USB

Universal Serial Bus ⓘ
Soldan-sağa: Erkek Micro USB (8-pin) (B), Erkek Mini USB (5-pin) (B), Erkek (B), Dişi (A), Erkek (A)
Türü	Veri yolu
Üretim Tarihçesi
Tasarımcı	Intel
Tasarım Tarihi	1996
Üretici	Intel, Compaq, Microsoft, NEC, Digital Equipment Corporation, IBM, Nortel
Üretim Tarihi	Ocak 1996
Özellikler
Uzunluk	En fazla 5 metre
Genişlik	2
Çalışırken Takabilme/Sökebilme	Evet
Harici Bağlantı	Evet
	Maksimum Voltaj	5.00+0.25 −0.60 V 5.00+0.25 −0.55 V (USB 3.0) 20.00 V (PD)
	Maksimum Akım	0.5 A (USB 2.0) 0.9 A (USB 3.0) 5 A (BC 1.2) 3 A (type-C) Up to 5 A (PD)
Veri Sinyali	Paket verileri
	Genişlik	12Mbit/s-10Gbit/s
	Bant Genişliği	1.5MB/s-1250MB/s(USB3.1)
	Maksimum Veri Aygıtı	127
	Bağlantı Türü	Seri
Pin Sayısı	4
Pin Görünümü
USB-B(sağ) ve USB-A(sol) görünümü
Pin 1		VCC (+5V)
Pin 2		Data-
Pin 3		Data+
Pin 4		Ground

USB, İngilizce "Universal Serial Bus" kelimesinin kısaltmasıdır. USB'nin türkçesi "Evrensel Seri Veriyolu"dur. USB dış donanımların bilgisayar ile bağlantı kurabilmesini sağlayan seri yapılı bir bağlantı biçimidir. Son sürümü 3.1'dir. 1,22 GByte/sn'lik aktarım hızı vardır. Dört nesil USB özelliği vardır: USB 1.x, USB 2.0, USB 3.0 ve USB4. Ayrıca USB-C ve USB On-The-Go türleri de var. ⓘ

Standart bir USB 2.0 veriyolu 5.00 volt, 500 mA çıkış verirken USB 3.0 veriyolu 900 mA çıkış değerine sahiptir.USB 3.1 ise 9.00 volt çıkış verebilmektedir. Tak Çalıştır (plug and play, PnP) özelliğinden dolayı birçok cihazın bağlantısında kullanılmaktadır. ⓘ

Evrensel seri veriyolu, çevre birimlerinin bilgisayara takıldıkları anda tanınıp otomatik çalışmalarını sağlamaktadır. Yani PnP'dir. Bu yolla 127 tür cihazı çalıştırma imkânı vardır, ek aparatlarla tek bağlantı noktasına birden fazla cihaz bağlanabilir. ⓘ

USB basit bir dört telli bağlantıdır. Veri kodlamasına NRZI (Non-return to Zero Inverted) denir. Modern anakartlarda en az 4 USB portu bulunmaktadır. ⓘ

Evrensel Seri Veri Yolu ⓘ

Sertifikalı logo ve USB konektörü: USB Tip-A, iki USB Tip-B konektörü, Mini B konektörü, Micro B konektörü.
Tip	Otobüs
Üretim geçmişi
Tasarımcı	Compaq ARALIK IBM Intel Microsoft NEC Nortel
Tasarlanmış	Ocak 1996; 27 yıl önce
Üretilmiş	Mayıs 1996'dan beri
İptal edildi	Seri port, paralel port, oyun portu, Apple Masaüstü Veri Yolu, PS/2 portu ve FireWire (IEEE 1394)

Evrensel Seri Veri Yolu (USB), bilgisayarlar, çevre birimleri ve diğer bilgisayarlar arasında bağlantı, iletişim ve güç kaynağı (arabirim) için kablolar, konektörler ve protokoller için özellikler belirleyen bir endüstri standardıdır. USB-C'nin en yenisi ve şu anda kullanımdan kaldırılmamış tek konektör olduğu 14 farklı konektör tipi dahil olmak üzere çok çeşitli USB donanımı mevcuttur. ⓘ

Genel Bakış

USB, hem iletişim kurmak hem de elektrik gücü sağlamak için çevre birimlerinin kişisel bilgisayarlara bağlantısını standartlaştırmak için tasarlanmıştır. Büyük ölçüde seri portlar ve paralel portlar gibi arayüzlerin yerini almış ve çok çeşitli cihazlarda yaygın hale gelmiştir. USB üzerinden bağlanan çevre birimlerine örnek olarak bilgisayar klavyeleri ve fareler, video kameralar, yazıcılar, taşınabilir medya oynatıcılar, mobil (taşınabilir) dijital telefonlar, disk sürücüleri ve ağ adaptörleri verilebilir. ⓘ

USB konektörleri, taşınabilir cihazların şarj kabloları olarak giderek diğer tiplerin yerini almaktadır. ⓘ

Konektör tipi hızlı referans

USB standardına göre mevcut konektörler ⓘ

Standart	USB 1.0 1996	USB 1.1 1998	USB 2.0 2001	USB 2.0 Revize Edildi	USB 3.0 2008	USB 3.1 2013	USB 3.2 2017	USB4 2019
Maksimum aktarım hızı	12 Mbps		480 Mbps		5 Gbps	10 Gbps	20 Gbps	40 Gbps
Tip A konektör							Kullanım dışı
B tipi konnektör							Kullanım dışı
C tipi konektör	—			USB-C (Büyütülmüş)
Mini-A konektör	—				Kullanım dışı
Mini-B konektör	—				Kullanım dışı
Mini-AB konektörü	—				Kullanım dışı
Mikro-A konektör	—						Kullanım dışı
Micro-B konektör	—						Kullanım dışı
Mikro-AB konektörü	—						Kullanım dışı

Hedefler

Evrensel Seri Veri Yolu, kişisel bilgisayarlar ile cep telefonları, bilgisayar aksesuarları ve monitörler gibi çevre aygıtları arasındaki arayüzü, daha önce var olan standart veya geçici özel arayüzlere kıyasla basitleştirmek ve iyileştirmek için geliştirilmiştir. ⓘ

Bilgisayar kullanıcısının bakış açısından, USB arayüzü kullanım kolaylığını çeşitli şekillerde geliştirir:

• USB arayüzü kendi kendini yapılandırır, kullanıcının cihazın hız veya veri formatı ayarlarını yapmasına veya kesintileri, giriş/çıkış adreslerini veya doğrudan bellek erişim kanallarını yapılandırmasına gerek kalmaz.
• USB konektörleri ana bilgisayarda standartlaştırılmıştır, bu nedenle herhangi bir çevre birimi mevcut yuvaların çoğunu kullanabilir.
• USB, kendi kendilerini yönetebilmeleri için çevresel aygıtlara ekonomik olarak yerleştirilebilen ek işlem gücünden tam olarak yararlanır. Bu nedenle, USB aygıtları genellikle kullanıcı tarafından ayarlanabilen arayüz ayarlarına sahip değildir.
• USB arayüzü çalışırken değiştirilebilir (aygıtlar ana bilgisayar yeniden başlatılmadan değiştirilebilir).
• Küçük cihazlara doğrudan USB arayüzünden güç verilebilir, böylece ek güç kaynağı kablolarına gerek kalmaz.
• USB logosunun kullanımına yalnızca uyumluluk testinden sonra izin verildiğinden, kullanıcı ayarlar ve yapılandırma ile kapsamlı etkileşim olmadan bir USB cihazının beklendiği gibi çalışacağından emin olabilir.
• USB arayüzü, yaygın hatalardan kurtulmaya yönelik protokolleri tanımlayarak önceki arayüzlere göre güvenilirliği artırır.
• USB standardına dayanan bir cihazın kurulumu minimum operatör eylemi gerektirir. Kullanıcı bir aygıtı çalışan bir bilgisayardaki bir bağlantı noktasına taktığında, aygıt ya mevcut aygıt sürücülerini kullanarak tamamen otomatik olarak yapılandırılır ya da sistem kullanıcıdan bir sürücü bulmasını ister ve daha sonra bu sürücüyü otomatik olarak yükler ve yapılandırır. ⓘ

USB standardı ayrıca donanım üreticileri ve yazılım geliştiricileri için özellikle uygulama kolaylığı açısından birçok avantaj sağlamaktadır:

• USB standardı, yeni çevre birimlerine özel arayüzler geliştirme gereksinimini ortadan kaldırır.
• Bir USB arayüzünden elde edilebilen çok çeşitli aktarım hızları, klavye ve farelerden video akış arayüzlerine kadar çeşitli cihazlara uygundur.
• Bir USB arayüzü, zaman açısından kritik işlevler için mevcut en iyi gecikme süresini sağlayacak şekilde tasarlanabilir veya sistem kaynakları üzerinde çok az etkisi olan toplu verilerin arka planda aktarımını yapacak şekilde ayarlanabilir.
• USB arayüzü, bir cihazın yalnızca bir işlevine adanmış sinyal hatları olmadan genelleştirilmiştir. ⓘ

Sınırlamalar

Tüm standartlarda olduğu gibi USB'nin tasarımında da birçok sınırlama vardır:

• USB kablolarının uzunluğu sınırlıdır, çünkü standart odalar veya binalar arasında değil, aynı masa üstündeki çevre birimleri için tasarlanmıştır. Bununla birlikte, bir USB portu uzaktaki cihazlara erişen bir ağ geçidine bağlanabilir.
• USB veri aktarım hızları 100 Gigabit Ethernet gibi diğer ara bağlantılardan daha yavaştır.
• USB, çevre cihazlarını adreslemek için katı bir ağaç ağı topolojisine ve master/slave protokolüne sahiptir; bu cihazlar ana bilgisayar dışında birbirleriyle etkileşime giremez ve iki ana bilgisayar USB portları üzerinden doğrudan iletişim kuramaz. USB On-The-Go in, Dual-Role-Devices ve protokol köprüsü ile bu sınırlamaya bir miktar ekleme yapmak mümkündür.
• Bir ana bilgisayar tüm çevre birimlerine aynı anda sinyal yayınlayamaz; her birinin ayrı ayrı adreslenmesi gerekir.
• Belirli eski arayüzler ve USB arasında dönüştürücüler mevcut olsa da, bunlar eski donanımın tam olarak uygulanmasını sağlayamayabilir. Örneğin, bir USB-paralel port dönüştürücü bir yazıcı ile iyi çalışabilir, ancak veri pinlerinin çift yönlü kullanımını gerektiren bir tarayıcı ile çalışmayabilir. ⓘ

Bir ürün geliştiricisi için USB kullanmak karmaşık bir protokolün uygulanmasını gerektirir ve çevresel cihazda "akıllı" bir denetleyici anlamına gelir. Halka satılması amaçlanan USB cihazlarının geliştiricileri genellikle bir USB ID almak zorundadır, bu da USB Implementers Forum'a (USB-IF) bir ücret ödemelerini gerektirir. USB spesifikasyonunu kullanan ürünlerin geliştiricileri USB-IF ile bir anlaşma imzalamalıdır. Ürün üzerinde USB logolarının kullanılması yıllık ücret ve organizasyona üyelik gerektirir. ⓘ

Tarihçe

Temel USB trident logosu ⓘ

Standart bir USB-A fişinin başındaki USB logosu ⓘ

Yedi şirketten oluşan bir grup 1995 yılında USB'yi geliştirmeye başladı: Compaq, DEC, IBM, Intel, Microsoft, NEC ve Nortel. Amaç, PC'lerin arkasındaki çok sayıda konektörü değiştirerek, mevcut arayüzlerin kullanılabilirlik sorunlarını ele alarak ve USB'ye bağlı tüm cihazların yazılım yapılandırmasını basitleştirerek ve harici cihazlar ve Tak ve Çalıştır özellikleri için daha yüksek veri aktarım hızlarına izin vererek harici cihazları PC'lere bağlamayı temelde daha kolay hale getirmekti. Ajay Bhatt ve ekibi Intel'de standart üzerinde çalıştı; USB'yi destekleyen ilk entegre devreler 1995 yılında Intel tarafından üretildi. ⓘ

Elektrik ve Elektronik Mühendisleri Enstitüsü'nün (IEEE) Amerikalı üyesi ve ilk Atari 8-bit oyun ve bilgisayar sistemlerinin (Atari VCS, Atari 400/800) ve Commodore Amiga'nın tasarımcılarından biri olan Joseph C. Decuir, Atari 8-bit bilgisayarın iletişim uygulaması olan Atari SIO üzerindeki çalışmalarını, tasarımına da yardımcı olduğu ve patent sahibi olduğu USB standardının temeli olarak göstermektedir. ⓘ

2008 yılı itibariyle küresel pazarda yaklaşık 6 milyar USB portu ve arayüzü bulunmakta ve her yıl yaklaşık 2 milyar adet satılmaktadır. ⓘ

USB 1.x

Ocak 1996'da piyasaya sürülen USB 1.0, 1,5 Mbit/s (Düşük Bant Genişliği veya Düşük Hız) ve 12 Mbit/s (Tam Hız) sinyalleşme hızlarını belirlemiştir. Zamanlama ve güç sınırlamaları nedeniyle uzatma kablolarına veya geçişli monitörlere izin vermiyordu. Ağustos 1998'de USB 1.1 piyasaya sürülene kadar çok az sayıda USB cihazı piyasaya çıkmıştır. USB 1.1, yaygın olarak benimsenen en eski revizyondu ve Microsoft'un "Legacy-free PC" olarak adlandırdığı duruma yol açtı. ⓘ

Ne USB 1.0 ne de 1.1 standart tip A veya tip B'den daha küçük bir konektör için bir tasarım belirtmemiştir. Minyatürleştirilmiş tip B konektör için birçok tasarım birçok çevre biriminde görünse de, USB 1.x standardına uygunluk, minyatür konektörlere sahip çevre birimlerine bağlı bir bağlantıya sahipmiş gibi davranılarak engellenmiştir (yani: çevre birimi ucunda fiş veya yuva yoktur). USB 2.0 (revizyon 1.01) bir konnektör sunana kadar bilinen bir minyatür A tipi konnektör yoktu. ⓘ

USB 2.0

Yüksek Hızlı USB logosu ⓘ

Bir USB 2.0 PCI genişletme kartı ⓘ

USB 2.0 Nisan 2000'de piyasaya sürülmüş ve 12 Mbit/s (maksimum teorik veri çıkışı 1,2 MByte/s) olan USB 1.x Tam Hız sinyalleşme hızına ek olarak Yüksek Hız veya Yüksek Bant Genişliği olarak adlandırılan 480 Mbit/s (maksimum teorik veri çıkışı 53 MByte/s) daha yüksek bir maksimum sinyalleşme hızı eklemiştir. ⓘ

USB spesifikasyonunda yapılan değişiklikler mühendislik değişiklik bildirimleri (ECN'ler) aracılığıyla gerçekleştirilmiştir. Bu ECN'lerin en önemlileri USB.org'dan temin edilebilen USB 2.0 spesifikasyon paketine dahil edilmiştir:

• Mini-A ve Mini-B Konnektör
• Mikro-USB Kabloları ve Konnektörleri Spesifikasyonu 1.01
• InterChip USB Eki
• On-The-Go Supplement 1.3 USB On-The-Go, iki USB cihazının ayrı bir USB ana bilgisayarı gerektirmeden birbirleriyle iletişim kurmasını mümkün kılar
• Batarya Şarj Spesifikasyonu 1.1 Özel şarj cihazları için destek eklendi, bataryası bitmiş cihazlar için ana şarj cihazı davranışı
• Batarya Şarj Spesifikasyonu 1.2: yapılandırılmamış cihazlar için şarj portlarında 1,5 A'ya kadar artırılmış akım ile 1,5 A'ya kadar akıma sahipken Yüksek Hızlı iletişime izin verir
• Uyku güç durumu ekleyen Bağlantı Güç Yönetimi Eki ECN
• USB 2.0 VBUS Maksimum Sınırı, izin verilen maksimum V_BUS voltajını 5,25V'tan 5,50V'a çıkararak aynı anda piyasaya sürülen USB Type-C Spesifikasyonu ile uyumlu hale getirdi. ⓘ

USB 3.x

SuperSpeed USB logosu ⓘ

USB 3.0 spesifikasyonu, yönetimi USB 3.0 Promoter Group'tan USB Implementers Forum'a (USB-IF) devredilerek 12 Kasım 2008'de piyasaya sürüldü ve 17 Kasım 2008'de SuperSpeed USB Developers Conference'da duyuruldu. ⓘ

USB 3.0, geriye dönük uyumlu fişler, prizler ve kablolarla birlikte bir SuperSpeed aktarım modu ekler. SuperSpeed fişler ve yuvalar farklı bir logo ve standart formatlı yuvalardaki mavi eklerle tanımlanır. ⓘ

SuperSpeed veri yolu, mevcut üç aktarım moduna ek olarak 5,0 Gbit/s nominal hızda bir aktarım modu sağlar. Verimliliği, fiziksel sembol kodlaması ve bağlantı seviyesi ek yükü dahil olmak üzere bir dizi faktöre bağlıdır. 8b/10b kodlama ile 5 Gbit/s sinyalleşme hızında, her baytın iletilmesi için 10 bit gerekir, bu nedenle ham verim 500 MB/s'dir. Akış kontrolü, paket çerçeveleme ve protokol ek yükü dikkate alındığında, bir uygulamaya 400 MB/s (3,2 Gbit/s) veya daha fazla iletim yapmak gerçekçidir. SuperSpeed aktarım modunda iletişim tam çift yönlüdür; önceki modlar yarı çift yönlüdür ve ana bilgisayar tarafından belirlenir. ⓘ

USB-A 3.1 Gen 1 (daha önce USB 3.0 olarak biliniyordu; daha sonra USB 3.2 Gen 1x1 olarak yeniden adlandırıldı) bağlantı noktaları ⓘ

Düşük güçlü ve yüksek güçlü cihazlar bu standartla çalışmaya devam eder, ancak SuperSpeed kullanan cihazlar sırasıyla 150 mA ve 900 mA arasında artan mevcut akımdan yararlanabilir. ⓘ

Temmuz 2013'te piyasaya sürülen USB 3.1'in iki çeşidi vardır. İlki USB 3.0'ın SuperSpeed aktarım modunu korur ve USB 3.1 Gen 1 olarak etiketlenir, ikinci versiyon ise USB 3.1 Gen 2 etiketi altında yeni bir SuperSpeed+ aktarım modu sunar. SuperSpeed+ maksimum veri sinyal hızını iki katına çıkararak 10 Gbit/s'ye çıkarırken, kodlama şemasını 128b/132b olarak değiştirerek hat kodlama ek yükünü sadece %3'e düşürür. ⓘ

Eylül 2017'de piyasaya sürülen USB 3.2, mevcut USB 3.1 SuperSpeed ve SuperSpeed+ veri modlarını korurken, USB-C konektörü üzerinden 10 ve 20 Gbit/s (1,25 ve 2,5 GB/s) veri hızlarına sahip iki yeni SuperSpeed+ aktarım modu sunuyor. Bant genişliğindeki artış, USB-C konektörünün flip-flop yetenekleri için tasarlanan mevcut kablolar üzerinden çok şeritli çalışmanın bir sonucudur. ⓘ

USB 3.0 ayrıca BOT (Bulk-Only-Transfer) protokolünden genellikle daha yüksek aktarım hızları sağlayan UASP protokolünü de tanıtmıştır. ⓘ

Adlandırma şeması

USB 3.2 için yeni adlandırma şemasına genel bir bakış.

USB 3.2 standardından başlayarak USB-IF yeni bir adlandırma şeması getirmiştir. Farklı aktarım modlarının markalanması konusunda şirketlere yardımcı olmak için USB-IF, 5, 10 ve 20 Gbit/s aktarım modlarının sırasıyla SuperSpeed USB 5Gbps, SuperSpeed USB 10Gbps ve SuperSpeed USB 20Gbps olarak markalanmasını önerdi. ⓘ

USB4

Sertifikalı USB4 40Gbps logosu ve trident logosu ⓘ

USB4 spesifikasyonu 29 Ağustos 2019 tarihinde USB Implementers Forum tarafından yayınlanmıştır. ⓘ

USB4, Thunderbolt 3 protokolüne dayanmaktadır. Thunderbolt 3 ile uyumludur ve USB 3.2 ve USB 2.0 ile geriye dönük olarak uyumludur. 40 Gbit/sn verimi destekler. Mimari, tek bir yüksek hızlı bağlantıyı birden fazla uç cihaz türüyle dinamik olarak paylaşmak için, veri aktarımına tür ve uygulamaya göre en iyi şekilde hizmet eden bir yöntem tanımlar. ⓘ

USB4 spesifikasyonu aşağıdaki teknolojilerin USB4 tarafından destekleneceğini belirtmektedir:

Bağlantı	Şunlar için zorunludur			Açıklamalar ⓘ
	ev sahibi	göbek	cihaz
USB 2.0 (480 Mbit/s)	Evet	Evet	Evet	Yüksek hızlı bağlantıların çoğullanmasını kullanan diğer işlevlerin aksine, USB-C üzerinden USB 2.0 kendi diferansiyel kablo çiftini kullanır.
USB4 Gen 2×2 (20 Gbit/s)	Evet	Evet	Evet	USB 3.0 etiketli bir cihaz USB4 ana bilgisayar veya hub üzerinden USB 3.0 cihazı olarak çalışmaya devam eder. Gen 2x2 cihaz gereksinimi yalnızca yeni gelen USB4 etiketli cihazlar için geçerlidir.
USB4 Gen 3×2 (40 Gbit/s)	Hayır	Evet	Hayır
DisplayPort	Evet	Evet	Hayır	Spesifikasyon, ana bilgisayarların ve hub'ların DisplayPort Alternatif Modunu desteklemesini gerektirir.
Ana Bilgisayarlar Arası iletişim	Evet	Evet	—	İki eş arasındaki LAN benzeri bir bağlantı.
PCI Express	Hayır	Evet	Hayır	USB4'ün PCI Express işlevi, Thunderbolt spesifikasyonunun önceki sürümlerinin işlevselliğini kopyalar.
Thunderbolt 3	Hayır	Evet	Hayır	Thunderbolt 3 USB-C kablolarını kullanır; USB4 spesifikasyonu ana bilgisayarlara ve cihazlara izin verir ve hub'ların Thunderbolt 3 Alternatif Modunu kullanarak standartla birlikte çalışabilirliği desteklemesini gerektirir.
Diğer Alternatif Modlar	Hayır	Hayır	Hayır	USB4 ürünleri isteğe bağlı olarak HDMI, MHL ve VirtualLink Alternatif Modları ile birlikte çalışabilirlik sunabilir.

CES 2020 sırasında USB-IF ve Intel, Thunderbolt 4 ürünleri gibi tüm isteğe bağlı işlevleri destekleyen USB4 ürünlerine izin verme niyetlerini belirttiler. USB4 ile uyumlu ilk ürünlerin Intel'in Tiger Lake serisi ve AMD'nin Zen 3 serisi CPU'ları olması bekleniyor. 2020 yılında piyasaya sürülecek. ⓘ

Sürüm geçmişi

Sürümler

İsim	Çıkış tarihi	Maksimum aktarım hızı	Not ⓘ
USB 0.7	11 Kasım 1994	?	Ön sürüm
USB 0.8	Aralık 1994	?	Ön sürüm
USB 0.9	13 Nisan 1995	Tam Hız (12 Mbit/s)	Ön sürüm
USB 0.99	Ağustos 1995	?	Ön sürüm
USB 1.0-RC	Kasım 1995	?	Serbest Bırakma Adayı
USB 1.0	15 Ocak 1996	Tam Hız (12 Mbit/s), Düşük Hız (1,5 Mbit/s)
USB 1.1	Ağustos 1998
USB 2.0	Nisan 2000	Yüksek Hız (480 Mbit/s)
USB 3.0	Kasım 2008	Süper Hızlı USB (5 Gbit/s)	USB 3.1 Gen 1 ve USB 3.2 Gen 1 × 1 olarak da adlandırılır
USB 3.1	Temmuz 2013	SuperSpeed+ USB (10 Gbit/s)	Daha sonraki spesifikasyonlarda USB 3.2 Gen 2 × 1 olarak da adlandırılan yeni USB 3.1 Gen 2'yi içerir. A Tipi konektörü destekleyen son sürüm.
USB 3.2	Ağustos 2017	SuperSpeed+ USB çift şeritli (20 Gbit/s)	Yeni USB 3.2 Gen 1 × 2 ve Gen 2 × 2 çoklu bağlantı modlarını içerir. C Tipi konektör gerektirir.
USB4	Ağustos 2019	40 Gbit/s (2 şeritli)	Yeni USB4 Gen 2 × 2 (64b/66b kodlama) ve Gen 3 × 2 (128b/132b kodlama) modlarını içerir ve Thunderbolt 3 protokolüne dayalı olarak USB3.x, DisplayPort 1.4a ve PCI Express trafiğinin tünellemesi ve ana bilgisayardan ana bilgisayara aktarımlar için USB4 yönlendirmesi sunar

Güçle ilgili standartlar

Serbest bırakma adı	Çıkış tarihi	Maks. güç	Not ⓘ
USB Pil Şarjı Rev. 1.0	2007-03-08	7,5 W (5 V, 1,5 A)
USB Batarya Şarjı Rev. 1.1	2009-04-15	7,5 W (5 V, 1,5 A)	Sayfa 28, Tablo 5-2, ancak paragraf 3.5'te sınırlama vardır. Sıradan USB 2.0'ın standart A portunda, yalnızca 1,5A.
USB Pil Şarjı Rev. 1.2	2010-12-07	7,5 W (5 V, 1,5 A)
USB Güç Dağıtımı Rev. 1.0 (V. 1.0)	2012-07-05	100 W (20 V, 5 A)	FSK protokolünü veri yolu gücü (VBUS) üzerinden kullanma
USB Güç Dağıtımı Rev. 1.0 (V. 1.3)	2014-03-11	100 W (20 V, 5 A)
USB Tip-C Rev. 1.0	2014-08-11	15 W (5 V, 3 A)	Yeni konnektör ve kablo özellikleri
USB Güç Dağıtımı Rev. 2.0 (V. 1.0)	2014-08-11	100 W (20 V, 5 A)	USB-C kablolarında iletişim kanalı (CC) üzerinden BMC protokolünü kullanma.
USB Tip-C Rev. 1.1	2015-04-03	15 W (5 V, 3 A)
USB Güç Dağıtımı Rev. 2.0 (V. 1.1)	2015-05-07	100 W (20 V, 5 A)
USB Type-C Rev. 1.2	2016-03-25	15 W (5 V, 3 A)
USB Güç Dağıtımı Rev. 2.0 (V. 1.2)	2016-03-25	100 W (20 V, 5 A)
USB Güç Dağıtımı Rev. 2.0 (V. 1.3)	2017-01-12	100 W (20 V, 5 A)
USB Güç Dağıtımı Rev. 3.0 (V. 1.1)	2017-01-12	100 W (20 V, 5 A)
USB Type-C Rev. 1.3	2017-07-14	15 W (5 V, 3 A)
USB Güç Dağıtımı Rev. 3.0 (V. 1.2)	2018-06-21	100 W (20 V, 5 A)
USB Tip-C Rev. 1.4	2019-03-29	15 W (5 V, 3 A)
USB Type-C Rev. 2.0	2019-08-29	15 W (5 V, 3 A)	USB Type-C konnektörleri ve kabloları üzerinden USB4'ü etkinleştirme.
USB Güç Dağıtımı Rev. 3.0 (V. 2.0)	2019-08-29	100 W (20 V, 5 A)
USB Güç Dağıtımı Rev. 3.1 (V. 1.0)	2021-05-24	240 W (48 V, 5 A)
USB Type-C Rev. 2.1	2021-05-25	15 W (5 V, 3 A)
USB Güç Dağıtımı Rev. 3.1 (V. 1.1)	2021-07-06	240 W (48 V, 5 A)
USB Güç Dağıtımı Rev. 3.1 (V. 1.2)	2021-10-26	240 W (48 V, 5 A)	Ekim 2021'e kadar olan hatalar dahil Bu sürüm aşağıdaki ECN'leri içermektedir: Yeniden Denemelerin kullanımını netleştirin Akü Kapasiteleri FRS zamanlama sorunu BES güç kuralı açıklamaları EPR AVS APDO için tepe akım desteği

Sistem tasarımı

Bir USB sistemi, bir veya daha fazla aşağı akış bağlantı noktasına sahip bir ana bilgisayardan ve katmanlı bir yıldız topolojisi oluşturan birden fazla çevre biriminden oluşur. Beş katmana kadar izin veren ek USB hub'ları dahil edilebilir. Bir USB ana bilgisayar, her biri bir veya daha fazla bağlantı noktasına sahip birden fazla denetleyiciye sahip olabilir. Tek bir ana bilgisayar denetleyicisine 127 adede kadar cihaz bağlanabilir. USB aygıtları hub'lar aracılığıyla seri olarak bağlanır. Ana bilgisayar denetleyicisinde yerleşik olarak bulunan hub'a kök hub adı verilir. ⓘ

Bir USB aygıtı, aygıt işlevleri olarak adlandırılan birkaç mantıksal alt aygıttan oluşabilir. Bileşik bir aygıt, örneğin dahili mikrofonlu (ses aygıtı işlevi) bir web kamerası (video aygıtı işlevi) gibi çeşitli işlevler sağlayabilir. Bunun bir alternatifi, ana bilgisayarın her bir mantıksal cihaza ayrı bir adres atadığı ve tüm mantıksal cihazların fiziksel USB kablosuna bağlanan yerleşik bir hub'a bağlandığı bileşik bir cihazdır. ⓘ

USB uç noktaları bağlı cihazda bulunur: ana bilgisayara giden kanallar boru olarak adlandırılır. ⓘ

USB cihaz iletişimi borulara (mantıksal kanallar) dayanır. Bir boru, ana bilgisayar denetleyicisinden bir aygıt içindeki uç nokta adı verilen mantıksal bir varlığa olan bağlantıdır. Borular uç noktalara karşılık geldiğinden, bu terimler bazen birbirinin yerine kullanılır. Her USB cihazının 32 uç noktası olabilir (16 giriş ve 16 çıkış), ancak bu kadar çok olması nadirdir. Uç noktalar başlatma sırasında cihaz tarafından tanımlanır ve numaralandırılır ("numaralandırma" adı verilen fiziksel bağlantıdan sonraki dönem) ve bu nedenle nispeten kalıcıdır, oysa borular açılıp kapatılabilir. ⓘ

İki tür boru vardır: akış ve mesaj.

• Bir mesaj borusu çift yönlüdür ve kontrol aktarımları için kullanılır. Mesaj boruları genellikle cihaza kısa, basit komutlar vermek ve cihazdan durum yanıtları almak için kullanılır, örneğin 0 numaralı veri yolu kontrol borusu tarafından kullanılır.
• Akış borusu, izokron, kesme veya toplu aktarım kullanarak veri aktaran tek yönlü bir uç noktaya bağlı tek yönlü bir borudur:

  Eşzamanlı aktarımlar

  Bazı garantili veri hızlarında (sabit bant genişliğinde veri akışı için) ancak olası veri kayıplarında (örneğin, gerçek zamanlı ses veya video)

  Kesme aktarımları

  İşaretleme cihazları, fareler ve klavyeler gibi garantili hızlı yanıtlara (sınırlı gecikme) ihtiyaç duyan cihazlar

  Toplu transferler

  Kalan tüm mevcut bant genişliğini kullanan, ancak bant genişliği veya gecikme garantisi olmayan büyük düzensiz aktarımlar (ör. dosya aktarımları) ⓘ

Bir ana bilgisayar bir veri aktarımı başlattığında, (device_address, endpoint_number) şeklinde bir tuple ile belirtilen bir uç nokta içeren bir TOKEN paketi gönderir. Aktarım ana bilgisayardan uç noktaya ise, ana bilgisayar istenen aygıt adresi ve uç nokta numarasını içeren bir OUT paketi (TOKEN paketinin bir özelleştirmesi) gönderir. Veri aktarımı cihazdan ana bilgisayara yapılacaksa, ana bilgisayar bunun yerine bir IN paketi gönderir. Hedef uç nokta, üreticinin belirlediği yön TOKEN paketiyle eşleşmeyen tek yönlü bir uç noktaysa (örneğin, üreticinin belirlediği yön IN iken TOKEN paketi bir OUT paketiyse), TOKEN paketi yok sayılır. Aksi takdirde, kabul edilir ve veri işlemi başlayabilir. Öte yandan, çift yönlü bir uç nokta hem IN hem de OUT paketlerini kabul eder. ⓘ

Bir bilgisayarın ön panelinde iki USB 3.0 Standard-A yuvası (solda) ve iki USB 2.0 Standard-A yuvası (sağda) ⓘ

Uç noktalar arayüzler halinde gruplandırılır ve her arayüz tek bir cihaz işleviyle ilişkilendirilir. Bunun bir istisnası, cihaz yapılandırması için kullanılan ve herhangi bir arayüzle ilişkilendirilmeyen sıfır uç noktasıdır. Bağımsız olarak kontrol edilen arayüzlerden oluşan tek bir cihaz fonksiyonuna bileşik cihaz denir. Bileşik bir aygıtın yalnızca tek bir aygıt adresi vardır çünkü ana bilgisayar bir işleve yalnızca bir aygıt adresi atar. ⓘ

Bir USB aygıtı bir USB ana bilgisayarına ilk kez bağlandığında, USB aygıt numaralandırma işlemi başlatılır. Numaralandırma işlemi USB aygıtına bir sıfırlama sinyali gönderilerek başlar. USB aygıtının veri hızı sıfırlama sinyali sırasında belirlenir. Sıfırlamadan sonra, USB cihazının bilgileri ana bilgisayar tarafından okunur ve cihaza benzersiz bir 7 bit adres atanır. Aygıt ana bilgisayar tarafından destekleniyorsa, aygıtla iletişim kurmak için gereken aygıt sürücüleri yüklenir ve aygıt yapılandırılmış bir duruma ayarlanır. USB ana bilgisayar yeniden başlatılırsa, numaralandırma işlemi tüm bağlı cihazlar için tekrarlanır. ⓘ

Ana bilgisayar denetleyicisi cihazlara trafik akışını yönlendirir, bu nedenle hiçbir USB cihazı ana bilgisayar denetleyicisinden açık bir talep olmadan veri yolu üzerinde herhangi bir veri aktaramaz. USB 2.0'da, ana bilgisayar denetleyicisi genellikle yuvarlak robin tarzında veri yolunu trafik için yoklar. Her bir USB portunun verimi, USB portunun ya da porta bağlı USB cihazının daha düşük hızına göre belirlenir. ⓘ

Yüksek hızlı USB 2.0 hub'ları, yüksek hızlı USB 2.0 veriyolları ile tam ve düşük hızlı veriyolları arasında dönüşüm yapan işlem çeviricileri adı verilen aygıtlar içerir. Hub veya port başına bir çevirici olabilir. ⓘ

Her USB 3.0 ana bilgisayarında iki ayrı denetleyici bulunduğundan, USB 3.0 aygıtları USB 2.0 veya daha önceki aygıtların o ana bilgisayara bağlı olup olmadığına bakılmaksızın USB 3.0 veri hızlarında iletim ve alım yapar. Daha önceki aygıtlar için çalışma veri hızları eski şekilde ayarlanır. ⓘ

Aygıt sınıfları

Bir USB cihazının işlevselliği, USB ana bilgisayarına gönderilen bir sınıf kodu ile tanımlanır. Bu, ana bilgisayarın cihaz için yazılım modülleri yüklemesine ve farklı üreticilerin yeni cihazlarını desteklemesine olanak tanır. ⓘ

Cihaz sınıfları şunları içerir:

Sınıf	Kullanım	Açıklama	Örnekler veya istisnalar ⓘ
00h	Cihaz	Belirtilmemiş	Cihaz sınıfı belirtilmemiştir, gerekli sürücüleri belirlemek için arayüz tanımlayıcıları kullanılır
01h	Arayüz	Ses	Hoparlör, mikrofon, ses kartı, MIDI
02h	Her ikisi de	İletişim ve CDC kontrolü	UART ve RS-232 seri adaptör, Modem, Wi-Fi adaptör, Ethernet adaptör. Aşağıdaki 0Ah sınıfı (CDC-Data) ile birlikte kullanılır
03h	Arayüz	İnsan arayüz cihazı (HID)	Klavye, fare, joystick
05h	Arayüz	Fiziksel arayüz cihazı (PID)	Kuvvet geri beslemeli joystick
06h	Arayüz	Görüntü (PTP/MTP)	Web kamerası, tarayıcı
07h	Arayüz	Yazıcı	Lazer yazıcı, mürekkep püskürtmeli yazıcı, CNC makinesi
08h	Arayüz	Yığın depolama (MSC veya UMS)	USB flash sürücü, bellek kartı okuyucu, dijital ses çalar, dijital kamera, harici sürücü
09h	Cihaz	USB hub	Tam bant genişliği hub'ı
0Ah	Arayüz	CDC-Veri	Yukarıdaki sınıf 02h (İletişim ve CDC Kontrolü) ile birlikte kullanılır
0Bh	Arayüz	Akıllı Kart	USB akıllı kart okuyucu
0Dh	Arayüz	İçerik güvenliği	Parmak izi okuyucu
0Eh	Arayüz	Video	Web kamerası
0Fh	Arayüz	Kişisel sağlık cihazı sınıfı (PHDC)	Nabız monitörü (saat)
10h	Arayüz	Ses/Görüntü (AV)	Web kamerası, TV
11h	Cihaz	Billboard	Cihaz tarafından desteklenen USB-C alternatif modlarını açıklar
DCh	Her ikisi de	Teşhis cihazı	USB uyumluluk test cihazı
E0h	Arayüz	Kablosuz Kumanda	Bluetooth adaptörü, Microsoft RNDIS
EFh	Her ikisi de	Çeşitli	ActiveSync cihazı
FEh	Arayüz	Uygulamaya özel	IrDA Köprüsü, Test ve Ölçüm Sınıfı (USBTMC), USB DFU (Cihaz Ürün Yazılımı Yükseltme)
FFh	Her ikisi de	Satıcıya özel	Bir cihazın satıcıya özel sürücülere ihtiyacı olduğunu gösterir

USB yığın depolama / USB sürücü

Bir flash sürücü, tipik bir USB yığın depolama aygıtı ⓘ

USB 3.0 adaptörüne bağlanmış ve bilgisayara bağlanmış bir M.2 (2242) katı hal sürücüsü (SSD). ⓘ

USB yığın depolama aygıtı sınıfı (MSC veya UMS), depolama aygıtlarına bağlantıları standartlaştırır. İlk başta manyetik ve optik sürücüler için tasarlanan bu sınıf, flash sürücüleri destekleyecek şekilde genişletilmiştir. Ayrıca, birçok sistem dizinler içinde dosya manipülasyonunun tanıdık metaforuyla kontrol edilebildiğinden, çok çeşitli yeni cihazları destekleyecek şekilde genişletilmiştir. Yeni bir aygıtın tanıdık bir aygıt gibi görünmesini sağlama işlemi de genişletme olarak bilinir. Yazma kilidi olan bir SD kartın bir USB adaptörüyle önyüklenebilmesi, önyükleme ortamının bütünlüğünü ve bozulmamış, bozulmamış durumunu korumak için özellikle avantajlıdır. ⓘ

2005'in başından beri çoğu kişisel bilgisayar USB yığın depolama aygıtlarından önyükleme yapabilse de, USB bir bilgisayarın dahili depolaması için birincil veri yolu olarak tasarlanmamıştır. Bununla birlikte USB, çalışırken değiştirmeye izin verme avantajına sahiptir, bu da onu çeşitli türlerdeki sürücüler de dahil olmak üzere mobil çevre birimleri için kullanışlı hale getirir. ⓘ

Bazı üreticiler harici taşınabilir USB sabit disk sürücüleri ya da disk sürücüleri için boş muhafazalar sunmaktadır. Bunlar, takılı USB cihazlarının sayısı ve türleri ve USB arayüzünün üst sınırı ile sınırlı olarak dahili sürücülerle karşılaştırılabilir performans sunar. Harici sürücü bağlantısı için diğer rakip standartlar arasında eSATA, ExpressCard, FireWire (IEEE 1394) ve en son Thunderbolt bulunmaktadır. ⓘ

USB yığın depolama aygıtlarının bir başka kullanımı da yazılım uygulamalarının (web tarayıcıları ve VoIP istemcileri gibi) ana bilgisayara yüklenmesine gerek kalmadan taşınabilir olarak çalıştırılmasıdır. ⓘ

Medya Aktarım Protokolü

Medya Aktarım Protokolü (MTP) Microsoft tarafından bir cihazın dosya sistemine USB yığın depolamadan daha üst düzey erişim sağlamak için disk blokları yerine dosyalar düzeyinde tasarlanmıştır. Ayrıca isteğe bağlı DRM özelliklerine de sahiptir. MTP taşınabilir medya oynatıcılarda kullanılmak üzere tasarlanmıştır, ancak o zamandan beri 4.1 Jelly Bean sürümünden itibaren Android işletim sisteminin ve Windows Phone 8'in birincil depolama erişim protokolü olarak benimsenmiştir (Windows Phone 7 cihazları MTP'nin bir evrimi olan Zune protokolünü kullanmıştır). Bunun başlıca nedeni, MTP'nin UMS'nin yaptığı gibi depolama aygıtına özel erişim gerektirmemesi ve bilgisayara bağlıyken bir Android programının depolama aygıtını talep etmesi durumunda olası sorunları hafifletmesidir. Ana dezavantajı ise MTP'nin Windows işletim sistemleri dışında pek desteklenmemesidir. ⓘ

İnsan arayüz cihazları

USB fareler ve klavyeler genellikle küçük bir USB'den PS/2'ye adaptör yardımıyla PS/2 konektörleri olan eski bilgisayarlarla kullanılabilir. Çift protokol destekli fare ve klavyeler için mantık devresi içermeyen bir adaptör kullanılabilir: klavye veya faredeki USB donanımı, bir USB veya PS/2 bağlantı noktasına bağlı olup olmadığını algılayacak ve uygun protokolü kullanarak iletişim kuracak şekilde tasarlanmıştır. PS/2 klavye ve fareleri (genellikle her birinden bir tane) USB bağlantı noktasına bağlayan dönüştürücüler de mevcuttur. Bu cihazlar sisteme iki HID uç noktası sunar ve iki standart arasında çift yönlü veri çevirisi gerçekleştirmek için bir mikro denetleyici kullanır. ⓘ

Cihaz Firmware Yükseltme mekanizması

Aygıt Yazılımı Yükseltme (DFU), USB aygıtlarının aygıt yazılımını üreticileri tarafından sağlanan gelişmiş sürümlerle yükseltmek için satıcıdan ve aygıttan bağımsız bir mekanizmadır ve (örneğin) aygıt yazılımı hata düzeltmelerini dağıtmanın bir yolunu sunar. Aygıt yazılımı yükseltme işlemi sırasında, USB aygıtları çalışma modlarını etkili bir şekilde değiştirerek bir PROM programlayıcı haline gelir. Herhangi bir USB cihaz sınıfı, resmi DFU spesifikasyonlarını takip ederek bu özelliği uygulayabilir. ⓘ

DFU ayrıca kullanıcıya USB cihazlarını alternatif ürün yazılımı ile flaşlama özgürlüğü de verebilir. Bunun bir sonucu, USB aygıtlarının yeniden flaşlandıktan sonra beklenmedik çeşitli aygıt türleri gibi davranabilmesidir. Örneğin, satıcının sadece bir flash sürücü olmasını istediği bir USB cihazı, klavye gibi bir giriş cihazını "taklit" edebilir. Bkz: BadUSB. ⓘ

Ses akışı

USB Aygıt Çalışma Grubu, ses akışı için spesifikasyonlar belirlemiş ve mikrofonlar, hoparlörler, kulaklıklar, telefonlar, müzik aletleri vb. gibi ses sınıfı kullanımları için özel standartlar geliştirilmiş ve uygulanmıştır. Çalışma grubu, ses cihazı spesifikasyonlarının üç versiyonunu yayınlamıştır: Audio 1.0, 2.0 ve 3.0, "UAC" veya "ADC" olarak anılır. ⓘ

UAC 3.0 öncelikle taşınabilir cihazlar için, verileri patlatarak ve daha sık düşük güç modunda kalarak daha az güç kullanımı ve cihazın farklı bileşenleri için güç alanları gibi, kullanılmadıklarında kapatılmalarına izin veren iyileştirmeler sunar. ⓘ

UAC 2.0, çok kanallı arayüzler için daha fazla bant genişliği, daha yüksek örnekleme hızları, daha düşük doğal gecikme ve senkronize ve uyarlanabilir modlarda zamanlama çözünürlüğünde 8 kat iyileştirme sağlayan Yüksek Hızlı USB (Tam Hıza ek olarak) desteğini getirmiştir. UAC2 ayrıca ana bilgisayara hangi giriş ve çıkış terminallerinin saatlerini aynı kaynaktan aldığı hakkında bilgi sağlayan saat alanları kavramının yanı sıra DSD gibi ses kodlamaları, ses efektleri, kanal kümeleme, kullanıcı kontrolleri ve cihaz açıklamaları için geliştirilmiş desteği de tanıttı. ⓘ

Bununla birlikte, UAC 1.0 cihazları, platformlar arası sürücüsüz uyumlulukları ve kısmen de Microsoft'un UAC 2.0'ı yayınlanmasından sonra on yıldan fazla bir süre uygulamaması nedeniyle hala yaygındır ve nihayet 20 Mart 2017'de Creators Update aracılığıyla Windows 10'a destek eklemiştir. UAC 2.0 MacOS, iOS ve Linux tarafından da desteklenmektedir, ancak Android de UAC 1.0'ın yalnızca bir alt kümesini uygulamaktadır. ⓘ

USB, tümü ses cihazları tarafından kullanılan üç eşzamanlı (sabit bant genişliği) senkronizasyon türü sağlar:

• Asenkron - ADC veya DAC ana bilgisayarın saatiyle hiç senkronize edilmez, cihazın yerel saatiyle çalışır.
• Senkron - Cihazın saati USB çerçeve başlangıcı (SOF) veya Veri Yolu Aralığı sinyalleriyle senkronize edilir. Örneğin bu, 11,2896 MHz saatin 1 kHz SOF sinyaline senkronize edilmesini gerektirebilir, bu da büyük bir frekans çarpımı demektir.
• Uyarlanabilir - Cihazın saati, ana bilgisayar tarafından kare başına gönderilen veri miktarıyla senkronize edilir ⓘ

USB spesifikasyonu başlangıçta asenkron modun "düşük maliyetli hoparlörlerde" ve adaptif modun "üst düzey dijital hoparlörlerde" kullanılmasını tanımlarken, asenkron modun bir özellik olarak tanıtıldığı ve adaptif/senkron modların kötü bir üne sahip olduğu hi-fi dünyasında tam tersi bir algı mevcuttur. Gerçekte, mühendislik ve uygulama kalitesine bağlı olarak tüm tipler yüksek veya düşük kaliteli olabilir. Asenkron, bilgisayarın saatinden bağımsız olma avantajına sahiptir, ancak birden fazla kaynağı birleştirirken örnekleme hızı dönüşümü gerektirme dezavantajına sahiptir. ⓘ

Konektörler

USB komitesinin belirlediği konektörler USB'nin temel hedeflerinden birçoğunu destekler ve bilgisayar endüstrisinin kullandığı birçok konektörden alınan dersleri yansıtır. Ana bilgisayara veya cihaza takılan dişi konektöre yuva, kabloya takılan erkek konektöre ise fiş adı verilir. Resmi USB spesifikasyon belgeleri de periyodik olarak fişi temsil etmek üzere erkek ve yuvayı temsil etmek üzere dişi terimini tanımlar. ⓘ

Standart USB Tip A fişi. Bu, birçok USB konektör tipinden biridir. ⓘ

Tasarım, bir USB fişinin yuvasına yanlış takılmasını zorlaştırmak için tasarlanmıştır. USB spesifikasyonu, kullanıcının doğru yönü anlayabilmesi için kablo fişinin ve yuvasının işaretlenmesini gerektirir. Ancak USB-C fişi ters çevrilebilir. USB kabloları ve küçük USB aygıtları, bazı konektörlerde olduğu gibi vida, klips veya başparmakla döndürme olmadan, yuvadan gelen kavrama kuvveti ile yerinde tutulur. ⓘ

Farklı A ve B fişleri iki güç kaynağının yanlışlıkla bağlanmasını önler. Ancak, A'dan A'ya, B'den B'ye ve bazen de Y/splitter kablolar gerektiren çok amaçlı USB bağlantılarının (akıllı telefonlardaki USB On-The-Go ve USB destekli Wi-Fi yönlendiriciler gibi) ortaya çıkmasıyla bu yönlendirilmiş topolojinin bir kısmı kaybolmuştur. ⓘ

Spesifikasyon ilerledikçe USB konektör tipleri de çoğaldı. Orijinal USB spesifikasyonunda standart-A ve standart-B fişler ve yuvalar ayrıntılı olarak açıklanmıştır. Konektörler farklıydı, böylece kullanıcılar bir bilgisayar prizini diğerine bağlayamıyordu. Standart fişlerdeki veri pinleri güç pinlerine kıyasla girintilidir, böylece cihaz bir veri bağlantısı kurmadan önce açılabilir. Bazı cihazlar veri bağlantısının yapılıp yapılmadığına bağlı olarak farklı modlarda çalışır. Şarj yuvaları güç sağlar ve bir ana cihaz veya veri pinleri içermez, bu da herhangi bir yetenekli USB cihazının standart bir USB kablosundan şarj edilmesine veya çalışmasına izin verir. Şarj kabloları güç bağlantısı sağlar ancak veri bağlantısı sağlamaz. Yalnızca şarj eden bir kabloda, veri kabloları cihaz ucunda kısa devre yapar, aksi takdirde cihaz şarj cihazını uygun olmadığı için reddedebilir. ⓘ

Kablolama

Hong Kong'da satılık çeşitli USB kabloları ⓘ

USB 1.1 standardı, standart bir kablonun tam hızda (12 Mbit/s) çalışan cihazlarla maksimum 5 metre (16 ft 5 inç) uzunluğa ve düşük hızda (1,5 Mbit/s) çalışan cihazlarla maksimum 3 metre (9 ft 10 inç) uzunluğa sahip olabileceğini belirtir. ⓘ

USB 2.0, yüksek hızda (480 Mbit/s) çalışan cihazlar için maksimum 5 metre (16 ft 5 inç) kablo uzunluğu sağlar. ⓘ

USB 3.0 standardı doğrudan bir maksimum kablo uzunluğu belirtmez, yalnızca tüm kabloların bir elektrik spesifikasyonunu karşılamasını gerektirir: AWG 26 telli bakır kablolama için maksimum pratik uzunluk 3 metredir (9 ft 10 inç). ⓘ

USB köprü kabloları

USB köprü kabloları veya veri aktarım kabloları piyasada bulunabilir ve doğrudan PC'den PC'ye bağlantılar sunar. Köprü kablosu, kablonun ortasında bir çip ve aktif elektronikler bulunan özel bir kablodur. Kablonun ortasındaki çip, her iki bilgisayar için de bir çevre birimi görevi görür ve bilgisayarlar arasında eşler arası iletişime olanak tanır. USB köprü kabloları, USB bağlantı noktaları üzerinden iki bilgisayar arasında dosya aktarmak için kullanılır. ⓘ

Microsoft tarafından Windows Easy Transfer olarak popülerleştirilen Microsoft yardımcı programı, kişisel dosyaları ve ayarları Windows'un önceki bir sürümünü çalıştıran bir bilgisayardan daha yeni bir sürümünü çalıştıran bir bilgisayara aktarmak için özel bir USB köprü kablosu kullanıyordu. Windows Kolay Aktarım yazılımının kullanımı bağlamında, köprü kablosuna bazen Kolay Aktarım kablosu olarak da atıfta bulunulabilir. ⓘ

Birçok USB köprü / veri aktarım kablosu hala USB 2.0'dır, ancak bir dizi USB 3.0 aktarım kablosu da vardır. USB 3.0, USB 2.0'dan 10 kat daha hızlı olmasına rağmen, USB 3.0 aktarım kabloları tasarımları göz önüne alındığında yalnızca 2 - 3 kat daha hızlıdır. ⓘ

USB 3.0 spesifikasyonu, iki bilgisayarı bağlamak için güç olmadan A'dan A'ya çapraz bir kablo tanıttı. Bunlar veri aktarımı için değil, tanılama amaçlı kullanımlar içindir. ⓘ

Çift rollü USB bağlantıları

USB köprü kabloları, USB 3.1 spesifikasyonuyla birlikte sunulan USB çift rollü cihaz özellikleriyle daha az önemli hale gelmiştir. En son spesifikasyonlara göre USB, sistemleri doğrudan bir Type-C kablosuyla bağlayan çoğu senaryoyu desteklemektedir. Ancak bu özelliğin çalışabilmesi için bağlı sistemlerin rol değişimini desteklemesi gerekir. Çift rol yetenekleri, sistem içinde iki denetleyicinin yanı sıra bir rol denetleyicisi olmasını gerektirir. Tablet veya telefon gibi bir mobil platformda bu beklenebilirken, masaüstü bilgisayarlar ve dizüstü bilgisayarlar genellikle çift rolü desteklemeyecektir. ⓘ

Güç

Yukarı akış USB konektörleri, aşağı akış USB cihazlarına V_BUS pimi aracılığıyla nominal 5V DC güç sağlar. ⓘ

Düşük güçlü ve yüksek güçlü cihazlar

Düşük güçlü aygıtlar en fazla 1 birim yük çekebilir ve tüm aygıtlar yapılandırılmamış olarak başlarken düşük güçlü aygıtlar olarak hareket etmelidir. USB 2.0'a kadar olan USB aygıtları için 1 birim yük 100 mA iken, USB 3.0 bir birim yükü 150 mA olarak tanımlar. ⓘ

Yüksek güçlü cihazlar (tipik bir 2,5 inç USB sabit disk sürücüsü gibi) USB 2.0'a kadar olan cihazlar için en az 1 birim yük ve en fazla 5 birim yük (5x100mA = 500 mA) veya SuperSpeed (USB 3.0 ve üstü) cihazlar için 6 birim yük (6x150mA= 900 mA) çeker. ⓘ

USB güç standartları ⓘ

Şartname	Güncel	Gerilim	Güç (maks.)
Düşük güçlü cihaz	100 mA	5 V	0.50 W
Düşük güçlü SuperSpeed (USB 3.0) cihazı	150 mA	5 V	0.75 W
Yüksek güçlü cihaz	500 mA	5 V	2.5 W
Yüksek güçlü SuperSpeed (USB 3.0) cihazı	900 mA	5 V	4.5 W
Çok şeritli SuperSpeed (USB 3.2 Gen 2) cihazı	1.5 A	5 V	7.5 W
Akü Şarjı (BC) 1.1	1.5 A	5 V	7.5 W
Pil Şarjı (BC) 1.2	1.5 A	5 V	7.5 W
USB-C	1.5 A	5 V	7.5 W
	3 A	5 V	15 W
Güç Dağıtımı 1.0/2.0/3.0 Tip-C	5 A	20 V	100 W
Güç Dağıtımı 3.1 Tip-C	5 A	48 V	240 W

Pil Şarj modunu tanımak için, özel bir şarj portu D+ ve D- terminalleri boyunca 200 Ω'u aşmayan bir direnç yerleştirir. "D+" ve "D-" terminalleri arasında 200 Ω'dan daha az dirence sahip kısa veya neredeyse kısa veri şeritleri, belirsiz şarj oranlarına sahip özel bir şarj portu (DCP) anlamına gelir. ⓘ

Standart USB'ye ek olarak, 1990'larda geliştirilen ve çoğunlukla yazar kasa gibi satış noktası terminallerinde kullanılan PoweredUSB olarak bilinen tescilli bir yüksek güçlü sistem vardır. ⓘ

Sinyalizasyon

USB sinyalleri, 90 Ω ± %15 karakteristik empedansa sahip bükümlü çift veri kabloları üzerinde diferansiyel sinyalizasyon kullanılarak iletilir. USB 2.0 ve önceki spesifikasyonlar yarım çift yönlü (HDx) tek bir çift tanımlar. USB 3.0 ve sonraki teknik özellikler USB 2.0 uyumluluğu için bir çift ve veri aktarımı için iki veya dört çift tanımlar: tek şeritli varyantlar için tam çift yönlü (FDx) iki çift (SuperSpeed konektörler gerektirir); çift şeritli (×2) varyantlar için tam çift yönlü dört çift (USB-C konektör gerektirir). ⓘ

Hız Adı	Eski İsim	İlk yayın (Standart)	Kodlama	Veri çiftleri	Nominal Oran	USB-IF Pazarlama İsim	Logo ⓘ
Düşük Hız		USB 1.0	NRZI	1 HDx	1,5 Mbit/s	Temel Hızlı USB
Tam Hız					12 Mbit/s
Yüksek Hızlı		USB 2.0			480 Mbit/s	Yüksek Hızlı USB
USB 3.2 Gen 1×1	USB 3.0; USB 3.1 Gen 1	USB 3.0	8b/10b	2 FDx	5 Gbit/s	Süper Hızlı USB 5Gbps
USB 3.2 Gen 2×1	USB 3.1 Gen 2	USB 3.1	128b/132b	2 FDx	10 Gbit/s	Süper Hızlı USB 10Gbps
USB 3.2 Gen 1×2		USB 3.2	8b/10b	4 FDx ×2	10 Gbit/s	—
USB 3.2 Gen 2×2			128b/132b	4 FDx ×2	20 Gbit/s	Süper Hızlı USB 20Gbps
USB4 Gen 2×1		USB4	64b/66b	2 FDx	10 Gbit/s	—
USB4 Gen 2×2			64b/66b	4 FDx ×2	20 Gbit/s	USB4 20Gbps
USB4 Gen 3×1			128b/132b	2 FDx	20 Gbit/s	—
USB4 Gen 3×2			128b/132b	4 FDx ×2	40 Gbit/s	USB4 40Gbps

• Düşük hız (LS) ve Tam hız (FS) modları, yarı çift yönlü olarak D+ ve D- olarak etiketlenmiş tek bir veri çifti kullanır. İletilen sinyal seviyeleri mantıksal düşük seviye için 0,0-0,3 V ve mantıksal yüksek seviye için 2,8-3,6 V'tur. Sinyal hatları sonlandırılmamıştır.
• Yüksek hız (HS) modu aynı kablo çiftini kullanır, ancak farklı elektriksel kurallara sahiptir. Düşük seviye için -10 ila 10 mV ve mantıksal yüksek seviye için 360 ila 440 mV daha düşük sinyal gerilimleri ve veri kablosu empedansına uyması için toprağa 45 Ω veya 90 Ω diferansiyel sonlandırma.
• SuperSpeed (SS) iki ek korumalı bükümlü kablo çifti (ve yeni, çoğunlukla uyumlu genişletilmiş konektörler) ekler. Bunlar full-duplex SuperSpeed işlemine ayrılmıştır. SuperSpeed bağlantısı USB 2.0 kanalından bağımsız olarak çalışır ve bağlantıda önceliklidir. Bağlantı yapılandırması LFPS (Düşük Frekanslı Periyodik Sinyalleme, yaklaşık 20 MHz frekansında) kullanılarak gerçekleştirilir ve elektriksel özellikler arasında verici tarafında voltaj de-emphasis ve alıcı tarafında iletim hatlarındaki elektrik kayıplarıyla mücadele etmek için uyarlanabilir doğrusal eşitleme bulunur ve böylece bağlantı, bağlantı eğitimi kavramını sunar.
• SuperSpeed+ (SS+), artırılmış veri hızını (Gen 2×1 modu) ve/veya USB-C konektöründeki ek şeridi (Gen 1×2 ve Gen 2×2 modu) kullanır. ⓘ

Bir USB bağlantısı her zaman A konektörü ucundaki bir ana bilgisayar veya hub ile diğer uçtaki bir cihaz veya hub'ın "yukarı akış" portu arasındadır. ⓘ

Protokol katmanı

USB iletişimi sırasında veriler paketler halinde iletilir. Başlangıçta, tüm paketler ana bilgisayardan kök hub ve muhtemelen daha fazla hub aracılığıyla cihazlara gönderilir. Bu paketlerden bazıları, bir cihazı yanıt olarak bazı paketler göndermeye yönlendirir. ⓘ

İşlemler

USB'nin temel işlemleri şunlardır:

• ÇIKIŞ işlemi
• İŞLEM İÇİNDE
• KURULUM işlemi
• Kontrol transfer değişimi ⓘ

İlgili standartlar

Kablosuz USB logosu ⓘ

USB Uygulayıcıları Forumu, 29 Temmuz 2015 tarihinde USB protokolünü temel alan Media Agnostic USB v.1.0 kablosuz iletişim standardını tanıttı. Kablosuz USB bir kablo değiştirme teknolojisidir ve 480 Mbit/s'ye varan veri hızları için ultra geniş bant kablosuz teknolojisini kullanır. ⓘ

USB-IF, MA-USB spesifikasyonu için ilk temel olarak WiGig Serial Extension v1.2 spesifikasyonunu kullanmıştır ve SuperSpeed USB (3.0 ve 3.1) ve Hi-Speed USB (USB 2.0) ile uyumludur. MA-USB kullanan cihazlar, ürünün sertifika programına uygun olması koşuluyla 'MA-USB ile Güçlendirilmiştir' olarak markalanacaktır. ⓘ

InterChip USB, normal USB'de bulunan geleneksel alıcı-vericileri ortadan kaldıran çipten çipe bir varyanttır. HSIC fiziksel katmanı, USB 2.0'a kıyasla yaklaşık %50 daha az güç ve %75 daha az kart alanı kullanır. ⓘ

Diğer bağlantı yöntemleriyle karşılaştırmalar

IEEE 1394

İlk başta USB, disk sürücüleri, ses arayüzleri ve video ekipmanları gibi çevre birimlerini verimli bir şekilde birbirine bağlayan yüksek bant genişliğine sahip bir seri veri yolu olarak tasarlanan IEEE 1394 (FireWire) teknolojisinin bir tamamlayıcısı olarak düşünülmüştür. İlk tasarımda USB çok daha düşük bir veri hızında çalışıyordu ve daha az gelişmiş donanım kullanıyordu. Klavye ve işaretleme aygıtları gibi küçük çevre birimleri için uygundu. ⓘ

FireWire ve USB arasındaki en önemli teknik farklar şunlardır:

• USB ağları katmanlı bir yıldız topolojisi kullanırken, IEEE 1394 ağları bir ağaç topolojisi kullanır.
• USB 1.0, 1.1 ve 2.0 "konuşulduğunda konuşulan" bir protokol kullanır, yani her çevre birimi ana bilgisayar özellikle iletişim kurmasını istediğinde ana bilgisayarla iletişim kurar. USB 3.0 ana bilgisayara doğru cihaz tarafından başlatılan iletişime izin verir. Bir FireWire cihazı, ağ koşullarına bağlı olarak herhangi bir zamanda başka bir düğümle iletişim kurabilir.
• Bir USB ağı, ağı kontrol etmek için ağacın tepesindeki tek bir ana bilgisayara dayanır. Tüm iletişimler ana bilgisayar ve bir çevre birimi arasındadır. Bir FireWire ağında, herhangi bir yetenekli düğüm ağı kontrol edebilir.
• USB 5 V güç hattı ile çalışırken FireWire 12 V sağlar ve teorik olarak 30 V'a kadar sağlayabilir.
• Standart USB hub bağlantı noktaları tipik 500 mA/2,5 W akım sağlayabilirken, hub olmayan bağlantı noktalarından yalnızca 100 mA sağlayabilir. USB 3.0 ve USB On-The-Go 1.8 A/9.0 W (özel pil şarjı için 1.5 A/7.5 W tam bant genişliği veya 900 mA/4.5 W yüksek bant genişliği) sağlarken, FireWire teorik olarak 60 watt'a kadar güç sağlayabilir, ancak 10 ila 20 watt daha tipiktir. ⓘ

Bu ve diğer farklılıklar iki veri yolunun farklı tasarım hedeflerini yansıtmaktadır: USB basitlik ve düşük maliyet için tasarlanırken, FireWire özellikle ses ve video gibi zamana duyarlı uygulamalarda yüksek performans için tasarlanmıştır. Teorik olarak maksimum aktarım hızı benzer olsa da, FireWire 400 gerçek kullanımda, özellikle harici sabit diskler gibi yüksek bant genişliği kullanımında USB 2.0 yüksek bant genişliğinden daha hızlıdır. Daha yeni FireWire 800 standardı FireWire 400'den iki kat daha hızlıdır ve hem teorik hem de pratik olarak USB 2.0 yüksek bant genişliğinden daha hızlıdır. Ancak FireWire'ın hız avantajları, doğrudan bellek erişimi (DMA) gibi düşük seviyeli tekniklere dayanmaktadır ve bu da DMA saldırısı gibi güvenlik istismarları için fırsatlar yaratmıştır. ⓘ

USB ve FireWire'ı uygulamak için kullanılan yonga seti ve sürücüler, çevre birimleriyle uyumluluğun yanı sıra, spesifikasyon tarafından öngörülen bant genişliğinin gerçek dünyada ne kadarının elde edileceği üzerinde önemli bir etkiye sahiptir. ⓘ

Ethernet

IEEE 802.3af, 802.3at ve 802.3bt Ethernet Üzerinden Güç (PoE) standartları, elektrikli USB'den daha ayrıntılı güç anlaşma şemaları belirtir. Bu standartlar 48 V DC'de çalışır ve maksimum 5 metre kablo uzunluğu ile 2,5 W sağlayan USB 2.0'a kıyasla 100 metreye kadar bir kablo üzerinden daha fazla güç (802.3af için 12,95 W, 802.3at için 25,5 W aka PoE+, 802.3bt için 71 W aka 4PPoE) sağlayabilir. Bu durum PoE'yi VoIP telefonlar, güvenlik kameraları, kablosuz erişim noktaları ve binalardaki diğer ağa bağlı cihazlar için popüler hale getirmiştir. Ancak USB, mesafenin kısa ve güç talebinin düşük olması koşuluyla PoE'den daha ucuzdur. ⓘ

Ethernet standartları, ağa bağlı cihaz (bilgisayar, telefon vb.) ile ağ kablosu arasında 60 saniye boyunca 1500 V AC veya 2250 V DC'ye kadar elektrik yalıtımı gerektirir. USB, bir ana bilgisayarla yakından ilişkili çevre birimleri için tasarlandığından ve aslında çevre birimi ile ana bilgisayar topraklarını birbirine bağladığından böyle bir gereksinime sahip değildir. Bu da Ethernet'e, belirli hata koşulları altında tehlikeli voltajlar alabilen harici kablolara bağlı kablo ve DSL modemler gibi çevre birimleri ile USB'ye göre önemli bir güvenlik avantajı sağlar. ⓘ

MIDI

MIDI Cihazları için USB Cihaz Sınıfı Tanımı, USB üzerinden Müzik Enstrümanı Dijital Arayüzü (MIDI) müzik verilerini iletir. MIDI özelliği, her biri olağan MIDI on altı kanal ve saat taşıyabilen on altı adede kadar eş zamanlı sanal MIDI kablosuna izin verecek şekilde genişletilmiştir. ⓘ

USB, düşük maliyetli ve fiziksel olarak bitişik cihazlar için rekabetçidir. Bununla birlikte, Ethernet üzerinden Güç ve MIDI fiş standardı, uzun kablolara sahip olabilecek üst düzey cihazlarda bir avantaja sahiptir. USB, her iki alıcı-vericide toprak referanslarını bağladığı için ekipmanlar arasında toprak döngüsü sorunlarına neden olabilir. Buna karşın, MIDI fiş standardı ve Ethernet 500V veya daha fazlasına kadar yerleşik izolasyona sahiptir. ⓘ

eSATA/eSATAp

eSATA konektörü, harici sabit disklere ve SSD'lere bağlantı için tasarlanmış daha sağlam bir SATA konektörüdür. eSATA'nın aktarım hızı (6 Gbit/s'ye kadar) USB 3.0 (5 Gbit/s'ye kadar) ve USB 3.1 (10 Gbit/s'ye kadar) ile benzerdir. eSATA ile bağlanan bir cihaz sıradan bir SATA cihazı gibi görünür ve hem tam performans hem de dahili sürücülerle ilişkili tam uyumluluk sağlar. ⓘ

eSATA harici cihazlara güç sağlamaz. Bu, USB ile karşılaştırıldığında artan bir dezavantajdır. USB 3.0'ın 4,5 W gücü harici sabit disklere güç sağlamak için bazen yetersiz kalsa da, teknoloji ilerliyor ve harici diskler giderek daha az güce ihtiyaç duyarak eSATA avantajını azaltıyor. eSATAp (eSATA üzerinden güç; diğer adıyla ESATA/USB), 2009 yılında tanıtılan ve yeni, geriye dönük uyumlu bir konektör kullanarak bağlı cihazlara güç sağlayan bir konektördür. Bir dizüstü bilgisayarda eSATAp genellikle 2,5 inç HDD/SSD'ye güç sağlamak için yalnızca 5 V sağlar; bir masaüstü iş istasyonunda, 3,5 inç HDD/SSD ve 5,25 inç optik sürücüler dahil olmak üzere daha büyük cihazlara güç sağlamak için ek olarak 12 V sağlayabilir. ⓘ

eSATAp desteği, anakart SATA, güç ve USB kaynaklarını bağlayan bir braket şeklinde bir masaüstü makineye eklenebilir. ⓘ

USB gibi eSATA da çalışırken takılmayı destekler, ancak bu durum işletim sistemi sürücüleri ve aygıt yazılımı ile sınırlı olabilir. ⓘ

Thunderbolt

Thunderbolt, PCI Express ve Mini DisplayPort'u yeni bir seri veri arayüzünde birleştirir. Orijinal Thunderbolt uygulamaları, her biri 10 Gbit/s aktarım hızına sahip iki kanala sahiptir ve bu da toplam 20 Gbit/s tek yönlü bant genişliği ile sonuçlanır. ⓘ

Thunderbolt 2, iki 10 Gbit/s kanalı tek bir çift yönlü 20 Gbit/s kanalda birleştirmek için bağlantı birleştirme özelliğini kullanır. ⓘ

Thunderbolt 3, USB-C konektörünü kullanır. Thunderbolt 3, tek bir mantıksal 40 Gbit/s çift yönlü kanal olarak görünecek şekilde toplanmış iki fiziksel 20 Gbit/s çift yönlü kanala sahiptir. Thunderbolt 3 kontrolörleri, USB cihazlarıyla uyumluluk sağlamak için bir USB 3.1 Gen 2 kontrolörü içerebilir. Ayrıca USB-C konektörü üzerinden DisplayPort alternatif modu sağlayabilirler, bu da bir Thunderbolt 3 portunu DisplayPort alternatif modlu bir USB 3.1 Gen 2 portunun üst kümesi haline getirir. ⓘ

DisplayPort Alt Modu 2.0: USB 4, alternatif modu üzerinden DisplayPort 2.0'ı destekler. DisplayPort 2.0, HDR10 renk ile 60 Hz'de 8K çözünürlüğü destekleyebilir. DisplayPort 2.0, tüm verileri tek yönde (monitöre) gönderdiği ve böylece sekiz veri şeridinin tümünü aynı anda kullanabildiği için USB verilerinin iki katı olan 80 Gbit/sn'ye kadar kullanabilir. ⓘ

Spesifikasyon telifsiz hale getirildikten ve Thunderbolt protokolünün sorumluluğu Intel'den USB Implementers Forum'a devredildikten sonra, Thunderbolt 3 USB4 spesifikasyonunda etkin bir şekilde uygulanmıştır - Thunderbolt 3 ile uyumluluk isteğe bağlıdır ancak USB4 ürünleri için teşvik edilmektedir. ⓘ

Birlikte Çalışabilirlik

USB veri sinyallerini diğer iletişim standartlarına ve standartlarından dönüştüren çeşitli protokol dönüştürücüler mevcuttur. ⓘ

Güvenlik tehditleri

• Intel CPU'lar, Skylake'ten itibaren, USB 3.0 üzerinden kontrol edilmelerine izin veriyor.
• USB Katili
• USB flash sürücüler Windows XP'nin ilk sürümleri için tehlikeliydi çünkü varsayılan olarak flash sürücü takıldıktan hemen sonra Autorun.inf dosyasında gösterilen programı çalıştıracak şekilde yapılandırılmışlardı, kötü amaçlı yazılımlar bunun kullanımıyla otomatik olarak etkinleştirilebilirdi. ⓘ

Uyku ve Şarj

USB port bilgisayar kapalıyken bile elektronik cihazları şarj etmek için kullanılabilir. Normalde bir bilgisayar kapalı iken USB portları güç kaybeder. Uyku durumunda USB portlarında bilgisayar kapalıyken bile güç kalır. Masaüstü makinelerinde uyku ve şarj durumunun çalışması için güç kaynağına bağlı kalması gerekir. ⓘ