Ingrid Einsiedler, kontron
עם השקת קבוצות השבבים הכוללים תמיכה ב-USB 3.0, תקן ממשקים USB אחרון זה הופך עתה לזמין במידה רחבה ברמת-הכרטיס ועל פלטפורמות של מערכות. כמה זמן ייאלצו משתמשים-סופיים בתעשייה להמתין בטרם יוכלו ליהנות מטכנולוגיה זו במוצרי OEM, כדוגמת מערכות ראייה? ואיך נראה מצב העלויות?
USB 3.0 מגיח עתה כתקן ממשקים החדש עבור ציוד היקפי מהיר. צורך זה ברור בתחום הציוד המסוגל ליצור ערך מוסף מהעלאת הביצועים הזו של 5Gbit/s נומינלי לעומת הביצועים המרביים של ה- (600Mbit/s נומינלי). עם עד 2400Mbit/s של קצב נתונים שימושי הישג זה מספק תפוקה מהירה פי 7.5 מאשר עם (320 Mbit/s).
יישומי ה-USB3.0
יישומים הנהנים מעלייה זו בביצועים הם, לדוגמה, מדפסות וסורקים מהירים ובעלי רזולוציה גבוהה, או אחסון מסיבי. דוגמאות נוספות הן מצלמות בעלות מראה אחורי בעלות רזולוציה גבוהה עבור ראייה כוללת במשאיות, התקני בדיקה ומדידה בעלי רזולוציה גבוהה ומספר גדול של יישומי ראייה דוגמת מערכות בחר ומקם
(pick&place) נתמכות על-ידי מצלמה, מערכות מודיעין חכמות בטכנולוגיית התעבורה או מיקרוסקופים דיגיטליים, אם למנות מעטים מהם בלבד.
USB 3.0 מתמקדת בשוק מערכות הראייה
בנוסף ל-Gigabit Ethernet, מתחיל כבר לבלוט כיום בתחום הראייה שראיית ה-USB3 עבור יישומים לטווח קצר של עד 5 מטרים תתפתח לתקן המוביל. תקן הראייה של USB3 מבוסס ב-100% על מפרט ה-USB 3.0 ובנוסף כולל את ה-GenICam, ממשק תככנות גנרי המפשט את העגינה של היישום ומקדם את הפעולה ההדדית של התקני USB של יצרנים שונים. הלקוחות נהנים לא רק ממפרטי הראייה המעודכנים אלא גם מהיתרונות של ה-USB 3.0 עצמו.
יתרונות ה-USB 3.0
מלבד השיפור המדהים בביצועים בהשוואה ל-USB 2.0, אפיק ה-USB 3.0 תואם לאחור עם ה-USB 2.0 ו-1.1. הוא גם מצטיין בגין החיווט הפשוט המספק הספק ותקשורת נתונים בכבל יחיד, התורם בעצמו לצמצום עבודות ההתקנה. כמו כן, היצרנים עושים את ההתקנים ההיקפיים שלהם תואמי PnP, כך שכל מה שאתה צריך לשם כך מוגדר “על המוליך”. דבר זה גורם לעבודת מימוש קצרה יותר משמעותית עבור משלב המערכת. ובנוסף, בעתיד USB 3.0 יימצא כמעט בכל פלטפורמות המחשוב התעשייתי כאשר התמיכה של USB 3.0 תשולב מידית בתוך מערכות השבבים -וזאת כנראה במרוצת פרק זמן ארוך ביותר. דבר זה חוסך כמות גדולה של עלויות פיתוח חומרה בהשוואה לתקנים דוגמת ה-Cameralink, גם אם תקן זה, תלוי ביצרן, יכול לעבד ערוץ וידיאו של 80 ביט עם עד 6.84GBit/s או 5400Mbit/s, ומוסיף להיות נתמך דרך כרטיסים קולטי מסגרת (framegrabber).
שוק הצריכה מקדם את המצלמות של USB 3.0
אם תתבוננו על שוק מצלמות הצריכה אשר כבר מתמתג ל-USB 3.0, ברור שטכנולוגיית המצלמות המובנות התואמת יכולה לשמש ליישומים תעשייתיים בטווח קצר. היתרונות העיקריים הם אם כן עלויות מוקטנות עם ביצועים מוגדלים, נוחות יתר וכושר שילוב גבוה יותר. כמו כן, בהתייחס לעובדה שביישומי וידיאו עיבוד משימות מרובות ניתן להתבצע דרך GPU ולא דרך קולט-מסגרת, בתחום זה ובטווח הרחוק, המערכת האקולוגית של ה-PC מציעה פתרון יותר מבטיח עבור מגוון רחב של תכנונים חדשים.
USB 3.0 זמין עתה בקבוצת שבבים (chipset)
גורם העלות המשמעותי ביותר במימוש PC של USB 3.0 הוא זמינות בקבוצת שבבים. מאז השקת המעבדים Intel Core מהדור השלישי ושל המעבדים המובנים מסדרת R של AMD, תקן הממשקים החדש USB 3.0 שולב בקבוצות השבבים של יצרנים אלה ולכן הוא זמין כתקני ברמת הכרטיס והמערכת, דבר המהווה חיסכון ניכר בעלות. לפחות במבט ראשון.
מימוש ה-USB 3.0
על-ידי OEMs
עדיין לא נרשמה חדירה נרחבת אל תוך הסביבה התעשייתית והיא ניתנת להגדרה עדיין בתור שלב הילדות במונחים של טכנולוגיית PC מובנית, מאחר שקבוצות השבבים של USB 3.0 רק הושקו לאחרונה ועדיין יש לכלול אותם בתכנונים. מצד שני, דרך זולה יחסית לממש זאת עדיין איננה בנמצא. בשלב הנוכחי מעבדי Intel Core מהדור השלישי עדיין אינם זמינים בגרסאות ה-Celeron הזולות. לכן מימוש זול תואם לכך אינו קיים. וסדרת ה-R של AMD חייבת עדיין להתגבר על מכשולי תכנון. כך שאם זוכרים זאת, יידרש זמן מסוים עד שיופיעו בשוק מימושי OEM זולים, אלא אם יפותחו פתרונות חליפיים בינתיים, לדוגמה גשרי USB 3.0.
מימושי USB 3.0 היעילים-לעלות ביותר בשלב זה
דבר זה ניתן להשיג לדוגמה עם מעבדי Celeron מהדור השני Intel Core (שם קוד: Sandy Bridge) וגשרNEC נוסף עבור ה-USB 3.0. תוך שימוש בשיטה זו, מומשו פתרונות המוכנים לקראת ייצור סדרתי מאז תחילת 2011. פתרון אחד שמומש לדוגמה הוא על Express type 6-based Computer-on-Module Kontron COMe-bSC6 COM (איור 1), במגמה להציע למפתחים זמן-לשיווק מהיר עבור ממשק מושך ביותר זה. תכנון זה עם USB 3.0 הוא אחד המימושים המובנים הראשונים אשר הלקוחות יכלו להשתמש בהם לפני השקת קבוצות השבבים התומכות ב-USB 3.0 ולכן איפשר להם לזרז את הזמן לשיווק של פלטפורמות USB 3.0. חשיבותה של זמינות מוקדמת זו של הטכנולוגיות האחרונות חיונית במיוחד עבור חברות מחדשות, כמו בשעה שמושקות קבוצות שבבים וערנות המשתמש הסופי והדרישה ל-USB 3.0 עולות באופן פתאומי. דבר זה מאפשר ל-OEMs הרוצים לספק מימושי USB 3.0 במקביל להשקת קבוצות השבבים, ליהנות מיתרון תחרותי אמיתי. דבר זה אפשרי רק אם סוג זה של טכנולוגיה כבר מוכן לקראת ייצור סדרתי.
מימושי לקוח ראשונים
עם USB3.0
לקוח ראשון המשתמש במודול זה, הפועל עם גשר USB 3.0 על פיתרון עם מעבד Celeron Intel מהדור של “Sandy Bridge”, יציג ב-Vision 2012 פיתרון משולב ביותר המשתמש במודולי מצלמה USB 3.0 יעילים-לעלות. לקוח נוסף מפתח כעת פיתרון לפיקוח על תעבורה ושלישי יוצר PC בקופסה עבור יישומי ראיית SFF, אם למנות רק שלוש דוגמאות בתחום הראייה. כל היישומים הללו הם פרויקטים המבטיחים יתרון טכנולוגי בתחום המתאים – לדוגמה בשילוב עם פתרונות M2M, גם אותם Kontron מציעה. היתרון התחרותי שלהם במונחי זמן – בהשוואה לפתרונות מבוססי קבוצות שבבים – הוא לפחות בשלב התכנון או אולי אף בזמן ארוך יותר, בהנחה שבעתיד תידרש בחירה בשימוש במעבדי Intel Celeron מבוססי-“Ivy Bridge”.
פלטפורמות בטכנולוגיה USB 3.0 להיום ומחר
ל-OEMs אשר לא התחילו לתכנן בתחילת 2011 יש, כמובן, עתה מבחר הרבה יותר רחב. לגבי OEMs המבקשים להתחיל להשתמש בטכנולוגיה זו בצורה יעילה-לעלות, הם יצטרכו או להשתמש בגרסת Celeron עם גשר USB 3.0, אשר יהווה פיתרון יעיל-לעלות בטווח הארוך, או להשתמש במעבדי AMD מובנים מסדרת R, אם דרושה “גרפיקה מובנית” אטרקטיבית ביחד עם מחיר נוח. מובן מאליו שניתן לתכנן עם מעבדי Intel Core מהדור השלישי במגמה להעמיד את ה-OEMs במצב של מעבר ישיר אל אותה הפלטפורמה בשלב מאוחר יותר, כאשר גרסת המעבד של Intel Celeron תהיה זמינה, אם דרושים פתרונות זולים. אולם עבור הפתרונות בקצה הגבוה אין דרך מלבד מעבדי Intel Core מהדור השלישי. יקרה גם שלקוחות מסוימים יבקשו לחפש פיתרון מבוסס על מעבדי ARM ו-USB 3.0.
שירותי שילוב חומרה עבור פתרונות USB 3.0
כל הפתרונות הללו כבר אפשריים כיום. ועבור כל הפלטפורמות האלה, יצרני מחשבים מובנים דוגמת Kontron מציעים מוצרים רגילים, תכנונים לפי הלקוח ושירותי שילוב חומרה תואמים, כך שהלקוחות יוכלו להתרכז במה שהם עושים הכי טוב – היישום בעצמו שמהווה המומחיות הבסיסית שלהם. פלטפורמות המחשוב המובנות התואמות, המוכנות ליישום ושירותי שילוב חומרה התואמים הכוללים תמיכה בתוכנה עבור דרייברים או מעברים המסופקים על-ידי שותף, אשר, על בסיס מוצרים סדרתיים סטנדרטיים מספק תמיכה מהירה ויעילה עבור מימושים פרטניים בשיתוף פעולה הדוק ומהימן ביותר. בדרך זו, ניתן להימנע בצורה יעילה מצווארי בקבוק.
