Тема6_1

Пропускная способность
шины (Mbit/s)
Название
eSATA
Скорость передачи
(MB/s)
Макс. длина кабеля (m)
2 with eSATA HBA (1 с пассивным
адаптером)
Передаёт
энергию
Нет
3 000
300
SATA
revision 3.0
6 000
600
SATA
revision 2.0
3 000
300
SATA
revision 1.0
1 500
150
PATA 133
1 064
133.5
SAS 600
6 000
600
SAS 300
3 000
300
SAS 150
1 500
150
IEEE 1394
3200
3 144
393
100 (или более со специальным
кабелем)
IEEE
1394 800
786
98.25
100
IEEE
1394 400
393
49.13
4.5
USB 3.0
5 000
400
3
4.5 W, 5 V
USB 2.0
480
60
5
2.5 W, 5 V
USB 1.0
12
1.5
3
Да
SCSI Ultra640
5 120
640
SCSI Ultra320
12
Нет
2 560
320
Thunderbolt
10 000
1 250
eSATA
Устройств на канал
5 V/12 V[10]
1 (15 with port multiplier)
1
Нет
1 на канал
0.46 (18 дюймов)
Нет
2
10
Нет
1 (>65k с применением
экспандеров)
3 (по меди)
15 W, 12–
25 V
10 W
63 (with hub)
127 (with hub)
15 (plus the HBA)
7
 ATA (англ. Advanced Technology Attachment) —
параллельный интерфейс подключения накопителей (жёстких
дисков и оптических дисководов) к компьютеру. В 1990-е годы был
стандартом на платформе IBM PC; в настоящее время вытесняется
своим последователем — SATA и с его появлением получил
название PATA (Parallel ATA).
 Долгое время шлейф ATA содержал 40 проводников, но с
введением режима Ultra DMA/66 (UDMA4) появилась его 80проводная версия. Все дополнительные проводники — это
проводники заземления, чередующиеся с информационными
проводниками.
 Стандарт ATA устанавливаливает максимальную длину кабеля
равной 46 см.
Другие
названия
Стандарт
Максимально
поддерживаемый
объём диска
Добавлены режимы
передачи (МБ/с)
ATA-1
ATA, IDE
PIO 0,1,2 (3.3, 5.2, 8.3)
Single-word DMA 0,1,2
(2.1, 4.2, 8.3)
Multi-word DMA 0
(4.2)
ATA-2
EIDE, Fast ATA,
Fast IDE,
Ultra ATA
PIO 3,4: (11.1, 16.6)
Multi-word DMA 1,2
(13.3, 16,6)
ATA-3
EIDE
137 ГБ
Другие свойства
28-bit LBA
ANSI Reference
X3.2211994[1] (obsolet
e since 1999)
X3.2791996[2] (obsole
te since 2001)
S.M.A.R.T., Security
X3.2981997[3] (obsole
te since 2002)
ATA/ATAPI
-4
ATAPI-4, ATA-4,
Ultra
ATA/33
Ultra DMA 0,1,2 (16.7, 25.0,
33.3)
aka Ultra-DMA/33
Интерфейс ATAPI
(поддержка
сменных
носителей), host
protected area,
поддержкатвердоте
льных накопителей
ATA/ATAPI
-5
ATA-5, Ultra
ATA/66
Ultra DMA 3,4 (44.4, 66.7)
aka Ultra DMA 66
80-wire cables
NCITS 340—2000[4]
ATA/ATAPI
-6
ATA-6, Ultra
ATA/100
UDMA 5 (100)
aka Ultra DMA 100
48-bit LBA
Automatic Acoustic
Management
NCITS 347—2001
ATA-7, Ultra
ATA/133
UDMA 6 (133)
aka Ultra DMA 133
SATA/150
SATA 1.0, Streaming feature
set, long
logical/physical
sector feature set for
non-packet devices
NCITS 361—2002
ATA/ATAPI
-7
144 ПБ
NCITS 317—1998
 SATA (англ. Serial ATA) —
последовательный интерфейс обмена данными с
накопителями информации.
 SATA является развитием параллельного
интерфейса ATA (IDE), который после появления
SATA был переименован в PATA (Parallel ATA).
7-контактные разъёмы SATA (слева) и eSATA
(справа).
15-контактный
кабель питания
Serial ATA.
SATA Revision 1.0 (до 1,5 Гбит/с)
 Спецификация SATA Revision 1.0 была представлена 7
января 2003 года. Первоначально стандарт SATA
предусматривал работу шины на частоте 1,5 ГГц,
обеспечивающей пропускную способность
приблизительно в 1,2 Гбит/с (150 МБайт/с).
 (20%-я потеря производительности объясняется
использованием системы кодирования 8b/10b, при
которой на каждые 8 бит полезной информации
приходится 2 служебных бита).
 Главным преимуществом SATA перед PATA является
использование последовательной шины вместо
параллельной.
SATA Revision 2.0 (до 3 Гбит/с)
 Стандарт SATA/300 работает на частоте 3 ГГц,
обеспечивает пропускную способность до 3 Гбит/с (300
МБайт/с для данных с учётом 8b/10b кодирования).
 Теоретически устройства SATA/150 и SATA/300 должны
быть совместимы (как контроллер SATA/300 с
устройством SATA/150, так и контроллер SATA/150 с
устройством SATA/300) за счёт поддержки
согласования скоростей.
SATA Revision 3.0 (до 6 Гбит/с)
 Спецификация SATA Revision 3.0 представлена в июле
2008 и предусматривает пропускную способность до 6
Гбит/с (600 МБайт/с для данных с
учётом 8b/10b кодирования).
 более высокая скорость,
 можно отметить улучшенное управление питанием.
SATA Revision 3.1
 mSATA, SATA для SSD накопителей в мобильных
устройствах, PCI Express Mini Card-подобный разъем,
который электрически несовместим
 Zero-power оптического привода. В режиме ожидания
оптический привод SATA не потребляет энергию
 Queued TRIM Command улучшает производительность
SSD накопителей
 Required Link Power Management снижает общее
энергопотребление системы из нескольких устройств
SATA
 Hardware Control Features позволяет хостидентификацию возможностей устройства.




eSATA (External SATA) — интерфейс подключения
внешних устройств, поддерживающий режим «горячей
замены». Был создан несколько позже SATA (в середине
2004).
Основные особенности eSATA
Разъёмы конструктивно рассчитаны на большее число
подключений чем SATA,
физически несовместимы с обычными SATA,
добавлено экранирование разъема.
Требует для подключения два провода: шину данных и
кабель питания.
 В новых спецификациях планируется отказаться от
отдельного кабеля питания для выносных eSATAустройств.
 Длина кабеля увеличена до 2 м (по сравнению с 1
метровым у SATA), для компенсации потерь изменены
уровни сигналов (повышен уровень передачи и
уменьшен уровень порога приемника).
 Средняя практическая скорость передачи данных
выше, чем у USB 2.0 или IEEE 1394.
 Сигнально SATA и eSATA совместимы, но используют
разные уровни сигнала.
SCSI (англ. Small Computer System Interface), —набор
стандартов для физического подключения и передачи
данных между компьютерами и периферийными
устройствами.
 SCSI стандарты определяют команды, протоколы и
электрические и оптические интерфейсы.
 Разработан для объединения на одной шине различных по
своему назначению устройств, таких как жёсткие диски,
накопители на магнитооптических дисках,
приводы CD, DVD, стримеры, сканеры,принтеры и т. д.
 SCSI широко применяется на серверах,
высокопроизводительных рабочих станциях;
 RAID-массивы на серверах часто строятся на жёстких
дисках со SCSI-интерфейсом (однако, в серверах нижнего
ценового диапазона всё чаще применяются RAID-массивы
на основе SATA).
 В настоящее время устройства на шине SAS постепенно
вытесняют устаревшую шину SCSI.
Параллельный интерфейс SCSI
 Параллельный интерфейс SCSI является исторически первым и
самым известным. Существует три стандарта электрической
организации параллельного интерфейса SCSI:
 SE (англ. single-ended) — асимметричный SCSI, для передачи
каждого сигнала используется отдельный проводник.
 LVD (англ. low-voltage-differential) — интерфейс
дифференциальной шины низкого напряжения, сигналы
положительной и отрицательной полярности идут по разным
физическим проводам — витой паре. На один сигнал
приходится по одной витой паре проводников. Используемое
напряжение при передаче сигналов ±1,8 В.
 HVD (англ. high-voltage-differential) — интерфейс
дифференциальной шины высокого напряжения, отличается от
LVD повышенным напряжением и специальными
приемопередатчиками.
Наименовани
е
Разрядность
шины
Частот
а
шины
Пропускная
способность
Максимальная
длина кабеля
Максимальное
количество
устройств
SCSI
8 бит
5 МГц
5 МБайт/сек
6 м (25 м с HVD)
8
Fast SCSI
8 бит
10 МГц
10 МБайт/сек
3 м (25 м с HVD)
8
Wide SCSI
16 бит
10 МГц
20 МБайт/сек
3 м (25 м с HVD)
16
Ultra SCSI
8 бит
20 МГц
20 МБайт/сек
1,5—3 м (25 м с
HVD)
4—8
Ultra Wide
SCSI
16 бит
20 МГц
40 МБайт/сек
1,5—3 м (25 м с
HVD)
4—16
Ultra2 SCSI
8 бит
40 МГц
40 МБайт/сек
12 м (25 м с HVD)
8
Ultra2 Wide
SCSI
16 бит
40 МГц
80 МБайт/сек
12 м (25 м с HVD)
16
Ultra3 SCSI
16 бит
40 МГц
DDR
160 МБайт/сек
12 м
16
Ultra-320 SCSI
16 бит
80 МГц
DDR
320 МБайт/сек
12 м
16
16 бит
160
МГц
DDR
640 МБайт/сек
10 м
16
Ultra-640 SCSI
Serial Attached SCSI (SAS) — компьютерный интерфейс,
разработанный для обмена данными с такими
устройствами, как жёсткие диски и ленточные
накопители.
 SAS использует последовательный интерфейс для
работы с непосредственно подключаемыми
накопителями (англ. Direct Attached Storage (DAS)
devices).
 SAS разработан для замены параллельного
интерфейса SCSI и позволяет достичь более высокой
пропускной способности, чем SCSI;
 SAS обратно совместим с интерфейсом SATA:
устройства 3Гбит/с и 6Гбит/с SATA могут быть
подключены к контроллеру SAS, но устройства SAS
нельзя подключить к контроллеру SATA.
 SAS поддерживает передачу информации со скоростью
до 12 Гбит/с;
 Благодаря уменьшенному разъему SAS обеспечивает
полное двухпортовое подключение как для 3,5дюймовых, так и для 2,5-дюймовых дисковых
накопителей.
Изображение
Кодовое
название
Также
известен
как
Внешн./внут
р.
SFF 8482
SAS разъём
Внутренний
SFF 8484
SAS 4x 32pin
Внутренний
К-во
линий
32 (19)
К-во
устр-в
Комментарий
1
Форм-фактор, совместимый с SATA-устройствами:
позволяет SATA-устройствам соединяться с SASконтроллером или планкой SAS-разъёмов, что устраняет
необходимость в дополнительном SATA контроллере для
подключения SATA-устройств типа DVD-рекордеров.
Однако жёсткие диски с интерфейсом SAS не могут
подключаться к шине SATA, потому что их физический
разъём имеет «ключ», не позволяющий подключение к шине
SATA. Изображённый на рисунке разъём является разъёмом
«дисковой» стороны интерфейса.
4 (2)
Разъём с высокой плотностью контактов; в стандарте SFF
определены разъёмы для подключения 2 или 4 устройств.
Определяет SGPIO (расширение стандарта SFF 8484) —
последовательное соединение, обычно используемое для
подключения светодиодных индикаторов.
SFF 8485
SFF 8470
Разъём
типаInfiniba
nd
Внешний
SFF 8087
Внутренни
й миниSAS
Внутренний
SFF 8088
Внешний
мини-SAS
Внешний
32
32
4
Внешний разъём с высокой плотностью контактов (также
может использоваться в качестве внутреннего разъёма).
4
Внутренний разъём типа Molex iPASS уменьшенной ширины
с подключением до 4-х устройств.
4
Внешний разъём типа Molex iPASS уменьшенной ширины с
подключением до 4-х устройств.
IEEE 1394 (FireWire, i-Link) — последовательная
высокоскоростная шина, предназначенная для обмена
цифровой информацией между компьютером и
другими электронными устройствами.
 Различные компании продвигают стандарт под своими
торговыми марками:
Apple — FireWire
Creative — SB1394
Yamaha — mLAN
TI — Lynx
Sony — i.LINK





Преимущества IEEE 1394
Горячее подключение — возможность
переконфигурировать шину без выключения
компьютера
Различная скорость передачи данных — 100, 200 и 400
Мбит/с в стандарте IEEE 1394/1394a, дополнительно 800
и 1600 Мбит/с в стандарте IEEE 1394b и 3200 Мбит/с в
спецификации S3200.
Гибкая топология — равноправие устройств,
допускающее различные конфигурации (возможность
«общения» устройств без компьютера)
Высокая скорость — возможность обработки
мультимедиа-сигнала в реальном времени
Поддержка атомарных операций — сравнение/обмен,
атомарное увеличение (операции семейства LOCK —
compare/swap, fetch/add и т. д.).
 Открытая архитектура — отсутствие необходимости





использования специального программного
обеспечения
Наличие питания прямо на шине. До полутора ампер и
напряжение от 8 до 40 вольт.
Подключение до 63 устройств.
Шина IEEE 1394 может использоваться для:
Создания компьютерной сети.
Подключения аудио и видео мультимедийных
устройств.
Подключения принтеров и сканеров, жёстких дисков,
массивов RAID.





IEEE 1394
В конце 1995 года IEEE принял стандарт под порядковым
номером 1394. В цифровых камерах Sony интерфейс IEEE
1394 появился раньше принятия стандарта и под названием
iLink.
Интерфейс первоначально позиционировался для
передачи видеопотоков, но пришёлся по нраву и
производителям внешних накопителей, обеспечивая
высокую пропускную способность для современных
высокоскоростных дисков.
Сегодня многие системные платы, а также почти все
современные модели ноутбуков поддерживают этот
интерфейс.
Скорость передачи данных — 98,304, 196,608 и 393,216
Мбит/с, которые округляют до 100, 200 и 400 Мбит/с.
Длина кабеля до 4,5 м.
IEEE 1394a
 В 2000 году был утверждён стандарт IEEE 1394а. Был
проведён ряд усовершенствований, что повысило
совместимость устройств.
 Было введено время ожидания 1/3 секунды на сброс
шины, пока не закончится переходный процесс
установки надёжного подсоединения или
отсоединения устройства.
IEEE 1394b
 В 2002 году появляется стандарт IEEE 1394b с новыми
скоростями: S800 — 800 Мбит/с и S1600 — 1600
Мбит/с. Соответствующие устройства обозначаются
FireWire 800 или FireWire 1600, в зависимости от
максимальной скорости.
 Изменились используемые кабели и разъёмы.
 Для достижения максимальных скоростей на
максимальных расстояниях предусмотрено
использование оптики, пластмассовой — для длины до
50 метров, и стеклянной — для длины до 100 метров
 Несмотря на изменение разъёмов, стандарты остались
совместимы, что позволяет использовать переходники.
 12 декабря 2007 года была представлена спецификация
S3200 с максимальной скоростью — 3,2 Гбит/с. Для
обозначения данного режима используется также
название «beta mode» (схема
кодирования 8B10B (англ.)). Максимальная длина
кабеля может достигать 100 метров.
IEEE 1394.1
 IEEE 1394.1, 2004 год. Принят для возможности
построения крупномасштабных сетей и резко
увеличивает количество подключаемых устройств до
64 449.
IEEE 1394c
 Появившийся в 2006 году стандарт 1394c позволяет
использовать кабель Cat 5e от Ethernet. Возможно
использовать параллельно с Gigabit Ethernet, то есть
использовать две логические и друг от друга не
зависящие сети на одном кабеле. Максимальная
заявленная длина — 100 м, Максимальная скорость
соответствует S800 — 800 Мбит/с.
Четыре (до IEEE 1394c — три) вида разъёмов для FireWire:
 4pin (IEEE 1394a без питания) используется в ноутбуках и
видеокамерах. Витая пара (два контакта) для передачи
сигнала (информации) и вторая витая пара (др. два
контакта) - для приема.
 6pin (IEEE 1394a). Дополнительно два провода для
питания.
 9pin (IEEE 1394b). Дополнительно два контакта для
экранов витых пар (приёма и передачи информации). И
еще один контакт - резерв.
 RJ-45 (IEEE 1394c).
Топология шины
 Топология IEEE-1394 позволяет как древовидную, так и
цепочечную архитектуру, а также комбинацию из того
и другого.
 Стандарт предусматривает архитектурное разделение
шины на 2 основных блока - кабельная часть и
контроллер (контроллеры).
 Так как контроллеров может быть несколько, эту часть
также называют объединительной (backplane дословно задний план, кросс-плата и т.п.).
 Адрес узла на "дереве" 16-ти разрядный, что позволяет
адресовать до 64К узлов.
 К каждому узлу может быть подключено до 16-ти




конечных устройств.
На объединительной панели (backplane) может быть
подключено до 63 узлов к одному мосту (bridge) шины.
Так как под идентификатор номера шины (моста)
отведено 10 разрядов, то общее количество узлов и
составляет 64K.
Каждый узел обычно предусматривает подключение 3х устройств, хотя собственно стандарт разрешает
подключение до 27 устройств.
Устройства могут быть подключены через стандартные
кабели длиной до 4.2 метра.
Пример топологии IEEE1394
Благодаря применению
размножителей,
репитеров и т.п.
устройств топология
IEEE-1394 может быть
достаточно сложной,
хотя в 90% случаев ее
применения наверняка
столь сложная топология
не потребуется.
Совместимость
 Для удобства программирования и совместимости
устройств на IEEE-1394 был разработан стандарт,
названный Open Host Controller Interface (OHCI).
 Он предъявляет определенные требования к регистрам
контроллера IEEE-1394 и их отображению в памяти.
 OHCI совместимый контроллер должен удовлетворять
требованиям по управлению энергопотреблением в
соответствии со спецификацией ACPI.
Кабели и разъемы
 Стандартный кабель для IEEE-1394 состоит из 2 витых
пар передачи сигналов шины, двух проводов питания и
все это заключено в экранированную оболочку.
 Провода питания рассчитаны на ток до полутора ампер
и напряжение от 8 до 40 вольт.
Кабели и розетки для подключения периферийных
устройств существуют в нескольких вариантах, в
зависимости от требуемых параметров:
 Кабель на 6/6 проводов, поддержка скорости передачи
до 400 Mbits/s. Напряжение питания до 40 V при токе
до 1.5 А. Длина от 0.7 м до 4.5 м.
 Кабель на 6/4 проводов, поддержка скорости передачи
до 100 Mbits/s. Напряжение питания до 5 V при токе до
0.5 А. Длина от 1 м до 4.5 м.
 Кабели и розетки для подключения периферийных
устройств существуют в нескольких вариантах, в
зависимости от требуемых параметров:
 Кабель на 6/6 проводов, поддержка скорости передачи
до 400 Mbits/s. Напряжение питания до 40 V при токе
до 1.5 А. Длина от 0.7 м до 4.5 м.
 Кабель на 6/4 проводов, поддержка скорости передачи
до 100 Mbits/s. Напряжение питания до 5 V при токе до
0.5 А. Длина от 1 м до 4.5 м.
 Кабель на 4 провода, поддержка
скорости передачи до 100 Mbits/s.
Напряжение питания до 5 V при
токе до 0.5 А. Длина от 1 м до 4.5
м.
 Розетка на 4 провода, поддержка
скорости передачи до 400
Mbits/s. Напряжение питания до
5 V при токе до 0.5 А.
 Розетка на 6 проводов,
поддержка скорости
передачи до 400 Mbits/s.
Напряжение питания до 40
V при токе до 1.5 А.
 Розетка на 6 проводов,
поддержка скорости
передачи до 400 Mbits/s.
Напряжение питания до 40
V при токе до 1.5 А.
USB (англ. Universal Serial Bus — «универсальная
последовательная шина») —
последовательный интерфейс передачи данных для
среднескоростных и низкоскоростных периферийных
устройств в вычислительной технике.
 Разработка спецификаций на шину USB производится
в рамках международной некоммерческой
организации USB Implementers Forum (USB-IF),
объединяющей разработчиков и производителей
оборудования с шиной USB.
 Для подключения периферийных устройств к шине
USB используется четырёхпроводный кабель,
 Два провода (витая пара) в дифференциальном
включении используются для приёма и передачи
данных, а
 Два провода — для питания периферийного
устройства.
 Благодаря встроенным линиям питания USB позволяет
подключать периферийные устройства без
собственного источника питания (максимальная сила
тока, потребляемого устройством по линиям питания
шины USB, не должна превышать 500 мА, у USB 3.0 —
900 мА).






USB 1.0
Спецификация выпущена 15 января 1996 года.
Технические характеристики:
два режима работы:
 режим с низкой пропускной способностью (LowSpeed) — 1,5 Мбит/с
 режим с высокой пропускной способностью (FullSpeed) — 12 Мбит/с
максимальная длина кабеля (без экрана) для
режима Low-Speed — 3 м
максимальная длина кабеля (в экране) для режима FullSpeed — 5 м
максимальное количество подключённых устройств
(включая размножители) — 127
 возможно подключение "разноскоростных"
периферийных устройств к одному контроллеру USB
 напряжение питания для периферийных устройств — 5
В
 максимальный ток, потребляемый периферийным
устройством — 500 мА
USB 1.1
 Спецификация выпущена в сентябре 1998 года.
Исправлены проблемы и ошибки, обнаруженные в
версии 1.0. Первая версия, получившая массовое
распространение.
USB 2.0
 Спецификация выпущена в апреле 2000 года.
 USB 2.0 отличается от USB 1.1 введением режима High-
speed (пометка на логотипе — "HI-SPEED").
 Для устройств USB 2.0 регламентировано три режима
работы:
 Low-speed, 10—1500 Кбит/c
 Full-speed, 0,5—12 Мбит/с
 High-speed, 25—480 Мбит/с
USB OTG
 USB OTG (аббр. от On-The-Go) —расширение
спецификации USB 2.0, предназначенное для
соединения периферийных USB-устройств друг с
другом без необходимости подключения к ПК.
 При подключении через USB OTG ранг устройства
(ведущий или ведомый) определяется наличием
перемычки к ID штекеру в проводе.
Wireless USB
 Wireless USB — технология USB (официальная
спецификация доступна с мая 2005 года), позволяющая
организовать беспроводную связь с высокой скоростью
передачи информации (до 480 Мбит/с на расстоянии 3
метра и до 110 Мбит/с на расстоянии 10 метров).
USB 3.0
 В спецификации USB 3.0 разъёмы и кабели обновлённого
стандарта физически и функционально совместимы с USB
2.0,
 Кабель USB 2.0 содержит в себе четыре линии — пару для
приёма/передачи данных, плюс и ноль питания. В
дополнение к ним USB 3.0 добавляет ещё четыре линии
связи (две витые пары),
 Hовые контакты в разъёмах USB 3.0 расположены отдельно
от старых в другом контактном ряду.
 Спецификация USB 3.0 повышает максимальную
скорость передачи информации до 5 Гбит/с.
 Версия 3.0 отличается увеличенной силой тока по
питающим линиям до 900 мА.
 Хост-контроллер USB-3(xHCI) обеспечивает
аппаратную поддержку потоков для команд, статусов,
входящих и исходящих данных, что дает более полное
использование пропускной способности USB-шины.
Потоки были добавлены к протоколу USB 3.0
SuperSpeed для поддержки UASP.
Кабели и разъёмы USB 1.x и 2.0
 Спецификация 1.0 регламентировала два типа
разъёмов:
 A — на стороне контроллера или концентратора USB
 B — на стороне периферийного устройства.
 Впоследствии были разработаны миниатюрные
разъёмы для применения USB в переносных и
мобильных устройствах, получившие название MiniUSB.
 Новая версия миниатюрных разъёмов,
называемых Micro-USB, была представлена USB
Implementers Forum 4 января 2007 года.
Обычный
4×12 мм
Mini
3×7 мм
Micro
2×7 мм
Тип A
Mini USB Тип A (слева)
Mini USB Тип B (справа)
7×8 мм
3×7 мм
Тип B
Micro USB Тип B (слева)
Mini USB Тип B (справа)
2×7 мм
Номер контакта
4
3
2
1
Обозначение
GND
D+
D-
VBUS
Цвет провода
Чёрный
Зелёный
Белый
Красный
Размещение проводников
Сигналы USB (версии ≤2.x) передаются по двум проводам экранированного
четырёхпроводного кабеля.
Здесь GND — цепь «корпуса» для питания периферийных устройств, а VBus —
+5 вольт, также для цепей питания. Данные передаются дифференциально по
проводам D- и D+ (diff0 и diff1 соответственно, в терминологии официальной
документации). Состояния «0» и «1» определяются по разности потенциалов
между линиями более 0,2 В и при условии, что на одной из линий (D− в
случае diff0 и D+ при diff1) потенциал относительно GND выше
2,8 В. Дифференциальный способ передачи является основным, но не
единственным (например, при инициализации устройство сообщает хосту о
режиме, поддерживаемом устройством (англ. Full-Speed или англ. Low-Speed),
подтягиванием одной из линий данных к V_BUS через резистор 1,5 кОм (D− для
режима Low-Speed и D+ для режимов Full-Speed и High-Speed).
Тип A
Обычный
Тип B
Mini
Коннектор USB 3.0 тип
А
Micro
Обычный
Коннектор USB 3.0
тип B
Изображения разъёмов USB 3.0
Mini
Micro
]
 Thunderbolt (от англ. thunderbolt — удар молнии,
ранее известный как Light Peak) — аппаратный
интерфейс для подключения периферийных устройств
к компьютеру. Он использует тот же разъём, что и Mini
DisplayPort (MDP). Он был выпущен в финальной
версии 24 февраля 2011 года.[2]
 Thunderbolt объединяет протоколы PCI Express (PCIe) и
DisplayPort (DP) в один последовательный сигнал и
предоставляет постоянное напряжение по тому же
кабелю. К одному разъему могут подключаться до семи
устройств, связанных в цепочку или с помощью хабов.
Спецификации
 Длина - 3 м максимум (медные кабели)
 Ширина - 7.4 мм вилка (8.3 мм розетка)
 Высота - 4.5 мм вилка (5.4 мм розетка)
 Подключение на ходу - да
 Внешнее исполнение - да
 Макс. Напряжение - 18 В
 Макс. ток питающих линий - 550 мА
 АудиосигналПо протоколу DisplayPort или при помощи внешних
звуковых карт с протоколом USB. Поддержка аудио через адаптеры
- HDMI.
 Полоса пропускания - 10 Гб/с PCIe и 10 Гб/с DisplayPort
 Протокол - 4х PCI Express 2.0, DisplayPort v1.1a
 Выводы – 20
 Соединитель - Mini DisplayPort
 Digital Visual Interface, сокр. DVI (англ. цифровой
видеоинтерфейс) — стандарт на интерфейс и
соответствующий разъём, предназначенный для
передачи видеоизображения на цифровые устройства
отображения, такие
как жидкокристаллические мониторы и проекторы.
 Разработан консорциумом Digital Display Working Group.
Технические особенности
 Формат данных, используемый в DVI, основан на
PanelLink — формате последовательной передачи данных,
разработанном фирмой Silicon Image.
 Использует технологию высокоскоростной передачи
цифровых потоковTMDS (Transition Minimized Differential
Signaling, дифференциальная передача сигналов с
минимизацией перепадов уровней) — три канала,
передающие потоки видео и дополнительных данных, с
пропускной способностью до 3,4 Гбит/с на канал.
 Максимальная длина кабеля не указана в спецификации
DVI, потому что она зависит от количества передаваемой
информации.
 Single link (одинарный режим) DVI использует четыре
витых пары проводов (красный, зелёный, синий,
и clock), обеспечивающих возможность передавать 24
бита на пиксель. С ним может быть достигнуто
максимальное возможное разрешение 1920x1200 (60 Гц)
или 1920x1080 (75 Гц).
 Dual link (двойной режим) DVI удваивает пропускную
способность и позволяет получать разрешения экрана
2560x1600 и 2048x1536.
Виды DVI
 DVI-A — только аналоговая
передача.
 DVI-I — аналоговая и
цифровая передача.
 DVI-D — только цифровая
передача.
Разновидности разъёмов DVI





Спецификация. Цифровая передача
Минимальная тактовая частота: 21,96 МГц
Максимальная тактовая частота в одинарном режиме:
165 МГц
Максимальная тактовая частота в двойном режиме:
Ограничивается только кабелем
Передаётся пикселей за такт: 1 (одинарный режим) или
2 (двойной)
Битов в пикселе: 24 (одинарный режим) или 25-48
(двойной, если передается 1 пиксель за такт)
Примеры режимов single link:
 HDTV (1920×1080), частота до 60 Гц с 5 % LCD
blanking (131 МГц)
 WUXGA (1920×1200), частота до 60 Гц (154 МГц)
 UXGA (1600×1200), частота до 60 Гц with GTF blanking
(161 МГц)
 SXGA (1280×1024), частота до 85 Гц with GTF blanking
(159 МГц)
Примеры режимов dual link:
 QXGA (2048×1536), частота до 75 Гц with GTF blanking
(2×170 МГц)
 HDTV (1920×1080), частота до 85 Гц with GTF blanking
(2×126 МГц)
 WQXGA (2560×1600), частота до 60 Гц
 WUXGA (1920×1200), частота до 120 Гц (2x154 МГц)
 «5 % LCD blanking» означает, что 5 % пропускной
способности идет на интервалы гашения после каждой
строки и каждого кадра. GTF (англ. Generalized Timing
Formula) — стандарт VESA.
 DisplayPort — стандарт сигнального интерфейса для
цифровых дисплеев. Принят VESA (Video Electronics
Standard Association) в мае 2006, версия 1.1 принята 2
апреля 2007, а версия 1.2 принята 7 января 2010.
 DisplayPort предполагается к использованию в качестве
наиболее современного интерфейса соединения аудио и
видеоаппаратуры, в первую очередь для соединения
компьютера с дисплеем, или компьютера и
систем домашнего кинотеатра.
Технические характеристики
 DisplayPort поддерживает HDCP версии 1.3 и имеет
пропускную способность вдвое большую, чем Dual-Link
DVI, низкое напряжение питания и низкие
посторонние наводки. Размеры разъёма Mini
DisplayPort в 10 раз меньше, чем у стандартного разъёма
DVI.
 Технология, реализованная в DisplayPort, позволяет
передавать одновременно как графические, так и аудио
сигналы. Основное отличие от HDMI — более
широкий канал для передачи данных (10,8 Гбит/с
вместо 10,2 Гбит/с).
 Максимальная длина кабеля DisplayPort составляет 15
метров.
 Реализована технология защиты
данных DPCP (англ. DisplayPort Content Protection),
основанная на 128-битном AES шифровании.
 DisplayPort 1.2 имеет максимальную скорость передачи
данных 21,6 Гбит/с на расстоянии до 3 метров.
 DP поддерживает несколько независимых потоков, пропускная
способность вспомогательного канала в стандарте увеличена с
1 до 720 Мбит/с.
 Максимально поддерживаемое разрешение 3840 х 2400 точек.
 Поддержка частоты обновления 120 Гц (DisplayPort 1.2) при
разрешениях до 2560 х 1600 точек.
Вилка DisplayPort
Розетка DisplayPort
High-Definition Multimedia Interface (HDMI) —
интерфейс для мультимедиа высокой чёткости, позволяющий
передавать цифровые видеоданные высокого разрешения и
многоканальные цифровые аудиосигналы с защитой от
копирования (англ. High
Bandwidth Digital Copy Protection, HDCP).
 Разъём HDMI обеспечивает цифровое DVI - соединение
нескольких устройств с помощью соответствующих кабелей.
 Основное различие между HDMI и DVI состоит в том, что разъём
HDMI меньше по размеру, а также поддерживает передачу
многоканальных цифровых аудиосигналов.
Версия
Дата
выпуска
1.0
Декабрь
2002
1.1
Май
2004
Описание
•
Максимальная пропускная способность интерфейса по одному проводу
4,9 Гбит/с. Поддержка видео до 165 МПикс/сек (1080p @ 60 Гц
или UXGA) и 8-канального звука (192 кГц/24 бит).
•
Добавлена поддержка защиты звука, требуемая для проигрывания DVDAudio.
•
Добавлена поддержка передачи однобитового аудиосигнала, такого,
как Super Audio CD DSD.
Разработан HDMI-разъём типа A с полной поддержкой всех форматов
для PC-источников и дисплеев.
Добавлена возможность для PC-источников использовать родное
цветовое пространство RGB при сохранении поддержки YCbCr CE.
Установлено требование для дисплеев с HDMI 1.2 и более поздних
версий поддерживать будущие низковольтные (то есть, связанные по
переменному току) источники, например, основанные на базе
технологии ввода/вывода PCI Express.
•
1.2
Август
2005
•
•
1.2a
Декабрь
2005
•
Добавлена полная поддержка всех особенностей и наборов команд
протокола дистанционного управления CEC (Consumer Electronic
Control).
•
•
1.3
22 июня
2006
•
•
•
•
•
•
•
1.4
22 мая 2009
•
•
•
Поднята частота синхронизации с 165 до 340 МГц, что позволяет
увеличить пропускную способность интерфейса по одному проводу с
4,95 Гбит/с до 10,2 Гбит/с.
Добавлена поддержка «глубокого цвета» (deep color, 30-, 36-, 48-битный
цвет, 10, 12 или 16 бит на каждый компонент RGB) в высоких
разрешениях, вместо поддержки только 24-битного цвета у предыдущей
версии.
Поддержка стандарта цветопередачи xvYCC.
Реализована автоматическая синхронизация видео- и аудио-сигнала.
Добавлена поддержка новых форматов сжатия без потерь
многоканального звука Dolby TrueHD и DTS-HD Master Audio.
Разработан новый разъём mini-HDMI (Type C) для портативных
устройств — таких, как камеры.
1.3b Управление бытовой электроникой.
Добавлена поддержка разрешения 4K х 2К (3840×2160 при 24/25/30 Гц и
4096×2160 при 24 Гц).
Реализована возможность создания Fast Ethernet-соединения (100
Мбит/с) (HDMI Ethernet Channel, HEC).
Реализована технология реверсивного звукового канала (ARC).
Разработан новый интерфейсный разъём для миниатюрных устройств —
micro-HDMI (Type D).
Поддержка 3D-изображения.
•
1.4a
4 марта
2010
Улучшена поддержка 3D-изображения: Новые обязательные
режимы Side-by-Side и Top-and-Bottom для вещательного
контента, в дополнение к режимам, имеющимся в спецификации
1.4. С учётом этих двух обязательных форматов, спецификация
HDMI версии 1.4a обеспечивает уровень совместимости
устройств, предназначенных для доставки 3D-контента через
соединение HDMI.
Обязательные 3D форматы:
• для фильмов на Blu-ray дисках — удвоенного разрешения (Frame
Packing) 1080p @ 24 Гц;
• для игр — удвоенного разрешения (Frame Packing) 720p @ 50 или
59.94/60 Гц;
• для телевидения — режим Side-by-Side 1080i @ 50/60 Гц или
режим Top-and-Bottom 720p @ 50/60 Гц или 1080p @ 24 Гц.
Применение 3D-форматов:
• дисплеи — должны поддерживать все обязательные форматы;
• коммутаторы, хабы и другие коммутирующие устройства должны
быть в состоянии пропускать все обязательные форматы;
• источники (Blu-ray плееры, игровые приставки, ТВ-тюнеры) —
должны поддерживать, по крайней мере, один обязательный
формат.
1.4b
2.0
11
октября
2011
Добавляет поддержку видео 1080p при частоте кадров120 Гц.
Первая
половин
а 2013
Ожидается, что в HDMI 2.0 будет увеличена максимальная
дифференциальная передача сигналов с минимизацией перепадов
уровней (TMDS) на пропускную способность канала от 3,4 Гбит/с до 6
Гбит/с, который позволит увеличить общую пропускную TMDS до 18
Гбит/с. Это позволит HDMI 2.0 поддерживать разрешение 4K со
скоростью 60 кадров в секунду (FPS). Другие особенности, которые,
как ожидается, для HDMI 2.0 будут включать поддержку 4:2:0
(цветовая субдискретизация), поддержку 25 кадров в секунду 3D
форматов, улучшение 3D-возможностей, поддержка более чем 8
каналов аудио, поддержка HE-AAC и DRA аудио стандартов и другие
дополнительные функции.