高畫質的HD影片已經是現代家庭中在多媒體產品上不可或缺的一個角色。在許多應用中，更高的分辨率、更好對比度、更大的色深和更快的更新率都越來越受歡迎，這些應用包括監控、醫療成像和工廠生產線檢測系統等等。
為了找到容易實現又具有高成本效益的解決方案則必須尋求最合適的通訊標準，並搭配適合的半導體元件。下面的文章描述一個典型的範例。
USB 3.0提升數據速率 實現高性能視訊技術
USB 3.0的標準比起以往大幅提高了數據速率，可以實現高性能的視訊影像傳輸，以便用於各種以前無法達成的應用。USB 3.0不僅支持超快的數據傳輸，它還可以在相當長的距離(可達10公尺)維持高數據傳輸速率，而其他接口技術在這方面往往受限，在距離超過幾公尺時便不得不求助於傳輸纜線。
此外，採用USB 3.0技術開發的視訊監控系統可以發揮其供電能力，在攝影機和數據採集系統之間只需一條電纜連接即可工作，而不是一條電纜用於視訊數據傳輸，另一條電纜來供電。
顯然，這最後一點在遠程視頻應用中很可能具有更明顯的優勢，如視頻監控和工業監測設備，在這些系統中架設多條電纜有明顯的缺點，會增大與部署系統相關的成本。圖1是USB 3.0與USB 2.0和Camera Link接口技術的比較，可以看出，USB 3.0有能力成為實現廣泛的高畫質視訊的基本接口技術。
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| 圖1 USB 3.0與USB 2.0及Camera Link的接口速度比較 |
圖2為一個簡單的USB 3.0成像裝置，工作在Windows 8作業系統下。其組成部分包括：
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| 圖2 採用USB 3.0技術的簡單攝控系統實例 |
高分辨率微型攝影機通過USB 3.0把成像數據流傳輸到高畫質顯示器。成像數據傳輸速率為2.08Gbit/s，這樣可以維持高解析度與更新率，而不會出現任何延遲或圖像失真，從而確保觀看體驗不受影響。這樣的USB 3.0成像系統除了可提供比USB 2.0高的數據傳輸率外，還可比以往提供更高的功率輸出(傳輸數據時為900mA，USB 2.0僅為480mA)。
USB 3.0攝控系統功能特色
在這個攝控系統中詳述的USB 3.0數據傳輸功能是由飛特帝亞(FTDI)所新推出的FT601Q USB 3.0介面晶片負責。此系統的攝影機控制和數據採集都通過相應的現場可編程閘陣列(FPGA)元件處理(本例中採用的是一個賽靈思(Xilinx)的Spartan 6元件)。相機上的數據從FPGA經32位元先進先出(FIFO)匯流排傳輸到FT601Q，接著經由一個USB 3.0接口傳送到PC，並最終顯示在QHD顯示螢幕。
FT601Q有一個單一的物理信通道和四個多功能的邏輯信通道，可提供兩種工作模式：一個是傳統245同步FIFO模式，另一種是加強型FT600 FIFO模式，可滿足四個獨立通道的需求。彼此獨立的邏輯通道具有8位元長度，使用同一個32位元接口，支持非同步傳輸。
FT601Q可以讓系統更簡單的被完成，其內部子單元直接由內部處理器的硬體進行控制。這種技術是基於FTDI的專有32位元核心，運行在100MHz頻率下。FT601Q的處理器內核擁有多方面記憶體資源，包括64KB的程式對應記憶體(Shadow Program Memory)和8KB的資料記憶體。
通過嵌入式微處理單元，工程師可以非常靈活的配置此USB 3.0接口IC，使之更加適合他們的具體應用要求。
多達十個獨立的USB Endpoints可以進行配置，因此在必要時可擁有充足的資源來創建復合設備。為了滿足包含八個數據Endpoints的新設計，整個程式架構已最佳化，可以使系統達到相當理想的性能，同時FTDI也提供的標準D2XX應用程式API與Driver可支持Windows、Linux和Mac等操作系統。
USB 3.0具有比其他數據接口解決方案更低的成本優勢，USB 3.0的問世將為設計工程師開闢新的無限可能空間，通過USB 3.0支持的高速數據傳輸，可以實現更多使用高畫質影像的數位資料傳輸，並符合成本效益。
(本文作者任職於飛特帝亞)