Обзор SuperSpeed ​​USB 3.0

Универсальная последовательная шина (USB) продолжает оставаться доминирующим интерфейсом на рынках ПК, мобильных устройств, потребительской электроники и коммуникаций. В течение многих лет USB 2.0 был отраслевым стандартом для подключения ПК, предлагая достаточную пропускную способность для ряда прикладных устройств, подключенных к хост-компьютеру, как напрямую, так и через концентраторы. Однако пиковая пропускная способность USB 2.0 в 480 Мбит/с больше недостаточна для удовлетворения растущих потребностей видео высокой четкости, терабайтных устройств хранения данных, цифровых изображений высокого разрешения и мобильных телефонов с богатым набором мультимедийных функций.

Спецификация USB 3.0 обеспечивает обратную совместимость с USB 2.0, что является важнейшей функцией для потребительской электроники. Конструкция призвана предоставить пользователям тот же опыт, что и интерфейс USB 2.0, предлагая при этом значительно улучшенную пропускную способность. USB 3.0 использует архитектуру с двойной шиной, объединяющую как интерфейс USB 2.0, так и недавно разработанный компонент SuperSpeed.

USB 3.0 протокол

USB 3.0, также известный как SuperSpeed, представляет собой многоуровневый протокол связи, состоящий из хоста, устройства и соединения SuperSpeed. Он обеспечивает взаимодействие между устройствами от разных поставщиков, 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 коммуникации между устройствами.

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 достижения улучшенной производительности посредством нескольких 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, земля и пара для дифференциальных данных), USB 3.0 вводит четыре дополнительных провода и сигнал земли, создавая еще две пары дифференциальных сигналов для приема и передачи. Это приводит к общему количеству проводов в кабелях и разъемах девять.

Дополнительные две пары необходимы для соответствия требованиям пропускной способности SuperSpeed ​​USB 3.0. Метод сигнализации перешел от непрерывного опроса к асинхронному, хотя он остается направленным на хост. USB 3.0 также предлагает двунаправленный интерфейс данных, в отличие от полудуплексной конструкции USB 2.0, которая ограничивает поток данных одним направлением за раз. В совокупности эти обновления достигают десятикратного увеличения теоретической пропускной способности, что позволяет передавать большие объемы данных в реальном времени.

USB 3.0 представляет несколько усовершенствований для повышения энергоэффективности. Ключевые особенности включают управление питанием на уровне канала, что позволяет хосту или устройству инициировать состояния энергосбережения во время периодов простоя. Уровень канала может входить в состояния постепенного снижения энергопотребления во время простоя, что снижает потребление энергии. Непрерывный опрос устройств устраняется, а также удаляется передача широковещательных пакетов через концентраторы. Кроме того, устройства могут приостанавливать отдельные функции или схемы, которые не используются, что еще больше экономит энергию.

Широкое распространение USB можно объяснить тремя ключевыми факторами: его удобным дизайном, широким распространением USB-оборудования в ПК и другой бытовой электронике и комплексной программной поддержкой драйверов USB, интегрированных во все основные операционные системы. USB 3.0 строится на основе, заложенной 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.

• Необходимо реализовать изохронные передачи с состояниями связи с низким энергопотреблением между интервалами обслуживания.

• Сообщать хосту о допустимой задержке для оптимизации интерфейса USB.

Краткое описание новых функций и преимуществ USB 3.0

USB 3.0 — идеальное решение для широкого спектра приложений, включая твердотельные накопители, потоковое видео и передачу, док-станции для ПК, многоканальные аудиоинтерфейсы, веб-камеры и камеры видеонаблюдения высокого разрешения, а также решения для отображения видео, такие как графическая технология DisplayLink USB. Кроме того, он облегчает подключение цифровых видеокамер и фотокамер, внешних медиаустройств, таких как проигрыватели Blu-ray и внешние жесткие диски и многое другое. Поскольку использование домашних медиа-ПК и внешних дисков большой емкости продолжает расти, USB 3.0 обеспечивает простое и эффективное решение для передачи больших медиа-файлов, улучшая потребительский опыт.

Увеличенная пропускная способность USB 3.0 значительно повышает производительность устройства, предлагая превосходный пользовательский опыт по сравнению с USB 2.0. В то время как USB 2.0 не мог поддерживать видео высокого разрешения из-за своего ограничения в 480 Мбит/с, пиковая пропускная способность USB 3.0 в 5 Гбит/с позволяет передавать видео высокого разрешения с уменьшенной задержкой, что приводит к заметному улучшению качества видео. Например, одноканальный DVI требует пропускной способности почти 2 Гбит/с, которую USB 2.0 не может поддерживать. Способность USB 3.0 обеспечивать пропускную способность 5 Гбит/с обеспечивает превосходные видеорешения и, как ожидается, будет способствовать расширению USB в новые продукты и приложения, которые USB 2.0 не мог эффективно поддерживать.