее использованным в современном компьютере. Он появился в 1997 году. Спустя 2 года вышло его обновление USB 2.0, скорость которого составляла в 40 раз выше предыдущего. На сегодняшнее время уже выпускают компьютеры с новым usb интерфейсом USB 3.0, скорость которого выше от юбс 2.0 в 10 раз. В этой статье мы осмотрим что находиться внутри кабеля микро — usb, мини — usb. То есть как организованные провода и для чего каждый из них предназначен. Данная распайка (распиновка) будет полезная как радиолюбителям так и пользователям которые хотят сделать какой-то переходник. Или разобраться во всем и сделать себе зарядку к мобильному телефону.

Обратная совместимость

Физический разъем типа C в отличие от базового стандарта обратной совместимости не имеет. Нельзя подключить старые USB-устройства к современному крошечному Type-C-порту, и нельзя подключить штекер USB-C к более старому порту большего размера. Но это не значит, что придется избавиться от всей старой периферии. USB 3.1 по-прежнему совместим с предыдущими версиями, поэтому потребуется только физический переходник для USB-C. А к нему уже можно подключить старые устройства непосредственно.

В ближайшем будущем многие компьютеры будут иметь как USB-разъемы типа C, так и большие типа A, как это реализовано, например, в Chromebook Pixel. Таким образом пользователи смогут постепенно переходить со старых устройств, подключая новые к USB Type-C. Но даже если компьютер производится только с портами типа C, адаптеры и концентраторы восполнят этот пробел.

Type-С является достойным обновлением. Хотя данный порт уже появился в ноутбуках и некоторых смартфонах, только ими данная технология не ограничивается. Со временем им будут оборудованы устройства всех типов. В один прекрасный день стандарт может даже заменить разъем Lightning, используемый в iPhone и iPad. У порта Apple не так много преимуществ по сравнению с USB Type-С, кроме того, что эта технология запатентована и компания может взимать плату за лицензирование.

Распиновка микро usb разъёма

Для начала приведем распайку для данной спецификации.

Распайка разъема микро USB v 2.0

Как видно из рисунка, это соединение на 5 pin, как в штекере (А), так и гнезде (В) задействованы  четыре контакта. Их назначение и цифровое и цветовое обозначение соответствует принятому стандарту, который приводился выше.

Описание разъема микро ЮСБ для версии 3.0.

Для данного соединения используется коннектор характерной формы на 10 pin. По сути, он представляет собой две части по 5 pin каждая, причем одна из них полностью соответствует предыдущей версии интерфейса

Такая реализация несколько непонятна, особенно принимая во внимание несовместимость этих типов. Вероятно, разработчики планировали сделать возможность работы с разъемами ранних модификаций, но впоследствии отказала от этой идеи или пока не осуществили ее

Разводка разъема микроUSB для версии 3.0

На рисунке представлена распиновка штекера (А) и внешний вид гнезда (В) микро ЮСБ.

Контакты с 1-го по 5-й полностью соответствуют микро коннектору второго поколения, назначение других контактов следующее:

• 6 и 7 – передача данных по скоростному протоколу (SS_ТХ- и SS_ТХ+, соответственно).
• 8 – масса для высокоскоростных информационных каналов.
• 9 и 10 – прием данных по скоростному протоколу (SS_RX- и SS_RX+, соответственно).

Виды USB-разъемов, основные отличия и особенности

Универсальная последовательная шина представлена 3 версиями — USB 1.1, USB 2.0 и USB 3.0. Первые две спецификации полностью совмещаются между собой, шина 3.0 имеет частичное совмещение.

USB 1.1 — это первая версия устройства, используемая для передачи данных. Спецификацию применяют только для совместимости, так как 2 рабочих режима по передаче данных (Low-speed и Full-speed) обладают низкой скоростью обмена информацией. Режим Low-speed со скоростью передачи данных 10-1500 Кбит/с используется для джойстиков, мышей, клавиатур. Full-speed задействован в аудио- и видеоустройствах.

В USB 2.0 добавлен третий режим работы — High-speed для подключения устройств по хранению информации и видеоустройств более высокой организации. Разъем помечается надписью HI-SPEED на логотипе. Скорость обмена информацией в этом режиме — 480 Мбит/с, которая равняется скорости копирования в 48 Мбайт/с.

На практике, из-за особенностей конструкции и реализации протокола, пропускная способность второй версии оказалась меньше заявленной и составляет 30-35 Мбайт/с. Кабеля и коннекторы спецификаций универсальной шины 1.1 и второго поколения имеют идентичную конфигурацию.

Универсальная шина третьего поколения поддерживает скорость 5 Гбит/с, равняющуюся скорости копирования 500 Мбайт/с. Она выпускается в синем цвете, что облегчает определение принадлежности штекеров и гнезд к усовершенствованной модели. Сила тока в шине 3.0 увеличилась с 500 мА до 900 мА. Эта особенность позволяет не использовать отдельные блоки питания для периферийных устройств, а задействовать шину 3.0 для их питания.

Совместимость спецификаций 2.0 и 3.0 выполняется частично.

Классификация и распиновка

При описаниях и обозначениях в таблицах разъемов ЮСБ принято по умолчанию, что вид показан с внешней, рабочей стороны. Если подается вид с монтажной стороны, то это оговаривается в описании. В схеме светло-серым цветом отмечаются изолирующие элементы разъема, темно-серым цветом — металлические детали, полости обозначаются белым цветом.

Несмотря на то что последовательная шина называется универсальной, она представлена 2 типами. Они выполняют разные функции и обеспечивают совместимость с устройствами, обладающими улучшенными характеристиками.

К типу A относятся активные, питающие устройства (компьютер, хост), к типу B — пассивное, подключаемое оборудование (принтер, сканер). Все гнезда и штекеры шин второго поколения и версии 3.0 типа A рассчитаны на совместную работу. Разъем гнезда шины третьего поколения типа B больше, чем нужен для штекера версии 2.0 типа B, поэтому устройство с разъемом универсальной шины 2.0 тип B подключается с использованием только кабеля USB 2.0. Подключение внешнего оборудования с разъемами модификации 3,0 тип B выполняется кабелями обоих типов.

Разъемы классического типа B не подходят для подключения малогабаритного электронного оборудования. Подключение планшетов, цифровой техники, мобильных телефонов выполняется с использованием миниатюрных разъемов Mini-USB и их улучшенной модификации Micro-USB. У этих разъемов уменьшенные размеры штекера и гнезда.

Последняя модификация разъемов ЮСБ — тип C. Эта конструкция имеет на обоих концах кабеля одинаковые коннекторы, отличается более скоростной передачей данных и большей мощностью.

Основные понятия

Прежде чем пытаться понять, в чем заключаются различия между типами A и B, необходимо уяснить понятия хоста, рецептора и порта.

Слот, расположенный на лицевой или тыльной части корпуса компьютера (хоста), в который вставляется один конец USB-кабеля, называется портом. Электронное устройство, которое необходимо зарядить или в которое требуется передать данные (например, смартфон или планшет), называется рецептором.

Самым популярным стандартом USB является тип A, который сегодня можно увидеть на конце почти каждого USB-кабеля, вставляемого в слот хоста. Чаще всего портами Type-A оборудуются настольные компьютеры, игровые консоли и медиаплееры.

Разъемы типа B находятся на конце обычного USB-кабеля, подключаемого к периферийному устройству, например смартфону, принтеру или жесткому диску.

Thunderbolt 3: повышенная скорость на USB-C

Возможно, наиболее полезным протоколом, который может поддерживать порт USB-C, является Thunderbolt 3. Это добавляет поддержку пропускной способности до 40 Гбит/с, наряду с уменьшенным энергопотреблением и возможностью передавать до 100 Вт мощности по интерфейсу.

Порт USB-C с поддержкой Thunderbolt 3 означает, что один кабель – это всё, что вам нужно для питания и передачи большого объема информации (вплоть до двух дисплеев по 60 Гц 4K) и даже для сложного устройства, такого как компьютер, что многие производители ноутбуков быстро использовали в своих интересах. Например, топовая версия MacBook Pro от Apple может похвастаться четырьмя разъемами этого типа.

Как и в случае с DisplayPort через USB-C, не каждый порт USB-C, который вы видите, обязательно имеет поддержку Thunderbolt 3. (Ищите символ маленькой молнии рядом с портом.) Но это изменится с приходом USB 4. Порты USB 4 по умолчанию будут поддерживать скорости Thunderbolt 3, оставаясь обратно совместимыми с USB 3. Некоторые новые устройства, скорее всего, будут иметь порты USB 4 и USB 3.2 Gen 2×2, оба из которых будут использовать форму физического разъема USB- C.

Три версии кабелей

Надо отметить, что micro-USB-кабель 3.0 — сравнительно поздняя разработка. Первыми появились следующие версии:

• Тип 1.1. В основном применялся для подключения периферийных устройств. В настоящее время вы его встретите только на старых «материнках». Стандарт плохо подходит для передачи данных — пропускная способность составляет всего 12 Мбит/сек.
• Тип 2.0. Самый распространенный и на сегодняшний день. Его отличает низкая стоимость производства и высокая скорость передачи информации — до 480 Мбит/сек. Это и кабель USB, и micro-USB.
• Тип 3.0. Новейшая разработка. Пропускная способность — 5 Гбит/сек. Сегодня в основном используется для подключения внешних жестких дисков. Встречается как кабель USB, micro-USB.

Сегодня практически все компьютеры и ноутбуки оснащены двумя разъемами сразу — 2.0 и 3.0. Первый советуют применять для подключения клавиатуры, мыши. А более скоростной 3.0 уже следует использовать для передачи данных со смартфона, фотоаппарата, планшета и прочего. Но не думайте, что только тип разъема гарантирует высокую пропускную способность

Важно, чтобы подключаемое устройство (к примеру, флешка) тоже поддерживало формат 3.0. В ином случае информация будет передаваться по скорости формата 2.0

Откуда появился USB-C и где закралась проблема

Сам USB-стандарт появился еще в 1994 году. USB 1.0 был задуман как универсальный порт для подключения к ПК всевозможного оборудования. Активно использовать его стали лишь в 2000-х.

USB 2.0. Затем пришло время USB 2.0. Кабели USB 2.0 имеют строгую ориентацию и представлены двумя типами разъемов: USB Type-A и USB Type-B. С ростом популярности мобильных устройств позднее появятся еще два типа разъемов: USB Micro-B и USB Mini-B.

Данные передавались по двум кабелям, как правило, зеленого и белого цвета, а черный и красный отвечали за питание.

Максимальная скорость передачи данных по USB 2.0 составляет 480 МБит/с. Главный недостаток стандарта — слишком низкие токи (не более 500 мА), что часто вызывало проблемы при подключении внешних накопителей.

USB 3.0. Решив устранить недостатки USB 2.0, инженеры разрабатывают новый стандарт — USB 3.0. «Синий USB» стал значительно быстрее и способен был передавать данные на скорости до 5 Гбит/с.

Возможно это стало за счет появления четырех дополнительных линий связи, а, как результат, и роста максимального тока до 900 мА.

Осенью 2013 года были утверждены спецификации обновленного стандарта USB 3.1 Type-C. С тех пор жизнь перестала быть прежней.

Почему Type-C лучше MicroUSB

Новый разъем полон самых разных фич. Например, процесс зарядки смартфона стал намного быстрее, ведь мощность увеличилась аж до 100 Вт! Основная суть появления Type-C — это повысить мощность и сократить время зарядки гаджетов. К сожалению, до сих пор не все смартфоны поддерживают быструю зарядку или могут использовать подобную мощность. Однако ребята из Xiaomi, например, делают все, чтобы ускороить этот процесс. Type-C хорош и тем, что быстро нашел применение не только в смартфонах, но и других гаджетах — умных колонках. Многие производители самых привычных девайсов уже начали активно внедрять этот разъём в свои устройства.

Type-C гораздо универсальнее, чем вы могли подумать!

Type-C гораздо практичнее всех предыдущих разъемов. Во-первых, его удобнее вставлять в смартфон, а не выбирать, какой стороной попасть. Больше нет причин носить с собой разные блоки от разных устройств. Да и флэшки с Type-C стали более распространенными. Кстати, о скорости: такой показатель достигается за счет дополнительных контактов для передачи данных. Это много, но стоит помнить, что новый разъем может использоваться не только для подключения девайсов и аксессуаров. В ближайшем будущем мы увидим, на что он способен. Расскажите, в каких ваших гаджетах уже есть USB Type-C — ждем вас в нашем уютном Telegram-чате!

Думали, что Type-C годится только для зарядки и передачи данных? Не только! Старый добрый разъем 3,5 мм уходит в прошлое — ему на смену пришел как раз Type-C. Зачем это нужно? Чтобы повысить качество звучания музыки, работать с шумоподавлением и даже расширить набор функций обычных проводных наушников. Новый разъем позволит не только совершать ежедневные манипуляции, но и добавить новых фишек, о которых мы даже не задумываемся! Действительно, очень приятно, что в современные умные колонки добавляют именно Type-C.

Нюансы микро-USB

Те, у кого из вас есть телефон или планшет на платформе Android, определенно имеют и микро-USB-кабель. Даже самые непреклонные поклонники Apple не могут избежать их, поскольку это наиболее распространенный тип разъема, используемый для таких вещей, как внешние силовые блоки, динамики и т. д.

Обладатели множества гаджетов могут обнаружить, что со временем этих кабелей становится много, и, поскольку они обычно взаимозаменяемы, возможно, никогда не придется покупать их отдельно, если они не потеряются или не выйдут из строя все одновременно.

При покупке кабеля micro-USB может возникнуть соблазн выбрать самый дешевый вариант, но, как это часто бывает, это является плохой идеей. Провода и штекеры низкого качества могут легко сломаться и стать бесполезными. Поэтому лучше избавить себя от будущих проблем, приобретая качественный продукт у признанного производителя, даже если он стоит немного дороже.

Еще одна вещь, о которой стоит упомянуть, – это длина кабеля. Короткие отлично подходят для транспортировки, но из-за этого часто приходится сидеть на полу рядом с розеткой, пока телефон заряжается. И напротив, слишком длинный кабель может быть неудобным при переноске, будет запутываться и потенциально может стать причиной травмы.

0,9 м – хорошая длина для зарядного кабеля. Она позволяет держать телефон, когда он подключен к батарее в сумке или кармане, идеально подходит для игры в Pokemon Go или просто для использования телефона во время путешествия в течение длительного времени.

При частой подзарядке от посторонних USB-портов, чтобы соблюсти меры безопасности или когда устройство заряжается медленно, решить проблему может специальный кабель, предотвращающий передачу данных. Альтернативой является сетевой адаптер.

Проблему также может представлять факт, что разъемы большинства USB-кабелей (кроме USB-C) не взаимозаменяемы и часто требуют несколько попыток, чтобы произвести правильное подключение. Некоторые производители предпринимали попытку это исправить. Правда, не все устройства поддерживают такую возможность.

USB-C и USB 3.1: номера портов

Протокол по умолчанию, используемый разъёмом USB-C, – это USB 3.1, который при теоретической скорости 10 Гбит/с в два раза быстрее, чем USB 3.0. Небольшая проблема заключается в том, что порты USB 3.1 также могут существовать в оригинальной, более крупной форме; эти порты (прямоугольники, которые мы все знаем) называются USB 3.1 Type-A. Но, исключая настольные компьютеры, чаще можно видеть порты USB 3.1 с физическими разъемами USB-C.

USB-IF определил стандарт USB 3.1 Gen 1 как отвечающий тем же интерфейсам и скорости передачи данных, что и USB 3.0. Когда вы видите USB 3.1 Gen 1, это значит, что он будет работать на тех же максимальных скоростях 5 Гбит/с, что и USB 3.0. USB 3.1 Gen 2, с другой стороны, относится к скоростям передачи данных до 10 Гбит/с, вдвое превышающим скорость USB 3.0 и соответствует пиковым теоретическим скоростям одноканального Thunderbolt (требуется, чтобы и устройство, и порт поддерживали стандарт Gen 2, чтобы достичь этих высот скорости).

Впрочем, в будущем USB 3 станет еще более запутанным. Предстоящая спецификация USB 3.2, которая также будет заменой всей существующей номенклатуры, включает в себя все предыдущие спецификации 3.x. Это означает, что более старый стандарт USB 3.0, который предлагает скорость до 5 Гбит/с, теперь будет называться USB 3.2 Gen 1. Тем временем USB 3.1 будет переименован в USB 3.2 Gen 2.

Порты USB 3.2 будут поддерживать в некоторых случаях максимальную скорость 20 Гбит/с, и эта итерация порта будет называться USB 3.2 Gen 2×2. USB-IF выбрал «2×2», потому что новый стандарт удваивает линии передачи данных в кабеле USB-C для достижения скорости передачи 20 Гбит/с. Первые порты USB 3.2 Gen 2×2 могут появиться на устройствах в конце этого года.

Какая скорость передачи данных у USB4

Уже сейчас известно минимум о трех минимальных скоростных пределах стандарта USB4.

Самый скромный показатель – 10 Гб/с. Такая скорость станет минимальным порогом USB4 и будет нужна исключительно для работы в режиме обратной совместимости с портами предыдущих поколений.

В организации USB-IF заявили, что разъемов с такой низкой скоростью и сертификацией USB4 быть не должно.

Скорее всего, нижним порогом скорости будет 20 Гб/с. На данный момент производители называют этот стандарт USB4 Gen 2×2.

Максимальную скорость у первого поколения протокола зафиксируют на уровне 40 Гб/с. Сейчас такой стандарт принято называть USB4 Gen 3×2.

Скорее всего, к началу продаж моделей с USB4 названия поколений приведут к более понятному для покупателей формату.

Отличия разъемов USB 2.0 и USB 3.0

USB 2.0 и USB 3.0 – это два вполне современных USB стандарта, которые сейчас используются повсеместно в компьютерах и ноутбуках. USB 3.0, конечно же, новее и быстрее, а также имеет полную обратную совместимость с USB 2.0 устройствами. Но скорость в таком случае будет ограничена максимальной скоростью по стандарту USB 2.0.

Теоретически скорость передачи данных стандарта USB 3.0 примерно в 10 раз выше, чем у USB 2.0 (5 Гбит/с против 480 Мбит/с). Но на практике скорость обмена информацией между устройствами часто бывает ограничена самими устройствами. Хотя в целом, USB 3.0 все же выигрывает.

Технические отличия

Хоть стандарты USB 2.0 и USB 3.0 и обратносовместимы, но, тем не менее, они имеют некоторые технические отличия. USB 2.0 имеет 4 контакта – 2 для питания устройств и 2 для передачи данных. Эти 4 контакты были сохранены и в стандарте USB 3.0. Но кроме них были добавлены еще 4 контакта, которые нужны для высокой скорости передачи данных и более быстрой зарядки устройств. К слову, USB 3.0 может работать с силой тока до 1 Ампера.

В итоге шнур стандарта USB 3.0 стал толще, и его длина не превышает теперь 3 метра (в USB 2.0 максимальная длина достигала 5 метров). Зато вы сможете зарядить свой смартфон намного быстрее, даже если вы подсоедините несколько смартфонов в один разъем через разветвитель.

Визуальные отличия USB 2.0 и USB 3.0

Естественно производители позаботились о визуальных отличиях. Можно не искать упаковку от материнской платы, чтобы посмотреть какие стандарты USB она поддерживает. И не нужно для этого лезть в настройки компьютера или в диспетчер устройств. Достаточно просто взглянуть на цвет вашего разъема. Разъем USB 3.0 почти всегда синего цвета. Очень редко он бывает еще красного цвета. В то время как USB 2.0 практически всегда черного цвета.

Так что теперь с одного меткого взгляда вы сможете определить у вас USB 2.0 или USB 3.0 на ноутбуке.

На этом, наверное, можно заканчивать разговор о том, чем отличается USB 2.0 от USB 3.0.

Передача данных

Механизм передачи данных является асинхронным и блочным. Блок передаваемых данных называется USB-фреймом или USB-кадром и передается за фиксированный временной интервал. Оперирование командами и блоками данных реализуется при помощи логической абстракции, называемой каналом. Внешнее устройство также делится на логические абстракции, называемые конечными точками. Таким образом, канал является логической связкой между хост-контроллером и конечной точкой внешнего устройства. Канал можно сравнить с открытым файлом.

Для передачи команд (и данных, входящих в состав команд) используется канал по умолчанию, а для передачи данных открываются либо потоковые каналы, либо каналы сообщений.

Информация по каналу передается в виде пакетов (Packet). Каждый пакет начинается с поля синхронизации SYNC (SYNChronization), за которым следует идентификатор пакета PID (Packet IDentifier).

Систему USB следует разделить на три логических уровня с определенными правилами взаимодействия. Устройство USB содержит интерфейсную, логическую и функциональную части. Хост тоже делится на три части — интерфейсную, системную и программное обеспечение. Каждая часть отвечает только за определенный круг задач.

Операция обмена данными между прикладной программой и шиной USВ выполняется путем передачи буферов памяти через следующие уровни:
Уровень клиентского ПО в хосте:

• обычно представляется драйвером устройства USB;
• обеспечивает взаимодействие пользователя с операционной системой с одной стороны и системным драйвером с другой.

Уровень системного обеспечения USB в хосте (USBD, Universal Serial Bus Driver):

• управляет нумерацией устройств на шине;
• управляет распределением пропускной способности шины и мощности питания;
• обрабатывает запросы пользовательских драйверов.

Хост-контроллер интерфейса шины USB (HCD, Host Controller Driver):

• преобразует запросы ввода/вывода в структуры данных, по которым хост-контроллер выполняет физические транзакции;
• работает с регистрами хост-контроллера.

Уровень клиентского программного обеспечения определяет тип передачи данных, необходимый для выполнения затребованной прикладной программой операции. После определения типа передачи данных этот уровень передает системному уровню следующее:

• буфер памяти, называемый клиентским буфером;
• пакет запроса на в/в (IRP, Input/output Request Packet), указывающий тип необходимой операции.
• IRP содержит только сведения о запросе (адрес и длина буфера в оперативной памяти). Непосредственно обработкой запроса занимается системный драйвер USB.

Уровень системного драйвера USB необходим для управления ресурсами USB. Он отвечает за выполнение следующих действий:

• распределение полосы пропускания шины USB;
• назначение логических адресов устройств каждому физическому USB-устройству;
• планирование транзакций.

Логически передача данных между конечной точкой и ПО производится с помощью выделения канала и обмена данными по этому каналу.Клиентское ПО посылает IPR-запросы уровню USBD. Драйвер USBD разбивает запросы на транзакции по следующим правилам:

• выполнение запроса считается законченным, когда успешно завершены все транзакции, его составляющие;
• все подробности отработки транзакций (такие как ожидание готовности, повтор транзакции при ошибке, неготовность приемника и т. д.) до клиентского ПО не доводятся;
• ПО может только запустить запрос и ожидать или выполнения запроса или выхода по тайм-ауту;
• устройство может сигнализировать о серьезных ошибках, что приводит к аварийному завершению запроса, о чем уведомляется источник запроса.

Драйвер контроллера хоста принимает от системного драйвера шины перечень транзакций и выполняет следующие действия:

• планирует исполнение полученных транзакций, добавляя их к списку транзакций;
• извлекает из списка очередную транзакцию и передает ее уровню хост-контроллера интерфейса шины USB;
• отслеживает состояние каждой транзакции вплоть до ее завершения.

Хост-контроллер интерфейса шины USB формирует кадры.
Кадры передаются последовательной передачей бит по методу NRZI.

Таким образом:

• каждый кадр состоит из наиболее приоритетных посылок, состав которых формирует драйвер хоста;
• каждая передача состоит из одной или нескольких транзакций;
• каждая транзакция состоит из пакетов;
• каждый пакет состоит из идентификатора пакета, данных (если они есть) и контрольной суммы.