USB 3.0 ultra rapide

Aperçu

Le bus série universel (USB) domine toujours les interfaces des marchés des PC, des appareils mobiles, de l'électronique grand public et des communications. L'USB 2.0 est devenu la norme de facto dans l'industrie informatique depuis de nombreuses années.

L'USB 2.0 fournit une bande passante suffisante pour prendre en charge une variété de périphériques d'application, qu'ils soient connectés directement ou via des hubs à un ordinateur hôte.

Avec les demandes croissantes d'aujourd'hui en matière de transfert de contenu vidéo haute définition, de périphériques de stockage de la taille d'un téraoctet, d'images numériques haute résolution et de téléphones portables multimédia riches en fonctionnalités, la bande passante offerte par l'USB 2.0 (480 Mbps en pointe) s'avère insuffisante.

La spécification donne la priorité à la rétrocompatibilité avec la norme USB 2.0, une exigence essentielle pour l'industrie de l'électronique grand public.

L'USB 3.0 conserve la même interface utilisateur que l'USB 2.0, mais offre une bande passante nettement plus élevée. Ceci est réalisé grâce à l'utilisation d'une architecture à double bus composée d'un composant USB 2.0 et d'un composant Super Speed ​​nouvellement développé.

Spécification de communication USB 3.0

L'USB 3.0, communément appelé SuperSpeed, est un protocole de communication en couches composé d'un hôte, d'un périphérique et d'une interconnexion SuperSpeed.

L'USB 3.0 garantit une compatibilité aisée entre les appareils de différents fournisseurs tout en maintenant la compatibilité descendante et en exploitant l'infrastructure USB existante, y compris les pilotes de périphériques et les interfaces logicielles.

La spécification vise à améliorer l'architecture PC pour divers appareils, tels que les ordinateurs portables, les ordinateurs de bureau pour les entreprises et les environnements domestiques. De plus, il vise à faciliter la communication entre appareils.

Les éléments clés du protocole SuperSpeed ​​USB 3.0 incluent

• Bande passante accrue jusqu'à 5 Gbit/s
• Transferts de données Dual-Simplex
• Rétrocompatible
• Augmentation de la consommation de courant maximale du bus
• Gestion améliorée de l'alimentation du bus
• Gestion de l'alimentation améliorée
 
L'USB 3.0 offre des performances accrues grâce à plusieurs améliorations techniques. Une amélioration notable est l'ajout d'une paire différentielle supplémentaire qui fonctionne en parallèle avec le bus de données USB 2.0 existant.
 
L'USB 2.0 utilise quatre fils (alimentation, terre et une paire pour les données différentielles), tandis que l'USB 3.0 intègre quatre fils supplémentaires et un signal de terre, permettant l'ajout de deux paires supplémentaires de signaux différentiels (pour la réception et la transmission). Cela donne un total de neuf fils dans le câblage et les connecteurs.
 
Ces deux paires supplémentaires sont cruciales pour répondre aux exigences de bande passante du SuperSpeed ​​USB 3.0. De plus, bien qu'elle reste dirigée par l'hôte, la méthode de signalisation est passée d'une interrogation continue à un mode asynchrone.
 
Contrairement à la disposition semi-duplex de l'USB 2.0, l'USB 3.0 utilise une interface de données bidirectionnelle, permettant aux données de circuler simultanément dans les deux sens. Ces améliorations se traduisent par une multiplication par dix de la bande passante théorique, permettant le transfert en temps réel de grandes quantités de données.

L'USB 3.0 introduit plusieurs nouvelles fonctionnalités pour améliorer l'efficacité énergétique. Un ajout notable est la gestion de l'alimentation au niveau des liaisons, qui permet à l'hôte ou au périphérique d'entrer dans un état de faible consommation pendant les périodes d'inactivité.

La capacité de la couche liaison à entrer dans des états de gestion d'énergie de plus en plus faibles lorsque les partenaires de liaison sont inactifs, l'élimination des interrogations continues des appareils, l'élimination de la transmission de paquets de diffusion via les hubs et les capacités de suspension au niveau des fonctions individuelles permettent aux appareils d'économiser l'énergie en désactivant les éléments inutilisés. circuits.

La popularité de l'USB peut être attribuée à trois facteurs : son interface conviviale, l'adoption généralisée du matériel USB dans les PC et autres appareils électroniques grand public, et une prise en charge logicielle étendue facilitée par l'intégration de pilotes USB dans tous les principaux systèmes d'exploitation PC actuellement disponibles sur le marché. marché.

S'appuyant sur les bases des installations USB 2.0, l'USB 3.0 améliore considérablement les capacités d'une grande variété d'utilisations à large bande passante qui étaient auparavant limitées par l'USB 2.0.

D'autres améliorations de performances incluent

• Permettre un streaming haute performance des transferts en masse.
• Activez les transferts isochrones tout en permettant aux appareils d'entrer dans des états de liaison à faible consommation entre les intervalles de service.
• Fournir des informations à l'hôte, telles que la tolérance de latence, pour optimiser l'interface USB.

L'USB 3.0 prend en charge un large éventail d'applications, notamment les derniers périphériques de stockage de masse à semi-conducteurs, le streaming et le transfert vidéo, les stations d'accueil pour PC, les interfaces audio multicanaux, les webcams haute résolution, les caméras de surveillance, les solutions d'affichage vidéo telles que les graphiques USB DisplayLink. technologie et les appareils photo et vidéo numériques basés sur USB.
 
Les appareils externes tels que les lecteurs Blu-ray, les disques durs externes et bien plus encore sont de plus en plus populaires. Leur connexion à une interface USB 3.0 rationalise considérablement l'expérience du consommateur lors du transfert de fichiers multimédias volumineux, en particulier avec la prolifération des PC multimédia domestiques et des disques externes de grande capacité.
 
De plus, la bande passante accrue de l'USB 3.0 permet aux appareils d'avoir une plus grande capacité, ce qui se traduit par une expérience utilisateur améliorée. En revanche, la vidéo transmise via USB 2.0 est à peine satisfaisante, en raison de limitations en termes de résolution maximale, de latence et de compression vidéo.
 
Avec une bande passante 5 à 10 fois supérieure au SuperSpeed ​​USB 3.0 par rapport à l'USB 2.0, les solutions vidéo basées sur le SuperSpeed ​​USB 3.0 amélioreront considérablement l'expérience de l'utilisateur final. Par exemple, le DVI à liaison unique nécessite un débit de près de 2 Gbit/s, que les 480 Mbit/s de l'USB 2.0 ne peuvent pas satisfaire.
 
Avec sa bande passante maximale de 5 Gbit/s, l'USB 3.0 peut désormais offrir une qualité vidéo considérablement améliorée. La vitesse accrue et les performances globales du SuperSpeed ​​USB 3.0 devraient étendre son application à de nombreux produits et contextes qui n'étaient auparavant pas adaptés à l'USB 2.0.