Přehled superrychlého USB 3.0

Univerzální sériová sběrnice (USB) je i nadále dominantním rozhraním na trzích s počítači, mobilními telefony, spotřební elektronikou a komunikací. Po léta bylo USB 2.0 průmyslovým standardem pro připojení k PC a nabízelo dostatečnou šířku pásma pro řadu aplikačních zařízení připojených k hostitelskému počítači, ať už přímo nebo přes rozbočovače. Špičková šířka pásma USB 2.0 480 Mb/s však již nestačí k uspokojení rostoucích požadavků na video ve vysokém rozlišení, terabajtová úložná zařízení, digitální obrázky ve vysokém rozlišení a multimediální mobilní telefony.

Specifikace USB 3.0 zajišťuje zpětnou kompatibilitu s USB 2.0, což je klíčová vlastnost pro spotřební elektroniku. Konstrukce má uživatelům poskytnout stejný zážitek jako rozhraní USB 2.0 a zároveň nabídnout výrazně vyšší šířku pásma. USB 3.0 využívá architekturu s dvojitou sběrnicí, která integruje rozhraní USB 2.0 i nově vyvinutou komponentu SuperSpeed.

Protokol USB 3.0

USB 3.0, také známý jako SuperSpeed, je vrstvený komunikační protokol sestávající z hostitele, zařízení a propojení SuperSpeed. Umožňuje interoperabilitu mezi zařízeními od různých dodavatelů a zároveň zachovává zpětnou kompatibilitu se stávající infrastrukturou USB, včetně ovladačů zařízení a softwarových rozhraní. USB 3.0, navržené pro vylepšení architektury osobních počítačů, zahrnuje přenosné počítače, firemní stolní počítače, domácí prostředí a komunikaci mezi zařízeními.

Protokol SuperSpeed ​​USB 3.0 zahrnuje několik klíčových aspektů, včetně

• Produkt nabízí zvýšenou šířku pásma až 5 Gb/s.

• Duální simplexní přenos dat

• Zpětně kompatibilní

• Byla zvýšena maximální proudová kapacita sběrnice.

• Vylepšená správa napájení sběrnice

• Optimalizovaná správa napájení

Rozhraní USB 3.0 bylo vyvinuto s cílem dosáhnout lepšího výkonu prostřednictvím několika technických vylepšení. Nejvýznamnějším z nich je přidání nového diferenciálního páru vedle stávající datové sběrnice USB 2.0. Zatímco USB 2.0 používá čtyři vodiče (napájení, uzemnění a pár pro diferenciální data), USB 3.0 zavádí čtyři další vodiče a zemnící signál, čímž vytváří další dva páry diferenciálních signálů pro příjem a přenos. Výsledkem je celkem devět vodičů v kabelech a konektorech.

Dva další páry jsou nezbytné pro splnění požadavků na šířku pásma SuperSpeed ​​USB 3.0. Metoda signalizace přešla z kontinuálního dotazování na asynchronní, ačkoli zůstává řízena hostitelem. USB 3.0 také nabízí obousměrné datové rozhraní, na rozdíl od poloduplexního designu USB 2.0, který omezuje tok dat pouze jedním směrem. Dohromady tato vylepšení dosahují desetinásobného zvýšení teoretické šířky pásma, což umožňuje přenos velkých objemů dat v reálném čase.

USB 3.0 přináší několik vylepšení pro zvýšení energetické účinnosti. Mezi klíčové funkce patří správa napájení na úrovni linky, která umožňuje hostiteli nebo zařízení aktivovat úsporné stavy během nečinnosti. Linková vrstva může v nečinnosti postupně přecházet do stavů snižování spotřeby energie, čímž se snižuje spotřeba energie. Eliminuje se neustálé dotazování zařízení a přenos paketů vysílání přes rozbočovače. Zařízení mohou navíc pozastavit jednotlivé nepoužívané funkce nebo obvody, což dále šetří energii.

Široké rozšíření USB lze připsat třem klíčovým faktorům: jeho uživatelsky přívětivému designu, rozsáhlému rozšíření hardwaru USB v počítačích a další spotřební elektronice a komplexní softwarové podpoře prostřednictvím ovladačů USB integrovaných do všech hlavních operačních systémů. USB 3.0 staví na základech položených rozhraním USB 2.0 a zvyšuje výkon, aby splňovalo požadavky aplikací s vysokou šířkou pásma, které byly dříve omezené.

Mezi další vylepšení výkonu patří

• Optimalizované streamování hromadného přenosu pro lepší výkon.

• Mají být implementovány izochronní přenosy s nízkopříkonovými stavy spojení mezi servisními intervaly.

• Sdělte hostiteli toleranci latence pro optimalizaci rozhraní USB.

Shrnutí nových funkcí a výhod rozhraní USB 3.0

USB 3.0 je ideálním řešením pro širokou škálu aplikací, včetně zařízení SSD, streamování a přenosu videa, dokovacích stanic pro PC, vícekanálových audio rozhraní, webových kamer a bezpečnostních kamer s vysokým rozlišením a řešení pro zobrazování videa, jako je grafická technologie DisplayLink USB. Kromě toho usnadňuje připojení digitálních videokamer a fotoaparátů, externích mediálních zařízení, jako jsou přehrávače Blu-ray a externí pevné disky, a dalších. Vzhledem k tomu, že používání domácích mediálních počítačů a vysokokapacitních externích disků neustále roste, poskytuje USB 3.0 jednoduché a efektivní řešení pro přenos velkých mediálních souborů a zlepšuje uživatelský komfort.

Zvýšená šířka pásma rozhraní USB 3.0 výrazně zvyšuje výkon zařízení a nabízí lepší uživatelský zážitek ve srovnání s USB 2.0. Zatímco USB 2.0 kvůli svému limitu 480 Mb/s nedokázalo podporovat video ve vysokém rozlišení, špičková šířka pásma 5 Gb/s u USB 3.0 umožňuje přenos videa ve vysokém rozlišení se sníženou latencí, což vede k výraznému zlepšení kvality videa. Například jednolinkové DVI vyžaduje propustnost téměř 2 Gb/s, kterou USB 2.0 nedokáže podporovat. Schopnost USB 3.0 poskytovat rychlost 5 Gb/s umožňuje špičková video řešení a očekává se, že usnadní rozšíření USB do nových produktů a aplikací, které USB 2.0 nemohlo efektivně podporovat.