ตั้งแต่คอมพิวเตอร์ส่วนบุคคลและสมาร์ทโฟนไปจนถึงอุปกรณ์จัดเก็บข้อมูลภายนอกและอุปกรณ์ต่อพ่วงต่างๆ USB เป็นอินเทอร์เฟซอเนกประสงค์ที่ใช้กันมากที่สุดสำหรับการเชื่อมต่ออุปกรณ์ดิจิทัลสมัยใหม่ ยังคงเป็นโซลูชันที่สะดวกสบายในด้านระบบฝังตัว ซึ่งรองรับแอปพลิเคชันที่หลากหลาย รวมถึงการสื่อสารกับเครื่องบันทึกข้อมูลและตัวควบคุมทางอุตสาหกรรม การอัพเดตเฟิร์มแวร์สำหรับอุปกรณ์ทางการแพทย์และอุปกรณ์ IoT และการเชื่อมต่ออุปกรณ์ต่อพ่วงในระบบ Linux แบบฝัง
ปัจจุบัน ความเชี่ยวชาญด้านเทคโนโลยี USB ได้กลายเป็นทักษะพื้นฐานที่สำคัญสำหรับการออกแบบระบบฝังตัว บทความนี้จะให้ภาพรวมที่ครอบคลุมของเทคโนโลยี USB ครอบคลุมทุกอย่างตั้งแต่การพัฒนาในอดีตไปจนถึงพื้นฐานของการพัฒนาแบบฝัง
ความเป็นมาของการพัฒนา USB
ปัจจุบัน USB (Universal Serial Bus) ถูกนำมาใช้กันอย่างแพร่หลายในการชาร์จ การสื่อสารข้อมูล และการส่งวิดีโอระหว่างคอมพิวเตอร์ส่วนบุคคลและอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ต่างๆ ก่อนปี 1996 การเชื่อมต่ออุปกรณ์ต่อพ่วงกับคอมพิวเตอร์ส่วนบุคคลจำเป็นต้องใช้อินเทอร์เฟซการสื่อสารที่เป็นกรรมสิทธิ์ต่างๆ (PS/2, RS-232C, IEEE 1284, SCSI, IEEE 1394/FireWire ฯลฯ) อุปกรณ์ที่เชื่อมต่อแต่ละเครื่องต้องใช้สายเคเบิลเฉพาะของตัวเอง และขั้นตอนการตั้งค่าก็ยุ่งยากมาก
เมื่อพิจารณาจากสถานการณ์เช่นนี้ จึงมีความปรารถนาอย่างยิ่งที่จะลดความซับซ้อนของการเชื่อมต่อระหว่างคอมพิวเตอร์ส่วนบุคคลและอุปกรณ์ต่อพ่วง บริษัทต่างๆ เช่น Intel และ Microsoft เป็นผู้นำในการจัดตั้งองค์กรมาตรฐาน (USB-IF: USB Implementers Forum) ซึ่งพัฒนามาตรฐาน USB 1.0 ในปี 1996
แนวคิดดั้งเดิมเบื้องหลัง USB คือการจัดหามาตรฐานแบบครบวงจรที่อนุญาตให้อุปกรณ์ต่างๆ เชื่อมต่อกับอินเทอร์เฟซเดียว เปิดใช้งานฟังก์ชัน Plug-and-Play หมายความว่าอุปกรณ์สามารถเสียบหรือถอดปลั๊กได้ตลอดเวลาในขณะที่ระบบเปิดและใช้งานทันที และอนุญาตให้จ่ายไฟจากพีซี (ฟังก์ชันที่ขับเคลื่อนด้วยบัส) ต่อมา การปรับปรุงข้อกำหนด USB 1.1 และการรองรับ USB ของ Windows ได้เพิ่มความสะดวกสบายมากขึ้น ซึ่งนำไปสู่การนำไปใช้อย่างรวดเร็ว
ปัจจัยสำคัญอีกประการหนึ่งในการนำ USB มาใช้อย่างแพร่หลายคือลักษณะที่ไม่มีค่าลิขสิทธิ์ และระบบการทดสอบและการรับรองที่จัดตั้งขึ้นเพื่อรับรองคุณภาพการสื่อสาร ต่อมา เพื่อตอบสนองความต้องการที่เพิ่มขึ้น จึงได้มีการแนะนำ USB 2.0 (USB High-Speed) ซึ่งรองรับการสื่อสารความเร็วสูง และการรองรับใน Windows 2000 และ Windows XP ได้เร่งการยอมรับให้เร็วขึ้น