代表的な入出力インターフェース【基本情報】

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PCはCPUや補助記憶装置,主記憶装置,入出力装置などが相互に接続されて構成されているが,周辺機器とPCを接続するための装置の規格を入出力インターフェースと呼ぶ.ケーブルの規格やコネクタ形状,データ転送方法の規格等も入出力インターフェースに含む.

USB(Universal Serial Bus)

PCと周辺機器を接続するための標準的な規格.データを1ビットずつ転送するため,高速にデータの受け渡しが可能で,シリアルインターフェースとも呼ばれる.マウス,キーボード,音響装置,USBメモリ,SSD,プリンタ,スキャナ等のPC周辺機器と接続ができる.

USBハブを使えば,最大で127台まで接続することができる.USBを介して,PCから周辺機器に電源を供給する方式をバスパワーと呼ぶ.

USB規格

USBの転送速度を表す単位はbps(bit/秒)を用いて表す.USBの規格は下記表のようなものがある.最近ではUSB3.1(10Gbps)やUSB3.2(20Gbps)も登場しており,最大転送速度が格段に向上している.

規格最大転送速度
bps: bit/秒
モード
USB1.112Mbpsフルスピード
USB2.0480Mbpsハイスピード
USB3.05Gbpsスーパースピード

USBのコネクタ形状

USBのコネクタ形状は数種類あり,どれも上下の区別が必要です.しかし,USB3.1から登場したType-Cのコネクタには上下の区別はない.USBはホットプラグに対応しており,接続されている電源のON/OFFに限らず,抜き差しすることがでいる.

コネクタ形状に関しては下記サイトで詳しく解説されています.

USBケーブルとコネクタの種類と規格を一覧解説 Type-A/B/C、Mini/Micro… etc.

https://uzurea.net/usb-type-complate-list/

HDMI(High-Definition Multimedia Interface)

主に映像や音声をディスプレイに出力するのに使用される.従来まではRCA端子を用いて,映像と音声を出力していたが,HDMIは一本のケーブルで出力することが可能.端子は通常のものと,スマートフォン等に使用されるmicroHDMIがある.

Bluetooth

2.4GHz帯の電波を利用した無線インターフェース.有効距離は100m程度,最大通信速度は24Mbpsで双方向の通信が可能.PCやスマートフォンで利用され,身近なところだとワイヤレスイヤホンが該当する.免許不要で利用可能.

Bluetoothの通信方法として,BLE(Bluetooth Low Energy)がある.消費電力を限りなく抑えた通信方法で,使い方によっては,コイン電池で何年も利用し続けられる通信方法.またBLEはスマートフォン等のスマートデバイスと親和性が非常に高く,様々な機種で対応している.

BLEに関しては下記サイトがわかりやすいです.

【サルでもわかるBLE入門】(1) BLEの基礎

https://www.musen-connect.co.jp/blog/course/trial-production/ble-beginner-1/

Zigbee

2.4GHz帯の電波を利用した無線インターフェース.Bluetoothよりも有効距離は短い.最大通信速度は250kbps程度しかないが,省電力,省コストの特徴がある.スリープ状態にある機器に対してはデータを送ることができない.また一方方向の通信のため,双方向通信が必要な場合は注意が必要.テレビのリモコン等に使用される.

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