Erfahren Sie schneller, was Wichtig wird

News

Was gibt es Neues bei UNITRONIC? Bleiben Sie auf dem Laufenden!

UNITRONIC - DE> Über uns> Unternehmen> News> USB 3.0 Einführung

USB 3.0 Einführung

31.08.2016 13:55

Fragen und Antworten von Iris Kreuziger, Unitronic und Lee Chee Ee, FTDI

Den Standard gibt es schon eine geraume Zeit. Warum hat USB 3.0 noch nicht auf breiter Front den Weg in ‚embedded‘ System Anwendungen gefunden?

Es gab einige Komponenten in der Systemarchitektur, die nicht mit der allgemeinen Entwicklung Schritt halten konnten und somit nur zu Engpässen geführt hätten. Wenn aber von den höheren  Geschwindigkeiten nicht das System als Ganzes profitiert, gibt es keinen offensichtlichen Grund zu neuen Technologien zu wechseln. Nachdem die Geschwindigkeit anderer Komponenten des Systems (Sensoren, Speicher, etc.) zugenommen hat, wird die Einführung des USB 3.0 mit seinen Vorteilen zwingender. Die mangelnde Unterstützung durch die Betriebssysteme war ebenfalls nicht hilfreich. Obwohl der USB 3.0 im Marktsegment Unterhaltungselektronik über die letzten Jahre mit Anwendungen in Tablet- und Laptop-Computern viel beachtet wurde, fand er im Bereich der ‚embedded‘ Anwendungen wenig Beachtung. Mit der Einführung einer größeren Bandbreite von USB 3.0 unterstützenden Betriebssystemen (besonders von Linux und Windows 10) hat sich dies aber nachhaltig verändert.

Ist USB 3.0 durch die Unterstützung der Betriebssysteme jetzt zum Standard in ‚embedded‘ System Anwendungen geworden?

Ohne Zweifel hat USB 3.0 das Potential zum Standard in ‚embedded‘ Systemen erhoben zu werden. Es ist allerdings verfrüht zu behaupten, dass dieses bereits der Fall ist, da es noch einige Herausforderungen gibt, technisch wie finanziell.

 

Welche Anwendungen sehen Sie als wichtigen Treiber für die USB 3.0 Technologie in den kommenden Jahren?

Der Transfer großer Datenmengen zu externen Speichermedien ist zweifelsfrei eine der wichtigen Anwendungen für die USB 3.0 Technologie. Aber auch die wachsende Nachfrage, hochauflösendes Video auszuwerten, bekommt zunehmend Bedeutung für eine stetig wachsende Zahl von Industriebereichen. Fortschrittliche Machine Vision Systeme gehören unzweifelhaft zu den potentiellen Nutzern, welche von der Verfügbarkeit der USB 3.0 Technologie profitieren werden, genau wie Geräte zur Überwachung, Digital Signage, Medical Imaging, industrielle Datenerfassung und Point of Sales (PoS) Systeme. Es gibt eine Reihe von Anwendungsbeispielen, welche wir bei FTDI Chip aufgrund von Kundeninteresse sehen. Dazu gehören unter anderem:

  • Durchflussüberwachung bei Pipelines – Daten zur Erkennung von Lecks und Verstopfungen
  • Video Aufnahmen in Sicherheitssystemen und Gebäudezugangskontrolle. Die Übertragung hochauflösender Videoinhalte ist für diese Anwendungen heutzutage vorgeschrieben. USB 3.0 unterstützt eine Auflösung von 1920x1080 Pixel bei 120Hz Bildwiederholfrequenz  und bietet damit eine mehr als ausreichende Bandbreite für diese Anwendungen. High Definition Bilddaten können mit Bildfrequenzen dargestellt werden, die eine Wiedergabe ohne zeitliche Verzögerung oder Bildverzerrungen erlauben.
  • Umwelt Messsysteme  zur Überwachung potentiell schädlicher chemischer Verbindungen in der Luft – sicherstellen, dass definierte Höchstwerte nicht überschritten werden
  • Produktionslinien in Fabriken – es ist eine Tatsache, dass Machine Vision sich in den letzten Jahren rasant entwickelt hat. Es besteht eine wachsende Nachfrage nach dem Erfassen immer detailgenauerer Bilder und damit nach dem Einsatz höher auflösender Bildsensoren. Diese sind in der Folge auf Schnittstellen mit hohen Datenraten angewiesen. Durch diese hochentwickelten Systeme können Qualitätssicherungsziele erreicht und der Durchsatz erhöht werden.
  • 3D Imaging – mit Batterien von Kameras, welche gleichzeitig Bilder aus unterschiedlichen Blickwinkeln aufnehmen. Die erworbenen Daten können für realitätsnahe Spiele benutzt  werden, oder alternativ zur Darstellung des Körpers um das Anpassen von Prothesen zu unterstützen.
  • Verkehrsüberwachungssysteme – hochauflösende Imagesensoren ermöglichen immer schärfere Bilder und werden vermehrt in Kameras eingesetzt, die zur Überwachung von Verkehrsknotenpunkten etc. eingesetzt werden. Mit Hilfe dieser Imaging Systeme können Verstöße gegen die Verkehrsregeln erkannt, das Fahrzeug anhand des Nummernschildes identifiziert und der Fahrer/Halter ausfindig gemacht und bestraft werden.

 

Welche Schnittstellen Standards stehen im Wettbewerb mit USB 3.0 bei diesen Anwendungen und welches sind die entscheidenden Vorteile des USB 3.0?

Für viele dieser gerade aufgezeigten Anwendungen sind FireWire, HDMI, Ethernet und CameraLink die größten Wettbewerber. Dabei hat USB 3.0 in Bezug auf die Geschwindigkeit Vorteile gegenüber Ethernet, FireWire und CameraLink und ist vielseitiger als HDMI. Der weitere Vorteil, dass Daten und Spannungsversorgung über dasselbe Kabel fließen, muss ebenfalls in Betracht gezogen werden. Hierdurch wird zum Beispiel die Verwendung von Kamerasystemen einfacher, kostengünstiger und noch platzsparender.

Welche Kurz- und Mittelfristigen Herausforderungen sehen Sie bei der Implementierung der USB 3.0 Technologie?

Wie bereits besprochen, gibt es großartige Möglichkeiten der Verwendung des USB 3.0. Die Halbleiterindustrie muss den Entwicklern IC Lösungen anbieten, die Ihnen einen Teil des Drucks nimmt, unter dem sie heute stehen. Ein Großteil der heute verfügbaren ICs kann dies nicht. Ein wesentlicher Grund hierfür ist, dass die meisten USB 3.0 ICs für ‚embedded‘ Anwendungen auf Micro-Controller Architekturen basieren. Dieses hat eine ganze Reihe von Nachteilen, u. a. höhere Systemkosten und einen höheren Bedarf an Entwicklungsressourcen. Durch den Einsatz eines Micro-Controllers wird es notwendig, aufwendigen Software Code zu schreiben, zu übersetzen und zu debuggen. Dies benötigt Zeit und Fachwissen. Weiterhin erhöhen die eingesetzten Micro-Controller-Kerne, auf denen die ICs basieren, die Kosten, nehmen wertvollen PCB Platz in Anspruch und erhöhen den Stromverbrauch.

 

Was ist dann die Alternative zum Einsatz eines Micro Controllers?

Immer mehr Leute sind der Meinung, dass hartverdrahtete Lösungen einen attraktiveren Weg bieten, den Einsatz von USB 3.0 effizient zu verwirklichen. FTDI Chip trägt diese Sicht der Dinge mit. Der Einsatz einer Micro-Controller basierten Architektur für USB 3.0 ist sicher nicht sehr effizient. Der Aspekt der Programmierbarkeit ist in den meisten Fällen sicher nicht notwendig und fügt deshalb nur Overhead hinzu, erhöht den Stromverbrauch und den Platzbedarf und kostet wichtige Entwicklungskapazität. Ingenieure benötigen die Möglichkeit USB 3.0 Funktionalität zu ihrem System hinzuzufügen, die preiswert ist und sparsam mit der Energie und dem Platz umgeht. Die ICs unserer kürzlich eingeführten FT60X Serie von USB 3.0 Schnittstellen Devices beinhalten einen geschützten, hartverdrahteten  32-bit Verarbeitungskern (mit 100MHz), wodurch das Schreiben und das Debuggen von Software Code überflüssig wird, sowie Entwicklungszeiten und BOM Kosten auf ein verträgliches Maß reduziert werden.

 

Wenn ich Interesse an der FT60X Serie habe und gerne weiterführende Informationen hätte oder eine Bestellung platzieren möchte, an wen in Deutschland darf ich mich wenden?

Die Unitronic GmbH in Düsseldorf und FTDI Chip unterhalten eine über Jahrzehnte gewachsene, partnerschaftliche Geschäftsbeziehung. Als autorisierter Distributor vertreiben wir das gesamte USB Produktangebot, inklusive der führenden USB 3.0 ICs und Module von FTDI Chip. Weitergehende Informationen finden Sie unter www.unitronic.de oder Sie wenden sich einfach an unsere zuständigen Mitarbeiter: iris.kreuziger@unitronic.de

Zurück