Interface USB, viết tắt là USB và phát âm là yoo-es-bee, là một công cụ cắm và sử dụng cho phép máy tính liên lạc với các thiết bị ngoại vi và các thiết bị khác. Phạm vi kết nối USB bao gồm đủ loại từ bàn phím, chuột đến máy nghe nhạc và ổ đĩa flash.
Phiên bản 1.0 của Universal Serial Bus (USB) được tung ra vào tháng 1 năm 1996 với mục đích thương mại.- Tiêu chuẩn này nhanh chóng được áp dụng bởi các công ty lớn như Intel, Compaq và Microsoft.- Ngoài việc truyền tải dữ liệu, USB còn cho phép gửi nguồn điện đến một số thiết bị nhất định, ví dụ như cung cấp điện cho điện thoại thông minh, máy tính bảng và sạc pin.
Mục Lục
USB là gì?
USB (Universal Serial Bus) là một tiêu chuẩn kết nối và truyền dữ liệu số tuần tự với tốc độ cao, đa năng, và đa môi trường. Nó được sử dụng rộng rãi trong nhiều lĩnh vực, bao gồm dân dụng, công nghiệp, và cả trong môi trường cố định cũng như di chuyển trên ô tô. USB có thể thấy ở nhiều thiết bị và ứng dụng khác nhau, chẳng hạn như cổng sạc, màn hình trên ô tô và camera hành trình. Với khả năng hoạt động trong nhiều môi trường, USB đã trở thành chuẩn kết nối phổ biến nhất hiện nay, với khoảng 2 tỷ cổng sản xuất mỗi năm.
Điểm đáng chú ý của USB bao gồm khả năng cắm nóng, cho phép kết nối và ngắt kết nối thiết bị mà không cần khởi động lại hệ thống, và khả năng cung cấp năng lượng điện cho các thiết bị ngoại vi. Tiêu chuẩn USB ban đầu được sử dụng để kết nối các thiết bị ngoại vi với máy tính và thường được thiết kế với các đầu cắm phù hợp với chuẩn cắm-và-chạy. USB ra đời vào năm 1996 và hiện được duy trì bởi tổ chức USB-IF. Có tổng cộng bốn thế hệ USB, bao gồm USB 1.x, USB 2.0, USB 3.x và USB4.
USB OTG là gì?
USB OTG (On-The-Go) là một công nghệ cho phép các thiết bị di động như điện thoại di động, máy tính bảng, hoặc các thiết bị tương tự kết nối với và tương tác với các thiết bị USB khác như bàn phím, chuột, ổ đĩa USB, hoặc thiết bị lưu trữ khác mà thông thường chỉ có thể kết nối với máy tính cá nhân hoặc máy tính xách tay. USB OTG giúp mở rộng khả năng của các thiết bị di động bằng cách biến chúng thành các thiết bị đa năng có khả năng truy cập và quản lý dữ liệu từ các thiết bị USB khác.
Công nghệ USB OTG cung cấp sự linh hoạt cho người dùng di động, cho phép họ thực hiện nhiều công việc hơn chỉ bằng bàn phím cảm ứng và màn hình cảm ứng trên điện thoại hoặc máy tính bảng. Ví dụ, bạn có thể sử dụng một bàn phím USB để viết văn bản nhanh hơn hoặc sử dụng chuột USB để điều hướng dễ dàng hơn trên màn hình cảm ứng. Ngoài ra, bạn có thể sao lưu dữ liệu từ thiết bị di động lên một ổ đĩa USB sử dụng kết nối USB OTG.
Để sử dụng USB OTG, thiết bị di động của bạn cần hỗ trợ công nghệ này và bạn cần có cáp USB OTG hoặc bộ chuyển đổi phù hợp để kết nối các thiết bị USB với thiết bị di động của mình.
Cấu tạo của USB
Cấu tạo của USB bao gồm các phần chính sau:
Đầu cắm USB (USB Connector):
Đây là phần mà bạn thấy ở đầu cáp hoặc ở thiết bị USB. Đầu cắm USB có thể có nhiều kiểu khác nhau, bao gồm USB-A, USB-B, Micro USB, Mini USB, USB-C, và nhiều kiểu khác. Kiểu đầu cắm thường phụ thuộc vào loại thiết bị mà USB được sử dụng.
Cáp USB (USB Cable):
Cáp USB là một sợi dây kết nối giữa đầu cắm USB và thiết bị mà bạn muốn kết nối, chẳng hạn như máy tính, điện thoại di động hoặc máy in. Cáp USB thường có hai đầu cắm khác nhau, một ở mỗi đầu, để kết nối hai thiết bị với nhau.
Mạch Điều Khiển (Controller Chip):
Mạch điều khiển USB được tích hợp trong thiết bị USB để quản lý truyền dữ liệu và quyết định cách USB tương tác với thiết bị khác. Nó đảm bảo rằng dữ liệu được truyền qua USB một cách an toàn và hiệu quả.
Kết nối và Dây Dẫn (Connectors and Wires):
Dây dẫn bên trong cáp USB chịu trách nhiệm truyền dữ liệu và dòng điện giữa hai thiết bị. Các đầu cắm USB ở hai đầu cáp được kết nối với dây dẫn và đấu nối theo chuẩn để đảm bảo kết nối đúng cách.
Bọc ngoài (Outer Jacket):
Bọc ngoài bảo vệ dây dẫn bên trong khỏi các yếu tố môi trường và hao mòn. Nó thường được làm bằng cao su hoặc các chất liệu bảo vệ khác.
Nhiều chức năng (Multi-Functionality):
USB không chỉ dành cho truyền dữ liệu và cung cấp năng lượng điện. Nó cũng có thể mang các tính năng khác, chẳng hạn như truyền hình ảnh và âm thanh, kết nối internet (Ethernet), và nhiều ứng dụng khác tùy thuộc vào loại thiết bị USB.
Phần Mềm (Software):
Để sử dụng USB, máy tính hoặc thiết bị khác cần có phần mềm phù hợp để tương tác với nó. Hệ điều hành thường cung cấp các trình điều khiển (driver) để hỗ trợ thiết bị USB.
Cấu tạo của USB có thể thay đổi tùy thuộc vào kiểu và mục đích sử dụng của nó. Điều này cho phép USB trở thành một công cụ đa năng trong việc kết nối và truyền dữ liệu giữa các thiết bị điện tử.
USB-devices
Hiện nay, có rất đa dạng các thiết bị sử dụng cổng USB để kết nối với máy tính. Dưới đây là một vài trong số những điều được sử dụng phổ biến.
- Thiết bị chụp ảnh số.
- IPod hoặc máy nghe nhạc MP3.
- Bàn phím.
- Máy in.
- Jump drive.
- Máy quét.
- Thiết bị di động thông minh.
- Thiết bị tablet.
- Webcam.
Các loại đầu USB
Thêm thông tin về các cấu trúc kết nối USB được cung cấp phía dưới. Các kết nối USB đa dạng về hình dạng và kích thước, bao gồm phiên bản chuẩn, Mini USB và Micro USB, và mỗi cấu trúc này có đến hai hoặc nhiều phiên bản của kết nối.
Dây cáp Mini-USB, hay còn được gọi là mini-B, được dùng cho các thiết bị ngoại vi của máy tính và máy ảnh số. Tuy nhiên, hiện nay Micro-USB và USB-C đã thay thế cho hầu hết các thiết bị mới hơn.
Được giới thiệu vào năm 2007, Micro-USB được lên kế hoạch để thay thế mini-USB. Micro-USB bao gồm hai loại là Micro-A và Micro-B, với kích thước đầu nối là 6,85 x 1,8 mm. Tuy nhiên, đầu nối Micro-A có kích thước lớn hơn tối đa. Cáp micro-USB thường được dùng để liên kết với các thiết bị ngoại vi, bộ điều khiển trò chơi điện tử và để sạc điện thoại thông minh. Mặc dù nhiều công ty đang nâng cấp lên đầu nối USB type-C (phần tiếp theo), Micro-USB vẫn là sự lựa chọn phổ biến khi kết nối với các thiết bị điện tử.
Dây cáp USB-C hiện nay được trang bị trên phần lớn các smartphone Android mới và các thiết bị kết nối USB khác. Khác với các loại kết nối USB khác, cáp USB-C có thể lắp ngược mà không ảnh hưởng đến hoạt động của thiết bị, nghĩa là không cần phải quan tâm đến việc lắp đúng hay ngược.
Cổng USB đặt ở đâu?
Dưới đây là danh sách các vị trí đáng chú ý mà bạn có thể tìm thấy cổng USB. Tất cả các thiết bị tính hiện đại đều có ít nhất một kết nối USB.
| Máy tính để bàn | Một máy tính để bàn thường có 2 đến 4 cổng ở phía trước và 2 đến 8 cổng ở phía sau. |
| Máy tính xách tay | Máy tính xách tay có từ 1 đến 4 cổng ở bên trái, bên phải hoặc cả hai bên. |
| Thiết bị tablet. | Kết nối USB trên máy tính bảng nằm trong cổng sạc và thường là micro USB và đôi khi là USB-C. Một số máy tính bảng có thêm cổng USB. |
| Thiết bị di động thông minh. | Tương tự như máy tính bảng, cổng USB trên điện thoại thông minh được sử dụng để sạc và truyền dữ liệu dưới dạng USB-C hoặc micro USB |
Tôc độ truyền dữ liệu của USB
Một ví dụ về dây USB được kết nối với cổng USB. USB phiên bản 1 là tiêu chuẩn giao tiếp ngoại vi với khả năng kết nối tối đa 127 thiết bị và tốc độ truyền dữ liệu là 12 megabit mỗi giây.
Ra mắt vào năm 2001, USB 2.0 (hay còn được gọi là USB tốc độ cao) là sản phẩm được phát triển bởi một nhóm các công ty hàng đầu như Compaq, Hewlett Packard, Intel, Lucent, Microsoft, NEC và Phillips. USB tốc độ cao có khả năng hỗ trợ tốc độ truyền tải lên đến 480 triệu bit/giây (Mbps) hoặc 60 triệu byte mỗi giây (MBps).
Còn được gọi là SuperSpeed USB, USB 3.0 đã được giới thiệu vào tháng 11 năm 2009 bởi Buffalo Technology. Tuy nhiên, các sản phẩm đầu tiên được chứng nhận chỉ có sẵn từ tháng 1 năm 2010. USB 3.0 đã được phát triển dựa trên công nghệ USB 2.0 với tốc độ và hiệu suất tăng lên, cải thiện quản lý năng lượng và tăng khả năng băng thông.
Để truyền và nhận dữ liệu đồng thời, USB 3.0 cung cấp hai đường truyền dữ liệu đơn hướng. Tốc độ truyền tối đa có thể đạt lên đến 5,0 gigabit mỗi giây (Gbps) hoặc 640 megabyte mỗi giây (MBps). Sau khi được phát hành, USB 3.0 đã được đổi tên thành “USB 3.1 Gen1” để quảng bá sản phẩm. ASUS và Gigabyte Technology là hai trong số các nhà sản xuất được chứng nhận USB 3.0 đầu tiên. Vào tháng 4 năm 2011, Dell đã bắt đầu tích hợp cổng USB 3.0 vào dòng máy tính Inspiron và Dell XPS của mình.
Giao thức USB mới nhất, còn được biết đến với tên gọi SuperSpeed+ hoặc USB 3.1, đã được cung cấp vào ngày 31 tháng 7 năm 2013. USB 3.1 có khả năng truyền tốc độ lên đến 10 Gbps, phù hợp với thế hệ đầu tiên của kênh Thunderbolt của Apple. Hiện nay, nhiều thiết bị sử dụng phiên bản USB 3.0 và 3.1 để nâng cao hiệu suất và tốc độ.
Khả năng tương thích với phiên bản USB
Các phiên bản cổng USB có thể tương thích ngược hoặc tương thích chuyển tiếp, điều này có nghĩa là chúng có thể hỗ trợ các phiên bản thấp hơn hoặc cao hơn mà không gặp vấn đề gì. Ví dụ, các thiết bị với công nghệ USB 1.1 và 2.0 có thể hoạt động trên cổng 3.0. Tuy nhiên, tốc độ truyền dữ liệu của các thiết bị phiên bản thấp vẫn được giữ nguyên, dù sử dụng cổng USB 3.0 có hiệu suất cao hơn. Nếu bạn kết nối thiết bị USB 3.1 vào cổng USB 2.0, tốc độ truyền tải tối đa của thiết bị 3.1 sẽ bị giới hạn trên cổng 2.0.
Bảo mật dữ liệu trong USB
Với một chiếc USB thông thường, mọi người đều có thể dễ dàng truy cập và chỉnh sửa dữ liệu bên trong. Tuy nhiên, tùy thuộc vào nhu cầu của người dùng, có các loại USB có tính năng bảo mật bổ sung. Một số USB yêu cầu nhập mật khẩu mỗi khi sử dụng, đội hỏi người dùng cung cấp thông tin xác thực để mở khóa. Ngoài ra, có cả những USB cao cấp hơn, yêu cầu xác thực sinh trắc học như vân tay, và chỉ người dùng đầu tiên được phép truy cập vào dữ liệu bên trong USB đó.
Câu hỏi thường gặp khác
USB là gì?
USB là viết tắt của “Universal Serial Bus.” Đây là một loại giao diện kết nối dùng để truyền dữ liệu và cung cấp điện cho các thiết bị điện tử.
Có bao nhiêu loại USB?
Hiện nay, có nhiều phiên bản USB khác nhau, như USB 1.0, USB 2.0, USB 3.0, USB 3.1, và USB 3.2. Mỗi phiên bản có tốc độ truyền dữ liệu và các tính năng khác nhau.
Sự khác nhau giữa USB 2.0 và USB 3.0 là gì?
USB 2.0 có tốc độ truyền dữ liệu lên đến 480 Mbps, trong khi USB 3.0 có tốc độ lên đến 5 Gbps. USB 3.0 cũng hỗ trợ nhiều tính năng tiên tiến hơn, như sạc nhanh hơn và tương thích ngược với các phiên bản USB trướđó.
USB-C là gì?
USB-C là một loại cổng kết nối USB mới, nhỏ gọn và đa năng. Nó hỗ trợ truyền dữ liệu nhanh chóng, sạc nhanh, và có thể kết nối ở cả hai phía mà không cần phải quan tâm đến hướng cắm.
Làm thế nào để kiểm tra tốc độ USB của một cổng hoặc thiết bị?
Bạn có thể sử dụng các công cụ kiểm tra tốc độ truyền dữ liệu, như CrystalDiskMark hoặc ATTO Disk Benchmark, để kiểm tra tốc độ của một cổng USB hoặc thiết bị.
Tôi cần cắm USB vào cổng nào trên máy tính của mình?
Cổng USB thường có màu xanh hoặc có biểu tượng “SS” để chỉ ra rằng đó là cổng USB 3.0 hoặc 3.1, có tốc độ cao hơn. Cổng USB 2.0 thường có màu đen hoặc xanh đậm.
Làm thế nào để bảo vệ dữ liệu trên USB khỏi việc mất mát hoặc truy cập trái phép?
Để bảo vệ dữ liệu, bạn có thể sử dụng mật khẩu để mã hóa USB hoặc sử dụng phần mềm bảo mật dữ liệu. Đảm bảo rằng bạn sao lưu dữ liệu quan trọng và hãy cẩn thận khi mất mát hoặc đánh mất USB.
Làm thế nào để sửa chữa một USB bị hỏng?
Nếu USB của bạn bị hỏng, có thể thử sử dụng các công cụ khôi phục dữ liệu hoặc phần mềm sửa lỗi ổ đĩa USB. Tuy nhiên, nếu hỏng về phần cứng, có thể cần đến sự can thiệp của một chuyên gia.
Làm thế nào để sao lưu dữ liệu lên USB?
Để sao lưu dữ liệu lên USB, bạn chỉ cần kết nối USB với máy tính, sao chép hoặc kéo và thả dữ liệu từ máy tính của bạn vào ổ USB.
