Des ordinateurs personnels et smartphones aux périphériques de stockage externes et divers périphériques, l'USB est l'interface la plus couramment utilisée et la plus polyvalente pour connecter des appareils numériques modernes. Il s'agit d'une solution pratique dans le domaine des systèmes embarqués, prenant en charge un large éventail d'applications, notamment la communication avec les enregistreurs de données et les contrôleurs industriels, les mises à jour de micrologiciels pour les dispositifs médicaux et les appareils IoT, ainsi que la connexion de périphériques dans les systèmes Linux embarqués.
Aujourd’hui, la maîtrise de la technologie USB est devenue une compétence fondamentale essentielle à la conception de systèmes embarqués. Cet article fournit un aperçu complet de la technologie USB, couvrant tout, depuis son développement historique jusqu'aux principes fondamentaux du développement embarqué.
Le contexte du développement de l'USB
L'USB (Universal Serial Bus) est désormais largement utilisé pour le chargement, la communication de données et la transmission vidéo entre des ordinateurs personnels et divers appareils électroniques. Avant 1996, la connexion de périphériques aux ordinateurs personnels nécessitait l'utilisation de diverses interfaces de communication propriétaires (PS/2, RS-232C, IEEE 1284, SCSI, IEEE 1394/FireWire, etc.). Chaque appareil connecté nécessitait son propre câble dédié et le processus de configuration était extrêmement fastidieux.
Face à cette situation, il y avait une forte volonté de simplifier les connexions entre les ordinateurs personnels et les périphériques. Des entreprises telles qu'Intel et Microsoft ont pris l'initiative de créer une organisation de normalisation (USB-IF : USB Implementers Forum), qui a développé la norme USB 1.0 en 1996.
Le concept original derrière l'USB était de fournir une norme unifiée qui permettrait à divers appareils de se connecter à une seule interface, permettant une fonctionnalité plug-and-play (ce qui signifie que les appareils pourraient être branchés ou débranchés à tout moment pendant que le système était sous tension et utilisé immédiatement) et permettant l'alimentation à partir du PC (fonctionnalité alimentée par le bus). Par la suite, les améliorations apportées à la spécification USB 1.1 et la prise en charge de l'USB par Windows ont encore amélioré sa commodité, conduisant à une adoption rapide.
Un autre facteur clé dans l'adoption généralisée de l'USB était son caractère libre de droits et le système de test et de certification mis en place pour garantir la qualité des communications. Par la suite, pour répondre à la demande croissante, l'USB 2.0 (USB High-Speed), qui prend en charge les communications à haut débit, a été introduit, et sa prise en charge dans Windows 2000 et Windows XP a encore accéléré son adoption.