USBチップセットとは何ですか？

ユニバーサルシリアルバス（USB）は、コンピューターと周辺機器間の通信のためのインターフェイス標準です。 USBインターフェースのハードウェア部分は、USBチップセットとして知られる1つ以上の集積回路に実装されています。 ソフトウェア部分は通常、1つ以上のチップセットドライバーで構成されます。 ほとんどのラップトップ、デスクトップ、およびサーバーコンピューターは、USBチップセットが提供するホストポートを介して外部周辺機器に接続します。 USBハブ、専用コンピューター、組み込みシステムには、外部デバイスや他のコンピューターへの接続用にUSBチップセットが含まれていることがよくあります。

USBは、International Business Machines（IBM）Corporationのパーソナルコンピューター（PC）互換機用に1996年に最初に作成されました。 インターフェースが比較的低速で動作するため、USBの初期バージョンはキーボードとマウスの接続に一般的に使用されていました。 バージョン1.1は、1.5メガビット/秒（Mbps）および12 Mbpsの速度をサポートしていました。 2000年にUSBバージョン2.0がリリースされ、ハードドライブ、デジタルビデオカメラ、その他の高速デバイスの帯域幅が480 Mbpsに増加しました。 USBチップセットは通常、ホストコントローラーと下位USBプロトコルレイヤーの多くの詳細を実装します。

初期のUSBチップセットとホストポートは、システムマザーボードではなく、プラグインPeripheral Component Interconnect（PCI™）ボードに実装されていました。 最終的に、ほとんどのマザーボードメーカーは、設計にUSBチップセットを含めました。 マザーボードの複雑さが増すにつれて、チップメーカーはレガシーPC周辺機器サポートチップセットの多くをUSBチップセットを含む1つの大きなサウスブリッジチップに統合しました。 このプロセスは、USBインターフェイス仕様のより新しい、より高速なバージョンがリリースされたときに繰り返される可能性があります。

多くの組み込みシステムやその他の専用電子機器は、周辺機器やストレージデバイスとの通信にUSBを利用しています。 組み込みのUSBホストコントローラーを含むマイクロコントローラーを中心に設計されているものもあります。 他には、Inter-Integrated Circuit（I2C®）バスまたはUSBチップセットへの他の標準インターフェイスを提供するサードパーティの開発ボードが組み込まれている場合があります。 複数のベンダーのIP（Intellectual Property）コアを使用して、USBチップセット機能をより大きなカスタムチップデザインに追加することもできます。

USBチップセットは、非USBデバイスをUSBバスに接続するために、スタンドアロンブリッジコントローラーでも使用されます。 一般的なブリッジコントローラは、Advanced Technology Attachment（ATA）またはIntegrated Drive Electronics（IDE）バスストレージデバイスをUSB接続にリンクできます。 これらのコントローラーは通常、ブリッジ上のファームウェアやホストシステム上の特別なドライバーを必要としません。 USBハブもUSBチップセットを中心に構築されています。 これらのハブにより、ネットワークハブと同様に、多くのUSBデバイスを単一のUSBポートに接続できます。

通常、USB接続のスレーブ側の周辺機器では、異なるタイプのチップセットが使用されます。 これらのデバイスは、ホストシステムからのメッセージに応答し、USBプロトコルを使用して要求されたときにデータを転送する必要があります。 これらの操作のほとんどは、デバイスのUSBチップセットによって実装されます。 一般的なUSB周辺機器には、プリンター、ハードドライブ、その他のストレージデバイスが含まれます。 ほとんどのスキャナー、デジタルカメラ、および一部のディスプレイデバイスも、USBをプライマリインターフェイスとして使用しています。