USB 3.0 با سرعت فوق العاده

بررسی اجمالی

گذرگاه سریال جهانی (USB) همچنان بر رابط های رایانه شخصی، موبایل، لوازم الکترونیکی مصرفی و بازارهای ارتباطی تسلط دارد. USB 2.0 سالهاست که به استاندارد واقعی در صنعت رایانه شخصی تبدیل شده است.

USB 2.0 پهنای باند کافی برای پشتیبانی از انواع دستگاه‌های کاربردی، خواه مستقیماً یا از طریق هاب‌ها به رایانه میزبان متصل شده باشد، فراهم می‌کند.

با افزایش تقاضای امروزی برای انتقال محتوای ویدیویی با کیفیت بالا، دستگاه‌های ذخیره‌سازی ترابایتی، تصاویر دیجیتالی با وضوح بالا و تلفن‌های همراه چندرسانه‌ای با ویژگی‌های فراوان، پهنای باند ارائه‌شده توسط USB 2.0 (پیک 480 مگابیت بر ثانیه) ناکافی است.

این مشخصات سازگاری با استاندارد USB 2.0 را در اولویت قرار می دهد، که یک نیاز حیاتی برای صنعت لوازم الکترونیکی مصرفی است.

USB 3.0 همان رابط کاربری USB 2.0 را حفظ می کند، اما پهنای باند بسیار بالاتری را ارائه می دهد. این امر با استفاده از معماری دو باسه متشکل از یک مؤلفه USB 2.0 و یک مؤلفه Super Speed ​​جدید توسعه یافته به دست می آید.

مشخصات ارتباط USB 3.0

USB 3.0 که معمولا به عنوان SuperSpeed ​​شناخته می شود، یک پروتکل ارتباطی لایه ای است که از یک میزبان، دستگاه و اتصال SuperSpeed ​​تشکیل شده است.

USB 3.0 سازگاری آسان بین دستگاه‌های تولیدکنندگان مختلف را تضمین می‌کند و در عین حال سازگاری قبلی را حفظ می‌کند و از زیرساخت USB موجود، از جمله درایورهای دستگاه و رابط‌های نرم‌افزاری، استفاده می‌کند.

هدف این مشخصات بهبود معماری رایانه شخصی برای دستگاه های مختلف مانند لپ تاپ ها، رایانه های رومیزی برای مشاغل و محیط های خانگی است. علاوه بر این، هدف آن تسهیل ارتباط آسان دستگاه به دستگاه است.

عناصر کلیدی پروتکل SuperSpeed ​​USB 3.0 عبارتند از

• افزایش پهنای باند تا 5Gbps
• انتقال داده های Dual-Simplex
• سازگار با عقب
• افزایش حداکثر کشش جریان باس
• مدیریت برق اتوبوس پیشرفته
• بهبود مدیریت انرژی
 
USB 3.0 افزایش عملکرد را از طریق چندین پیشرفت فنی فراهم می کند. یکی از پیشرفت های قابل توجه اضافه شدن یک جفت دیفرانسیل اضافی است که به موازات گذرگاه داده USB 2.0 موجود عمل می کند.
 
USB 2.0 از چهار سیم (برق، زمین و یک جفت برای داده های دیفرانسیل) استفاده می کند، در حالی که USB 3.0 از چهار سیم اضافی و یک سیگنال زمین استفاده می کند که امکان اضافه کردن دو جفت سیگنال دیفرانسیل دیگر (هم برای دریافت و هم برای ارسال) را فراهم می کند. این منجر به در مجموع نه سیم در کابل و اتصالات می شود.
 
این دو جفت اضافی برای برآوردن نیازهای پهنای باند SuperSpeed ​​USB 3.0 بسیار مهم هستند. به‌علاوه، اگرچه به‌طور میزبان هدایت می‌شود، روش سیگنال‌دهی از نظرسنجی پیوسته به حالت ناهمزمان تغییر کرده است.
 
برخلاف آرایش نیمه دوبلکس USB 2.0، USB 3.0 از یک رابط داده دو جهته استفاده می کند که به داده ها اجازه می دهد به طور همزمان در هر دو جهت جریان داشته باشند. این پیشرفت‌ها منجر به افزایش ده برابری در پهنای باند نظری می‌شود که امکان انتقال بی‌درنگ حجم زیادی از داده‌ها را فراهم می‌کند.

USB 3.0 چندین ویژگی جدید را برای بهبود بهره وری انرژی معرفی می کند. یکی از موارد قابل توجه، مدیریت توان در سطح پیوند است که به میزبان یا دستگاه اجازه می دهد در طول دوره های عدم فعالیت وارد حالت کم مصرف شوند.

توانایی لایه پیوند برای ورود تدریجی به حالت‌های مدیریت توان کمتر زمانی که شرکای پیوند بیکار هستند، حذف نظرسنجی مداوم دستگاه، حذف انتقال بسته پخش از طریق هاب، و قابلیت‌های تعلیق سطح عملکرد فردی به دستگاه‌ها اجازه می‌دهد تا با غیرفعال کردن موارد استفاده نشده در مصرف انرژی صرفه‌جویی کنند. مدار.

محبوبیت USB را می‌توان به سه عامل نسبت داد: رابط کاربر پسند آن، پذیرش گسترده سخت‌افزار USB در رایانه‌های شخصی و سایر لوازم الکترونیکی مصرفی، و پشتیبانی نرم‌افزاری گسترده که با ادغام درایورهای USB در تمام سیستم‌عامل‌های اصلی رایانه‌های شخصی در حال حاضر در دسترس هستند. بازار.

USB 3.0 با تکیه بر پایه نصب‌های USB 2.0، قابلیت‌های طیف گسترده‌ای از کاربردهای پهنای باند بالا را که قبلاً توسط USB 2.0 محدود می‌شد، بسیار بهبود می‌بخشد.

سایر بهبودهای عملکرد عبارتند از

• جریان انتقال انبوه را با کارایی بالا فعال کنید.
• در حالی که به دستگاه‌ها اجازه می‌دهد بین فواصل سرویس، حالت‌های پیوند کم مصرف را وارد کنند، انتقال‌های هم زمان را فعال کنید.
• برای بهینه سازی رابط USB، اطلاعاتی مانند تحمل تأخیر در اختیار میزبان قرار دهید.

USB 3.0 از طیف گسترده‌ای از برنامه‌ها، از جمله جدیدترین دستگاه‌های ذخیره‌سازی انبوه حالت جامد، پخش و انتقال ویدئو، ایستگاه‌های اتصال کامپیوتر، رابط‌های صوتی چند کاناله، وب‌کم‌های با وضوح بالا، دوربین‌های نظارتی، راه‌حل‌های نمایش ویدیو مانند گرافیک DisplayLink USB پشتیبانی می‌کند. تکنولوژی و دوربین‌های فیلمبرداری دیجیتال مبتنی بر USB.
 
دستگاه های خارجی مانند پخش کننده های بلوری، هارد دیسک های اکسترنال و موارد دیگر به طور فزاینده ای محبوب می شوند. اتصال آن‌ها به رابط USB 3.0 تجربه مصرف‌کننده را هنگام انتقال فایل‌های رسانه‌ای بزرگ، به‌ویژه با گسترش رایانه‌های شخصی رسانه خانگی و درایوهای خارجی با ظرفیت بالا، بسیار ساده می‌کند.
 
علاوه بر این، پهنای باند افزایش یافته USB 3.0 دستگاه‌ها را قادر می‌سازد ظرفیت بیشتری داشته باشند و در نتیجه تجربه کاربری بهتری داشته باشند. از سوی دیگر، ویدئوی ارسال شده از طریق USB 2.0 به سختی رضایت بخش است، زیرا محدودیت هایی از نظر حداکثر وضوح، تاخیر و فشرده سازی ویدئو وجود دارد.
 
با پهنای باند SuperSpeed ​​USB 3.0 5 تا 10 برابر بیشتر از USB 2.0، راه حل های ویدیویی مبتنی بر SuperSpeed ​​USB 3.0 تجربه کاربر نهایی را به میزان قابل توجهی بهبود می بخشد. به عنوان مثال، DVI تک پیوندی به سرعتی تقریباً 2 گیگابیت بر ثانیه نیاز دارد که سرعت 480 مگابیت در ثانیه USB 2.0 نمی تواند آن را برآورده کند.
 
USB 3.0 با حداکثر پهنای باند خود 5 گیگابیت در ثانیه، اکنون می تواند کیفیت ویدئو را به میزان قابل توجهی بهبود بخشد. افزایش سرعت و عملکرد کلی SuperSpeed ​​USB 3.0 انتظار می رود کاربرد آن را به بسیاری از محصولات و زمینه هایی که قبلاً برای USB 2.0 نامناسب بودند گسترش دهد.