Известная на сегодняшний момент под названием USB 1.0 последовательная шина была разработана компанией Intel. Спецификации USB 1.0 были обнародованы в январе 1996 г.

USB 1.0 имел максимальный битрейт, равный 1,5 Мбит/с (низкая скорость- Low Speed), и поэтому не мог быть полезным для запоминающих устройств сверхбольшой емкости (например, жестких дисков). Однако запоминающие устройства сверхбольшой емкости уже принципиальным образом поддерживались. Первыми используемыми устройствами были, например, принтер,
сканер, мышь и клавиатура.

USB1.1
с USB1.1 стало возможным достигнуть скорости передачи данных, равной 12 Мбит/с (полная скорость Full Speed).
USB 2.0

в 2000 г. была обнародована спецификация USB 2.0 с высокоскоростной передачей данных (480 Мбит/с), а также созданы предпосылки для того, чтобы USB стал более привлекателен для периферийных устройств, таких как принтер, жесткий диск, карты памяти и т. д.

USB 2.0 со скоростью передачи данных, большей в 40 раз, чем при высокоскоростном режиме, остался совместим с версиями USB 1 .X.
USB On-The-Go

Благодаря USB On-The-Go (OTG) оборудованные USB-устройства могут непосредственно сообщаться между собой. Поэтому от компьютера, который принимает на себя функцию хоста, можно отказаться. Два USB-устройства могут обмениваться сообщениями без хоста. Это имеет смысл при использовании цифровых камер с USB-разъемом для управления USB-принтерами, чтобы иметь возможность распечатать фотографии непосредственно на принтере, без подключения к компьютеру.

Wireless USB (беспроводной USB)

При этом расширении USB речь идет о беспроводном USB. Данная спецификация была выпущена в мае 2005 г. Она делает возможным беспроводную связь между USB-устройствами при полной скорости передачи данных максимум 480 Мбит/с.
Физический USB-контакт имеет в общей сложности 4 линии (рис. 2.1), две для электропитания (земля и +5 В) и две линии передачи данных (D-f и D-).

Потребление электроэнергии подключенного USB-устройства не должно превышать 100 мА, если USB-устройство не было сконфигурировано. Максимальное потребление электроэнергии при сконфигурированном USB- устройстве составляет 500 мА. Если потребуется более 100 мА, то этого должно потребовать USB-устройство. Устройства, которые снимают потребность в электроэнергии непосредственно через USB, снабжены опознавательным признаком bus powered (питаемый от шины). Само собой разумеется, что USB-устройства также могут быть оснащены своим собственным электропитанием. Такие устройства обладают признаком self powered (с собственным источником энергии).

Линии передачи данных (D+ и D-) рассчитаны для оптимизации скорости передачи данных. Отдельные состояния сигнала этих линий не стоит называть, т. к. они были бы важны только при разработке иЗВ^чипа.

Если USB-устройство подключается к иЗВ-контроллеру или извлекается, то линии передачи данных используются по технологии Plug-and-Play (доел, англ. включил и играй). Если линия передачи данных D+ подключенного USB-устройства для напряжения питания имеет сопротивление 1,5 кОм, то устройство в этом случае интегрируется в качестве полноскоростного или высокоскоростного устройства. Если устройство, напротив, обладает сопротивлением 1,5 кОм по D-, то тогда это низкоскоростное устройство.

Все USB 2.0-совместимые устройства при подключении в шину с полной скоростью (Full-Speed) определяются как USB 1.1. Только когда хост- контроллер обнаружит, что речь идет о приспособленном к USB 2.0 устройстве, происходит переключение скорости через хост.
Если оба канала передачи данных D+и D- остаются на низком уровне дольше 2,5 МКС, то тогда это состояние определяется как disconnect (разъединение), и устройство нужно отсоединить.

Длина и SB-кабеля не должна превышать 5 м. Если потребуется кабель большей длины, тогда на каждые 5 м нужно использовать хаб.
USB служит для подключения самых разных внешних приборов. Интерфейс RS232 можно встретить, например, у модемов, мыши и измерительных приборов.

Интерфейсы SPI и I2C служат преимущественно для внешнего сообщения микроконтроллера с другими периферийными микросхемами (узлами) и поэтому поддерживают лишь небольшие расстояния.

При последовательной передаче сообщение раскладывается снова на свои наименьшие составляющие. 1 байт, таким образом, снова распадается на 8 битов. Присоединяются и другие данные: так, например, начало и конец одной единицы информации, если подключенное устройство не otBe4aeT или если сообщение неполное.

Скорость передачи данных это указание частоты (Frequenz). Она вычисляется по формуле: f l/t, где t— плотность одного бита. У USB 1.1 и при режиме Full Speed скорость передачи данных составляет 12 Мбит/с. Продолжительность (времени) передачи одного бита таким образом равняется 1/12 X 10^ 83 НС. Что касается передающихся необработанных (исходных) данных, то скорость передачи данных в 12 Мбит/с не достигается. Эффективные значения USE 1.1 лежат между 6,5 и 9,5 Мбит/с, в зависимости от того, какой из типов передачи данных по USB используется для сообщения.

При USB-передаче применяется способ кодировки NRZI (Non Return to Zero Inverted, кодирование без возвращения к нулю с инверсией). В начале распознается логический О, а потом инвертируется актуальное состояние шины, а при 1 состояние остается неизменным. Чтобы осуществить хорошую синхронизацию на получателе с минимальными затратами, в действие вводится так называемый Bit StufFer (рис. 2.2): в шесть или более подряд следующих друг за другом битов со значением 1 в принудительном порядке вставляется логический для того чтобы получатель мог синхронизироваться.

Этот бит долнен быть вставлен также в том случае, если в потоке данных возникает бит со значением 0. Этот шаг обязателен для того, чтобы у получателя можно было распознать и снова удалить этот дополнительный бит.

Кроме того, для того чтобы в процессе передачи сообщения получить прочную длительную точную синхронизацию, перед каждым пакетом данных образуется синхронизационное поле с 8 битами.

в Интернете обычно USB обозначается как неизвестная последовательная шина. Разобраться в деталях с USB, протеканием процессов при протоколе и$В-передачи, дескрипторами, кодированием и декодированием данных, синхронизацией, скоростями передачи данных, необходимыми (а также и необязательными) драйверами на уровне операционной системы, со спецификациями OHCI, UHCI, EHCI или идентификатором производителя не очевидно для электронщика-любителя.