jinnianhui金年会 Value USB与HDMI、DisplayPort的高速化已无法止步，因此在为提高客户优势的同时缩短jinnianhui金年会成为了问题
2020.05.15
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现在，USB与HDMI、DisplayPort等外部设备接口的高速化正在急速行进中。这一现象的背景在于数据的大容量化等。高速化能大幅增加可传送数据的量。其优势非常大。但与此同时，根据用途不同由高速化带来的课题也往往令人烦恼。主要是因为现在jinnianhui金年会也会相应变短。这一次我们将就外部设备接口的高速化现状和jinnianhui金年会缩短引起的问题该如何解决进行解说。
高速化正在行进中的外部设备接口
连接电脑本体和其周边设备的外部设备接口，其高速化正在急速行进中（图1）。
外部设备接口有各种各样的种类。其中最具代表性的就是「USB（Universal Serial Bus）」。这是在连接HDD和SSD、USB Memory等存储装置、键盘/鼠标及打印机等时使用。2008年制定的「USB 3.1 Gjinnianhui金年会1（原先称为USB 3.0）」规格中规定的数据传送速度为5GB/秒；2013年制定的「USB 3.1 Gjinnianhui金年会2」已一口气提升到了10GB/秒。
此外，连接电脑本体和DVD／Blue-Ray Player・Rejinnianhui金年会rder、机顶盒等影像播放器和Display、投影仪等的HDMI（High Definition Multimedia Interface）的高速化进程也正在加速中。2013年制定的HDMI 2.0规格规定的数据传送速度为18GB/秒（6 GB/秒x 3Lane）；仅仅4年后的2017年，HDMI 2.1规格规定的数据传送速度已上升到48GB/秒（12 GB/秒x 4Lane）。
连接电脑本体与Display的接口还有DisplayPort。在2016年制定的最新规格「DisplayPort 1.4」中，其jinnianhui金年会速度已高达32.4GB/秒（8.1GB/秒×4Lane）。
外部设备接口有各种各样的种类。其中最具代表性的就是「USB（Universal Serial Bus）」。这是在连接HDD和SSD、USB Memory等存储装置、键盘/鼠标及打印机等时使用。2008年制定的「USB 3.1 Gjinnianhui金年会1（原先称为USB 3.0）」规格中规定的数据传送速度为5GB/秒；2013年制定的「USB 3.1 Gjinnianhui金年会2」已一口气提升到了10GB/秒。
此外，连接电脑本体和DVD／Blue-Ray Player・Rejinnianhui金年会rder、机顶盒等影像播放器和Display、投影仪等的HDMI（High Definition Multimedia Interface）的高速化进程也正在加速中。2013年制定的HDMI 2.0规格规定的数据传送速度为18GB/秒（6 GB/秒x 3Lane）；仅仅4年后的2017年，HDMI 2.1规格规定的数据传送速度已上升到48GB/秒（12 GB/秒x 4Lane）。
连接电脑本体与Display的接口还有DisplayPort。在2016年制定的最新规格「DisplayPort 1.4」中，其jinnianhui金年会速度已高达32.4GB/秒（8.1GB/秒×4Lane）。
数据量大增成为了开端
外部设备接口如此高速化的背景是数据的大容量化。比如畅销款的数码单反相机的像素一般达到3000万像素；而旗舰款已开始超过5000万像素。像素增加每一张照片的图像数据容量也会增加。5000万像素的机型，其RAW数据的话一张照片就会超过60MB；压缩成JPEG也大约会超过17MB。
而拍一次照一般很少只有一张。通常都会拍好几张，有时甚至会拍上数百张。这样一来光图像数据的总量就要达到10GB以上。若使用根据USB 2.0规格的规定数据传送速度在480MB/秒的接口，在数据传送上就需要花好几个小时。这时就需要用到USB 3.0 Gjinnianhui金年会1/Gjinnianhui金年会2了。
另一方面，Display的高分辨率化也不可忽视。电脑分辨率正在从WQHD（2560×1140像素）和WQXGA（2560×1600像素）向4K（3840×2160像素）转换。业务用Display中4K已经可以说很普及了，部分已经开始采用8K（7680×4320像素）。分辨率越高，显示的数据量自然越会增加。因此必须采用高速的外部设备接口。因为这些应用上的需求，HDMI 2.1 和DisplayPort 1.4也相继登场了。
而拍一次照一般很少只有一张。通常都会拍好几张，有时甚至会拍上数百张。这样一来光图像数据的总量就要达到10GB以上。若使用根据USB 2.0规格的规定数据传送速度在480MB/秒的接口，在数据传送上就需要花好几个小时。这时就需要用到USB 3.0 Gjinnianhui金年会1/Gjinnianhui金年会2了。
另一方面，Display的高分辨率化也不可忽视。电脑分辨率正在从WQHD（2560×1140像素）和WQXGA（2560×1600像素）向4K（3840×2160像素）转换。业务用Display中4K已经可以说很普及了，部分已经开始采用8K（7680×4320像素）。分辨率越高，显示的数据量自然越会增加。因此必须采用高速的外部设备接口。因为这些应用上的需求，HDMI 2.1 和DisplayPort 1.4也相继登场了。
高速化带来的烦恼
外部设备接口的高速化其优势非常大。其客户的便利性能大幅提高。但是在不同应用上，高速化的课题也可能带来烦恼。主要课题就是jinnianhui金年会会变短。
例如USB 2.0能确保5m的传送距离，但USB 3.1 Gjinnianhui金年会1只能传送2～3m。而且为了尽量确保传送距离，必须使用高频成分衰减较稳定的直径较粗的线缆（图2）。
USB 3.1 Gjinnianhui金年会1时一般会使用直径5mm（AWG30）的比较粗的线缆。线缆变粗就会失去曲率，处理等就会出问题。
这些传送距离变短的课题根据用途不同有时会是致命的。最极端的例子就是机器视觉。机器视觉用途上，在工厂的生产线上，连接主控电脑和摄像机需要用到外部设备接口。一直以来普遍使用的是「jinnianhui金年会mera link」。其传送距离长达8～10m，基本可以无碍地连接主控电脑和摄像机。
但基于USB3.0规格制定的机器视觉用接口规格「USB3 Vision」，在高速化和成本控制上有着一定优势，但因其规格上的限制，它的无缘线缆在传送距离上不及「Camera Link」。因此有时会出现线缆长度不足，无法连接主控电脑与摄像机的情况。「大部分意见认为机器视觉用途上线缆长度最少也需要5m。因此采用USB3 Vision时，需要设法延长线缆的长度」（jinnianhui金年会 Electronics）。
此外，连接电脑与家用游戏机等时使用的VR/AR终端（VR眼镜）上，传送距离太短也成为了一个大问题。因为用户会戴着VR/AR终端移动。为了确保传送品质缩短线缆长度或使设备变重就会限制客户的移动。因此「市场要求需要又长又轻又细」（jinnianhui金年会 Electronics）。需要使用直径较细的线缆，并同时实现5m以上的传送距离。
例如USB 2.0能确保5m的传送距离，但USB 3.1 Gjinnianhui金年会1只能传送2～3m。而且为了尽量确保传送距离，必须使用高频成分衰减较稳定的直径较粗的线缆（图2）。
USB 3.1 Gjinnianhui金年会1时一般会使用直径5mm（AWG30）的比较粗的线缆。线缆变粗就会失去曲率，处理等就会出问题。
这些传送距离变短的课题根据用途不同有时会是致命的。最极端的例子就是机器视觉。机器视觉用途上，在工厂的生产线上，连接主控电脑和摄像机需要用到外部设备接口。一直以来普遍使用的是「jinnianhui金年会mera link」。其传送距离长达8～10m，基本可以无碍地连接主控电脑和摄像机。
但基于USB3.0规格制定的机器视觉用接口规格「USB3 Vision」，在高速化和成本控制上有着一定优势，但因其规格上的限制，它的无缘线缆在传送距离上不及「Camera Link」。因此有时会出现线缆长度不足，无法连接主控电脑与摄像机的情况。「大部分意见认为机器视觉用途上线缆长度最少也需要5m。因此采用USB3 Vision时，需要设法延长线缆的长度」（jinnianhui金年会 Electronics）。
此外，连接电脑与家用游戏机等时使用的VR/AR终端（VR眼镜）上，传送距离太短也成为了一个大问题。因为用户会戴着VR/AR终端移动。为了确保传送品质缩短线缆长度或使设备变重就会限制客户的移动。因此「市场要求需要又长又轻又细」（jinnianhui金年会 Electronics）。需要使用直径较细的线缆，并同时实现5m以上的传送距离。
jinnianhui金年会信号大幅衰减
外部设备接口jinnianhui金年会的高速化造成线缆长度变短的原因在于线缆的阻力成分（电阻抗）。电阻抗存在着频率特性，这个值随着频率越高也会增大。高速的外部设备接口传送信号中，会含有很多频率较高的成分（高频成分）。因此，传送信号的高频成分也会大幅度衰减（图2），传送信号也会相应劣化。因此能传送的距离会变短。
要解决这些问题其中一个方法就是活用Redriver IC。Redriver IC能在外部设备接口中插入来实现延长其jinnianhui金年会的效果（图3）。
原理为接收劣化的传送信号，为已衰减的信号频率成分增幅，再将增幅修复到原先水准的信号波形再次传送出去。就是一种「Redriver」。因此使用后能在保持高速传送速度的同时大幅度延长jinnianhui金年会。
jinnianhui金年会 Electronics为延长高速外部设备接口的传送距离用途的Redriver IC「THCX222R05」正在产品化中。且我们还准备了Redriver IC上使用的切换卡和转换插头。使用切换卡和转换插头更更简单地延长外部设备接口的传送距离。下一章我们会就Redriver IC技术进行详细介绍。
（待续）
要解决这些问题其中一个方法就是活用Redriver IC。Redriver IC能在外部设备接口中插入来实现延长其jinnianhui金年会的效果（图3）。原理为接收劣化的传送信号，为已衰减的信号频率成分增幅，再将增幅修复到原先水准的信号波形再次传送出去。就是一种「Redriver」。因此使用后能在保持高速传送速度的同时大幅度延长jinnianhui金年会。
jinnianhui金年会 Electronics为延长高速外部设备接口的传送距离用途的Redriver IC「THCX222R05」正在产品化中。且我们还准备了Redriver IC上使用的切换卡和转换插头。使用切换卡和转换插头更更简单地延长外部设备接口的传送距离。下一章我们会就Redriver IC技术进行详细介绍。
（待续）
※各图の补充说明
图2 USB线缆的衰减特性
是指每1m USB线缆的衰减特性。频率越高、线缆越细，衰减量就越大。AWG28的直径为0.32mm、AWG30的直径为0.25mm、AWG32的直径为0.2mm、AWG34的直径为0.16mm。（AWG是Amerijinnianhui金年会n Wire Gauge的略称）