Přehled SuperSpeed ​​USB 3.0

Univerzální sériová sběrnice (USB) je i nadále dominantním rozhraním mezi PC, mobilními zařízeními, spotřební elektronikou a komunikačními trhy. Po celá léta je USB 2.0 průmyslovým standardem pro připojení k PC a nabízí dostatečnou šířku pásma pro řadu aplikačních zařízení připojených k hostitelskému počítači, buď přímo, nebo přes rozbočovače. Špičková šířka pásma 480 Mb/s u rozhraní USB 2.0 však již nepostačuje ke splnění rostoucích požadavků na video s vysokým rozlišením, terabajtová úložná zařízení, digitální obrázky s vysokým rozlišením a multimediálně bohaté mobilní telefony.

Specifikace USB 3.0 zajišťuje zpětnou kompatibilitu s USB 2.0, což je klíčová funkce pro spotřební elektroniku. Design je navržen tak, aby uživatelům poskytl stejný zážitek jako rozhraní USB 2.0 a zároveň nabídl výrazně rozšířenou šířku pásma. USB 3.0 využívá architekturu duální sběrnice, integrující jak rozhraní USB 2.0, tak nově vyvinutou komponentu SuperSpeed.

Protokol USB 3.0

USB 3.0, také známý jako SuperSpeed, je vrstvený komunikační protokol sestávající z hostitele, zařízení a propojení SuperSpeed. Umožňuje interoperabilitu mezi zařízeními od různých výrobců při zachování zpětné kompatibility se stávající infrastrukturou USB, včetně ovladačů zařízení a softwarových rozhraní. Rozhraní USB 3.0, navržené pro vylepšení architektury PC, zahrnuje přenosné počítače, pracovní stoly, domácí prostředí a komunikaci mezi zařízeními.

Protokol SuperSpeed ​​USB 3.0 zahrnuje několik klíčových aspektů, včetně

• Produkt nabízí zvýšenou šířku pásma až 5 Gb/s.

• Dual-simplex datové přenosy

• Zpětně kompatibilní

• Maximální proudová kapacita sběrnice byla zvýšena.

• Vylepšené řízení napájení sběrnice

• Optimalizované řízení spotřeby

USB 3.0 bylo vyvinuto pro dosažení vyššího výkonu prostřednictvím několika technických vylepšení. Nejpozoruhodnější z nich je přidání nového diferenciálního páru vedle stávající datové sběrnice USB 2.0. Zatímco USB 2.0 používá čtyři vodiče (napájení, zem a pár pro rozdílová data), USB 3.0 zavádí čtyři další vodiče a zemní signál, čímž vytváří další dva páry diferenciálních signálů pro příjem a vysílání. Výsledkem je celkem devět vodičů v kabelech a konektorech.

Další dva páry jsou nezbytné pro splnění požadavků na šířku pásma SuperSpeed ​​USB 3.0. Metoda signalizace přešla z nepřetržitého dotazování na asynchronní, i když zůstává řízena hostitelem. USB 3.0 také nabízí obousměrné datové rozhraní, na rozdíl od polovičního duplexního provedení USB 2.0, které omezuje tok dat pouze jedním směrem. Souhrnně tyto upgrady dosahují desetinásobného zvýšení teoretické šířky pásma, což umožňuje přenos velkých objemů dat v reálném čase.

USB 3.0 přináší několik vylepšení pro lepší energetickou účinnost. Mezi klíčové funkce patří správa napájení na úrovni linky, která umožňuje hostiteli nebo zařízení aktivovat režimy úspory energie během období nečinnosti. Linková vrstva může v nečinnosti vstupovat do progresivně nižších stavů spotřeby, což snižuje spotřebu energie. Nepřetržité dotazování zařízení je eliminováno a přenos paketů všesměrového vysílání přes rozbočovače je odstraněn. Kromě toho mohou zařízení pozastavit jednotlivé funkce nebo nepoužívané obvody, což dále šetří energii.

Široké přijetí USB lze připsat třem klíčovým faktorům: jeho uživatelsky přívětivému designu, rozsáhlé přítomnosti hardwaru USB v počítačích a další spotřební elektronice a komplexní softwarové podpoře ovladačů USB integrovaných do všech hlavních operačních systémů. USB 3.0 staví na základech vytvořených rozhraním USB 2.0 a zvyšuje výkon, aby splnil požadavky aplikací s velkou šířkou pásma, které byly dříve omezeny.

Mezi další vylepšení výkonu patří

• Optimalizované hromadné přenosové streamování pro lepší výkon.

• Mezi servisními intervaly je třeba zavést izochronní přenosy se stavy spojení s nízkým výkonem.

• Komunikujte s hostitelem toleranci latence a optimalizujte rozhraní USB.

Shrnutí nových funkcí a výhod USB 3.0

USB 3.0 je ideálním řešením pro širokou škálu aplikací, včetně velkokapacitních paměťových zařízení, streamování a přenosu videa, dokovací stanice pro PC, vícekanálová audio rozhraní, webové kamery a monitorovací kamery s vysokým rozlišením a řešení pro zobrazování videa, jako je DisplayLink USB grafická technologie. Navíc usnadňuje připojení pro digitální video a fotoaparáty, externí mediální zařízení, jako jsou přehrávače Blu-ray a externí pevné disky a další. Vzhledem k tomu, že používání počítačů s domácími médii a vysokokapacitních externích disků stále roste, poskytuje USB 3.0 jednoduché a efektivní řešení pro přenos velkých mediálních souborů, což zvyšuje uživatelský zážitek.

Větší šířka pásma USB 3.0 výrazně zvyšuje výkon zařízení a nabízí lepší uživatelský zážitek ve srovnání s USB 2.0. Zatímco USB 2.0 nebylo schopno podporovat video ve vysokém rozlišení kvůli svému limitu 480 Mb/s, špičková šířka pásma USB 3.0 5 Gb/s umožňuje přenos videa ve vysokém rozlišení se sníženou latencí, což vede k výraznému zlepšení kvality videa. Například jednolinkové DVI vyžaduje propustnost téměř 2 Gbps, což USB 2.0 nepodporuje. Kapacita USB 3.0 poskytovat 5 Gbps umožňuje špičková video řešení a očekává se, že usnadní rozšíření USB do nových produktů a aplikací, které USB 2.0 nemůže efektivně podporovat.