Bus serie universal en el sector de la automoción
¿Qué es el Bus Serie Universal (USB)?
Apenas hay dispositivos que puedan prescindir de una interfaz USB. Para la transmisión de datos y el suministro de energía, admite cámaras, lápices de memoria, ratones, impresoras, reproductores MP3, teléfonos inteligentes y mucho más. Ya en 1996, conocidos fabricantes de la industria informática, como Intel, introdujeron este estándar. Desde entonces, se ha establecido en todo el mundo y sigue adaptándose a los requisitos modernos de una interfaz, por ejemplo en lo que respecta a las velocidades de transferencia. Ahora existen las versiones 3.0 y 3.1.
¿Cómo funciona el USB?
El Bus Serie Universal se basa en una arquitectura serie. Esto significa que los datos se transfieren bit a bit, en serie, de un dispositivo a otro. Esto permite que los datos se transfieran a gran velocidad y con una tasa de error baja. Además, no es necesario un cable de alimentación adicional, ya que la interfaz también se utiliza para la transmisión de energía. Los datos también se envían y reciben en ambas direcciones (interfaz E/S).
Desde 2001, es posible transferir datos entre dos dispositivos periféricos, como una cámara y una impresora. Esta tecnología se denomina USB On The Go (OTG) y se indica en el símbolo USB mediante una flecha verde con las palabras "On-The-Go". Por regla general, las posibilidades funcionales son limitadas con este tipo de transferencia de datos. Antes de que se introdujera esta tecnología, el USB tenía una estructura maestro-esclavo. Un PC (maestro) controla los dispositivos periféricos conectados a su toma USB, como el teclado, el ratón, etc. (esclavo). Hoy en día, gracias a los llamados distribuidores, es posible conectar varios periféricos a través de una toma USB. El número máximo de periféricos por puerto es de 127. La distancia máxima entre dos distribuidores y conexiones USB no debe superar los 5 metros para garantizar un funcionamiento correcto. Ten en cuenta que cuanto más entrelazados estén los niveles del concentrador, más lenta funcionará la transferencia.
Especificaciones del USB en los automóviles
El USB existe desde hace décadas y se desarrolla constantemente. Hay varias especificaciones que determinan la intensidad de corriente y tensión, así como la velocidad de transferencia. En los modelos de coche más antiguos, se utiliza el USB 2.0, cuya velocidad de transferencia es suficiente para transferir datos MP3 al ordenador de a bordo para reproducir música. Sin embargo, la tensión de carga de 0,5 V es demasiado baja para cargar los dispositivos modernos (teléfonos inteligentes, tabletas), que requieren una tensión de carga de al menos 2,4 V. Hoy en día, la conexión USB también se utiliza a menudo para mostrar aplicaciones y contenidos de los smartphones en las grandes pantallas de los vehículos (Apple CarPlay, Android Auto, MirrorLink). Dado que la velocidad del USB 2.0 ha alcanzado aquí sus límites, para estas aplicaciones se utiliza el USB 3.0, que permite una velocidad de transferencia más de 20 veces superior a la del USB 2.0. Otra innovación es la conexión USB Tipo C, que forma parte del equipamiento estándar de los smartphones de gama alta actuales y que recientemente han utilizado algunos fabricantes de automóviles. La ventaja del USB Tipo C en los coches es la disponibilidad simultánea de USB Power Delivery, que permite una potencia de carga significativamente mayor. Cuando se sigue utilizando USB 2.0, se puede acceder a una potencia de carga máxima de 2,5 W. Con USB Power Delivery, en cambio, es de unos 100 W. Esto permite conectar toda una serie de periféricos USB, como monitores, calefactores de asiento y otros dispositivos que consumen mucha energía.
¿Qué fabricantes ofrecen sistemas USB adecuados?
Microchip fue uno de los primeros fabricantes en ofrecer una amplia gama de sistemas USB para el sector del automóvil. Abarcan desde la aplicación USB 2.0 hasta USB 3.1 (USB de supervelocidad).
El sistema más avanzado USB7002 ofrece circuitos de alimentación integrados y un microcontrolador de 32 bits para una carga rápida. Con los sistemas USB UPD301A, UPD350, USB4916 y USB7050, Microchip también ofrece soluciones para la carga USB Power Delivery en automoción.
Desarrollo y comprobación de diseños USB para automoción
Los fabricantes de dispositivos periféricos deben garantizar la compatibilidad de los controladores USB de automoción. Esto supone un gran reto para los ingenieros de pruebas y desarrollo, debido a la diversidad de controladores USB y especificaciones USB. Una herramienta de medición adecuada para este requisito es un analizador de protocolos
Herramientas para comprobar las transferencias USB
