USB — разработанный в середине девяностых годов стандарт обмена данными между устройствами и их питания. Этот протокол используется для подключения к компьютеру периферии и пришел на замену нескольким разработанным ранее портам. Стандарт утвержден несколькими крупными компаниями, в том числе IBM, Intel, Microsoft и NEC. В июне 2009 года Еврокомиссия приняла разъем micro USB в качестве стандартного для зарядки смартфонов, выпускаемых 14 крупнейшими производителями.
USB используется для подключения к компьютеру Flash-накопителей, жестких дисков, звуковых карт, колонок, микрофонов, MIDI-клавиатур, адаптеров Wi-Fi, модемов, клавиатур, мышей, джойстиков, веб-камер, принтеров, кард-ридеров, оптических приводов и прочей техники, а также для зарядки аккумуляторов и питания маломощных устройств. Компания Microsoft ввела поддержу USB в Windows 98, Apple в начале века пыталась продвигать стандарт FireWire, однако впоследствии отдала предпочтение USB, а в некоторых продуктах использует собственную разработку — интерфейс Lightning, основанный на USB 2.0 и нескольких проприетарных протоколах.
Официально стандарт USB 1.x был утвержден в начале 1996 года. Он предусматривал обмен данными на двух скоростях: низкой — до 1,5 Мбит/с и высокой — до 12 Мбит/c. В 1998 стандарт был обновлен до версии 1.1, в которой был устранен ряд проблем первой версии.
USB 2.0 утвержден в апреле 2000 года и до настоящего момента наиболее распространен. Теоретически максимальная скорость обмена данными выросла до 480 Мбит/с, в реальной жизни она редко превышает 280 Мбит/с. Напряжение, подаваемое через плату составляет 5 В при силе тока 150 или 500 мА.
Кабель USB вплоть до версии 2.0 содержит четыре проводника, два из которых используются для передачи данных, другие два — для подачи питания периферийному устройству. Обычно кабель бывает экранирован.
Стандарт USB 3.0 утвержден в 2008 году, в нем скорость передачи данных увеличена до 5 Гбит/с, а сила тока — до 900 мА. В кабеле USB 3.0 используется девять проводников: два для питания и семь для передачи данных. Стандарт также получил дополнительную спецификацию для использования в зарядных устройствах — сила тока составляет 1,5 А, при этом передача данных не предусмотрена. Как правило, контакты порта USB 3.0 размещены на площадке синего цвета.
В 2013 году утвержден стандарт USB 3.1, в котором теоретическая скорость передачи информации выросла по сравнению с USB 3.0 вдвое — до 10 Гбит/с. Стандарт обратно совместим с USB 2.0 и 3.0. Сила тока при напряжении 5 В увеличена до 2 А, также предусмотрено питание с силой тока 5 А при напряжении 12 и 20 В.
Чаще всего внешние устройства, питающиеся от USB, поддерживают «горячее» подключение и отключение, что достигается замыканием заземляющих контактов и как следствие отсутствием разницы потенциалов корпусов.
Передача данных между USB-хостом и периферийным USB-устройством осуществляется через управляемый программно USB-контроллер. Данные передаются короткими пакетами «вопрос-ответ». Пакеты одновременно уходят в оба направления, при этом контроллер не дожидается подтверждения их доставки, что обеспечивает обмен данными с высокой скоростью. Пакеты могут передаваться как с гарантией доставки (например, в устройствах ввода), так и без нее (при передаче видео и звука).
Для подключения устройств к порту USB предусмотрено несколько типов разъемов, они отличаются размером, дизайном и расположением контактов. Существуют как стандартные разъемы, так и проприетарные, ограниченные применением в продукции той или иной компании. Нестандартные разъемы могут применяться для передачи дополнительной информации — к примеру, при использовании гарнитуры телефона.
