Uma visão geral do SuperSpeed ​​USB 3.0

O Universal Serial Bus (USB) continua a ser a interface dominante nos mercados de PCs, dispositivos móveis, eletrônicos de consumo e comunicação. Durante anos, o USB 2.0 tem sido o padrão da indústria para conectividade com PCs, oferecendo largura de banda suficiente para uma variedade de dispositivos de aplicação conectados a um computador host, diretamente ou por meio de hubs. No entanto, a largura de banda máxima de 480 Mbps do USB 2.0 não é mais adequada para atender às crescentes demandas de vídeo em alta definição, dispositivos de armazenamento de terabytes, imagens digitais de alta resolução e celulares com alta capacidade multimídia.

A especificação USB 3.0 garante compatibilidade com versões anteriores do USB 2.0, um recurso crucial para eletrônicos de consumo. O design visa proporcionar aos usuários a mesma experiência de uma interface USB 2.0, além de oferecer largura de banda significativamente aprimorada. O USB 3.0 utiliza uma arquitetura de barramento duplo, integrando a interface USB 2.0 e um componente SuperSpeed ​​recém-desenvolvido.

Protocolo USB 3.0

USB 3.0, também conhecido como SuperSpeed, é um protocolo de comunicação em camadas que consiste em um host, um dispositivo e uma interconexão SuperSpeed. Ele permite a interoperabilidade entre dispositivos de vários fornecedores, mantendo a compatibilidade com a infraestrutura USB existente, incluindo drivers de dispositivo e interfaces de software. Projetado para aprimorar a arquitetura de PCs, o USB 3.0 abrange computadores portáteis, desktops empresariais, ambientes domésticos e comunicações entre dispositivos.

O protocolo SuperSpeed ​​USB 3.0 abrange vários aspectos importantes, incluindo

• O produto oferece uma largura de banda aumentada de até 5 Gbps.

• Transferências de dados dual-simplex

• Compatível com versões anteriores

• A capacidade máxima de corrente do barramento foi aprimorada.

• Gerenciamento de energia de barramento aprimorado

• Gerenciamento de energia otimizado

O USB 3.0 foi desenvolvido para alcançar desempenho aprimorado por meio de diversas melhorias técnicas. A mais notável delas é a adição de um novo par diferencial ao barramento de dados USB 2.0 existente. Enquanto o USB 2.0 utiliza quatro fios (alimentação, aterramento e um par para dados diferenciais), o USB 3.0 introduz quatro fios adicionais e um sinal de aterramento, criando mais dois pares de sinais diferenciais para recepção e transmissão. Isso resulta em um total de nove fios nos cabos e conectores.

Os dois pares adicionais são essenciais para atender aos requisitos de largura de banda do SuperSpeed ​​USB 3.0. O método de sinalização passou de polling contínuo para assíncrono, embora continue direcionado ao host. O USB 3.0 também oferece uma interface de dados bidirecional, diferentemente do design half-duplex do USB 2.0, que restringe o fluxo de dados a uma direção por vez. Em conjunto, essas atualizações proporcionam um aumento de dez vezes na largura de banda teórica, permitindo a transferência de grandes volumes de dados em tempo real.

O USB 3.0 apresenta diversas melhorias para maior eficiência energética. Os principais recursos incluem o gerenciamento de energia em nível de link, permitindo que o host ou o dispositivo iniciem estados de economia de energia durante períodos ociosos. A camada de link pode entrar em estados de consumo de energia progressivamente mais baixos quando ociosa, reduzindo o consumo de energia. A consulta contínua de dispositivos é eliminada e a transmissão de pacotes de transmissão através de hubs é removida. Além disso, os dispositivos podem suspender funções ou circuitos individuais que não estejam em uso, economizando ainda mais energia.

A ampla adoção do USB pode ser atribuída a três fatores principais: seu design amigável, a ampla presença de hardware USB em PCs e outros eletrônicos de consumo e o amplo suporte de software dos drivers USB integrados a todos os principais sistemas operacionais. O USB 3.0 se baseia na base estabelecida pelo USB 2.0, aprimorando o desempenho para atender às demandas de aplicações de alta largura de banda que antes eram limitadas.

Outras melhorias no desempenho incluem

• Streaming de transferência em massa otimizado para melhor desempenho.

• Transferências isócronas com estados de link de baixa potência entre intervalos de serviço devem ser implementadas.

• Comunique a tolerância de latência ao host para otimizar a interface USB.

Um resumo dos novos recursos e benefícios do USB 3.0

O USB 3.0 é uma solução ideal para uma ampla gama de aplicações, incluindo dispositivos de armazenamento em massa de estado sólido, streaming e transferência de vídeo, docking stations para PC, interfaces de áudio multicanal, webcams e câmeras de vigilância de alta resolução e soluções de exibição de vídeo, como a tecnologia gráfica DisplayLink USB. Além disso, facilita a conectividade para câmeras digitais de vídeo e fotos, dispositivos de mídia externos, como reprodutores de Blu-ray e discos rígidos externos, entre outros. À medida que o uso de PCs de mídia domésticos e unidades externas de alta capacidade continua a crescer, o USB 3.0 oferece uma solução simples e eficiente para a transferência de grandes arquivos de mídia, aprimorando a experiência do consumidor.

A maior largura de banda do USB 3.0 melhora significativamente o desempenho do dispositivo, oferecendo uma experiência de usuário superior à do USB 2.0. Embora o USB 2.0 não suportasse vídeo de alta resolução devido ao seu limite de 480 Mbps, a largura de banda máxima de 5 Gbps do USB 3.0 permite a transmissão de vídeo de alta resolução com latência reduzida, resultando em uma melhoria notável na qualidade do vídeo. Por exemplo, o DVI de link único requer uma taxa de transferência de quase 2 Gbps, que o USB 2.0 não suporta. A capacidade do USB 3.0 de fornecer 5 Gbps permite soluções de vídeo superiores e espera-se que facilite a expansão do USB para novos produtos e aplicações que o USB 2.0 não suportava com eficácia.