USB 3.0 de súper velocidad

Descripción general

El bus serie universal (USB) todavía domina las interfaces de los mercados de PC, dispositivos móviles, electrónica de consumo y comunicaciones. USB 2.0 se ha convertido en el estándar de facto en la industria de las PC desde hace muchos años.

USB 2.0 proporciona suficiente ancho de banda para admitir una variedad de dispositivos de aplicaciones, ya sea conectados directamente o mediante concentradores a una computadora host.

Con las crecientes demandas actuales de transferencia de contenido de vídeo de alta definición, dispositivos de almacenamiento del tamaño de terabytes, imágenes digitales de alta resolución y teléfonos móviles multimedia con numerosas funciones, el ancho de banda ofrecido por USB 2.0 (pico de 480 Mbps) está resultando inadecuado.

La especificación prioriza la compatibilidad con versiones anteriores del estándar USB 2.0, un requisito crítico para la industria de la electrónica de consumo.

USB 3.0 mantiene la misma interfaz de usuario que USB 2.0, pero ofrece un ancho de banda significativamente mayor. Esto se logra mediante el uso de una arquitectura de doble bus que consta de un componente USB 2.0 y un componente Super Speed ​​recientemente desarrollado.

Especificación de comunicación USB 3.0

USB 3.0, comúnmente conocido como SuperSpeed, es un protocolo de comunicación en capas que consta de un host, un dispositivo y una interconexión SuperSpeed.

USB 3.0 garantiza una fácil compatibilidad entre dispositivos de diferentes proveedores al mismo tiempo que mantiene la compatibilidad con versiones anteriores y aprovecha la infraestructura USB existente, incluidos los controladores de dispositivos y las interfaces de software.

La especificación tiene como objetivo mejorar la arquitectura de PC para diversos dispositivos, como computadoras portátiles, computadoras de escritorio para empresas y entornos domésticos. Además, su objetivo es facilitar la comunicación entre dispositivos.

Los elementos clave del protocolo SuperSpeed ​​USB 3.0 incluyen

• Mayor ancho de banda hasta 5 Gbps
• Transferencias de datos dual-simplex
• Compatible con versiones anteriores
• Aumento del consumo máximo de corriente del bus
• Gestión de energía del bus mejorada
• Gestión de energía mejorada
 
USB 3.0 proporciona un mayor rendimiento a través de varias mejoras técnicas. Una mejora notable es la adición de un par diferencial adicional que opera en paralelo con el bus de datos USB 2.0 existente.
 
USB 2.0 utiliza cuatro cables (alimentación, tierra y un par para datos diferenciales), mientras que USB 3.0 incorpora cuatro cables adicionales y una señal de tierra, lo que permite agregar dos pares más de señales diferenciales (tanto para recepción como para transmisión). Esto da como resultado un total de nueve cables en el cableado y los conectores.
 
Estos dos pares adicionales son cruciales para cumplir con los requisitos de ancho de banda de SuperSpeed ​​USB 3.0. Además, aunque sigue estando dirigido al host, el método de señalización ha cambiado de un sondeo continuo a un modo asíncrono.
 
A diferencia de la disposición semidúplex de USB 2.0, USB 3.0 utiliza una interfaz de datos bidireccional, lo que permite que los datos fluyan en ambas direcciones simultáneamente. Estas mejoras dan como resultado un aumento diez veces mayor en el ancho de banda teórico, lo que permite la transferencia en tiempo real de grandes cantidades de datos.

USB 3.0 introduce varias características nuevas para mejorar la eficiencia energética. Una adición notable es la administración de energía a nivel de enlace, que permite que el host o el dispositivo entren en un estado de bajo consumo durante períodos de inactividad.

La capacidad de la capa de enlace para ingresar a estados de administración de energía progresivamente más bajos cuando los socios de enlace están inactivos, la eliminación del sondeo continuo de dispositivos, la eliminación de la transmisión de paquetes de difusión a través de concentradores y las capacidades de suspensión de nivel de función individual permiten que los dispositivos conserven energía al desactivar los no utilizados. circuitos.

La popularidad del USB se puede atribuir a tres factores: su interfaz fácil de usar, la adopción generalizada de hardware USB en PC y otros dispositivos electrónicos de consumo, y un amplio soporte de software facilitado por la integración de controladores USB en todos los principales sistemas operativos de PC disponibles actualmente en el mercado. mercado.

Sobre la base de las instalaciones de USB 2.0, USB 3.0 mejora enormemente las capacidades para una amplia variedad de usos de gran ancho de banda que anteriormente estaban limitados por USB 2.0.

Otras mejoras de rendimiento incluyen

• Habilite la transmisión de alto rendimiento de transferencias masivas.
• Habilite transferencias isócronas y al mismo tiempo permita que los dispositivos entren en estados de enlace de bajo consumo de energía entre intervalos de servicio.
• Proporcionar información al host, como la tolerancia de latencia, para optimizar la interfaz USB.

USB 3.0 admite una amplia gama de aplicaciones, incluidos los últimos dispositivos de almacenamiento masivo de estado sólido, transmisión y transmisión de vídeo, estaciones de conexión para PC, interfaces de audio multicanal, cámaras web de alta resolución, cámaras de vigilancia y soluciones de visualización de vídeo como gráficos USB DisplayLink. y cámaras fotográficas y de vídeo digitales basadas en USB.
 
Los dispositivos externos como reproductores de Blu-ray, discos duros externos y más se están volviendo cada vez más populares. Conectarlos a una interfaz USB 3.0 optimiza enormemente la experiencia del consumidor al transferir archivos multimedia de gran tamaño, especialmente con la proliferación de PC multimedia domésticas y unidades externas de alta capacidad.
 
Además, el mayor ancho de banda del USB 3.0 permite que los dispositivos tengan una mayor capacidad, lo que resulta en una experiencia de usuario mejorada. Por otro lado, el vídeo transmitido a través de USB 2.0 es apenas satisfactorio, debido a limitaciones en términos de resolución máxima, latencia y compresión de vídeo.
 
Con el ancho de banda de SuperSpeed ​​USB 3.0 de 5 a 10 veces mayor en comparación con USB 2.0, las soluciones de video basadas en SuperSpeed ​​USB 3.0 mejorarán significativamente la experiencia del usuario final. Por ejemplo, el DVI de enlace único requiere un rendimiento de casi 2 Gbps, que los 480 Mbps del USB 2.0 no pueden alcanzar.
 
Con su ancho de banda máximo de 5 Gbps, USB 3.0 ahora puede ofrecer una calidad de vídeo significativamente mejorada. Se espera que la mayor velocidad y rendimiento general de SuperSpeed ​​USB 3.0 amplíen su aplicación a muchos productos y contextos que antes no eran adecuados para USB 2.0.