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USB, port série universel ? L’Univers est varié, faut dire

vendredi 30 décembre 2016, par L’intendant zonard

Le port USB est apparu à la fin des années 1990, et il a connu des développements continus depuis, qui méritent de s’y pencher pour qui veut asseoir sa culture du matériel informatique.

Universal Serial Bus

Universal : on est supposé pouvoir utiliser l’USB à n’importe quel type de transmission d’information. Dans les faits, c’est nettement le cas : les appareils que l’on y branche sont des périphériques d’entrée (clavier, souris, caméra...), ou des sorties (imprimantes...), ou bien des systèmes utilisant intensivement les deux sens de communication (réseau...).

Serial : cela signifie que les informations sont envoyées en file indienne. Cela s’oppose à la communication parallèle (les imprimantes voilà vingt ans se connectaient par un "port parallèle"), où plusieurs flux d’information parviennent en même temps sur plusieurs câbles.

Bus : en électronique, ce mot désigne un support que se partagent plusieurs flux d’information. En effet, sur un ordinateur normal il n’y a qu’un circuit USB, qui peut traiter de nombreuses choses à la fois. [1]

A sa création, l’USB a été conçu comme un système concurrent du SCSI, qui était spécialisé dans la connexion des disques durs. Cette technologie de port série se caractérisait par le chaînage : on branchait un appareil sur le PC, puis un autre appareil sur le précédent, etc, jusqu’à un nombre assez important en théorie.

Probablement pour économiser sur la connectique, la quasi-totalité des appareils en USB se sont vendus sans prise pour l’appareil suivant, rendant nécessaires les "hubs USB" et autres bricolages. Mais sachez que l’on peut brancher 127 périphériques sur un circuit, pas sans dégradation de la vitesse de transfert tout de même.

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Des hubs USB avec des formes vraiment idiotes...

Brancher et débrancher "à chaud"

L’une des ruptures importantes avec l’USB, pour qui a connu l’informatique "avant", c’est que les périphériques peuvent être branchés et débranchés à tout moment, le circuit contrôleur gère tout ça. Appliqué à des choses comme le clavier ou la souris, c’est extraordinaire : avant, il fallait redémarrer si l’on n’avait pas branché son matériel au moment de la mise en route de la machine.

Cette caractéristique explique pourquoi l’USB marchait si mal avec Windows 98 : ce système n’était pas conçu pour gérer ces mouvements de matériel. Même le noyau Linux a eu un peu de mal à intégrer l’USB dans son coeur de développement : le support complet n’a été obtenu qu’en 2001 avec la version 2.4.

Attention, un certain nombre de périphériques nécessitent toutefois un minimum de précautions avant d’être branchés ou débranchés :

  • Windows réagit mal si on lui connecte une imprimante avant d’avoir installé le logiciel qui la pilote. Il cherche à comprendre ce que c’est que cette machine, et ça fait perdre du temps
  • les clés USB et autres stockages d’informations (disques amovibles, cartes mémoire...) doivent être "libérés", sinon il pourra rester des petits bouts de fichiers temporaires qui "salissent" le support.

Les versions successives de l’USB

La norme a évolué avec le temps, avec des performances en forte hausse, rendant l’USB capable de rivaliser, voire de rendre obsolètes d’autres normes de connexion. Je ne vous reporte que les principales qu’on rencontre concrètement.

Version USB 1.1 USB 2.0 USB 3.0 USB 3.1
Année 1998 2000 2008 2013
Débit théorique 1,5 Mo/s 60 Mo/s 600 Mo/s 1,2 Go/s

Naturellement, si vous branchez un appareil USB 2.0 à un autre qui dispose de la version 3.0, pas de miracle, c’est le moins performant des deux qui sera le maillon faible.

Dans les faits, une majorité des appareils de notre environnement sont en version 2.0. La norme 3.1 est une rupture, car elle utilise une prise différente (cf. ci-dessous).

Comment savoir de quelle version d’USB je dispose ?

Un moyen simple : la couleur du connecteur. Dans une prise USB sur votre machine, si la languette centrale est bleue, alors c’est du 3.0. On peut aussi voir les lettres SS (Super Speed) associées au logo à trois flèches.

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Les différents types de prises

Universel, oui, mais faut pas rigoler, l’occasion était trop belle de pourrir la vie des utilisateurs avec des dizaines de câbles incompatibles entre eux !

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Pour être honnête, les versions de petite taille peuvent se justifier, mais pourquoi donc en avoir laissé se développer plusieurs ? Parce qu’il y en a encore d’autres, plus rares, l’image ci-dessus issue de Wikipedia ne montrant que les formats standardisés.

L’USB 3.1, la dernière norme apparue, commence seulement à se répandre. Cette fois-ci, plus aucun des anciens câbles, hubs etc. ne seront utilisables. Apparemment les adaptateurs seront coûteux, car comprenant des fonctions de contrôle pour assurer la comptabilité, ce n’est pas que du câblage. Il y a un avantage certain à la nouvelle version : il n’y a plus de sens d’insertion, le câble peut être branché dessus-dessous, ça rentre à tous les coups. Qu’est-ce que ça peut être agaçant, ces clés qu’on ne sait jamais dans quel sens introduire !

USB et alimentation électrique

L’une des bonnes idées de l’USB, c’est d’envoyer du 5 volts pour alimenter les appareils qu’on y branche (s’ils ne sont pas trop gourmands). Cela a même été à l’origine de l’idée d’utiliser ce standard pour la recharge des téléphones mobiles, lorsque la commission européenne a imposé aux industriels une rationalisation des systèmes de chargement.

Certaines prises USB, sur vos machines, ont des capacités particulières : plus de puissance offerte, ou bien demeure sous tension lorsque la machine est éteinte (pour recharger une batterie de portable...). Vous pourrez peut-être les reconnaître grâce à un logo particulier, ou bien une couleur de connecteur différente (jaune...).


[1Si votre SSi a ces trois lettres "bus" dans son appellation, c’est qu’il s’agit d’un système adressable, où chaque appareil est connu de manière individuelle, alors qu’avant il y avait un "circuit" par aile de bâtiment, avec plusieurs déclencheurs manuels ou détecteurs etc.

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