¿Cambiara el Rendimiento de los Sistemas de Imágenes y de Vídeo el Nuevo Protocolo USB 3.0 HUB?

A partir de sus humildes comienzos, el estándar de conectividad USB 3.0 ha avanzado mucho desde que salió a la luz a mediados de 1990. Ahora se ha ido mucho más allá de su papel original de proporcionar una conectividad simple para los periféricos baja tasa de transmisión, tales como ratones y teclados.

 

La llegada del estándar SuperSpeed USB 3.0 ha hecho una contribución sustancial para soportar velocidades de datos mucho más altas y el enfoque ahora está presentando una amplia muestra representativa de sectores industriales atendidas con la oportunidad de poner en práctica los sistemas de imágenes de vídeo de mayor rendimiento. Sin embargo, estos sistemas siguen siendo muy rentable de implementar y no requieren la asignación de recursos de ingeniería pesada.

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Con una velocidad de datos de casi un orden de magnitud más rápido que la generación anterior, USB 3.0 ofrece compatibilidad completa, junto con el mismo ‘plug and play’ facilidad de uso que originalmente ayudó a esta norma para ganar tal atractivo universal. De hecho, se estima que hay más puertos USB actualmente en funcionamiento todo el mundo que hay personas.

USB 3.0 no sólo admite la transferencia de ultra rápida de datos – a tasas de hasta 5Gbit / s – sino que también lo hace a distancias de hasta 10 metros. Este es un beneficio importante como otras tecnologías de interfaz a menudo pueden ser muy limitados en estas aplicaciones, luchando para hacer frente cuando hay más los unos metros de cableado involucrados.

Mientras tanto, la calidad de imagen de alta definición ya se está convirtiendo en la norma para productos multimedia ubicados en el hogar moderno. Ahora hay también una gran cantidad de aplicaciones que se encuentran fuera de los confines de este dominio, en el que aumentó la resolución, mejor contraste, mayor profundidad de color y mayores velocidades de fotogramas son vistos como siendo cada vez más deseable.

Entre ellas se encuentran los sistemas de inspección de línea de seguridad, imágenes médicas y de fábrica. Aunque una mayor prevalencia de la tecnología de imagen mejorada en el futuro cercano parece una certeza, este será, por supuesto depende de la introducción de la tecnología avanzada de semiconductores en posesión de mucho mayores capacidades de transferencia de datos.

Por otra parte, este enfoque de la implementación de imágenes de vídeo permite el aspecto entrega de potencia de la tecnología USB que se pone en juego. Debido a que USB 3.0 puede entregar hasta 900mA, muchas aplicaciones sólo requerirán un cable para ser ejecutado entre la cámara y el sistema de adquisición de datos, en lugar de uno para los datos de vídeo y otro por el poder.

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El Conector y el Protocolo USB 3.0 PCI Admite Velocidades de Transferencia de Datos Mucho Más Rápidas que su Predecesor

 

Claramente, este último punto es probable que resulte ventajoso en aplicaciones de vídeo remotas – como para la vigilancia y monitoreo de equipos industriales – donde la instalación de cables múltiples será un inconveniente notable y la rampa encima de los costos asociados con la implementación del sistema. Figura 1 compara USB 3.0 con interfaces USB 2.0 y Camera Link, mostrando sus credenciales como la tecnología de interfaz en la que podría basarse potencialmente proliferación generalizada de aplicación de vídeo de alta definición.

Un conjunto sencillo arriba, que se ejecuta en el sistema operativo Windows 8, donde una cámara de microscopio de alta resolución (2560 x 1440 píxeles) está en el proceso de transmisión de datos de imagen a una pantalla HD a través de USB 3.0. La transferencia de datos se lleva a cabo a una velocidad de 2.08Gbit / s, lo que permite una alta velocidad de cuadro resolución de 38frame / s se puede mantener sin ningún tipo de retraso o distorsión de la imagen de ser testigo. De esta manera, no hay degradación de la experiencia de visualización.

Así como la entrega velocidades de datos mucho más altos que un sistema basado en USB 2.0 podría reunir, tal sistema también puede beneficiarse de los niveles de potencia más altos que el estándar USB 3.0 puede mantener (900mA mientras que todavía transferir datos a la velocidad completa, en oposición a 480mA para USB 2.0).

La funcionalidad de transferencia de datos USB 3.0 del sistema que se detalla  proporciona por el recién introducido FT601 SuperSpeed interfaz del chip FTDI USB-to-FIFO puente IC. Las funciones de control de cámara y de captura de datos del sistema son ambos manejados por el FPGA de acompañamiento – en este caso particular, un Xilinx Spartan 6 se ha utilizado. El FPGA tiene toda la responsabilidad de funciones de temporización del sistema de formación de imágenes – por ejemplo, el cuidado de establecer la velocidad de fotogramas.

A partir de ahí, los datos adquiridos se pasa al bus de datos en paralelo de 32 bits incorporado en el FT601 (este dispositivo de puente también cuenta con una memoria RAM de memoria intermedia de datos FIFO de 32 bits que se puede hacer uso de cuando sea necesario. Los datos se transfieren posteriormente a la PC a través de un USB interfaz de 3,0 antes de ser mostrado en la pantalla QHD.

Un canal físico individual y cuatro canales lógicos multiplexados se han integrado en el FT601. Con el fin de asegurar la aplicación simplificada, las diversas sub-unidades internas de este IC son controlados por su procesador de cableado. Esto se basa en el núcleo de 32 bits propietario desarrollado por FTDI Chip, que funciona a una frecuencia de 100 MHz. El recurso de memoria multifacético a disposición de núcleo del procesador del FT601 incluye un 64 kBytes de memoria de programa sombra de chips, así como 8kbyte de RAM de datos en el chip.

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El Estándar USB 3.0 speed Dirigirá la Manera de los Sistemas de Imágenes y de Vídeo de Mayor Rendimiento

 

A través del elemento de microprocesadores embebidos, los ingenieros disponen de una gran flexibilidad en la forma en que se pueden configurar esta interfaz USB 3.0 IC de modo que se reunirá con sus criterios exactos de aplicación.

Nada menos que 10 puntos finales USB separados se pueden configurar, que también ofrece más que amplio alcance con la que crear dispositivos compuestos cuando se considera necesario. El FT601 también viene con soporte para controlador D2XX, lo que le permite ser utilizado con los sistemas operativos Windows, Linux y Mac.

Ofreciendo menores costos de implementación que otras soluciones de interfaz de datos y no depender de las tecnologías de nicho que están menos comúnmente entendidos por la comunidad de ingeniería de diseño en general, la llegada de USB 3.0 podría abrir un nuevo sinfín de posibilidades para los ingenieros de diseño. Esto permitirá la captación de vídeo de alta definición en un cada vez más diversa gama de aplicaciones finales que antes era imaginable – con la transferencia de datos soportada permitiendo velocidades de cuadro respetables para lograr sin grandes inversiones en hardware que necesita ser ordenado.

USB 3.1 sigue en desarrollo

Aunque USB 3.0 admite velocidades de transferencia de datos mucho más rápido que su predecesor, la comunidad USB está tratando de proporcionar velocidades de datos aún más rápidas a través de USB 3.1. Mientras que la especificación fue lanzado el 31 de julio de 2013, los productos con USB 3.1 Interfaces aún tienen que llegar al mercado.

Según USB.org, USB 3.1 añadirá un modo de 10 Gbit / s que utiliza la codificación de datos más eficiente y que debe entregar más de dos veces el caudal de datos efectivo de USB 3.0 existente sobre mejoradas … conectores y cables USB.

«La especificación USB 3.1 extiende principalmente existente USB 3.0 protocolo y funcionamiento centro para el cambio de velocidad junto con la definición de la siguiente velocidad más alta de la capa física como 10 Gbit / s», dijo Brad Saunders, USB 3.0 Promoter Presidente del Grupo. «El equipo de especificación trabajó duro para asegurarse de que los cambios hechos para soportar velocidades más altas eran limitadas y se mantuvo constante con 3,0 arquitectura USB existente para facilitar el desarrollo de productos.»

 

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