RoxanneConstant MarieJulieMarcoux MarieEveGrenier
Concept théorique
Le Bus USB (Universal Serial Bus)
Universal Serial Bus (USB) = Un port série universel
Introduction
Dans les années 1990, les utilisateurs d’imprimantes ou de scanners trouvent problématique l’existence de procédures compliquées différentes pour chacun des appareils. Au même moment, grâce à la puissance des ordinateurs personnels et à leur popularité croissante, de plus de plus de périphériques font leur apparition sur le marché. On veut donc trouver une façon plus rapide, plus facile et moins frustrante pour connecter tous ces appareils sans avoir à ajouter de cartes ou à repartir le système en entier avant de pouvoir continuer. La solution trouvée : l’Universal Serial Bus, mieux connu sous son abréviation, USB.
Un peu d’histoire
L’USB voit le jour en 1995 grâce à un consortium de sept leaders dans l’industrie de l’informatique et des télécommunications, Compaq, Digital Equipment Corporation (DEC), IBM, Intel, Microsoft, NEC et Northern Telecom.
Dans les débuts de l’USB, un groupe de plus de cinquante utilisateurs et développeurs se rassemblent dans un hôtel de Californie pour tester les produits de chacun lors d’un événément qu’ils nomment le « Plugfest ». Installés dans une suite à deux chambres, ils se servent d’une chambre pour dormir et de l’autre pour y effectuer les tests. Durant les trois jours que dure la rencontre, les représentants de chaque compagnie passent d’une chambre à l’autre pour tester leur produit sur le système hôte « officiel ». Quand ils arrivent à ne pas faire « planter » le système avec 10 dispositifs de branchés, ils y trouvent une raison pour célébrer. Plus tard, on continue à ajouter des dispositifs, jusqu’à ce qu’on arrive à un grand total de 127 dispositifs, connectés avec succès.
Depuis ses débuts, l’USB ne cesse d’évoluer. La puissance originale de 12 mégabits par seconde (Mbps) de l’USB 1.0 est aujourd’hui passée à 480 Mbps avec la venue du USB 2.0, ou USB haute-vitesse, approuvé en avril 2000. La compatibilité entre périphériques USB 1.0 et 2.0 est assurée, mais l'utilisation d'un périphérique USB 2.0 sur un port USB 1.0 limitera le débit à 12 Mbit/s maximum.
En 2002, on ajoute le USB On-The-Go (OTG) qui peut agir autant à titre d’hôte que de périphérique. Il permet à ses usagers de passer directement d’un USB à un autre. Par exemple, l’USB OTG permet d’envoyer des photos d’une caméra à une imprimante ou à un téléphone cellulaire, ou encore d’envoyer des fichiers MP3 à un autre lecteur MP3, sans avoir à passer par un ordinateur.
Aujourd’hui, l’USB existe sur tous les ordinateurs et sert surtout à brancher les imprimantes, les scanners, les modems ou les appareils stockant des données, dont les clés USB qui sont de plus en plus populaires.
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Qu’es-ce que l’USB? Comment ça fonctionne?
Le USB est en fait un type de port en série, qui sert à la communication entre deux composants matériels, mais dont l’interface entrée-sortie est plus rapide que les ports série standards. Il est destiné aux périphériques lents et permet de connecter jusqu’à 127 appareils en série, sans avoir à configurer quoi que ce soit. Grâce au protocole « plug-and-play », branchez et utilisez, il supporte les branchements et débranchements à chaud, ce qui évite d’avoir à redémarrer l’ordinateur et sauve ainsi beaucoup de temps.
Dès la connexion, l’hôte lit certaines informations sur le périphérique pour l’identifier et communique successivement avec chaque périphérique pour partager le débit total. Il est possible d’attribuer un débit constant à certains périphériques pour un certain temps, mais le reste du débit est toujours distribué de façon équitable entre les autres périphériques.
L’architecture du USB a pour caractéristique de fournir l’alimentation électrique aux périphériques qu’elle relie, en se servant d’un câble composé de quatre fils : la masse GND, l’alimentation VBUS et deux fils de données appelés D- et D+. On parle de port en série puisque les périphériques peuvent être connectés les uns à la suite des autres.
Il existe deux types de connecteurs USB :
1- Les connecteurs dits de type A, dont la forme est rectangulaire et servant généralement pour des périphériques peu gourmands en bande passante (clavier, souris, webcam, etc.).
2- Les connecteurs dits de type B, dont la forme est carrée et utilisés principalement pour des périphériques à haut débit (disques durs externes, etc.).
1. Alimentation +5V (VBUS) 100mA maximum
2. Données (D-)
3. Données (D+)
4. Masse (GND)
Enjeux, promesses et limites
Si l’on compare les clés USB aux disquettes, très utilisées il n’y a pas si longtemps, on peut se demander pour combien de temps durera l’USB avant d’être remplacé par une idée encore meilleure. Quoique très efficace, l’USB, comme toute technologie, évolue rapidement. Peut-être que même l’USB On-The-Go cèdera sa place bientôt. De la disquette au CD, jusqu’à la clé USB, le prochaine moyen de transférer nos fichiers n’est peut-être pas si loin que l’on peut l’imaginer. Et bien entendu, le passage d’une technologie à l’autre occasionne des dépenses.
De plus, les risques de virus sont-ils toujours présents avec l’USB? Si la connexion s’effectue si facilement entre deux appareils, l’infection peut-elle se propager aussi rapidement?
Les limites sont de moins en moins grandes avec l’USB. Même la perte de vitesse occasionnée par le branchement d’un périphérique USB 2.0 sur un port USB 1.0 est appelé à disparaître grâce au USB à haute-vitesse et au USB OTG.
Il est évident que malgré la popularité de l’USB, les appareils électroniques tels que les caméras numériques et les lecteurs MP3 restent coûteux.
Quant à l’intégration des TICs en enseignement, voici un excellent site à consulter. Il explique très bien comment La Liberclé, une clé USB pour les travailleurs nomades, permet aux enseignants de facilement utiliser les TICs dans leur travail, en leur donnant accès à de nombreux fichiers et logiciel qu’ils peuvent trimbaler de l’école à la maison. http://www.edu-clic.net/article.php3?id_article=139
En enseignement
En France, on prévoit déjà distribuer près de 8000 clés USB aux enseignants pour la rentrée 2007. Ces clés, de véritables « boîtes à outils », contiendront une véritable encyclopédie virtuelle destinée aux enseignants des collèges et des écoles primaires. Selon le ministère de l'Education, elle permet d'accéder « à une gigantesque bibliothèque encyclopédique, à une vidéothèque de 1200 titres, aux données d'une banque de situations pédagogiques directement applicables en classe, et à des centaines de liens sélectionnés, notamment les liens institutionnels regroupant les programmes scolaires de la discipline enseignée ».
Nous pouvons aussi penser à l’économie de temps que permet l’USB. Avec les canons qui remplacent progressivement les téléviseurs et les magnétoscopes dans les salles de classe, nous pouvons penser que le port USB est tout à fait le bienvenu en éducation. Pensons par exemple aux exposés oraux qui s’enchaînent de façon beaucoup plus efficace si les élèves n’ont pas à repartir l’ordinateur chaque fois qu’ils veulent présenter un power point installé sur une disquette. Avec les clés USB, de plus en plus populaires et de moins en moins chères, les élèves peuvent travailler leurs présentations à la maison et les transporter directement en classe pour leurs exposés.
Pistes pour aller en profondeur
Les clés USB et leurs enjeux
Câbles USB : longueur limite de 5m.
Concepts reliés à ce concept
Le standard USB
USB OTG
USB Haute-Vitesse
Références
http://www.intel.com/technology/usb/
http://www.everythingusb.com/timeline.html
http://worldserver.oleane.com/heissler/interface/ieee_usb/usb.html#debut
http://fr.wikipedia.org/wiki/Universal_Serial_Bus#Fonctionnement_du_bus_USB