De computadores pessoais e smartphones a dispositivos de armazenamento externos e vários periféricos, o USB é a interface mais comumente usada e versátil para conectar dispositivos digitais modernos. Continua a ser uma solução conveniente no campo dos sistemas embarcados, suportando uma ampla gama de aplicações, incluindo comunicação com registradores de dados e controladores industriais, atualizações de firmware para dispositivos médicos e dispositivos IoT, e a conexão de periféricos em sistemas Linux embarcados.
Hoje, dominar a tecnologia USB tornou-se uma habilidade fundamental essencial para o projeto de sistemas embarcados. Este artigo fornece uma visão geral abrangente da tecnologia USB, abrangendo tudo, desde seu desenvolvimento histórico até os fundamentos do desenvolvimento embarcado.
O histórico do desenvolvimento do USB
USB (Universal Serial Bus) é agora amplamente utilizado para carregamento, comunicação de dados e transmissão de vídeo entre computadores pessoais e vários dispositivos eletrônicos. Antes de 1996, a conexão de dispositivos periféricos a computadores pessoais exigia o uso de várias interfaces de comunicação proprietárias (PS/2, RS-232C, IEEE 1284, SCSI, IEEE 1394/FireWire, etc.). Cada dispositivo conectado exigia seu próprio cabo dedicado e o processo de configuração era extremamente complicado.
Dada esta situação, houve um forte desejo de simplificar as ligações entre computadores pessoais e dispositivos periféricos. Empresas como Intel e Microsoft assumiram a liderança no estabelecimento de uma organização de padrões (USB-IF: USB Implementers Forum), que desenvolveu o padrão USB 1.0 em 1996.
O conceito original por trás do USB era fornecer um padrão unificado que permitiria que vários dispositivos se conectassem a uma única interface, permitindo a funcionalidade plug-and-play – o que significa que os dispositivos poderiam ser conectados ou desconectados a qualquer momento enquanto o sistema estivesse ligado e usado imediatamente – e permitindo que a energia fosse fornecida pelo PC (funcionalidade alimentada por barramento). Posteriormente, melhorias na especificação USB 1.1 e no suporte do Windows para USB melhoraram ainda mais sua conveniência, levando a uma rápida adoção.
Outro factor-chave na adopção generalizada do USB foi a sua natureza isenta de royalties e o sistema de testes e certificação estabelecido para garantir a qualidade da comunicação. Posteriormente, para atender à crescente demanda, foi introduzido o USB 2.0 (USB de alta velocidade), que suportava comunicação de alta velocidade, e o suporte no Windows 2000 e no Windows XP acelerou ainda mais sua adoção.