USB 3.0 superveloce

Panoramica

L'Universal Serial Bus (USB) domina ancora le interfacce dei mercati dei PC, dei dispositivi mobili, dell'elettronica di consumo e delle comunicazioni. USB 2.0 è ormai da molti anni lo standard di fatto nell'industria dei PC.

USB 2.0 fornisce una larghezza di banda sufficiente per supportare una varietà di dispositivi applicativi, collegati direttamente o tramite hub a un computer host.

Con la crescente domanda odierna di trasferimento di contenuti video ad alta definizione, dispositivi di archiviazione da terabyte, immagini digitali ad alta risoluzione e telefoni cellulari multimediali ricchi di funzionalità, la larghezza di banda offerta da USB 2.0 (480 Mbps di picco) si sta rivelando inadeguata.

La specifica dà priorità alla retrocompatibilità con lo standard USB 2.0, un requisito fondamentale per l'industria dell'elettronica di consumo.

USB 3.0 mantiene la stessa interfaccia utente di USB 2.0, ma offre una larghezza di banda notevolmente maggiore. Ciò si ottiene utilizzando un'architettura dual-bus composta da un componente USB 2.0 e un componente Super Speed ​​di nuova concezione.

Specifiche di comunicazione USB 3.0

USB 3.0, comunemente noto come SuperSpeed, è un protocollo di comunicazione a più livelli costituito da un host, un dispositivo e un'interconnessione SuperSpeed.

USB 3.0 garantisce una facile compatibilità tra dispositivi di diversi fornitori mantenendo la compatibilità con le versioni precedenti e sfruttando l'infrastruttura USB esistente, inclusi driver di dispositivo e interfacce software.

La specifica mira a migliorare l'architettura dei PC per vari dispositivi, come laptop, computer desktop per aziende e ambienti domestici. Inoltre, mira a facilitare la comunicazione da dispositivo a dispositivo.

Gli elementi chiave del protocollo SuperSpeed ​​USB 3.0 includono

• Maggiore larghezza di banda fino a 5 Gbps
• Trasferimenti dati dual-simplex
• Compatibile con versioni precedenti
• Aumento dell'assorbimento massimo di corrente del bus
• Gestione migliorata dell'alimentazione del bus
• Gestione energetica migliorata
 
USB 3.0 offre prestazioni migliorate attraverso numerosi miglioramenti tecnici. Un miglioramento degno di nota è l'aggiunta di un'ulteriore coppia differenziale che funziona in parallelo con il bus dati USB 2.0 esistente.
 
USB 2.0 utilizza quattro fili (alimentazione, terra e una coppia per i dati differenziali), mentre USB 3.0 incorpora quattro fili aggiuntivi e un segnale di terra, consentendo l'aggiunta di altre due coppie di segnali differenziali (sia per la ricezione che per la trasmissione). Ciò si traduce in un totale di nove fili nel cablaggio e nei connettori.
 
Queste due coppie aggiuntive sono fondamentali per soddisfare i requisiti di larghezza di banda di SuperSpeed ​​USB 3.0. Inoltre, sebbene rimanga diretto dall'host, il metodo di segnalazione è passato dal polling continuo alla modalità asincrona.
 
A differenza della disposizione half-duplex di USB 2.0, USB 3.0 utilizza un'interfaccia dati bidirezionale, consentendo ai dati di fluire in entrambe le direzioni contemporaneamente. Questi miglioramenti comportano un aumento di dieci volte della larghezza di banda teorica, consentendo il trasferimento in tempo reale di grandi quantità di dati.

USB 3.0 introduce diverse nuove funzionalità per migliorare l'efficienza energetica. Un'aggiunta degna di nota è la gestione energetica a livello di collegamento, che consente all'host o al dispositivo di entrare in uno stato di basso consumo durante i periodi di inattività.

La capacità del livello di collegamento di entrare in stati di gestione energetica progressivamente inferiori quando i partner di collegamento sono inattivi, l'eliminazione del polling continuo dei dispositivi, l'eliminazione della trasmissione di pacchetti broadcast attraverso gli hub e le capacità di sospensione del livello di funzione individuale consentono ai dispositivi di risparmiare energia disabilitando circuiti.

La popolarità dell'USB può essere attribuita a tre fattori: la sua interfaccia intuitiva, l'adozione diffusa dell'hardware USB nei PC e in altri dispositivi elettronici di consumo e l'ampio supporto software facilitato dall'integrazione dei driver USB in tutti i principali sistemi operativi per PC attualmente disponibili nel mercato. mercato.

Basandosi sulle basi delle installazioni USB 2.0, USB 3.0 migliora notevolmente le capacità per un'ampia varietà di usi a larghezza di banda elevata che in precedenza erano limitati da USB 2.0.

Altri miglioramenti delle prestazioni includono

• Abilita lo streaming ad alte prestazioni dei trasferimenti di massa.
• Abilitare i trasferimenti isocroni consentendo ai dispositivi di entrare in stati di collegamento a basso consumo tra gli intervalli di servizio.
• Fornire informazioni all'host, come la tolleranza alla latenza, per ottimizzare l'interfaccia USB.

USB 3.0 supporta un'ampia gamma di applicazioni, inclusi i più recenti dispositivi di archiviazione di massa a stato solido, streaming e trasferimento video, docking station per PC, interfacce audio multicanale, webcam ad alta risoluzione, telecamere di sorveglianza, soluzioni di visualizzazione video come la grafica USB DisplayLink tecnologia e video digitali e fotocamere digitali basati su USB.
 
I dispositivi esterni come lettori Blu-ray, dischi rigidi esterni e altro stanno diventando sempre più popolari. Collegarli a un'interfaccia USB 3.0 semplifica notevolmente l'esperienza del consumatore durante il trasferimento di file multimediali di grandi dimensioni, soprattutto con la proliferazione di PC multimediali domestici e unità esterne ad alta capacità.
 
Inoltre, la maggiore larghezza di banda di USB 3.0 consente ai dispositivi di avere una capacità maggiore, con conseguente migliore esperienza utente. D'altro canto, il video trasmesso tramite USB 2.0 è appena soddisfacente, a causa delle limitazioni in termini di risoluzione massima, latenza e compressione video.
 
Grazie alla larghezza di banda 5-10 volte maggiore di SuperSpeed ​​USB 3.0 rispetto a USB 2.0, le soluzioni video basate su SuperSpeed ​​USB 3.0 miglioreranno significativamente l'esperienza dell'utente finale. Ad esempio, il DVI single-link richiede un throughput di quasi 2 Gbps, che i 480 Mbps di USB 2.0 non possono soddisfare.
 
Con la sua larghezza di banda massima di 5 Gbps, USB 3.0 può ora fornire una qualità video notevolmente migliorata. Si prevede che la maggiore velocità e le prestazioni complessive di SuperSpeed ​​USB 3.0 ne espanderanno l'applicazione a molti prodotti e contesti precedentemente inadatti per USB 2.0.