UNIVERSAL SERIAL BUS

در این بلاگ قصد داریم که در مورد USB و روابط مبتنی بر این گذرگاه را ارائه کنیم. 

یو اس بی(USB) چیست ؟

USB مخفف عبارت Universal serial Bus می باشد که به آن گذرگاه سریال عمومی گفته می شود.  یو اس بی (USB) یک معماری ارتباطی است که به رایانه شخصی (کامپیوتر) این امکان را می دهد تا با استفاده از یک کابل چهاررشته ساده، انواع دستگاه ها را به هم متصل کند. USB در واقع یک لینک ارتباطی سریال دو سیمه است به این معنا که از دو رشته آن برای انتقال دیتا و دوتای دیگر آن برای تامین ولتاژ سیستم به کار می رود. که باسرعت 1.5 تا 12 مگابیت در ثانیه (mbs) اجرا می شود. پروتکل های USB می توانند دستگاه هارا هنگام راه اندازی یا زمانی که در زمان اجرا وصل هستند را پیکربندی کنند.  توضیح  اجمالی از USB این  است که یک استاندارد صنعتی می باشد که در آن، کابل هاو پروتکل های ارتباطی گذرگاه (باس) برای اتصال، ارتباط و همچنین منبع تغذیه که بین کامپیوتر و دستگاه الکترونیکی به کار می رود.این دستگاه ها به کلاس های مختلف دستگاه تقسیم می شوند. هرکلاس دستگاه رفتاروپرتکل های مشترک را برای دستگاه هایی که عملکردهای مشابهی را انجام می دهند، تعریف می کند. چند نمونه از کلاس های دستگاه USB در جدول زیر نشان داده می شود.

تاریخچه ای از UNIVERSAL SERIAL BUS (USB) 

توسعه سریال جهانی USB در سال 1995 توسط گروهی از شرکت ها شامل : DIGITAL,IBM,INTEL,MOCROSOFT,NEC,NORTHERNTELECOM بودند، آغازشد. این شرکت ها بعدا به فرم پیاده ساز(USB-IF, http://www.usb.org) محلق شدند که اولین نسخه استاندارد USB را منتشرکردند. این انجمن که با تعداد زیادی از شرکت ها گسترش یافته است، همچنان بروزرسانی های استانداردهای USB برای کنترلرهای USB و دسته های مختلف دستگاه های قابل اتصال به USB ادامه می دهد. یکی از انگیزهای توسعه USB، ساده سازی ارتباطات بین رایانه و تجهیزات جانبی با کاهش تعداد کابل های متصل به رایانه و استفاده از همان نوع کانکتور برای دسته های مختلف لوازم جانبی بود. در یک سیستم حاوی USB، لوازم جانبی را می توان به صورت سری یا به صورت توپولوژی ستاره ایدر ردیف های سرور متصل کرد، یک دستگاه جانبی منفرد به پورت USB کامپیوتر میزبان متصل می شود. انگیزه دیگر برای توسعه USB، ارائه نرخ انتقال بالاتر از آنچه توسط پورت های سریال و موازی مجاز است ، بود. اگر چه با اولین نسخه USB(1.0,1.1) حداکثر سرعت تا 480 مگابیت بر ثانیه افزایش یافته است، هدف دیگر،ارائه امکان افزودن تجهیزات جانبی به رایانه به صورت ساده بود. بدون بازکردن قاب آن، بدون قطع برق و بدون نیاز به راه اندازی مجدد سیستم عامل . کامپیوتر مجهز به پورت USB، اتصال یک دستگاه جانبی جدید را تشخیص می دهد. و به طور خودکار منابع مورد نیاز آن، از جمله درایور نرم افزار و سرعت انتقال را تعیین می کند. یکی از لوازم جانبی کامپیوتر، مانند صفحه کلید یا مانیتور، به پورت USB کامپیوتر متصل است. سایر تجهیزات جانبی ممکن است به یک توزیع کننده (هاب) واقع در داخل صفحه کلید یا مانیتور متصل می شوند که امکان ایجاد اتصالات درخت مانند را دارند. لوازم جانبی را می توان  در فاصله 5 متری یکی به دیگری یا دریک هاب قرار داد.  در مجموع می توان تا 127 دستگاه جانبی USB را به رایانه متصل کرد و اینها با ولتاژ 5V+ از طریق کابل USB تغذیه می شوند، همه لوازم جانبی USB از یک کانکتور استاندارد استفاده می کنند که نیاز به استفاده از کانکتورهای مختلف برای انواع مختلف لوازم جانبی را ازبین می برد.  و برند بافو یکی از پیشتازان این حوزه در تولید usb های باکیفیت نقش دارد و نیاز مشتریان را برطرف کرده است برای مشاهده کابل های usb بافو در مجموعه bafo.irاز اینجا وارد شوید. 

همان طور که در زیر آمده است، اجزای اصلی سیستمی که از USB استفاده می کند، دستگاه های USB،کابل های USB و استفاده از توپولوژی ستاره ای در سطوح سرور هستند. دو دسته از دستگاه های USB وجود دارد : هاب ها و عملکردها، هاب یک دسته خاص از دستگاه های USB را نشان می دهد که نقاط  اتصال اضافی را برای سایر دستگاه های USB فراهم می کند. به این نقاط اتصال پورت می گویند. کامپیوتر میزبان حاوی یک هاب  است که یک یا چند نقطه پیوست را ارائه می دهد. علاوه براین، این هاب شامل کنترل کننده USB Bus است. هر bus یک کنترلر Bus دارد. 

شکل پایین یک هاب معمولی را ارائه می دهد. پورت بالا دست هاب اجازه اتصال به کامپیوتر میزبان یا هاب در سطح توپولوژی بالاتر را می دهد. هریک از پورت های پایین دست امکان اتصال به هاب یا عملکردی در لایه پایین را فراهم می کند .Hub هارا می توان  تا پنج سطح آبشاری کرد. هاب  اتصال دینامیک و جدا شدن یک دستگاه جانبی را تشخیص می دهد. و حداقل 0.5 وات برای هر وسیله  جانبی در طول مقداردهی اولیه فراهم می کند. تحت کنترل نرم افزار سیستم، هاب می تواند قدرت اضافی را برای عملکرد دستگاه های جانبی تا 2.5 وات،4.5 وات یا 9وات (بسته به نسخه usb) فراهم کند. برخی از لوازم جانبی مانند صفحه کلید یا قلم نوری،فقط با ولتاژ ارائه شده توسط کابل باس قابل تامین است. در حالی که سایرین می توانند منبع تغذیه خودرا داشته باشند.

یک هاب از دو بخش تشکیل شده است: یک کنترل کننده و یک تکرار کننده که کنترل کننده شامل ثبات رابط ، برای ارتباط با کامپیوتر میزبان است. دستور وضعیت و کنترل، میزبان را قادر می سازد تا هاب را پیکربندی کند، پورت های آن را نظارت و کنترل کند، تکرار کننده یک سوئیچ کنترل شده توسط پروتکل بین پورت بالادست و پورت پایین دست است. همچنین تکرار کننده سیگنال های موجود در پورت ها را رصد کرده و تراکنش هایی که به آن آدرس داده می شود را مدیریت می کند. تمام تراکنش های دیگر به دستگاه های متصل تکرار می شود. هر پورت پایین دستی را می توان از سیگنال های پرسرعت جدا کرد، شکل پایین نشان می دهد که هاب های USB چگونه اتصال را در یک سیستم کامپیوتری فراهم می کنند. تابع یک دستگاه USB است که قادر به ارسال یا دریافت داده یا کنترل اطلاعات از طریق باس است. این دستگاه باید به درخواست های تراکنش ارسال شده توسط کامپیوتر میزبان پاسخ دهد. یک تابع معمولاً به عنوان یک دستگاه جانبی جداگانه که از طریق کابل به پورت یک هاب متصل می شود، پیاده سازی می شود. با این حال، یک دستگاه فیزیکی ممکن است دارای چندین عملکرد باشد. برای مثال، یک صفحه کلید و یک دستگاه ردیابی ممکن است در یک دستگاه فیزیکی واحد ترکیب شوند. در چنین دستگاه ترکیبی، عملکردهای جداگانه به یک هاب متصل می شوند و این هاب داخلی به USB متصل می شود.

هر تابع حاوی اطلاعات پیکربندی است. که قابلیت هاو منابع مورد نیاز آن را توصیف می کند. این اطلاعات به عنوان پاسخی برای کنترل تراکنش به رایانه میزبان ارسال می شود. قبل از استفاده از یک تابع ، باید توسط کامپیوتر میزبان پیکربندی شود. این پیکربندی به معنی تخصیص پهنای باند USB  و انتخاب گزینه های پیکربندی خاص است. نرم افزار سیستم تضمین می کند که انتقال یکنواخت سیستم I/O توسط همه برنامه های کاربردی قابل حمل باشد. نرم افزار سیستم پویاست، پیوست و حذف وسایل جانبی را مدیریت می کند. مرحله پیوست ها که به آن شمارش گفته می شود، به برقراری ارتباط با یک دستگاه جانبی برای تعیین درایور دستگاهی که باید بارگذاری شود و اختصاص یک آدرس  منحصر به فرد به آن اشاره دارد. در حین کار، کامپیوتر میزبان تراکنش با برخی از تجهیزات جانبی را آغاز می کند. اطلاعات به صورت بسته هایی از طریق باس ارسال می شود که توسط هر دستگاه جانبی دریافت می شود. بسته ها حاوی اطلاعات جانبی هدف هستند. فقط آن دستگاه جانبی تراکنش خاصی را می پذیرد و براین اساس پاسخ می دهد. 

ورژن های USB :

نسخه 1.0 استاندارد USB در سال 1996 منتشر شد پس از آن نسخه 1.1 که درسال 1998 به تصویب رسید. حداکثر سرعت انتقال مشخص شده توسط این نسخه 12Mbits/s است. این انتقال برای وسایل جانبی مانند تلفن یا بلندگو دیجیتال (که دارای مبدل دیجیتال به آنالوگ هستند)برای وسایل جانبی کند مانند کیبورد یا قلم نوری کافی است. یک کانال کم سرعت با سرعت انتقال 1.5 مگابایت ارائه شده است . نسخه 2.0 استاندارد USB درسال 2000 منتشرشد. این نسخه (که USB  HI-SPEED  نیز نامیده می شود) امکان افزایش نرخ انتقال را با ضریب 40 در مقایسه با نسخه 1.1 از 12Mbits/s تا 480Mbits/d فراهم می کند. این فرمت از مشخصات  USB اجازه می دهد تا از کابل ها، کانکتورها و درایورهای نرم افزار مشابه استفاده کنید. بااین حال ، کاربر می تواند از انواع دیگری از تجهیزات جانبی مانند دوربین های ویدیویی دیجیتال، اسکنرها،چاپگرها،آداپتورهای شبکه،درایورهای دیسک سخت یا درایورهای دیسک نوری بهرمند شود. شکل زیر لوگو  USB 2.0 را نشان می دهد. 

دستگاه های جانبی USB 2.0 با نرخ انتقال بالا به هاب USB 2.0 متصل می شوند. یک هاب USB 2.0 تراکنش های پر سرعت را می پذیرد و داده هارا با نرخ های مربوط به USB 2.0 و  USB 1.1  تامین می کند. امکان استفاده از انتقال های پرسرعت  به هر ستگاه جانبی متصل می شودودر صورتی که یک دستگاه جانبی ازاین انتقال ها پشتیبانی نکند. اتصال بااین دستگاه با سرعت پایین تر 12Mbits/s و یا 1.5Mbits/s انجام می شود. این شامل پیچیدگی بالاتری از هاب ها است و نیاز به ذخیره موقت داده های دریافت شده دارد. یک هاب USB 2.0 دارای پورت های خروجی برای انتقال با سرعت بالا و پورت های خروجی برای انتقال با سرعت Full-speed است. مشخصات ONE-THE-GO (OTG) به عنوان مکمل USB با هدف امکان اتصال مستقیم بین دستگاه های تلفن همراه بدون استفاده  از رایانه توسعه داده شده است. USB استاندارد از یک نقش اصلی/محافظه استفاده می کند. فقط کامپیوتر میزبان می تواند انتقال داده را از طریق گذرگاه آغاز کند. دستگاه جانبی فقط می تواند  به در خواست های انتقالی که توسط رایانه  میزبان آغاز شده است پاسخ دهد. با نسخه USB OTG ، یک دستگاه جانبی می تواند نقش اصلی یا SLAVE  را داشته باشد. نقش های اصلی را می توان در حین کار با پروتکلی به نام پروتکل HOST NEGOTIATION(HNP)  به صورت  پویا رد وبدل کردو بنابراین،هر وسیله  جانبی سازگار با مشخصات USB OTG می تواند انتقال داده را از طریق گذرگاه آغاز کند.شرط این است که دو دستگاهی که باهم ارتباط برقرار می کنند مستقیما و نه از طریق هاب ها به هم متصل شوند.نمونه ای از استفاده از نسخه USB OTG مانند تبلت و تلفن همراه است که  می تواند  نقش پیش فرض را برای رایانه (برای همگام سازی داده ها) یا پیش فرض برای لپ تاپ و نقش اصلی ا برای دوربین دیجیتال داشته باشد. این اجازه می دهد تا فایل هارا ازاین دوربین بخوانید تا آنهارا  به نمایش بگذارد.  شکل زیرلوگو  USB OTG را نشان می دهد.

مشخصات نسخه 3.0 استاندارد USB توسط گروه پروموتر USB 3.0 در سال 2008 تکمیل و به انجمن  USB منتقل شده است. این نسخه گذرگاه سوپر سرعت را معرفی می کند که امکان یک حالت جدید ترنسفر با حداکثر سرعت 5 گیگابیت بر ثانیه را فراهم می کند. در حالت فوق سرعت،دوکانال دیفرانسیل سیمپلکس علاوه بر کانال دیفرانسیل موجود برای حالت معمولی استفاده میشود. اگر روش رمزگذاری داده در نظر گرفته شود، همان رمزگذاری 8b/10bسرعت 400 مگابایت بر ثانیه است. شکل زیر لوگوی USB Super Speed  را نمایش می دهد.

مشخصات Usb نسخه 3.1 در سال 2013 منتشر شده است. این نسخه یک حالت انتقال سریعتر به نام " SUOERSPEED|+USB 10 Gbs "  را معرفی می کند. که سرعت داده را تا 10 گیگابایت بر ثانیه در حالت USB 3.1 Gen 2  دو برابر usb افزایش می دهد. usb 3.0 (که به usb 3.1 Gen 2 تغییر نام داده است). رمزگذاری داده های سربار فقط به 3% مشخصات usb 3.1 سازگاری با نسخه های قبلی usb 2.0, usb 3.0  را تضمین می کند. شکل زیر لوگوی USB SuperSpeed +10Gbps  را نشان می دهد.

مشخصات USB نسخه 3.2 منتشرشده در سال 2017، با استفاده از کانکتورها و کابل های موجود USB 3.1 ، یک حالت انتقال به نام "SUPERSPEED+USB 20Gbps"  را معرفی می کند. دوبرابر  شدن سرعت داده با استفاده از دو خط به جای یک خط، با استفاده از سیم های موجود برای ارائه قابلیت های بر گرداندن به کانکتور type-c به دست می آید. از همان روش رمزگذاری 128b /132b  مانند نسخه 3.1 استفاده شده است. سازگاری با نسخه های قبلی با استفاده از یکی از حالت های انتقال  زیر تضمین می شود: USB  3.2 Gen  (یک خط ، سرعت فوق العاده بالا در 5 گیگابایت بر ثانیه)، USB Gen 1x2 (دو خط ، سرعت فوق العاده با سرعت 10 گیگا بیت برب ثانیه). مشخصات تحویل برق usb به عنوان یک توسعه nectors  برای ارائه توان افزایش یافته به دستگاه های ceratin توسعه یافته است. دستگاه ها می توانند جریان های بالاتر وولتاژهای تغذیه  از رایانه های میزبان که با این مشخصات مطابقت دارند، تا 2 آمپر در 5 ولت (10ولت) در خواست کنند. به صورت اختیاری، مصرف جریان را می توان تا 3 آمپر یا 5 آمپر در هر دو (12 ولت 36 وات یا 60 وات) یا 20 ولت (60وات یا 100 وات) افزایش داد. این اجازه می دهد تا لپ تاپ ها به طور مشابه با تلفن های هوشمند، از طریق درگاه usb شارژ شوند که ممکن است در آینده پورت های شارژ اختصاصی مختلف را حذف کند.

کانکتورها و کابل ها 

 مشخصه اصلی usb را  دو نوع سرسوکت  تعریف می کند که در دوسر کابل usb قرار می گیرند.  سرسوکت ها به عنوان نوع type-A و type-B  تعیین می شوند.

هاب ها (به عنوان مثال، رایانه های میزبان) حاوی یک سوکت مستطیل شکل نوع A هستند. لوازم جانبی از  طریق یک سرسوکت مستطیل شکل TYPE-A به این سوکت متصل  می شوند.  کابل هایی که به طور دائم به تجهیزات جانبی متصل می شوند دارای  یک کانکتور نوع A هستند. لوازم جانبی شامل یک سوکت مربعی نوع B، و کابلی که لوازم جانبی  را به هاب متصل می کند، شامل یک کانکتور نوع B در انتهای آن است که به دستگاه جانبی وصل می شود و یک فیش TYPE-A در انتهای آن که به هاب متصل می شود . بنا براین امکان اتصال نادرست کابل وجود ندارد.

مشخصات USB 2.0 پس از انتشار اصلاح شد تا شامل یک سرسوکت و سوکت نوع B  با اندازه های کوچکتر باشد. این کانکتورها که MINI-B  نامیده می شوند دارای پنج پین هستند و برای دستگاه های هم چون تلفن همراه، دوربین های دیجیتال استفاده می شوند. این دستگاه ها دارای یک سوکت MINI-B هستند و کابل های مورد استفاده برای اتصال این دستگاه ها به رایانه شامل یک سر سوکت  MINI-B در یک سر و یک کانکتور  نوع A در انتهای آن است. اندازه کانکتورهای MINI-B  تقریبا 7X3 mm است. بعدا یک کانکتور mini-A نیز تعریف شد.

درسال 2007، کانکتورهای type-A , type-b با اندازه های کوچکتر تعریف شدند که micro-A و micro-B  نامیده می شوند. عرض این کانکتورها مانند کانکتورهای MINI-AB  است، اما ضخامت آنها تقریبا به نصف کاهش می یابد. کانکتورهای جدید برای جایگزینی کانکتورهای MINI-Aو MINI-Bدر نظر گرفته شده اند. که بیشتر در دستگاه های تلفن همراه جدید استفاده می شوند. مشخصات USB OTG  انواع سوکت های جدید،MINI-AB و MICRO-AB را توصیف می کند. این سوکت ها از طریق  یک طراحی مناسب امکان اتصال کانکتور نوع A یا سرسوکت نوع B با انداز مناسب را می دهند. نوع دوشاخه واردشده توسط یک Pin ID  تشخیص داده می شود،که دریک کانکتور نوع A متصل می شود،ودر کانکتور نوع B زمانی که کانکتورنوع A در سوکت AB قرار میگیرد وصل نمی شود، سوکت ولتاژ کابل را تامین می کند و دستگاه دارای سوکت AB است  که نقش اصلی را خواهد داشت.هنگامی که یک کانکتور نوع B در یک سوکت AB قرار میگیرد،سوکت با ولتاژ کابل تغذیه می شود و دستگاه دارای سوکت AB نقش برده را خواهد داشت. مشخصات USB OTG همچنین انواع کابل های مختلفی را توصیف می کند که از کانکتورهای  اندازه کوچک یا ترکیبی بین یک کانکتور با اندازه کوچک و یک کانکتور با انداز معمولی یا ترکیبی بین کانکتور با اندازه معمولی استفاده می کنند. شکل زیر میکرو AB و یک سوکت میکرو B را نشان می دهد.

USB نسخه 3.0 کانکتور های جدید TYPE-A,TYPE-B,MICRO-B  را تعریف می کند. شکل از چپ به راست ، یک دوشاخه نوع A، یک  دوشاخه نوع B و یک فیش MICRO-B را نشان می دهد. دو شاخه USB 3.0 TYPE-A  شکلی مشابه دوشاخه  USB 2.0 TYPE-A دارد و با پریزی های USB 2.0 TYPE-A سازگار است. با این حال، دوشاخه های USB 3.0 حاوی پنج پین اضافی هستند که توسط دو کانال دیفرانسیل  اضافی استفاده قرار می گیرد. مشخصات USB 3.0  مستلزم آن است که قسمت داخلی  کانکتورها  به رنگ آبی (PANTONE 300C)  رنگ آمیزی شود. دوشاخه های USB 3.0 TYPE-B  شکل متفاوتی دارند که شامل پنج پین جدید مربوط به پنج پین اضافی در کانکتورهای TYPE-A است . این دوشاخه ها با پریز های USB 2.0 TYPE-B سازگار نیستند. یک فیش  USB 3.0 MICRO-B و یک کانکتور اضافی متصل به آن است. کانکتورهای USB 3.0 MICRO-B  بیشتر برای هاردهای اکسترنال استفاده می شوند. 

  اما این هم بدانید که  USB  دارای ورژن های قدیمی تر نیز می باشد که از ورژن قدیمی به جدید  به ترتیب نوشته می شود  که  شامل :

• USB 0.7 : اولین نسخه در ماه نوامبر سال 1994 ارائه شده است.
• USB 0.8 : دومین نسخه در ماه دسامبر 1994 ارائه شده است.
• USB 0.9 : سومین نسخه در ماه آپریل سال 1995 یا سرعت 12 مگابیت بر ثانیه ارائه شده است.
• USB0.99 : چهارمین نسخه درماه نوامبر سال 1995 ارائه شده است.
• USB 1.0-RC : پنجمین نسخه درماه نوامبر 1995 ارائه شده است .
• USB 1.0 :  ششمین نسخه در سال 1996 در دونوع ارائه شده است :1. سرعت پایین (1.5 مگابیت بر ثانیه) ، 2.سرعت بالا(12 مگابیت بر ثانیه).
• USB 1.1 : هفتمین نسخه در سال 1998با سرعت 12 مگابیت بر ثانیه ارائه شده است.
• USB 2.0 : هشتمین نسخه در سال 2000با سرعت 480 مگابیت بر ثانیه ارائه شده است. این نسخه 40 برابر  نسخه های قبل را دارد.
• USB 3.0 : نهمین نسخه در سال 2008 با سرعت 5 گیگابایت بر ثانیه ارائه شده است. سرعت این نسخه 10 برابر  نسخه قبلی بود
• USB 3.1 : دهمین نسخه درسال 2013 با سرعت 10 گیگا بایت بر ثانیه ارائه شده است.
• USB 3.2 : یازدهمین نسخه در سال 2017 با سرعت 20 گیگا بایت بر ثانیه ارائه شده است.
• USB 4 :  دوازدهمین نسخه در سال 2019 با سرعت 40 گیگا بایت بر ثانیه ارائه شده است.

حداکثر فاصله مفید USB : 

• حداکثر طول کابل USB 1.1 3M
• حداکثر طول کابل USB 2.2 5M
• حداکثر هاب های متصل به سری ها 5 بوده و حداکثر دستگاه های متصل در کل 127 می باشد.
• اگر چه یک کابل تکی محدود به ۵ متر می‌شود، یواس‌بی2.0 به بیش از 5 هاب یواس‌بی در یک زنجیر طولانی کابل‌ها و هاب‌ها اختیار می‌دهد.

در استفاده واقعی، از آنجا که بعضی دستگاه‌های یواس‌بی کابل‌های توکار برای اتصال به هاب دارند، حداکثر فاصله قابل تفریق 25 متر (82فوت) به علاوه طول کابل دستگاه می‌باشد. در طول‌های بیشتر، عیب‌یاب‌های یواس‌بی از کابل CAT5 استفاده می‌کنند همانند آن‌هایی که با Lindy electronicها می‌توانند فاصله میان یواس‌بی را تا بیش از ۵ متر (۱۶۰ فوت) افزایش دهند.

یواس‌بی 3.0 طول‌های اسمبل کابل تعریف شده‌ای ندارند، جز طولی که بتواند با هر اندازه‌ای تمامی شرایط تعریف شده در این ویژگی را برآورده کند. هر چند شرکت electronic design. com تخمین زد که آن کابل‌ها تا طول ۳ متر در حداکثر سرعت محدود می‌شوند.

باس عمومی سری 

USB دارای امکان اتصال بسیاری از وسایل جانبی با استفاده از سوکت رابط تکی استاندارد و توسعه قابلیت های پلاگ اند پلی می باشد، این امکان با اتصال و قطع بدون نیاز به راه اندازی مجدد کامپیوتر یا خاموش نمودن کامپیوتر همراه می باشد.دیگر ویژگی‌های آن شامل امکان متصل نمودن لوازم کم مصرف، با حذف نیاز در تأمین توان خارجی و با ممکن ساختن بسیاری از وسایل در مورد استفاده قرارگرفتن بدون نیاز به دیسک خوان‌های (درایو) خاص در اتصال مورد استفاده قرار می‌گیرد.یواس‌بی برای جایگزینی نمودن انواع متنوعی از پرتهای سریالی و موازی منظور می‌شود. یواس‌بی می‌تواند لوازم جانبی کامپیوتر همانند، موس صفحه کلید، PDA، پدهای بازی، دسته بازی کامپیوتری، اسکنرها، دوربین‌های دیجیتالی، پرینتها، مدیا پلیرها، دیسک خوان‌های فلش ودیسک خوان‌های سخت‌افزاری خارجی را متصل کند. برای بسیاری از دیگر وسایل، یواس‌بی متود اتصال استاندارد شده‌است. یواس‌بی و کنسول‌های بازی‌های ویدوئی به عنوان یک کابل قدرتی میان یک دستگاه و آداپتور AC که به پریز دیوار به هنگام شارژ شدن متصل می‌شود مورد استفاده قرار می‌گیرد. از سال 2008، دو میلیون دستگاه یواس‌بی در هر سال فروخته می‌شود.

سیگنالینگ همه گذر USB 

USB از 5 نرخ مختلف در انتقال داده استفاده می کند :

• سرعت کم (در نسخه 1) : با حداکثر نرخ انتقال 1.5 مگابایت در ثانیه معادل 187.5 کیلو بایت در ثانیه

• سرعت بالا (نسخه 1.1) : با حداکثر نرخ انتقال 12 مگابایت در ثانیه معادل 1.5 مگابایت در ثانیه

• سرعت خیلی بالا (نسخه 2): با حداکثر نرخ انتقال 480 مگابیت در ثانیه معادل 60 مگابایت در ثانیه

•  سرعت فوق العاده(نسخه 3) : باحداکثر نرخ انتقال 4.8 مگابایت در ثانیه معادل 600 مگابایت در ثانیه
• سرعت فرا فوق العاده |(نسخه 3.1) : حداکثر نرخ انتقال 10 گیگا بایت در ثانیه معادل 1.25 گیگا بایت در ثانیه

تفاوت اصلی usb 2.0 , usb 3.0 که دارای ظاهری یکسان هستند در چیست ؟ 

پورت های usb 2.0 , usb 3.0  دارای یک ظاهر مشابه هستند پورت usb 2.0 در سال 2000 با سرعت 480Mbps ارائه شد. پورت usb 3.0 در سال 2008 با سرعت 4.8Gbps  یعنی سرعتی بالغ بر 10 برابر ارائه شده است. کابل usb 2.0 از 4 رشته سیم تشکیل شده  ولی پورت usb 3.0 از 9 رشته سیم تشکیل شده است یعنی بیش از 2 برابر و این یعنی اطلاعات با سرعت بیشتر و انتقال توان الکتریکی بیشتر.تفاوتی که بین این دونسل یعنی usb 2.0 و usb 3.0 در سرعت آنهاست. به علت تعداد سیم ها در ورژن usb 2.0 انتقال داده ها یک سویه می باشند به این معنا که فقط می تواند اطلاعات را دریک زمان واحد فقط ارسال و یا در یافت کند. یعنی اینکه  پس از ارسال هر بسته دیتا باید منتظر باشید تا جواب را دریافت کند که این یک وقفه در ارسال اطلاعات را ایجاد می کند.  که با افزایش تعداد سیم در usb 3.0 این مشکل انتقال دیتا با سرعت کند را حل کرد. برای تشخیص راحت تر آن پورت و سکوت usb 3.0 به رنگ آبی است. درسال 2014 پورت usb تغییر شدکل داده و یک استاندارد جدید usb typec-c را ارائه می دهد که سرعت آن بالای 10Gbps را دارا می باشد.  در نسخه سوم USB  جریان 900 میلی آمپر را از خود عبور می دهد که این  مقدار در نسخه دوم برابر 100 میلی آمپر است.