USB là viết tắt của Universal Serial Bus, một tiêu chuẩn chung được đưa ra vào năm 1996. Trước đó, có rất nhiều loại đầu nối khác nhau thường được sử dụng để liên kết PC và phần cứng tương thích. Các ví dụ mà bạn có thể quen thuộc bao gồm nhiều phiên bản của cổng nối tiếp, D-Sub và cổng song song.
Đầu nối USB có thể là ổ cắm, cổng hoặc giắc cắm mà đầu phích cắm của cáp USB hoặc thiết bị cấp nguồn USB được cắm vào. Đầu nối USB thường là đầu cái, trong khi đầu cắm USB trên cáp là đầu đực.
Đầu nối USB loại A có hình chữ nhật, hình khe cắm là loại đầu nối phổ biến nhất và có thể được tìm thấy trên máy tính, thiết bị điện tử cá nhân và thiết bị ngoại vi. Điều này bao gồm bàn phím và chuột, điện thoại di động và bộ sạc, thẻ nhớ [ổ đĩa flash] và các phụ kiện USB khác.
Kết nối USB làm gì?
Đầu nối USB cái cho phép kết nối với các loại cáp có đầu USB đực vào bất kỳ thiết bị tương thích nào. Sau khi được ghép nối theo cách này, hai thiết bị có thể chia sẻ cả nguồn và dữ liệu qua kết nối USB chung của chúng.
Cho đến nay, đã có bốn thế hệ USB chính được phát hành: USB 1.x, USB 2.0, USB 3.x và USB 4. Bạn sẽ thường thấy những thế hệ này được gọi là USB thế hệ 1, USB thế hệ 3, ...
Giữa bốn thế hệ này và các hình dạng và loại đầu nối USB khác nhau có sẵn, hiện có khá nhiều tiêu chuẩn cổng và ổ cắm USB để bạn lựa chọn. Sự khác biệt chính giữa các thế hệ USB cũ hơn và mới hơn là tốc độ mà chúng có thể truyền dữ liệu giữa thiết bị này và thiết bị khác.
USB 1.0 [1996]: 1.5 Mbit/s [Low Speed] 12 Mbit/s [Full Speed]
USB 1.1 [1998]: 1.5 Mbit/s [Low Speed] 12 Mbit/s [Full Speed]
USB 2.0 [2001]: 1.5 Mbit/s [Low Speed] 12 Mbit/s [Full Speed] 480 Mbit/s [High Speed]
USB 3.0 [2011]: 5 Gbit/s [SuperSpeed]
USB 3.1 [2014]: 10 Gbit/s [SuperSpeed+]
USB 3.2 [2017]: 20 Gbit/s [SuperSpeed+]
USB 4 [2019]: 40 Gbit/s [SuperSpeed+ and Thunderbolt 3]
Chúng có thể được tìm thấy ở đâu?
Cổng và phích cắm USB được phát triển để đơn giản hóa quá trình kết nối nhiều thiết bị USB và thiết bị ngoại vi khác nhau với máy tính.
Đầu nối giao diện USB đã nhanh chóng trở thành một tính năng gần như phổ biến. Ngày nay, bạn có thể tìm thấy kết nối USB trong hầu hết các loại phần cứng điện tử và truyền thông, từ máy tính xách tay và điện thoại di động đến máy in, micrô và tai nghe, và thậm chí cả ô tô.
Tóm lại, hầu hết mọi thiết bị bao gồm PCB [bảng mạch in] đều có thể có ít nhất một loại cổng USB ở đâu đó. Đầu nối USB PCB và các thành phần liên quan có giá thành rẻ và dễ dàng gắn kết theo nhiều cách khác nhau nhưu bảng điều khiển, bề mặt, gắn dây.
Ngoài ra nhiều loại thiết bị hiện cũng hỗ trợ một tiêu chuẩn mới hơn được gọi là USB On-The-Go [USB OTG], cho phép một số sản phẩm chuyển đổi giữa các vai trò máy chủ và thiết bị. Một ví dụ phổ biến sẽ là điện thoại di động, có thể hoạt động như một thiết bị lưu trữ thứ cấp và một đầu đọc USB để nhập dữ liệu từ các thiết bị ngoại vi bên ngoài.
Chuẩn USB loại A
Đây là loại cổng USB phổ biến và thông dụng nhất hiện nay có lẽ là USB Type-A hay còn gọi là Standard-A. Kết nối USB A đã rất quen thuộc với hầu hết người dùng PC hoặc máy tính xách tay.
Hầu hết các máy tính sẽ có một số ổ cắm này ở bên cạnh, mặt sau hoặc mặt trước của vỏ máy, cho phép nhiều thiết bị ngoại vi được gắn vào thông qua một dây cáp. Đầu nối USB Type-A hoàn toàn tương thích với tất cả các thế hệ đầu cắm USB Type-A, từ 1.0 đến 3.2.
Phích cắm USB Loại A được giữ trong các đầu nối bằng cách ma sát, với các tiếp điểm phẳng ở các đầu cuối trượt lại với nhau khi phích cắm đực được cắm vào giắc cắm cái. Chúng chỉ có thể được lắp theo một chiều xung quanh, vì khối đầu cuối bên trong đầu nối Loại A hơi lệch tâm.
Chúng chủ yếu được thiết kế để sử dụng như một kết nối USB xuôi dòng với các thiết bị nhỏ hơn. Điều này cho phép các thiết bị ngoại vi và phụ kiện yêu cầu cung cấp dữ liệu hoặc nguồn điện [lên đến 5V] được cắm vào bộ điều khiển máy chủ hoặc thiết bị trung tâm cung cấp cho nó.
Cáp USB type A 3.0
Chuẩn USB loại B
Cổng USB Type-B có thiết kế gần như hình vuông, thay vì là một khe hẹp như Type-A. Các góc trên của đầu nối USB Type-B hình vuông [và các đầu cắm USB-B tương ứng của nó] hơi góc cạnh. Điều này có nghĩa là ổ cắm sẽ chỉ chấp nhận kết nối khi phần đực được định hướng đúng.
USB Type-B chủ yếu được thiết kế để sử dụng như một kết nối ngược dòng. Điều này có nghĩa là nó thường được tìm thấy trên các thiết bị ngoại vi được thiết kế để kết nối trực tiếp với thiết bị chủ, để gửi dữ liệu đến nó. Một ví dụ điển hình ở đâu đó bạn sẽ thường thấy cổng USB Type-B nằm trên đế gắn ổ cứng ngoài [tức là vỏ ổ cứng được cấp nguồn].
Cáp USB Type A đực nối Type B đực
Chuẩn USB loại C
Đầu nối USB Type-C là một trong những tiêu chuẩn mới nhất và có tốc độ nhanh nhất của loại USB. Ngày càng có nhiều thiết bị phần cứng tiên tiến nhất hiện đang được phát hành với một hoặc nhiều cổng USB Type-C đã được tích hợp sẵn.
Không giống như đầu nối Kiểu A và Kiểu B, cổng USB-C cái có thể kết nối với đầu cắm USB-C mà không cần định hướng, vì các đầu cuối ở cả cổng và phích cắm hoàn toàn đối xứng. Đầu nối USB Type-C có thể được sử dụng với các bộ điều hợp cho phép kết nối nhiều loại USB khác nhau và chúng có khả năng truyền nguồn và dữ liệu đến tất cả các thế hệ thiết bị USB trước đó.
Giắc cắm USB Type-C nhỏ hơn nhiều so với các biến thể Type-A hoặc Type-B, nhưng chúng có thể gửi dữ liệu nhanh hơn nhiều so với các mẫu cũ hơn. Với thông lượng cao cấp lên đến 10 Gbps, cáp và cổng USB-C cũng hỗ trợ tăng cường phân phối điện lên đến 20V và 100W. Điều này làm cho chúng trở nên lý tưởng để truyền tải dữ liệu nhanh chóng, cũng như để sạc nhanh các thiết bị ngoại vi cao cấp.
Cáp USB type C
Chuẩn Mini USB
Sơ đồ chân USB mini là điều bạn cần lưu ý khi cắm vào một trong các cổng USB nhỏ hơn này. Trong khi sơ đồ chân của đầu nối USB trên các kiểu máy khác sẽ giống nhau đối với tất cả các đầu nối thuộc loại đó, có cả phiên bản ổ cắm USB Mini-b 5 chân và 4 chân.
Chỉ đầu nối USB Mini-b 5 chân mới được USB-IF chính thức nhận dạng và trừ khi được chỉ định khác, tất cả các giắc cắm USB Mini-b đều được coi là 5 chân. Mặc dù vậy, kiểu máy 4 chân nhỏ gọn hơn vẫn được một số nhà sản xuất và các nhà sản xuất máy ảnh kỹ thuật số thương hiệu hàng đầu sử dụng.
Tương đối hiếm khi tìm thấy kết nối Mini-b 4 chân trong các loại thiết bị khác. Tuy nhiên, nó không thuộc về bất kỳ nhà sản xuất duy nhất nào. Bạn có thể nhận ra đầu nối USB 4 chân khá dễ dàng, vì nó gần như hình vuông và gần giống với cổng USB Type-B rất nhỏ.
Cáp USB type A nối USB Mini
Chuẩn Micro USB
Đầu nối Micro USB hoặc Micro-B [được gọi đúng hơn là Micro-USB B, theo nhận dạng USB-IF chính thức] là phiên bản có kích thước nhỏ hơn của USB Mini. Cả hai đều là các mô hình rút gọn về mặt vật lý của đầu nối Micro USB.
Chúng thường được tìm thấy trên các công nghệ có thể sạc và các thiết bị ngoại vi nhỏ hơn. Micro USB thường được thấy trên các thiết bị mới hơn, trong khi USB Mini lớn hơn một chút hiện ít được sử dụng rộng rãi hơn.
Về mặt kỹ thuật, cả USB mini và Micro USB đều được sử dụng. Mini không hỗ trợ USB thế hệ 3.0 [2011] trở lên, trong khi Micro vẫn hỗ trợ cho USB thế hệ 3.1 [2014] chứ không phải 3.2 [2017]. Tuy nhiên, bạn vẫn sẽ tìm thấy những đầu nối nhỏ này trên các thiết bị chưa có cổng Type-C theo tiêu chuẩn.