情報工学

USBとは?

USB!ってなんでござるか?

皆様の麗しき御尊顔を拝し奉り、拙者、恐悦至極に存じ奉り候!

本日の「なにがし」はこれにござる!

「USB」ってなんでござるか?

むむ、拙者がザックリ解説していくでござる( ̄▽ ̄)

いとをかし事柄であるゆえ、是非最後までご覧あそばせ!

では出陣じゃー!!

何の略でござるか?

ユニバーサル シリアル バスの略

異国の略語なるゆえ、解せぬ!!

そんな其方に嚙み砕いて解説するでござる!

・ユニバーサル:「一般的な」「万能な」

・シリアル:この際「一本」で良き!!

・バス「経路」で良き!!

ゆえに、万能な1本の経路という意味でご理解頂きたい!

そもそもUSBってなんでござるか?

データをやり取りする通信規格

そう、USBは予め決められた通信の諸法度で候!近代では多岐に渡り使われてるゆえ、USBという言葉が城下町に広まったのでござる( ̄▽ ̄)

この諸法度!

ソフトウェアとハードウェア両方で決まっているでござる!

それぞれザックリ解説していくで候!

ソフトウェア

まず、データの送り方でござる!

マウスやキーボードで考えると

  • 左ダブルクリック!!
  • 「Enter」キー押下!!

という奥義をPCにどのように伝えるかを決めているでござる。

データの実体は「1」か「0」。そう、白か黒じゃ!

これがギッシリ並んでいるでござる。

通信経路はシリアル=1本ゆえ

例「0001 1010 1001 0101 1111」のように

我々人間には意味不明なデータ。これらが次から次に送られる。このデータには諸法度が決められているゆえ、機器同士は同じ諸法度に従ってデータの中身を認識している。若干違いはあれど「モールス信号」をイメージして頂くと良きかな。

ハードウェア

こちらは「かたち」でござる。

画像付きで解説するでござる( ̄▽ ̄)

まず、Type-A

USB端子のイラスト(Type-A)

USB2.0

USB端子のイラスト(Type-A・USB3.0)

USB3.0

皆様が一番に想像するのがこのタイプだと案ずるに候。Type-Aの差込口は大体のパソコンに搭載されている。されど、Macbookには未搭載じゃ。

 

続いてType-B

USB端子のイラスト(Type-B)

USB2.0

USB端子のイラスト(Type-B・USB3.0)

USB3.0

これはハードディスクなどに付いているで候。Type-A、Type-Bは内側が白きモノと青きモノが存在するでござる!白がUSB2.0、青がUSB3.0と見分け方られるようになっているので候!

 

そしてType-C

USB端子のイラスト(Type-C)

近代、主流になりつつある形状でござる。コンパクトで反転してもビクともせぬ!どっち向きでもさせる万能仕様でござる( ̄▽ ̄)

 

ちょっと懐かしいMini-B

USB端子のイラスト(Mini-B)

デジカメやPlayStation3のコントローラの充電用に使われていたでござる。

拙者がYouTubeの音声収録用に使用しているマイク(Yeti)もこのMini-Bでござる( ̄▽ ̄)

 

 

Androidで主流のMicro-B

USB端子のイラスト(Micro-B)

Androidスマホ、PlayStation4のコントローラの充電用で使っているでござる。このタイプがもしかしたら現在一番流通しているかもしれぬぞよ( ̄▽ ̄)

 

おまけでござる!Lightningケーブル

Lightning端子のイラスト

これは厳密にはUSBではないのじゃが、気になる其方のために!

Appleが作ったApple専用の方式に対応した専用ケーブルであり。iPhoneや昔のiPadはこれを使用するのでござる。最近のiPadはType-Cになってきているゆえ、世代交代の日が刻一刻と近づいてきているのではないかと拙者は考えておる。

何ができるのござるか?

データ通信と充電

USBケーブルの中には複数の電線が走っており、その中に通信線と電源線が存在する。通信線は通信信号用の専用線。電源線は電源を相手に供給する専用線でござる( ̄▽ ̄)

よく皆様がスマホを充電するときに使用する充電器には通信線は入っておらぬゆえ、充電線のみを利用しているのでござる。

どんなものが繋がるのでござるか?

主にPC周辺機器と言われるたくさんのデバイス

  • マウス
  • キーボード
  • プリンタ
  • フラッシュメモリ
  • スマホ充電器

などが挙げられるで候。

近代は「Bluetooth」なる摩訶不思議な機能を搭載した無線のものも多き。

「Bluetooth」についてはこちらの記事で解説しているで候。

USBはいつからあるのでござるか?

1996年から!

USBの歴史をざっくりと解説するで候!

RS232CやIEEE1284など多品種で煩雑化した通信規格の集約と活線挿抜すると壊れるという弱点克服のため、インテル、Microsoft、NEC、HP、IBM、ルネサスデバイスなどの各大名たちが結集して作った規格、それがUSBでござる!

1996年:USB1.0リリース!

拙者はガキんちょでござった。この年に初代ポケモンが発売され夢中でやったのを覚えている。この時のデータ転送速度12Mbpsで候!

1秒間に12Mビット(12,000,000個)の

「1」or「0」を転送するという速度じゃ。

※豆知識

bps=b/s=ビット毎秒 ←全部同じ意味。

M=メガ=10の6乗 ←kキロの1つ上の接頭語

1998年:USB1.1

長野オリンピックの年で候!

ここのバージョンアップは電源関係の微調整。転送速度12Mbpsで候。

2000年:USB2.0

PlayStation2が発売された年でござるぞ!皆様あのワクワク覚えているでござるか?

ここで転送速度がぐんっとUPじゃ!

通信速度480Mbpsで候。

実に40倍!

2008年:USB3.0

拙者が社会人になった年。

日本向けに初めてiPhone(3G)が発売されたのでござる!画面タッチ式の携帯(いわゆるスマホ)が姿を現したのもこの辺でござる。

USBは成長のスピードを緩めぬ。

通信速度5Gbpsで候。

1秒間に5Gビット(5,000,000,000個=50億個)

もう天文学的な数字になってきたでござるが、もう暫しお付き合頂きたい。

※豆知識

G=ギガ=10の9乗 ←Mメガの1つ上の接頭語

2017年:USB3.2

ここから先はコネクタ形状がType-Cでござる。反転しても接続できるという革新的な構造。そして驚異の通信速度20Gbpsで候。

さらにType-CではUSB以外の規格にも対応したため映像の規格である「HDMI」「DisplayPort」更には「Thunderbolt」も扱えるようになったのでござる( ̄▽ ̄)「HDMI」についてはこちらの記事で解説しているで候。

2019年:USB4

だいぶ近づいてきたでござる!

USB4は「x.0」の末尾が削除されシンプルになったぞよ!

Appleとインテルが共同開発した「Thunderbolt」規格をUSB規格に取込み、怒涛の通信速度40Gbpsを実現。Thunderbolt 3との互換性もあり。これからの標準となるであろう規格でござる!最近対応製品が発売され始めてきておるぞよ。

期待じゃ!

デメリットはないのでござるか?

身も蓋もないが線が邪魔!

皆様も思い当たる節があるかもしれぬが

  • 線が絡まってイライラ
  • 接触不良でうまくつながらぬ
  • 猫が噛みよる

など、

有線ならではのデメリットがあるのでござる。

専用ドライバーが必要!

色々なものが繋がると申し上げたが、その代償で規格のルール自体がざっくりにせざるを得ない状況となっている。自由度が高いとでも申しておこう。

例えばプリンターとPCを繋ぐ際、なにゆえか「専用のCDでドライバーをインストールしてください」となる。これは、プリンタの情報をPCが認識できるように変換するためのプログラムを入れろ!と申しておる。

自由度が高いがゆえに、このドライバーと呼ばれる専用プログラムをデバイス毎にインストールしないととうまく動作しないのじゃ。

競合はいないのでござるか?

無線!

これからは無線の線剋時代!

USBやLANのような有線に対して「Bluetooth」「Wi-Fi」「非接触充電」などの無線が陣営を拡大してきているのでござる!今後は無線が主流になってくると期待しておる。

ABOUT ME
ねこ技師
普段は電機メーカの設計者として、製品開発に情熱を注いでいます。このブログでは、電気電子情報工学について書いていきたいと思います。 趣味はPCやガジェット系について知識を深めることなので、その視点でもブログを通じて経験や学びを共有できればと思います。このブログが同じような分野に興味を持つ方にとって有益な情報源となれば幸いです。