28.2. Скорость интерфейса usb 3.0

Интерфейс USB 3.0 сохранил совместимость с прежними вариантами реализации интерфейса. Принцип кодирования и модуляции был позаимствован у современных последовательных интерфейсов PCI Express и Serial ATA, хотя протокол обмена данными совершенно другой. Архитектурно интерфейс USB 3.0 представляет собой все тот же хост-центрический интерфейс с физической топологией «многоуровневая звезда», но с логической топологией «шина» (все устройства равноудалены от центра и нумеруются последовательно). Для оптимизации прохождения трафика (обменов) введена маршрутизация, которую осуществляют концентраторы (хабы), включая корневой концентратор, объединенный с контроллером.

Пропускная способность интерфейса USB 3.0 первой версии составляет 5 Гбит/с (как и у интерфейса PCI Express 2.0), или около 500М байт/с (из-за применения кодирования 8бит/10бит каждый байт представлен 10 разрядами). Однако это еще не предел, и разработчики заявляют о возможности безболезненного увеличения скорости в несколько раз. При этом больше не потребуется пересматривать основы интерфейса, как это было сделано с интерфейсом USB 3.0.

Для реализации требуемой пропускной способности не удалось использовать прежний электрический интерфейс, и интерфейс USB 3.0 фактически представляет собой два различных интерфейса. Разъемы и кабели содержат электрические линии как интерфейса USB 2.0, так и интерфейса USB 3.0. Соответственно, новый интерфейс (режим работы) получил название SuperSpeed, или сокращенно SS. При подключении устройств на стадии согласования скоростей выбирается один из двух интерфейсов. При этом в режиме SuperSpeed из прежнего интерфейса USB 2.0 используется только питание.

Для обеспечения нормальной работы схемы «двойного» интерфейса пришлось придумать особые разъемы, которые, с одной стороны, были бы полностью совместимы с портами интерфейса USB 2.0, а с другой — обеспечивали возможность использования нового интерфейса.

Кабель интерфейса USB 3.0 содержит как неэкранированные линии старого интерфейса, так и экранированные — нового. В первой версии интерфейса USB 3.0 линии, как и в предыдущих версиях интерфейса, электрические, однако стандарт допускает в перспективе их замену на оптические, с добавлением нового вида разъемов.

28.3. Порты интерфейса usb 3.0

В интерфейсе USB предусмотрено два вида портов — тип A и тип B. Это не прихоть разработчиков, а особенность реализации хост-центрического интерфейса, в котором имеется четкая иерархия: хост (компьютер) полностью управляет всеми устройствами, подключенными к нему. Поскольку одно и то же физическое устройство может выполнять функции и хоста, и периферийного устройства, порты пришлось сделать разными во избежание путаницы.

Порт типа А (нисходящий) принадлежит хосту, к нему подключаются периферийные устройства. В стандарте интерфейса USB 3.0 дополнительные контакты нового интерфейса реализованы за счет варьирования глубины их расположения в разъеме.

Внешне разъем выглядит почти так же (производители могут маркировать их цветом, обычно синим), но в его глубине можно обнаружить новые контактные площадки (рис. 28.1). Порт типа A допускает установку как старого кабеля, так и нового, с линиями SuperSpeed.

Рис. 28.1

Порт типа B (восходящий) располагается на периферийном устройстве, для которого по каким-либо соображениям желательно использовать отсоединяемый, а не фиксированный кабель (рис. 28.2 и 28.3).

Рис. 28.2.

Рис. 28.3.

В данном случае дополнительные контакты расположены рядом с основными контактами, с изменением формы розетки и вилки. Тем не менее, совместимость со старыми разъемами и кабелями сохранилась.

Кроме того, в стандарте интерфейса USB 3.0 появилась возможность подачи дополнительного питания на устройство (до 5 Вт), с одновременным увеличением мощности, подаваемой по основным линиям питания (до 4,5 Вт). Для этих целей разработан особый вид разъема — Powered Type A/Type B (рис. 28.4).

Рис. 28.4

Для компактных и портативных устройств создан разъем Micro USB 3.0 (рис. 28.5 и 28.6), который представляет собой фактически два разъема рядом (из-за высокой плотности основной разъем не удалось дооснастить новыми контактами). Также сохранилась функция USB OTG, благодаря которой через один разъем можно подключать устройство и как хост, и как периферию.

Рис. 28.5.

Рис. 28.6.