• HOME >
  • ビデオ&記事 >
  • THine ARTICLES >
  • USBなどの高速インターフェースの伝送距離を手軽に延長、カメラなどとの接続に向けたパドルカードとは

THine ARTICLES

ザインエレクトロニクスに集う社員の熱い思いを語るコラムやストーリー、
また、これまでお客様にご評価いただいたソリューションの一部をご紹介します。

開発コラム NEW

USBなどの高速インターフェースの伝送距離を手軽に延長、カメラなどとの接続に向けたパドルカードとは

ペリフェラル・インターフェースの高速化はとどまるところを知らない。USBの最近規格であるUSB 3.1 Gen2では、データ伝送速度を10Gビット/秒に引き上げられた。データ伝送速度が高まれば、一度に多くのデータを送れるためユーザーの利便性が高まる。しかし、その一方でデメリットもある。データ伝送速度が高まれば高まるほど、伝送距離が短くなってしまうことだ。用途によっては、大きな利用制限を受けてしまう。本連載の2回目では、このデメリットを克服できるリピーターIC「THCX222」の詳細について説明した。このリピーターICをケーブルの両端に挿入すれば、伝送距離を大幅に延ばせる。連載の3回目(最終回)となる今回は、このリピーターICを搭載したシステム・モジュールを紹介する。これを使えば、リピーターICの評価作業に費やすコストや時間を削減できるほか、アクティブケーブルやパソコン用アクセサリーの開発を大幅に簡略化できる。

購入したらすぐに評価できる

高速ペリフェラル・インターフェースの伝送距離を延ばすことができるリピーターIC「THCX222」。その実力と効果は、前回(2回目)における説明で理解していただけたと思う(図1)。


ザインエレクトロニクスはリピーターIC単体のほかに、このICを搭載したシステム・モジュールも提供している。システム・モジュールとは、リピーターICのほかに、それを動作させるために必要な周辺部品を組み込んだものだ。システム・モジュールを購入すれば、すぐにリピーターICの機能や性能を評価・利用できる。

システム・モジュールを手掛ける理由は、ユーザー側の開発事情にある。リピーターICの潜在的なユーザーは、アクティブケーブルやパソコン用アクセサリーなどを手掛けるメーカーが多い。こうしたメーカーは、機構設計などの専門家を多く抱えているものの、その一方で電気回路設計のリソースは少ない。リピーターIC単体で導入する場合、その周辺を構成する電気回路を設計し、プリント基板のレイアウトを行い、パドルカードモジュールを製造しなければならない。また高速伝送特有の配慮が設計段階から必要となるが、ユーザー企業の多くはこうした設計作業のノウハウがあまりないのが実情だ。

さらに、仮にこうした設計や製造といった作業をこなしたとしても、リピーターICの評価に取り掛かるまでに多くの時間を費やしてしまうことになる。ケーブル・メーカーやアクセサリー・メーカーは、いち早くリピーターICの特性や性能を評価したい。従って、リピーターIC単体を用意するだけでは、ユーザー企業の希望に応えることはできないと判断した。
 

2種類のシステム・モジュールを用意

ザインエレクトロニクスは、2種類のシステム・モジュールを用意している。すなわち、パドルカードとアクティブプラグである。

パドルカードは、一方の端部にUSBプラグコネクタを取り付けており、もう一方の端部には金属電極を作り込んである(図2)。この金属電極にケーブルをはんだ付けする。
 
パドルカードはケーブル両端のコネクタ部のモールド内に内蔵され、バスパワーによって給電がなされるため、パドルカードを内蔵したアクティブケーブルは通常のUSBケーブルと変わらない形で使用できる(図3)。


そしてカード上に実装されたリピーターICが持つDCゲイン、ACゲイン調整機能を使ってケーブルの減衰特性に応じた調整をすることで、パソコンや周辺装置から出力されるUSB信号の波形整形を行う。こうすることでUSB信号の伝送距離を大幅に延ばすことが可能になる。

対応するUSBコネクタは、Type-A、Micro-B、Type-Cに対応する。USB 3.0やUSB 3.1などに準拠した信号を5m以上伝送することができる。モジュールの寸法は13mm×26mm(THSB-ACC-563G1)である。

もう1つのシステム・モジュールであるアクティブプラグは、もう一方の端部にUSBレセプタクルコネクタを実装し、通常のUSBパッシブケーブルの両端に取り付けられるようにしたもの(図4)。
 
パドルカードと同様にケーブル/コネクタを介して送られてきたUSB信号を一度受信し、DCゲインとACゲインを調整してUSB信号波形を整えてから再びケーブル/コネクタに送出する。こうして伝送距離を大幅に延ばすわけだ。

アクティブプラグはUSBケーブルの波形改善用途の他に、アクティブケーブルの事前評価にも利用できる。評価するUSBケーブルの両端にアクティブプラグを接続し、この状態で、パソコンと周辺機器との接続確認や信号波形のアイパターンや減衰特性を見ながら基板上にあるリピーターICのイコライザ設定値を変更することで、評価対象のケーブルにあった調整を行うことができる。長尺ケーブルの準備だけを行えば手軽にアクティブケーブル化に必要な事前評価を進められる。両端のUSBコネクタは、どちらもType-A、Micro-B、Type-Cに対応する。

開発の期間とコストを削減

このようにパドルカードとアクティブプラグの有用性は極めて高い。両者のメリットを再度まとめてみよう。大きく分けて3つある。

1つは、開発のスピードを大幅に高められることだ。リピーターICの特性をすぐに評価できるため、アクティブケーブルやパソコン用アクセサリーなどを短期間で市場に投入可能だ。2つ目は、電気回路設計の知識やノウハウが不要なことである。機構設計を得意とするケーブル・メーカーでも、新たに電気回路設計エンジニアを確保する必要はない。もちろん、外部企業に設計を委託する必要もなくなる。3つ目は開発コストを削減できることだ。新たに電気設計エンジニアを雇用したり、外部企業に設計を委託したりすれば、当然ながらコストがかかる。しかし、パドルカード、もしくはアクティブプラグを採用すれば、こうしたコスト増は一切ない。

ザインエレクトロニクスでは、リピーターIC「THCX222」の販売とともに、パドルカードとアクティブプラグという2つのシステム・モジュールの販売にも力を入れていく考えだ。ユーザー企業の事情によって、必要となる製品の形が異なるからである。「ユーザー企業におけるコストと時間の節約に貢献したい」との思いから、今後もより良いソリューション提供を進めていく考えだ。

224__RCMS_CONTENT_BOUNDARY__981__RCMS_CONTENT_BOUNDARY__212__RCMS_CONTENT_BOUNDARY__226__RCMS_CONTENT_BOUNDARY____RCMS_CONTENT_BOUNDARY____RCMS_CONTENT_BOUNDARY____RCMS_CONTENT_BOUNDARY____RCMS_CONTENT_BOUNDARY____RCMS_CONTENT_BOUNDARY__

  • __RCMS_CONTENT_BOUNDARY____RCMS_CONTENT_BOUNDARY____RCMS_CONTENT_BOUNDARY____RCMS_CONTENT_BOUNDARY____RCMS_CONTENT_BOUNDARY____RCMS_CONTENT_BOUNDARY____RCMS_CONTENT_BOUNDARY____RCMS_CONTENT_BOUNDARY____RCMS_CONTENT_BOUNDARY__
__RCMS_CONTENT_BOUNDARY____RCMS_CONTENT_BOUNDARY____RCMS_CONTENT_BOUNDARY____RCMS_CONTENT_BOUNDARY____RCMS_CONTENT_BOUNDARY____RCMS_CONTENT_BOUNDARY____RCMS_CONTENT_BOUNDARY____RCMS_CONTENT_BOUNDARY____RCMS_CONTENT_BOUNDARY__

一覧に戻る

関連製品

Repeater THCX222R05

Repeater THCX222R10NEW

Repeater THCX423R10

System ModulesNEW
LVDSやV-by-One®HS等当社開発製品を使ったシステムモジュール製品

System Modules THSB-ACC-563 SeriesNEW

System Modules THSB-ACC-562 SeriesNEW

商品のご購入はこちら

関連アプリケーション

カメラ(Camera)
カメラ(Camera)

USB カメラ
Web Camera、Visualizer、Document Scanner、Machine Vision、USB Microscope

モニタ・ディスプレイ
テレビ、ディスプレイ

プリンター複合機(MFP)
複合機、インクジェットプリンター、スキャナー