Super rychlost USB 3.0

Přehled

Univerzální sériová sběrnice (USB) stále dominuje rozhraním PC, mobilních zařízení, spotřební elektroniky a komunikačních trhů. USB 2.0 se stalo de facto standardem v PC průmyslu na mnoho let.

USB 2.0 poskytuje dostatečnou šířku pásma pro podporu různých aplikačních zařízení, ať už připojených přímo nebo přes rozbočovače k ​​hostitelskému počítači.

Při dnešních stupňujících se požadavcích na přenos videoobsahu s vysokým rozlišením, úložných zařízení o velikosti terabajtů, digitálních obrázků s vysokým rozlišením a multimediálních mobilních telefonů s bohatými funkcemi se šířka pásma nabízená rozhraním USB 2.0 (špička 480 Mb/s) ukazuje jako nedostatečná.

Specifikace upřednostňuje zpětnou kompatibilitu se standardem USB 2.0, což je zásadní požadavek pro průmysl spotřební elektroniky.

USB 3.0 zachovává stejné uživatelské rozhraní jako USB 2.0, ale nabízí výrazně vyšší šířku pásma. Toho je dosaženo použitím dvousběrnicové architektury skládající se z komponenty USB 2.0 a nově vyvinuté komponenty Super Speed.

Specifikace komunikace USB 3.0

USB 3.0, běžně známý jako SuperSpeed, je vrstvený komunikační protokol sestávající z hostitele, zařízení a propojení SuperSpeed.

USB 3.0 zajišťuje snadnou kompatibilitu mezi zařízeními od různých výrobců při zachování zpětné kompatibility a využití stávající infrastruktury USB, včetně ovladačů zařízení a softwarových rozhraní.

Specifikace si klade za cíl zlepšit architekturu PC pro různá zařízení, jako jsou notebooky, stolní počítače pro podniky a domácí prostředí. Navíc si klade za cíl usnadnit snadnou komunikaci mezi zařízeními.

Mezi klíčové prvky protokolu SuperSpeed ​​USB 3.0 patří

• Zvýšená šířka pásma až na 5 Gb/s
• Dual-Simplex datové přenosy
• Zpětně kompatibilní
• Zvýšený maximální odběr proudu sběrnice
• Vylepšená správa napájení sběrnice
• Vylepšená správa napájení
 
USB 3.0 poskytuje vyšší výkon díky několika technickým vylepšením. Jedním z pozoruhodných vylepšení je přidání dalšího diferenciálního páru, který funguje paralelně se stávající datovou sběrnicí USB 2.0.
 
USB 2.0 používá čtyři vodiče (napájení, zem a pár pro rozdílová data), zatímco USB 3.0 obsahuje další čtyři vodiče a zemní signál, což umožňuje přidání dalších dvou párů diferenciálních signálů (pro příjem i vysílání). Výsledkem je celkem devět vodičů v kabeláži a konektorech.
 
Tyto dva dodatečné páry jsou klíčové pro splnění požadavků na šířku pásma SuperSpeed ​​USB 3.0. Navíc, i když zůstává řízena hostitelem, metoda signalizace se změnila z nepřetržitého dotazování na asynchronní režim.
 
Na rozdíl od polovičního duplexního uspořádání USB 2.0 využívá USB 3.0 obousměrné datové rozhraní, které umožňuje tok dat oběma směry současně. Tato vylepšení mají za následek desetinásobné zvýšení teoretické šířky pásma, což umožňuje přenos velkého množství dat v reálném čase.

USB 3.0 přináší několik nových funkcí pro zlepšení energetické účinnosti. Jedním z pozoruhodných doplňků je správa napájení na úrovni připojení, která umožňuje hostiteli nebo zařízení přejít do stavu nízké spotřeby během období nečinnosti.

Schopnost linkové vrstvy vstupovat do progresivně nižších stavů řízení spotřeby, když jsou link partneři nečinní, eliminace nepřetržitého dotazování zařízení, eliminace vysílání paketů vysílání přes rozbočovače a možnosti pozastavení na individuální úrovni umožňují zařízením šetřit energii tím, že deaktivují nepoužívané obvody.

Popularitu USB lze přičíst třem faktorům: jeho uživatelsky přívětivému rozhraní, širokému rozšíření hardwaru USB v počítačích a další spotřební elektronice a rozsáhlé softwarové podpoře, kterou usnadňuje integrace ovladačů USB do všech hlavních operačních systémů pro osobní počítače, které jsou v současnosti dostupné na trhu. trh.

Rozhraní USB 3.0, které vychází ze základů instalací USB 2.0, výrazně zlepšuje možnosti pro širokou škálu použití s ​​velkou šířkou pásma, která byla dříve omezena rozhraním USB 2.0.

Mezi další vylepšení výkonu patří

• Povolit vysoce výkonné streamování hromadných přenosů.
• Povolit izochronní přenosy a zároveň umožnit zařízením vstoupit do stavu propojení s nízkou spotřebou energie mezi servisními intervaly.
• Poskytněte hostiteli informace, jako je tolerance latence, pro optimalizaci rozhraní USB.

USB 3.0 podporuje širokou škálu aplikací, včetně nejnovějších velkokapacitních paměťových zařízení, streamování a přenosu videa, dokovací stanice pro PC, vícekanálová audio rozhraní, webové kamery s vysokým rozlišením, sledovací kamery, řešení pro zobrazování videa, jako je DisplayLink USB grafika technologie a digitální video a fotoaparáty založené na USB.
 
Externí zařízení, jako jsou Blu-ray přehrávače, externí pevné disky a další, jsou stále oblíbenější. Jejich připojení k rozhraní USB 3.0 výrazně zjednodušuje zážitek spotřebitelů při přenosu velkých mediálních souborů, zejména s rozšiřováním domácích multimediálních počítačů a vysokokapacitních externích disků.
 
Kromě toho zvýšená šířka pásma USB 3.0 umožňuje zařízením mít větší kapacitu, což má za následek lepší uživatelskou zkušenost. Na druhou stranu, video přenášené přes USB 2.0 je sotva uspokojivé, kvůli omezením z hlediska maximálního rozlišení, latence a komprese videa.
 
S 5–10krát větší šířkou pásma SuperSpeed ​​USB 3.0 ve srovnání s USB 2.0, video řešení založená na SuperSpeed ​​USB 3.0 výrazně zlepší zážitek koncového uživatele. Například jednolinkové DVI vyžaduje propustnost téměř 2 Gb/s, což USB 2.0 480 Mb/s nemůže splnit.
 
Díky své špičkové šířce pásma 5 Gbps může nyní USB 3.0 poskytovat výrazně lepší kvalitu videa. Očekává se, že zvýšená rychlost a celkový výkon SuperSpeed ​​USB 3.0 rozšíří jeho aplikaci na mnoho produktů a kontextů, které byly dříve pro USB 2.0 nevhodné.