16 Gt/sсоответствует скорости примерно 2 Гб/с на одну линию x1.

7. Шина usb. История развития, виды, характеристики. Отличие от ieee 1394 FireWire

Шина USB

Compaq, DEC, IBM, Intel, NEC и др. (1993)

Требования к проекту:

• пользователи не должны устанавливать переключатели и перемычки

• пользователи не должны разбирать системный блок

• должен существовать единый разъем для подключения устройств

• устройства ввода-вывода должны получать питание через кабель

• возможность подключить до 127 устройств

• поддержка устройств реального времени

• возможность установки оборудования без перезагрузки и выключения ПК

• небольшие затраты на производство

Шина USB 1.0

В 1996 году USB 1.0 (Universal Serial Bus) – универсальная последовательная шина.

Промышленный стандарт расширения архитектуры ПК, ориентированный на интеграцию с периферийными устройствами.

2 режима скорости передачи данных:

• Low Speed (1,5 Мбит/с) – клавиатура, джойстик, мышь

• Full Speed (12 бит/с) – модемы, сканеры, принтеры

В 1998 году USB 1.1 – исправления проблем

Шина USB 2.0

В 2000 году USB 2.0

Добавляется еще один режим работы High Speed 480 Мбит/с для высокоскоростных устройств (HDD, цифровые камеры и др.).

Шина USB 3.0

В 2008 году USB 3.0

Пропускная способность USB 3.0 и USB 3.1 Gen1 – 5 Гбит/с.

Новый интерфейс USB 3.0 получил название SuperSpeed USB (Суперскоростной или Сверхскоростной USB).

USB 3.0 сохраняет полную совместимость с уже существующим оборудованием стандарта USB 2.0.

Чтобы гарантировать надежную передачу данных интерфейс USB 3.0 использует кодирование 8/10 бит.

Один байт (8 бит) передается с помощью 10-битного кодирования, что улучшает надежность передачи в ущерб пропускной способности.

• Стандарт эффективно оптимизирует энергопотребление

• Интерфейс USB 2.0 постоянно опрашивает доступность устройств, на что расходуется энергия

• Интерфейс USB 3.0 имеет четыре состояния подключения, (U0-U3).

1. Состояние подключения U0 соответствует активной передаче данных.

2. Если подключение бездействует, то в состоянии U1 будут отключены возможности приема и передачи данных.

3. Состояние U2 отключает внутренние тактовые импульсы.

4. Состояние U3 погружает устройство в «сон».

Стандарт USB 3.0 обратно совместим с USB 2.0.

Контакты USB 2.0 остались на прежнем месте, но в глубине разъема теперь располагаются пять новых контактов.

Шина USB 3.1

В 2015 году USB 3.1 b и новый разъем USB Type C

USB 3.1 SuperSpeed+

Особенность USB 3.1 Gen2 – это увеличенная до 10 Гбит/с теоретическая пропускная способность

Новые контроллеры Thunderbolt обеспечивают 20 Гбит/с, а перспективные 40 Гбит/с

На CES 2015 представители USB-IF собрали стенд с парой SSD в массив RAID 0, подключенный по USB 3.1. Тестовая утилита CrystalDisk Benchmark показала линейную скорость записи 817 МБ/с.

Спецификации USB Power Delivery 2.0 предусматривают повышение допустимой силы тока с 900 мА у портов USB 3.0, до 5000 мА у USB 3.1

Гарантировано хватит для питания емких внешних жестких дисков и других мощных потребителей от одного порта.

Порт USB Type-C позволит со временем обеспечить питание практически всем устройствам мощностью до ста ватт.

Особенностью USB-C стал симметричный дизайн разъема, позволяющий подключать его к порту любой стороной. По габаритам он идентичен MicroUSB (8,3*2,5 мм).

Восемь контактов USB 3.1 могут быть одновременно использованы как для передачи файлов, так и для подключения монитора через DisplayPort.

Остальные обеспечивают питание и подключение устройств со старым интерфейсом uSB 2.0 – таких, как клавиатура и мыши.

Отличие от IEEE 1394 FireWire Последовательные интерфейсы FireWire и USB, имея общие черты, являются существенно различными технологиями. Обе шины обеспечивают простое подключение большого числа ПУ (127 для USB и 63 для FireWire), допуская ком- мутации и включение/выключение устройств при работающей системе. Топология обеих шин достаточно близка. Хабы USB входят в состав ЦУ; для пользователя их присутствие незаметно. Обе шины имеют линии питания устройств, но допустимая мощность для FireWire значительно выше. Обе шины поддерживают систему РпР (автоматическое конфигурирование при включении/выключении) и снимают проблему дефицита адресов, каналов DMA и прерываний. Различаются пропускная способность и управление шиной.

USB ориентирована на ПУ, подключаемые к PC. Ее изохронные передачи позволяют передавать только цифровые аудиосигналы. Все передачи управляются централизованно, и PC является необходимым управляющим узлом, находящимся в корне древовидной структуры шины. Соединение нескольких PC этой шиной не предусматривается.

FireWire ориентирована на интенсивный обмен между любыми подключенными к ней устройствами. Изохронный трафик позволяет передавать "живое" видео. Шина не требует централизованного управления со стороны PC. Возможно использование шины для объединения нескольких PC и ПУ в локальную сеть.

Новые устройства цифрового видео и аудио имеют встроенные адаптеры 1394. Подключение к шине FireWire традиционных аналоговых и цифровых устройств (плееров, камер, мониторов) возможно через адаптеры-преобразователи интерфейсов и сигналов. Стандартные однотипные кабели и разъемы FireWire заменяют множество разнородных соединений устройств бытовой электроники с PC. Разнотипные цифровые сигналы мультиплексируются в одну шину. В отличие от сетей Ethernet, высокоскоростные передачи потоков данных по FireWire в реальном времени не требуют дополнительных протоколов. Кроме того, имеются средства арбитража, гарантирующие доступ к шине за заданное время. Применение мостов в сетях FireWire позволяет изолировать трафик групп узлов друг от друга.