2 Schnittstelle USB 3.0 SuperSpeed
2.3 Die Architektur der Schnittstelle USB 3.0

Ähnlich wie bei der Schnittstelle USB 2.0 sind die grundlegenden Elemente der Architektur Host, Hub und Endgerät. Der Hauptunterschied gegenüber der Version USB 2.0 ist der parallele Anschluss von zwei physikalischen Bussen, konkret des USB 2.0 und des neuen USB SuperSpeed.

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Architektur der Schnittstelle USB 3.0 SuperSpeed

Mit der Wahl dieser Architektur wird die Abwärtskompatibilität gewährleistet, weil Host und Hub den gleichzeitigen Betrieb von beiden physikalischen Bussen mittels kombinierter Kabel und Stecker ermöglichen. Das Endgerät nutzt dann gemäß seinen Möglichkeiten entweder einen Teil des Busses USB 2.0, oder USB Superspeed aus.

Ähnlich wird die physische Topologie des Busses bzw. die Baumstruktur erhalten. Dabei bleibt der Host in der „Wurzel“ dieser Baumstruktur. An den Host kann eine größere Anzahl von Endgeräten oder Hubs angeschlossen werden.

Hubs können dann einen Anschluss für weitere Endgeräte oder Hubs zur Verfügung stellen.

Vergleich von USB SuperSpeed und USB 2.0

Eigenschaft

USB SuperSpeed

USB 2.0

Datenkanäle

zwei Simplexe – gleichzeitiger Datenfluss in beiden Richtungen, zwei Leiter für jede Richtung (insgesamt 4)

Halbduplex – Datenfluss in einer Richtung mit einer verhandelten Richtungsänderung, zwei Leiter

Übertragungsrate

SuperSpeed – 5 Gbit/s

Gemäß Modus 1,5 – 480 Mbit/s

Übertragungsprotokoll

Asynchroner, vom Host gesteuerter Datenfluss, geleitete Pakete

Der Host teilt Datenfluss zu (engl. polling), Pakete werden in allen Richtungen gesendet

Power Management

Auf der Ebene von Verbindung, Gerät und Funktion, einige Zustände

Auf der Ebene von Verbindung und Gerät, nur Zustand Unterbrechung

Versorgung des Busses

Ähnlich wie bei USB 2.0, höhere Grenzen (um 50 % für nicht konfigurierte und um 80 % für konfigurierte Geräte)

Geräte mit einer niedrigen und hohen Leistung, niedrigere Grenzen für nicht konfigurierte Geräte

Jede Verbindung zwischen dem Host und einem Gerät (gegebenenfalls mit Hubs) kann mittels einer sog. Kommunikationsschicht dargestellt werden. Auf dem folgenden Bild sind die einzelnen Schichten der Verbindung (siehe Zeilen), ihre Elemente in den einzelnen Teilen der Topologie (siehe drei linke Spalten) und der Einfluss des Power Managements (siehe rechte Spalte) dargestellt.

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Kommunikationsschichten des Busses SuperSpeed

Die Schnittstelle USB 3.0 ist ein Dualbus (Dual Bus Architecture), der eine parallele Verbindung von USB 2.0 und des neuen Busses USB SuperSpeed bildet. Dank dieser Konzeption wird es möglich sein, Endgeräte USB 2.0 auf Controllern USB 3.0 zu verwenden. Auf einem Endgerät können beide Busse jedoch nicht zugleich genutzt werden.