Что такой pci usb
Фирма «Орико» появилась на слуху пару-троику лет назад, мол это такой крутой бренд, чуть ли не Эппл в периферии, на всяких Муськах и прочих тейкерах её пиарили как только могли, и всё это было «поддержано» не хилым ценником уровня там Belkin или Buffalo. Покупать что-то неизвестное, да и за такую цену не хотелось, так что, так и не купил, но сейчас реалии изменились, цены стали заметно доступней, а на таобао, цена на Orico даже ниже чем Ugreen, и на пару десятков центов дороже полного нонейма, следовательно, можно попробовать его на «вкус», какой он на самом деле, вдумчиво и со всех сторон, а не писать восторженные дифирамбы, в стиле «приветствующих заглянувших на огонёк» и «сегодня мы поговорим» :)
Что такое USB Hub вообще? — это такое устройство, которое позволяет подключить в N раз больше устройств к вашему персональному компьютеру, телефону, андроид приставке. Они бывают с разным количеством портов, с кардридерами, LAN портом и выходном на наушники, есть даже модели со встроенным адаптером для подключения монитора. Но несмотря на разнообразие, все хабы можно поделить на 3 типа: Пассивные, полуактивные, активные. В переводе на человеческий это означает вовсе не то, кто сверху а кто снизу, а всего лишь то, что хабу не требуется внешнее питание (пассивный хаб), внешнее питание можно подключать по необходимости (полуактивный хаб), внешнее питание необходимо для нормальной работы хаба (активный хаб). Может возникнуть вопрос, а зачем хабу может вообще понадобится питание, он же, и так к USB порту подключается, где есть 5 вольт? Ответ на этот вопрос скрывается в нагрузочной способности USB порта, ведь устройствам важно не только напряжение, а и ток, и с током у USB портов всегда было не ахти (кроме новомодного USB-PD, но речь сегодня не об нём). Даже у USB 3.0 максимальный ток на порт составляет 0.9А, что в принципе может быть достаточно для одного устройства, но при подключении хаба, этот ток распределяется между подключенными устройствами, и если в случае с скажем там принтером или веб камерой тока наверняка хватит всем, то в случае с геймерской клавиатуры с RGB подсветкой и внешнего жесткого диска, тока может не хватить. Именно для таких случаев и выпускают полуактивные и активные хабы — они или содержат свой дополнительный источник напряжения (активные хабы), или имеют возможность подключения такого (полуактивные хабы). Вроде всё просто и понятно, но как обычно, дьявол скрывается в мелочах, и на ровном месте появляются такие нехорошие проблемы, как выгорание USB порта, а то и целого чипсета, на устройстве, к которому подключен хаб с внешним питанием. Причина этой проблемы кроется в желании копеечной экономии от производителей хабов — они не ставят в хаб транзистор по питанию, который бы отсекал протекание тока в обратном направлении — из хаба в основное устройство, что и вызывает необратимые повреждения в электронике. Расскажу на личном примере. У меня в рабочем компьютере стоит материнка Asus Rampage IV Gene — серьезная, геймерская материнка, цена на момент приобретения была в районе $300. Так как кейс стоит под столом, а устройства подключаются на столе, пришлось брать USB 3.0 хаб с длинным проводом, от чего и появились проблемы — внешние жесткие диски или не определялись, или работали нестабильно. Купил хаб с внешним питанием, подключил, всё работает, всё отлично, в конце рабочего дня выключаю систему, а она до конца не выключается — индикаторы на материнке горят. Отключаю блок питания кнопкой — индикаторы всё равно горят! Отключаю блок питания хаба — индикаторы погасли. На следующее утро включаю компьютер, вроде всё работает, но ни одно устройство по USB 3.0 не определяется. Подумал на хаб или кабель, втыкаю флешку прямо в порт на материнке — ноль реакции. В девайс менеджере всё чисто, никаких восклицательных знаков и проблем. Отключение от сети, перезагрузка, переустановка драйверов не помогла — порты умерли, и пришлось ставить PCI-E USB 3.0 карту.Забегая вперёд, напишу, что и с обозреваемым хабом у вас точно такие же шансы сжечь USB порты, если подключать к хабу внешнее питание! Чтоб этого не случилось, или надо соблюдать правило — при включении подаем сначала питание на основное устройство, только потом на хаб, а при выключении — наоборот — сначала обесточиваем хаб, и только потом выключаем основное устройство. Я уверен, желающих заниматься такими извращениями будет мало, так что мой совет — или не подключайте к хабу внешний блок питания, или берите другой хаб.
Ну а теперь собственно, сам обзор. Хаб поставляется в простенькой коробочке, с маленьким листком-вкладышем и кусочком двухстороннего скотча, чтоб его куда-небудь прикрепить. За хаб я заплатил 27 юаней на таобао, это около $4, и вполне приятно, а вот на алиэкспресс от стоит $14.74, что делает покупку там малоразумной. Эксплуатировать я его буду вместе с планшетом Surface Pro 5 (i5-7300/4GB/128GB), и хотя у меня уже есть для сабжа компактный хаб (На фото внизу справа), у него при наличии аж 3х слотов для карточек памяти, только 2 USB порта, которых стало не хватать, так что взял обозреваемый Orico.
Пластиковый корпус так себе, есть облой и сам пластик не очень и крепкий, но для хаба это мало критично — он не айфон последней модели, чтоб им хвастаться. Корпус держится на пластиковых защелках, и разобрать его даже с помощью только ногтей можно без проблем. Внутренности собраны довольно пристойно, флюс отмыт хорошо, а в качестве основного чипсета использовано проверенное временем решение GL3520 от Genesys Logic. Никаких дополнительных фильтров и защит на портах нет, что и не удивительно, исходя из цены. На задней части устройства есть порт Micro USB для подключения внешнего источника питания, а вот управляющего транзистора не наблюдается. Хотел выковырять плату, чтоб посмотреть с обратной стороны, но не смог — она вклеена, только зря поцарапал. Но это не проблема, наличие управляющего транзистора можно проверить и по другому, что позже и сделал, и такого транзистора ожидаемо не обнаружилось.
Подключаем. В центре хаба есть неяркий синий светодиод, что есть хорошо — лишняя иллюминация мне не к чему.
В Диспетчере устройств он определяется как Generic Superspeed USB Hub (VID_05E3&PID_0612). Для оценки производительности хаба использовал USB 3.0 флешку Transcend, 64гб SD карточку Lexar 1000X, которая была подключена в обозреваемый хаб через кардридер Transcend RD-F5. Все тесты были проведены в реальных условиях — К хабу кроме указанных устройств были подключены звуковая карта Behringer U-CA202 и Logitech unifying receiver, а во время проведения тестов играла музыка в фоне, и набирался текст в ворде. Различие в скоростях при подключении через хаб и напрямую оказалось в пределах погрешности, звук не заикается, мышь и клавиатура работают нормально. Для проверки нагрузочной способности подключил внешний жесткий диск Seagate Backup Plus 4TB, который хотя и и использует «ноутбучный» жесткий диск, формата 2.5 дюимов, но он толстый — 11мм, так как пластин в нём 4, соответственно, и потребление тока повышенное. Никаких проблем с этим жестким диском не наблюдалось, раскрутился и работал без внешнего диска совершенно без проблем. Для дополнительной проверки также подключил внешний BD-R рекордер Pioneer BDR-XD05B, с работоспособностью которого тоже проблем не заметил — тестовая BD-RE болванка прожглась и прочиталась нормально.
Ну и напоследок — проверяем, а отдаёт ли хаб ток обратно в основное устройство, при подключении внешнего питания? Для проверки собрал такую «схему» — к хабу подключил внешний блок питания, а к входу хаба, выход «белого USB Доктора». Как можете сами убедится — копеечную экономию производитель таки сделал, что для потребителя может вылиться в поврежденный USB порт.
За $4 это вполне нормальный хаб, проблем со стабильностью и нагревом нет, но при подключении внешнего питания, вполне реально сжечь USB порт в вашем компьютере, так что мой совет — не подключайте к нему внешний блок питания. Что касается именно бренда Orico, ничего расчудесного внутри я не увидел, всё на уровне обычного нонейма, и соответственно, платить за него $14, как хотят на алиэкспресс и прочих геар-банггуд-томтоп-бестах — считаю большой глупостью.
Так выпьем же за то, чтоб все неприятности ушли с короной, цены падали, а доходы — росли. Всем здоровья и счастья!
Всех приветствую. Хочу рассказать вам о плате для компьютера с портами USB 3.0.
Так случилось, что при обновлении своего ПК особо денег не было, поэтому я решил купить новый процессор, который решено было вставить в б/у-шную материнку.
В материнке, которую я выбрал не работали передние USB-порты. Она прослужила мне достаточно долго, когда наконец стали сдавать и «раздербанились» и задние).
Справедливо решив, что у китайцев должны быть подобные платы полез искать и нашел.
Как видите, плату я выбрал даже с портами USB 3.0, хотя, честно говоря, они мне без надобности, поскольку флэшки все еще в большинстве используют версии 2.0.
Купил, оплатил, получил через полтора месяца. Плата пришла в хорошей упаковочке, прямо как из оффлайн магазина.
В комплекте шлейф и диск с дровами. Интересно, что при установке платы мой ПК её вообще не увидел. Только после того, как я поставил дрова, плата успешно завелась и определилась.
В итоге цель достигнута — у меня снова есть USB порты без серьезных вложений.
Конечно, со временем все равно вероятнее всего придется пометять материнку, тем не менее пока устраивает и такой вариант, штука полезная и поможет увеличить количество USB портов на задней панели, коих мало никогда не бывает)
В общем, вещь рабочая (хоть скорость потестировать и не могу, но с 2.0 флэхами работает как надо). Благодарю за внимание.
В статье рассмотрены особенности популярных интерфейсов PCIe и USB и приложения, в которых они используются. Проводится сравнение характеристик PCIe и USB и обсуждаются те их свойства, которые необходимо учитывать разработчикам при построении оптимальной системы межсоединений во встраиваемых приложениях. Статья представляет собой перевод [1].
USB и PCI Express — две интерфейсные технологии, которые за последние 20 лет получили широкое распространение в промышленности, компьютерных системах и потребительской электронике. За это время технологии в соответствии с растущими потребностями рынка прошли несколько этапов увеличения скорости передачи данных и улучшения функциональных возможностей, поддерживая в то же время совместимость с предыдущими поколениями аппаратуры и программного обеспечения. Высокая надежность этих интерфейсов привлекает внимание и другие отраслевые сегменты рынка, например, сегмента встраиваемых систем, в которых с успехом используется широкая доступность и низкая стоимость интерфейсов, обусловленная крупносерийным производством.
Какие устройства могут быть установлены
В слот расширения PCI могут быть установлены различные устройства. Среди них можно выделить:
- Графический адаптер.
- Звуковую карту.
- Тюнер.
- Плату расширения.
- Сетевую карту.
Это список можно продолжать до бесконечности. По существу – это полный аналог современной шины ЮСБ, но только с более низкой скоростью передачи данных. Даже драйвер PCI-устройств инсталлируется аналогичным образом. Многие идеи, которые были реализованы в этой устаревшей шине, получили дальнейшее развитие в более современных стандартах. Шина PCI оказала очень большое влияние на дальнейшее развитие компьютерной техники.
Технические характеристики и типы устройств
Для спецификации USB1.1 разработаны два типа таких приборов. Так для USB1.0 компанией Intel разработаны USB-контроллеры типа UHCI и OHCI. Отличие этих устройств заключается только в методе доступа к регистрам. В первом случае регистры конструктивно расположены в пространстве системных портов, отвечающих за ввод-вывод информации, а во втором - находятся в разделе памяти персонального компьютера. USB-контроллер типа OHCI считается более интеллектуальным по сравнению с типом UHCI. Это преимущество заключается в его способности освобождать главный процессор от необходимости выполнять рутинные операции, связанные с передачей данных по шинам USB. Оба контроллера применяют 32-битную адресацию.
Для USB2.0 разработан контроллер универсальной последовательной шины USB типа EHCI. Он способен поддерживать работу на высоких скоростях (480 Мбит/с). В этом контроллере благодаря разделенной транзакции реализована поддержка низкоскоростного интерфейса USB1.1 для поддержки более медленных устройств.
Для USB3.0 разработан скоростной USB-ХОСТ-контроллер типа XHCI, который способен поддерживать обмен информацией на всех трех скоростях.
Характеристики шины
Перед тем как получим ответ на вопрос: «PCI-устройства: что это такое и где они используются?», рассмотрим характеристики данной шины. Свое победоносное шествие этот стандарт начал в 1991 году. Первым процессором, который мог с ним полноценно функционировать, был 80486. Чуть позже появились первые «Пентиумы», еще больше раскрывшие его потенциал. Физически за этой аббревиатурой скрывается группа разъемов, распаянных на материнской плате. За организацию их работы отвечает одна из микросхем, установленных на ней. Характеристики у PCI следующие:
- Разрядность - 32/64 бита.
- Частота работы - 33 или 66 МГц.
- Максимальная пропускная способность - 500 Мбайт/с (для 64 бит версии PCI 2.0).
- Напряжение питания - 3,3 В (для 32 бит) или 5 В (для 64 бит).
Еще один важный нюанс, который предопределил будущее этого стандарта. «Интел» сделала его «открытым». То есть каждый разработчик мог при желании разработать любую плату расширения, которая без проблем работала бы с этим стандартом.
Звуковая плата
Звуковая плата – это тоже одна из разновидностей PCI-устройства. Что это такое? Ответ на этот вопрос достаточно прост. До 1997 года на материнских платах не было интегрированных звуковых адаптеров. Поэтому для организации акустической системы использовались именно такие приспособления. С одной стороны такая плата оснащалась «классическим» разъемом для установки в слот расширения. Интерфейсная ее панель выводилась на тыльную сторону системного блока.
Для фиксации внутри компьютера использовался один болт. Качество звучания их оставляло желать лучшего. Но все равно это был прорыв, который нельзя недооценивать. Именно установка таких устройств позволяла раньше любой компьютер превратить в настоящий мультимедийный центр. Можно было на такой ЭВМ и музыку послушать, и фильм посмотреть, и в игру поиграть.
PCI Express
Интерфейс PCI Express (PCIe) был представлен, когда производительность и возможности параллельной шины PCI достигли максимума при 64-разрядной ширине шины и тактовой частоте 133 МГц. PCIe представляет собой кардинальное расширение шины PCI. Этот интерфейс реализует последовательную технологию межсоединений типа «точка-точка». Интерфейс PCIe прошел несколько этапов увеличения производительности от 2,5 Гбит/с до 8 Гбит/с и совершенствования функциональных возможностей в соответствии с требованиями встраиваемых, графических, коммуникационных приложений и систем хранения данных. Совершенствуя быстродействие и функционал, интерфейс PCIe каждого нового поколения, как и USB, поддерживает совместимость с предыдущими версиями в трех ключевых для встраиваемых систем требованиях: стеке программ, форм-факторе и протоколе. В таблице 2 приведено сравнение версий интерфейса PCIe 2.0 и 3.0. Ожидается, что устройства на базе PCIe 3.0 со скоростью передачи данных 8 Гбит/с будут выпущены в текущем году.
Таблица 2. Сравнение PCIe 2.0 и PCIe 3.0
Скорость передачи сигналов
Скорость передачи данных
Дуплексный, дифференциальная пара
Хост-ориентированное одноранговое соединение
Мощность свыше 100 Вт
Как и USB, интерфейс PCIe предназначен для приложений все возрастающего числа отраслевых сегментов. Этот интерфейс обеспечивает передачу данных в канале с масштабируемой полосой пропускания между центральным процессором и портами ввода/вывода сервера; согласует скорость передачи в интерфейсах SAS/SATA и в оптоволоконном канале (Fibre Channel, FC) для устройств хранения данных; обеспечивает высокоскоростные каналы управления или каналы пакетной обработки в коммуникациях; обслуживает каналы аудио/видеопроцессоров реального времени в потребительской электронике и позволяет реализовать широкополосные последовательные каналы во многих встраиваемых приложениях.
Серверы, смонтированные в стойках, и блейд-серверы. Эти высококачественные приложения можно разделить на два класса — смонтированные в стойках серверы и блейд-серверы.
Графика. Эти приложения являются основной движущей силой технологии PCIe, т.к. соответствующее серийное производство компонентов снижает их стоимость. Стремительный рост продолжается, например, в области видеоигр, поэтому поставщики графических чипов стараются обеспечить передовые характеристики своей продукции за счет внедрения графических процессоров высокого разрешения.
Распределение видеоданных. Главной тенденцией, которая позволяет увеличить производительность и улучшить возможности настольных издательских систем, CAD, CAM, CAID, систем финансового анализа, биржевых продаж, разработки программного обеспечения, моделирования и анимации, является использование нескольких мониторов с помощью интерфейса PCIe.
Системы хранения данных. PCIe обеспечивает межсоединение между интерфейсами систем хранения данных, например FC, SCSI и SATA, и управляющими процессорами.
Промышленные/встраиваемые приложения. Технология PCIe введена многими органами по стандартизации в промышленные и встраиваемые приложения, например телекоммуникации, системы MicroTCA и AMC-системы. PCIe-коммутаторы от компании PLX Technology используются для связи встраиваемых и сетевых процессоров благодаря интегрированным в них интерфейсам PCIe.
Системы безопасности. При использовании большого числа установленных камер высокого разрешения требуется увеличение пропускной способности системы. Например, устройство захвата изображения принимает сигналы от видеокамер, обрабатывает их и передает информацию на главный компьютер для анализа и выполнения соответствующих процедур (см. рис. 3).
Платы цифровых видеомагнитофонов и ТВ-тюнеры. В настоящее время платы цифровых видеомагнитофонов комплектуются обычными PCI-интерфейсами. Однако в связи с заменой слотов PCI на PCIe платы цифровых видеомагнитофонов следующего поколения будут оснащены PCIe-интерфейсом.
Сравнение интерфейсов PCIe и USB
Сравнивая интерфейсы PCIe 2.0 и USB 3.0, можно отметить ряд совпадений и отличий, которые следует учитывать при разработке встраиваемых приложений.
Одноранговое соединение. USB-концентратор поддерживает множество конечных устройств, однако эти устройства не способны обмениваться трафиком друг с другом. PCIe-коммутаторы поддерживают одноранговую связь. Сконфигурированные главным компьютером, конечные устройства могут непосредственно связываться друг с другом. Однако необходимо тщательно подходить к выбору поставщика коммутатора, т.к. некоторые поставщики требуют поддержки однорангового соединения со стороны центрального процессора.
Кабель и разъемы. Кабели и разъемы для USB обеспечивают полную совместимость всех версий. Широкое использование USB-интерфейса в потребительской электронике обеспечило низкую стоимость разъемов и кабелей для всех версий USB. Разработка кабелей и разъемов для PCIe в силу ряда причин была слишком затянута. В результате, создание спецификации на кабель PCIe 1-го поколения заняло слишком много времени и стало весьма сложным, поэтому до настоящего времени стоимость кабеля и разъемов все еще чрезмерно высока. Хотя интерфейс PCIe 2-го поколения появился в начале 2007 г., разработка спецификации на кабель для данной версии еще не завершена. Это было вызвано желанием вендоров быть в стороне от разработки спецификации на PCIe или проектировать разъемы и кабели для своих нужд.
Качество сервиса. USB не обеспечивает какой-либо вид сервиса, и он не требуется в большинстве приложений, которые обслуживает интерфейс. PCIe поддерживает сервис благодаря множеству виртуальных каналов, арбитражу портов и наличию классов трафика. Встраиваемые приложения могут воспользоваться этим сервисом.
Восстановление работоспособности. USB не обеспечивает какой-либо механизм восстановления работоспособности системы после сбоя в канале. PCIe поддерживает положительное подтверждение приема пакетов данных, пересылаемых между устройствами, и ретранслирует их в случае сбоя. PCIe также поддерживает уменьшение ширины портов и/или скорости в канале, если фиксируется слишком много сбоев.
Управление питанием. USB поддерживает некоторые функции управления питанием. PCIe поддерживает все функции управления питанием на уровне устройства, канала и системы.
Расширения протокола. В USB 3.0 была проведена некоторая оптимизация протокола для поддержки маршрутизации пакетов на базе адресов вместо широковещательной рассылки через USB-концентратор. Специальная группа PCI-SIG разработала значительный список расширений протокола для того, чтобы разработчики имели возможность улучшать производительность системы и управлять потребляемой мощностью.
В заключение следует отметить, что как PCIe, так и USB, являются весьма ценными технологиями для разработчиков встраиваемых систем. Интерфейс USB весьма полезен для организации связи с периферией благодаря недорогому кабелю и разъему и повсеместной доступности. К сожалению, этот интерфейс нельзя масштабировать для канала данных со скоростью выше 4,8 Гбит/с. PCIe обеспечивает недорогую альтернативу для межсоединений во многих встраиваемых приложениях. PCIe хорошо масштабируется для поддержки приложений с широкой полосой пропускания и обеспечивает ряд расширений, по сравнению с простыми каналами данных, например Ethernet.
Литература
1. Akber Kazmi. USB and PCI Express: Advanced, Evolving Interconnects for Embedded Systems//RTC Magazine. April 2010.
Универсальные шины USB являются популярным интерфейсом персонального компьютера. Они позволяют производить последовательное подключение различных устройств до 127 единиц. Универсальные USB-шины поддерживают функцию подключения/отключения приборов без выключения питания персонального компьютера. При этом подключаемые устройства могут запитываться непосредственно через интерфейс USB, что освобождает от необходимости использовать дополнительные блоки питания. В этой статье пойдет речь о таком устройстве, как USB-контроллер. Мы рассмотрим его назначение, технические характеристики и типы.
USB 3.0 — сверхскоростной интерфейс USB
USB-технология пережила значительный прогресс с момента появления в 1995 г. в качестве простого интерфейса типа plug-and-play для подключения мыши и клавиатуры. Первая версия интерфейса, известная как USB 1.0, имела скорость передачи данных 1,2— 12 Мбит/с. В начале 2000 г. была представлена версия USB 2.0, которая поддерживает скорость до 480 Мбит/с, что позволило создать множество приложений, требующих высокой передачи данных. В настоящее время интерфейсом USB 2.0 комплектуются видеокамеры, приводы внешнего диска, флэш-устройства, цифровые фотоаппараты, принтеры, сетевые адаптеры и широкий ряд других приложений потребительской электроники. Интерфейс USB – ключевое звено реализации цифровой революции в потребительской электронике.
Использование интерфейса USB 2.0 в таких приложениях, требующих широкой полосы пропускания, как видеоплееры и драйверы высокоскоростных дисков, показало, что в них ввод/вывод данных стал узким местом, поэтому была разработана следующая версия интерфейса — USB 3.0. Эта версия появилась в 2008 г. Она известна также под названием «Сверхскоростной интерфейс USB» (SuperSpeed USB). USB 3.0 обеспечивает десятикратное улучшение быстродействия по сравнению с USB 2.0 и поддерживает скорость 5 Гбит/с. Кроме многократного увеличения скорости, в USB 3.0 реализованы дополнительные возможности, такие как повышенное напряжение питания шины, управление питанием и явная маршрутизация пакетов. В таблице 1 сравниваются ключевые особенности USB 2.0 и USB 3.0.
Таблица 1. Сравнение USB 2.0 и USB 3.0
Скорость передачи данных
12 Мбит/с и 480 Мбит/с
Полудуплексный, дифференциальная пара
Двойной симплексный, две дифференциальные пары
Хост-ориентированная, широковещательная рассылка пакетов
Хост-ориентированная, маршрутизация пакетов
Высокий/низкий уровень напряжения питания
Увеличенное на 50—80% напряжение питания по сравнению с версией 2.0
Разъемы интерфейса USB 3.0 совместимы с предыдущей версией USB 2.0, что обеспечивает простоту их включения и использования. Хотя разъемы совместимы, в действительности они различаются, т.к. интерфейс USB 3.0 требует дополнительных сигналов для поддержки дуплексной высокоскоростной связи и питания. Имеются некоторые ограничения на длину кабеля USB 3.0 по сравнению с предыдущей версией, поскольку скорость передачи сигналов значительно выше.
Хотя производители x86-совместимых процессоров только собираются выпускать устройства с поддержкой USB 3.0, несколько вендоров уже представило такие продукты и реализует их крупными партиями. Высокая скорость, новые функциональные возможности и доступность в кремниевом исполнении обеспечат успешное применение интерфейса USB 3.0 для быстродействующего ввода/вывода данных во встраиваемых системах, приводах жесткого диска, видео высокого разрешения и многоканальных аудиосистемах. Кроме того, в настоящее время получают развитие такие усовершенствованные системы хранения данных как DAS (Direct Attached Storage) и NAS (Network Attached Storage), в которых USB 3.0 позволяет достичь максимальной производительности (см. рис. 1 и 2).
USB 3.0 — сверхскоростной интерфейс USB
USB-технология пережила значительный прогресс с момента появления в 1995 г. в качестве простого интерфейса типа plug-and-play для подключения мыши и клавиатуры. Первая версия интерфейса, известная как USB 1.0, имела скорость передачи данных 1,2— 12 Мбит/с. В начале 2000 г. была представлена версия USB 2.0, которая поддерживает скорость до 480 Мбит/с, что позволило создать множество приложений, требующих высокой передачи данных. В настоящее время интерфейсом USB 2.0 комплектуются видеокамеры, приводы внешнего диска, флэш-устройства, цифровые фотоаппараты, принтеры, сетевые адаптеры и широкий ряд других приложений потребительской электроники. Интерфейс USB – ключевое звено реализации цифровой революции в потребительской электронике.
Использование интерфейса USB 2.0 в таких приложениях, требующих широкой полосы пропускания, как видеоплееры и драйверы высокоскоростных дисков, показало, что в них ввод/вывод данных стал узким местом, поэтому была разработана следующая версия интерфейса — USB 3.0. Эта версия появилась в 2008 г. Она известна также под названием «Сверхскоростной интерфейс USB» (SuperSpeed USB). USB 3.0 обеспечивает десятикратное улучшение быстродействия по сравнению с USB 2.0 и поддерживает скорость 5 Гбит/с. Кроме многократного увеличения скорости, в USB 3.0 реализованы дополнительные возможности, такие как повышенное напряжение питания шины, управление питанием и явная маршрутизация пакетов. В таблице 1 сравниваются ключевые особенности USB 2.0 и USB 3.0.
Таблица 1. Сравнение USB 2.0 и USB 3.0
Скорость передачи данных
12 Мбит/с и 480 Мбит/с
Полудуплексный, дифференциальная пара
Двойной симплексный, две дифференциальные пары
Хост-ориентированная, широковещательная рассылка пакетов
Хост-ориентированная, маршрутизация пакетов
Высокий/низкий уровень напряжения питания
Увеличенное на 50—80% напряжение питания по сравнению с версией 2.0
Разъемы интерфейса USB 3.0 совместимы с предыдущей версией USB 2.0, что обеспечивает простоту их включения и использования. Хотя разъемы совместимы, в действительности они различаются, т.к. интерфейс USB 3.0 требует дополнительных сигналов для поддержки дуплексной высокоскоростной связи и питания. Имеются некоторые ограничения на длину кабеля USB 3.0 по сравнению с предыдущей версией, поскольку скорость передачи сигналов значительно выше.
Хотя производители x86-совместимых процессоров только собираются выпускать устройства с поддержкой USB 3.0, несколько вендоров уже представило такие продукты и реализует их крупными партиями. Высокая скорость, новые функциональные возможности и доступность в кремниевом исполнении обеспечат успешное применение интерфейса USB 3.0 для быстродействующего ввода/вывода данных во встраиваемых системах, приводах жесткого диска, видео высокого разрешения и многоканальных аудиосистемах. Кроме того, в настоящее время получают развитие такие усовершенствованные системы хранения данных как DAS (Direct Attached Storage) и NAS (Network Attached Storage), в которых USB 3.0 позволяет достичь максимальной производительности (см. рис. 1 и 2).
Модем
Важный атрибут старых компьютеров – это модем. С его помощью можно было раньше подключаться к Интернету. Большая часть таких устройств была внутреннего исполнения, то есть устанавливалась в слот PCI. Сейчас их с этого сегмента благополучно вытеснили сетевые карты. Хотя еще остались сферы, где им нет альтернативы. Одна из них – это система «Клиент-Банк», которая часто встречается в бухгалтерии. С ее помощью бухгалтер может контролировать состояние счетов компании и при необходимости делать платежи.
Заключение
Подведя итог, скажем, что если ваш компьютер не имеет USB-портов, то благодаря незначительной модернизации на него можно установить USB-контроллер. Такие устройства выполняются в виде платы расширения PCI-типа либо PC-карт для ноутбуков. Выносные контроллеры выпускаются с поддержкой USB1.0, 2.0 и 3.0. Если вы надумали установить себе такое устройство, лучше выбирать более скоростное, так как их стоимость практически одинаковая. По такому принципу можно заменить уже существующий контроллер на более скоростной. Однако при такой модернизации не следует забывать о том, что для полноценной работы устройства понадобится переустановка драйверов для данного контроллера.
В рамках данной статьи будут рассмотрены наиболее распространенные на сегодняшний день PCI-устройства. Что это такое, и когда без него не обойтись – ключевые вопросы этого материала. Хотя данный стандарт постепенно уходит в прошлое, но все равно он будет актуальным еще достаточно долгое время. Его, по существу, можно считать прародителем самых современных интерфейсов ЮСБ и PCI-Express, которые пришли ему на смену.
Для чего нужен USB-контроллер?
Это устройство обеспечивает коммуникацию всех подключенных к шине периферийных приборов. USB-контроллер - это интеллектуальное устройство, которое способно осуществлять взаимодействие в обход центрального процессора с оперативной памятью персонального компьютера в режиме сквозного доступа к памяти. По типу интеграции такие устройства могут быть задействованы в составе системной логики либо в виде отдельных микросхем (чипов) как на самой материнской плате компьютера, так и на выносных платах (карта расширения). По методу подключения PCI USB-контроллер может быть выполнен для шин PCI и для PCI Express.
Графические адаптеры
Для вывода графического изображения использовалась PCI-видеокарта. В свое время это позволило значительно увеличить производительность компьютерных систем и полностью раскрыть потенциал процессоров 80486 и первых «Пентиумов».
Но время не стоит на месте. То, что тогда стало революционным решением, на сегодняшний день устарело как морально, так и физически. До 1997 года у таких графических ускорителей не было аналогов. Поэтому их можно было встретить на каждом персональном компьютере. И лишь только с появлением слота AGP на материнской плате такие адаптеры уступили новым графическим решениям пальму первенства по производительности.
Сейчас PCI-видеокарта – большая редкость. Ее можно встретить только на очень старых персональных компьютерах. Можно сказать, что это уже анахронизм. Их производительности достаточно только для решения наиболее простых задач – набора текста, работы с текстовым процессором и просмотра картинок. А вот с более сложными приложениями обязательно возникнут проблемы, и в таком случае их лучше не запускать.
Плата расширения
Нередко в диспетчере устройств можно встретить следующее устройство: «PCI контроллер simple communications». За этим словосочетанием скрывается плата расширения. Она позволяет увеличить количество портов для подключения периферийных устройств или жестких дисков. То есть подобное приспособление устанавливается в слот расширения материнской платы, а с внешней стороны оно оснащено разъемами ЮСБ, КОМ или ЛПТ. Лет 5 назад это позволяло существенно увеличить количество подключенных периферийных устройств. Сейчас же количество портов на материнской плате выросло в разы, и потребность в установке подобных контроллеров просто отпала.
Итоги
В данном материале был дан ответ на вопрос: «PCI-устройства - что это такое и где они используются?»
Как видим, это достаточно широкая гамма устройств, которая позволяет превратить ваш компьютер в настоящий центр для развлечений. По крайней мере, это утверждение было справедливо до недавних пор. Сейчас ситуация немного изменилась. Все больше компонентов интегрируются непосредственно в сам процессор или на материнскую плату. Поэтому и потребность в них отпадает. Можно встретить и прочее устройство моста PCI, например, сетевая карточка, которая позволяет объединить компьютеры в локальную вычислительную сеть. Единственное устройство, которое пока не имеет достойной альтернативы, – это тюнер для приема телепередач и прослушивания радио. Но уже и в этом сегменте начали появляться компактные ЮСБ-аналоги. В общем, стандарт PCI постепенно уходит в прошлое, но он все равно будет продолжительное время присутствовать на рынке.
Тюнеры
Еще один важный тип устройств для данной шины – это тюнер. Такой PCI-контроллер позволяет просматривать телевизионные передачи и прослушивать радио. Для обеспечения работоспособности такой платы к ней нужно в обязательном порядке подключить внешнюю антенну. Иначе качество принимаемого сигнала будет далеким от идеала.
Кроме того, в комплекте с тюнером в обязательном порядке шел пуль дистанционного управления. Это позволяло превратить компьютер в настоящий телевизор. Большого распространения подобная практика не получила, но все равно бывали случаи, когда без такого ноу-хау было не обойтись. Например, занятому человеку такое решение позволяло постоянно быть в курсе событий.
Читайте также: