Обзор SuperSpeed ​​USB 3.0

Универсальная последовательная шина (USB) продолжает оставаться доминирующим интерфейсом на рынках ПК, мобильных устройств, потребительской электроники и средств связи. В течение многих лет USB 2.0 являлся отраслевым стандартом для подключения к ПК, обеспечивая достаточную пропускную способность для различных устройств, подключенных к компьютеру как напрямую, так и через концентраторы. Однако пиковая пропускная способность USB 2.0 в 480 Мбит/с уже недостаточна для удовлетворения растущих потребностей в видео высокой четкости, терабайтных накопителях, цифровых изображениях высокого разрешения и мультимедийных мобильных телефонах.

Спецификация USB 3.0 обеспечивает обратную совместимость с USB 2.0, критически важной функцией для потребительской электроники. Эта конструкция призвана обеспечить пользователям тот же интерфейс USB 2.0, но при этом значительно увеличить пропускную способность. USB 3.0 использует архитектуру с двумя шинами, объединяющую как интерфейс USB 2.0, так и новый компонент SuperSpeed.

Протокол USB 3.0

USB 3.0, также известный как SuperSpeed, — это многоуровневый протокол связи, включающий хост, устройство и сверхскоростное соединение. Он обеспечивает взаимодействие устройств различных производителей, сохраняя обратную совместимость с существующей инфраструктурой USB, включая драйверы устройств и программные интерфейсы. Разработанный для улучшения архитектуры ПК, USB 3.0 охватывает портативные компьютеры, настольные компьютеры для бизнеса, домашние среды и обеспечивает взаимодействие устройств.

Протокол SuperSpeed ​​USB 3.0 охватывает несколько ключевых аспектов, включая

• Продукт обеспечивает повышенную пропускную способность до 5 Гбит/с.

• Двойная симплексная передача данных

• Обратная совместимость

• Увеличена максимальная токовая нагрузка шины.

• Улучшенное управление питанием шины

• Оптимизированное управление питанием

USB 3.0 был разработан для повышения производительности за счёт ряда технических усовершенствований. Наиболее заметным из них является добавление новой дифференциальной пары к существующей шине данных USB 2.0. В то время как USB 2.0 использует четыре провода (питание, заземление и пару для дифференциальных данных), USB 3.0 добавляет четыре дополнительных провода и сигнал заземления, создавая две дополнительные пары дифференциальных сигналов для приёма и передачи. В результате в кабелях и разъёмах используется девять проводов.

Две дополнительные пары необходимы для удовлетворения требований к пропускной способности SuperSpeed ​​USB 3.0. Метод передачи сигналов изменился с непрерывного опроса на асинхронный, хотя и остался управляемым хостом. USB 3.0 также предлагает двунаправленный интерфейс передачи данных, в отличие от полудуплексной архитектуры USB 2.0, которая ограничивает поток данных одним направлением. В совокупности эти усовершенствования обеспечивают десятикратное увеличение теоретической пропускной способности, что позволяет передавать большие объёмы данных в режиме реального времени.

USB 3.0 представляет ряд усовершенствований для повышения энергоэффективности. Ключевые особенности включают управление питанием на уровне канала, позволяющее хосту или устройству переключаться в режим энергосбережения в периоды бездействия. Канальный уровень может переходить в режимы постепенного снижения энергопотребления в режиме бездействия, что снижает энергопотребление. Постоянный опрос устройств и передача широковещательных пакетов через концентраторы исключены. Кроме того, устройства могут приостанавливать отдельные функции или схемы, которые не используются, что дополнительно экономит энергию.

Широкое распространение USB можно объяснить тремя ключевыми факторами: его удобной конструкцией, широким распространением USB-оборудования в ПК и других потребительских электронных устройствах и комплексной программной поддержкой со стороны USB-драйверов, интегрированных во все основные операционные системы. USB 3.0 основан на базе USB 2.0, повышая производительность для удовлетворения требований приложений с высокой пропускной способностью, которые ранее были ограничены.

Дальнейшие улучшения производительности включают

:

• Оптимизированная потоковая передача данных для повышения производительности.

• Должны быть реализованы изохронные передачи с состояниями связи с низким энергопотреблением между интервалами обслуживания.

• Сообщать хосту о допустимой задержке для оптимизации интерфейса USB.

Краткий обзор новых функций и преимуществ USB 3.0

USB 3.0 — идеальное решение для широкого спектра приложений, включая твердотельные накопители, потоковое видео и передачу данных, док-станции для ПК, многоканальные аудиоинтерфейсы, веб-камеры высокого разрешения и камеры видеонаблюдения, а также решения для отображения видео, такие как графическая технология DisplayLink USB. Кроме того, он упрощает подключение цифровых видеокамер и фотоаппаратов, внешних носителей информации, таких как проигрыватели Blu-ray и внешние жесткие диски, и многого другого. В связи с растущим использованием домашних медиакомпьютеров и внешних накопителей большой емкости, USB 3.0 предлагает простое и эффективное решение для передачи больших медиафайлов, повышая удобство использования.

Увеличенная пропускная способность USB 3.0 значительно повышает производительность устройств, обеспечивая превосходный пользовательский интерфейс по сравнению с USB 2.0. Хотя USB 2.0 не мог поддерживать видео высокого разрешения из-за ограничения скорости в 480 Мбит/с, пиковая пропускная способность USB 3.0 в 5 Гбит/с позволяет передавать видео высокого разрешения с меньшей задержкой, что приводит к заметному повышению качества видео. Например, одноканальный DVI требует пропускной способности почти 2 Гбит/с, которую USB 2.0 не может обеспечить. Способность USB 3.0 обеспечивать пропускную способность 5 Гбит/с обеспечивает превосходные видеорешения и, как ожидается, будет способствовать расширению использования USB в новых продуктах и ​​приложениях, которые USB 2.0 не мог эффективно поддерживать.