Universal Serial Bus nel settore automobilistico
Cos'è l'Unversal Serial Bus (USB)?
Non c'è quasi nessun dispositivo che possa fare a meno di un'interfaccia USB. Per la trasmissione di dati e l'alimentazione, supporta fotocamere, chiavette di memoria, mouse, stampanti, lettori MP3, smartphone e molto altro ancora. Già nel 1996, noti produttori dell'industria informatica, come Intel, hanno introdotto questo standard. Da allora si è affermato in tutto il mondo e continua ad essere adattato ai moderni requisiti di un'interfaccia, ad esempio per quanto riguarda la velocità di trasferimento. Attualmente esistono le versioni 3.0 e 3.1.
Come funziona l'USB?
L'Universal Serial Bus si basa su un'architettura seriale. Ciò significa che i dati vengono trasferiti bit per bit, in serie, da un dispositivo all'altro. Questo permette di trasferire i dati ad alta velocità e con un basso tasso di errore. Inoltre, non è necessario un cavo di alimentazione aggiuntivo, poiché l'interfaccia viene utilizzata anche per la trasmissione di energia. I dati vengono inoltre inviati e ricevuti in entrambe le direzioni (interfaccia I/O).
Dal 2001 è possibile trasferire dati tra due periferiche, come una fotocamera e una stampante. Questa tecnologia è chiamata USB On The Go (OTG) ed è indicata nel simbolo USB da una freccia verde con la scritta "On-The-Go". Di norma, le possibilità funzionali di questo tipo di trasferimento dati sono limitate. Prima dell'introduzione di questa tecnologia, l'USB aveva una struttura master-slave. Un PC (master) controlla le periferiche collegate alla sua presa USB, come la tastiera, il mouse e così via (slave). Oggi, grazie ai cosiddetti distributori, è possibile collegare diverse periferiche tramite una sola presa USB. Il numero massimo di periferiche per porta è 127. La distanza massima tra due hub e connessioni USB non deve superare i 5 metri per garantire un corretto funzionamento. Tieni presente che più i livelli dell'hub sono interlacciati, più lento sarà il trasferimento.
Specifiche USB nelle automobili
L'USB esiste da decenni e viene costantemente sviluppato. Esistono diverse specifiche che determinano l'intensità di corrente e tensione e la velocità di trasferimento. Nei modelli di auto più vecchi si utilizza l'USB 2.0, la cui velocità di trasferimento è sufficiente per trasferire i dati MP3 al computer di bordo per la riproduzione musicale. Tuttavia, la tensione di carica di 0,5 V è troppo bassa per ricaricare i dispositivi moderni (smartphone, tablet), che richiedono una tensione di carica di almeno 2,4 V. Oggi la connessione USB viene spesso utilizzata anche per visualizzare app e contenuti degli smartphone sui grandi display dei veicoli (Apple CarPlay, Android Auto, MirrorLink). Poiché la velocità dell'USB 2.0 ha raggiunto i suoi limiti, per queste applicazioni si utilizza l'USB 3.0, che consente una velocità di trasferimento di oltre 20 volte superiore a quella dell'USB 2.0. Un'altra innovazione è la connessione USB di tipo C, che è una dotazione standard degli attuali smartphone di fascia alta e che di recente è stata utilizzata da alcune case automobilistiche. Il vantaggio dell'USB Tipo C nelle auto è la contemporanea disponibilità dell'USB Power Delivery, che consente una potenza di ricarica notevolmente superiore. Se si utilizza ancora l'USB 2.0, è possibile accedere a una potenza di ricarica massima di 2,5 W. Con l'USB Power Delivery, invece, si arriva a circa 100 W. In questo modo è possibile collegare un'ampia gamma di periferiche USB come monitor, riscaldatori per sedili e altri dispositivi ad alto consumo energetico.
Quali produttori offrono sistemi USB adatti?
Microchip è stato uno dei primi produttori a offrire un'ampia gamma di sistemi USB per il settore automobilistico. Si va dall'applicazione USB 2.0 all'USB 3.1 (Superspeed USB).
Il sistema più avanzato USB7002 offre circuiti di alimentazione integrati e un microcontrollore a 32 bit per la ricarica rapida. Con i sistemi USB UPD301A, UPD350, USB4916 e USB7050, Microchip offre anche soluzioni per la ricarica USB Power Delivery in ambito automotive.
Sviluppo e test di progetti USB per autoveicoli
La compatibilità del controller USB per autoveicoli deve essere garantita dai produttori di periferiche. Si tratta di una sfida importante per gli ingegneri addetti ai test e allo sviluppo a causa della diversità dei controller USB e delle specifiche USB. Uno strumento di misura adatto a questi requisiti è l'analizzatore di protocollo
Strumenti per testare i trasferimenti USB
