Jste zde

Vyšla specifikace USB 3.0

Jan Půhoný, 19. Listopad 2008 - 22:07

Finální specifikace USB 3.0 (SuperSpeed) byla schválena. Mezi hlavní přednosti nového standardu USB 3.0 patří až 10x větší přenosová rychlost a lepší power management. Podívejme se nyní na tuto novinku podrobněji.

USB logo Nová verze slibuje přenosové rychlosti 5GBit/s (oproti 480Mbit/s u USB 2.0). Jako daň za tuto přenosovou rychlost padl dosavadní nízký počet vodičů sběrnice USB 2.0. USB 3.0 používá 8 vodičů a tedy nutně i jiný typ konektoru. Pokud bude třeba připojit zařízení USB 2.0 ke konektoru USB 3.0 na PC bude vše v pořádku, opačně však všechny nové konektory do staršího USB 2.0 připojit nepůjdou. Zpětná kompatibilita je zajištěna tak, že konektor USB 3.0 "obsahuje" zachovaný starý konektor USB 2.0, do kterého lze zařízení USB 2.0 i připojit. Obráceně to však již nepůjde u všech typů konektorů.

Parametr	USB 3.0	USB 2.0
Přenosová rychlost	5 Gbit/s	480 Mbit/s
Rozhraní	dual-simplex, čtyři datové vodiče oddělené od USB 2.0	half-duplex, dva datové vodiče
Vodiče	4 pro SuperSpeed, 2 pro ostatní (+ 2 napájení, celkem 8)	2 pro low, full-speed i high speed (+ 2 napájení, celkem 4)
Transakční protokol sběrnice	řízený hostitelem (řadičem) asynchronní packetový tok je směrován	řízený hostitelem (řadičem) dotazovací packetový tok se vysílá na všechna zařízení
Power management	víceúrovňový (idle, sleep, suspend) PM pro připojení, zařízení i funkce	na úrovni odpojení a připojení portu PM pro zařízení
Napájení	jako USB 2.0 s možností 50% zvýšení pro nekonfigurovaná zařízení a 80% pro konfigurovaná	podpora low/high power (100 resp. 500 mA) zařízení
Detekce připojení	hardwarová detekce s přechodem do provozního stavu pro datovou komunikaci	hardwarové detekce připojení portu, softwarový ovladač přepne zařízení do stavu zapnuto (může začít datový přenos)
Typy dat. přenosu	jako USB 2.0 se SuperSpeed omezením (viz dále)	čtyři typy: control, bulk, interrupt a isochronous

Srovnání některých paramerů USB 3.0 se starší USB 2.0

Mechanická specifikace a fyzické rozhranní

Nová verze sběrnice používá 8 vodičů. Oproti USB 2.0 přibyli dva diferenciální páry - SSTX (+/-) - twistovaný pár pro Super Speed (USB 3.0) ve směru vysílání a SSRX (+/-) - twistovaný pár pro Super Speed (USB 3.0) ve směru příjmu. Dva vodiče D(+/-) slouží pro zpětnou kompatibilitu s USB 2.0 (standardní USB 2.0 sběrnice). Zbylé dva vodiče jsou napájecí.

Vodiče v kabelu USB 3.0

Řez kabelem pro USB 3.0

Konektory USB 3.0 na straně PC jsou navrženy tak, aby do nich bylo možné připojit i starší USB 2.0 typy. Do PC s USB 2.0 však některé konektory USB 2.0 připojit nepůjde jednoduše kvůli jejich mechanickým rozměrům. Následující obrázky by měly situaci objasnit, další typy naleznete v dokumentaci pod článkem.

Konektor typu A pro USB 3.0

Konektor typu B pro USB 3.0 (female)

Konektor typu B pro USB 3.0 (male) - zde je patrný "nástavec" s rozšířením USB 3.0 oproti USB 2.0

Konektor typu micro USB 3.0

Napájení

Pro zařízení pracující se standardem USB 2.0 se oproti dřívějšku nic nemění. K dispozici je zde 5V a 100mA, případně 500mA v low / high power módu.U zařízení pracující v módu SuperSpeed je zde podporováno několik profilů řízení spotřeby( viz následující tabulka ).

Power management USB 3.0

Architektura

USB 3.0 je fyzická SuperSpeed sběrnice s paralelně připojenou USB 2.0 ("dual bus architecture"). Díky této konfiguraci bude možné používat zařízení USB 2.0 na řadičích USB 3.0 . Na jednom zařízení však není možné používat obě sběrnice (3.0 a 2.0) najednou.

Achitektura sběrnice USB 3.0

Vrstvy

Fyzická (Physical Layer)

Fyzická vrstva definuje provedení přijímače a vysílače na sběrnici a elektrické úrovně signálů. Blokové schéma přijímače a vysílače je uvedeno na následujících obrázcích. Následující schéma naznačuje, jak probíhá komunikace v jednotlivých vrstvách, mezi řadičem, hubem a zařízením. Je zde také vidět zasahují jednotlivé kroky power managementu, zájemce o další informace nalezne podrobný popis v dokumentu pod článkem.

Fyzická vrstva SuperSpeed USB 3.0

Blokové schéma vysílače na sběrnici

Blokové schéma přijímače na sběrnici

Signály na sběrnici

Linková (Link Layer)

Tato vrstva se stará o řízení toku dat mezi zařízeními.

Řazení bytů

Protokolová (Protocol Layer)

V této vrstvě se vytváží z dat pakety následující struktury.

Ukázka struktury paketu

Závěr

I když již nyní někteří výrobci nový formát testují, v reálném prodeji se má objevit až v roce 2010. Důvodem je prý především softwarová podpora. Intel a další se snaží především prosadit USB 3.0 v nových operačních systémech od Microsoftu, který zatím s USB 3.0 ve Windows 7 nepočítá.

Prvními produkty s novým rozhraním se pak mají stát paměťová zařízení.