Dell Latitude 5401 Инструкция по применению

Бренд: Dell

Модель: Latitude 5401

Тип: Инструкция по применению

Dell Latitude 5401

Service Manual

Regulatory Model: P98G

Regulatory Type: P98G003

June 2020

Rev. A02

Примечания, предупреждения и предостережения

ПРИМЕЧАНИЕ: Пометка ПРИМЕЧАНИЕ указывает на важную информацию, которая поможет использовать

данное изделие более эффективно.

ОСТОРОЖНО: Указывает на возможность повреждения устройства или потери данных и подсказывает,

как избежать этой проблемы.

ПРЕДУПРЕЖДЕНИЕ: Указывает на риск повреждения оборудования, получения травм или на угрозу для

жизни.

товарными знаками корпорации Dell Inc. или ее дочерних компаний. Другие товарные знаки могут быть товарными знаками

соответствующих владельцев.

Примечания, предупреждения и предостережения

ПРИМЕЧАНИЕ: Пометка ПРИМЕЧАНИЕ указывает на важную информацию, которая поможет использовать

данное изделие более эффективно.

ОСТОРОЖНО: Указывает на возможность повреждения устройства или потери данных и подсказывает,

как избежать этой проблемы.

ПРЕДУПРЕЖДЕНИЕ: Указывает на риск повреждения оборудования, получения травм или на угрозу для

жизни.

соответствующих владельцев.

Chapter 1: Работа с компьютером............................................................................................... 7

Инструкции по технике безопасности..................................................................................................................... 7

Подготовка к работе с внутренними компонентами компьютера..........................................................8

Меры предосторожности........................................................................................................................................ 8

Электростатический разряд — защита от электростатического разряда........................................ 9

Комплект для технического обслуживания с защитой от электростатического разряда........... 9

Защита компонентов при транспортировке.................................................................................................. 10

После работы с внутренними компонентами компьютера...................................................................... 11

Chapter 2: Технология и компоненты........................................................................................12

DDR4..................................................................................................................................................................................... 12

Характеристики USB......................................................................................................................................................13

USB Type-C........................................................................................................................................................................ 15

HDMI 1.4............................................................................................................................................................................... 17

Характеристики USB......................................................................................................................................................18

Режимы индикатора кнопки питания.....................................................................................................................20

Chapter 3: Разборка и сборка....................................................................................................22

Нижняя крышка...............................................................................................................................................................22

Снятие нижней крышки..........................................................................................................................................22

Установка нижней крышки................................................................................................................................... 24

Аккумулятор..................................................................................................................................................................... 26

Меры предосторожности при работе с литий-ионными аккумуляторами.......................................26

Снятие аккумулятора............................................................................................................................................. 27

Установка аккумулятора....................................................................................................................................... 28

Плата WLAN..................................................................................................................................................................... 29

Извлечение платы WLAN......................................................................................................................................29

Установка платы WLAN......................................................................................................................................... 30

Плата WWAN.....................................................................................................................................................................31

Извлечение платы WWAN..................................................................................................................................... 31

Установка платы WWAN........................................................................................................................................32

Модули памяти............................................................................................................................................................... 33

Извлечение модуля памяти.................................................................................................................................33

Установка модуля памяти.................................................................................................................................... 33

Твердотельный накопитель...................................................................................................................................... 34

Извлечение твердотельного накопителя М.2 2280 SATA........................................................................34

Установка твердотельного накопителя M.2 2280 SATA........................................................................... 35

Батарейка типа "таблетка"........................................................................................................................................36

Извлечение батарейки типа «таблетка».......................................................................................................36

Установка батарейки типа «таблетка»...........................................................................................................37

Внутренний каркас........................................................................................................................................................ 38

Снятие внутреннего каркаса...............................................................................................................................38

Установка внутреннего каркаса .........................................................................................................................39

Радиатор в сборе — системы с выделенным графическим адаптером................................................ 41

Contents

4 Contents

Removing the heatsink assembly-discrete.............................................................................................................41

Установка радиатора в сборе — системы с выделенным графическим адаптером ................. 43

Радиатор в сборе — системы с архитектурой UMA....................................................................................... 46

Извлечение радиатора в сборе — системы с архитектурой UMA......................................................46

Установка радиатора в сборе — системы с архитектурой UMA......................................................... 47

Порт питания постоянного тока...............................................................................................................................50

Извлечение входного разъема постоянного тока......................................................................................50

Установка входного разъема постоянного тока..........................................................................................51

Устройство чтения смарт-карт................................................................................................................................ 52

Извлечение платы устройства считывания смарт-карт..........................................................................52

Установка платы устройства считывания смарт-карт............................................................................. 53

Кнопки сенсорной панели.......................................................................................................................................... 54

Извлечение платы кнопок сенсорной панели..............................................................................................54

Установка платы кнопок сенсорной панели.................................................................................................55

плата светодиодных индикаторов......................................................................................................................... 56

Извлечение платы светодиодных индикаторов......................................................................................... 56

Установка платы светодиодных индикаторов............................................................................................. 57

Динамики...........................................................................................................................................................................59

Извлечение динамиков......................................................................................................................................... 59

Установка динамиков.............................................................................................................................................60

Системная плата............................................................................................................................................................ 61

Извлечение системной платы.............................................................................................................................61

Установка системной платы................................................................................................................................63

Клавиатура....................................................................................................................................................................... 66

Снятие клавиатуры................................................................................................................................................. 66

Установка клавиатуры........................................................................................................................................... 68

Кнопка питания............................................................................................................................................................... 70

Извлечение кнопки питания со сканером отпечатка пальца................................................................ 70

Установка кнопки питания со сканером отпечатка пальца.....................................................................71

Дисплей в сборе............................................................................................................................................................. 72

Снятие дисплея в сборе........................................................................................................................................72

Установка дисплея в сборе................................................................................................................................. 74

Лицевая панель дисплея............................................................................................................................................79

Снятие лицевой панели дисплея...................................................................................................................... 79

Установка лицевой панели дисплея................................................................................................................80

Заглушки шарниров.......................................................................................................................................................81

Снятие крышек шарниров.....................................................................................................................................81

Установка крышек шарниров.............................................................................................................................. 82

Панель дисплея..............................................................................................................................................................83

Снятие панели дисплея........................................................................................................................................ 83

Установка панели дисплея.................................................................................................................................. 85

Камера................................................................................................................................................................................88

Извлечение камеры................................................................................................................................................ 88

Установка камеры....................................................................................................................................................88

Шарниры дисплея..........................................................................................................................................................89

Снятие шарнира дисплея.....................................................................................................................................89

Установка шарнира дисплея...............................................................................................................................90

Кабель дисплея (eDP).................................................................................................................................................. 91

Извлечение кабеля дисплея................................................................................................................................91

Монтаж кабеля дисплея........................................................................................................................................92

Contents

Узел задней крышки дисплея................................................................................................................................... 94

Замена тыльной крышки дисплея.....................................................................................................................94

Упор для рук в сборе....................................................................................................................................................95

Установка упора для рук в сборе......................................................................................................................95

Chapter 4: Поиск и устранение неполадок............................................................................... 97

Диагностика Dell SupportAssist с проверкой работы системы перед загрузкой................................... 97

Запуск SupportAssist для проверки работы системы перед загрузкой.............................................. 97

Индикаторы диагностики системы......................................................................................................................... 98

Цикл включение/выключение Wi-Fi.......................................................................................................................99

Chapter 5: Получение справки................................................................................................ 100

Обращение в компанию Dell.................................................................................................................................... 100

6 Contents

Работа с компьютером

Темы:

• Инструкции по технике безопасности

Инструкции по технике безопасности

Предварительные условия

Следуйте этим инструкциям по безопасности во избежание повреждения компьютера и для собственной

безопасности. Если не указано иное, каждая процедура, предусмотренная в данном документе, подразумевает

соблюдение следующих условий:

● прочитаны указания по технике безопасности, прилагаемые к компьютеру;

● Для замены компонента или установки отдельно приобретенного компонента выполните процедуру снятия в

обратном порядке.

Об этой задаче

ПРИМЕЧАНИЕ

: Перед открыванием корпуса компьютера или снятием панелей отключите все источники

питания. После окончания работы с внутренними компонентами компьютера, установите все крышки, панели и

винты на место, перед тем как, подключить компьютер к источнику питания.

ПРЕДУПРЕЖДЕНИЕ: Перед началом работы с внутренними компонентами компьютера прочитайте

инструкции по технике безопасности, прилагаемые к компьютеру. Дополнительные сведения по технике

безопасности см. на веб-странице, посвященной соответствию нормативным требованиям.

ОСТОРОЖНО: Многие виды ремонта могут быть выполнены только сертифицированным техническим

специалистом. Вам следует устранять неполадки и выполнять простой ремонт, разрешенный в

соответствии с документацией к изделию или проводимый в соответствии с указаниями, которые

можно найти в Интернете, получить по телефону или в службе технической поддержки. На ущерб,

вызванный неавторизованным обслуживанием, гарантия не распространяется. Прочтите инструкции по

технике безопасности, прилагаемые к изделию, и следуйте им.

ОСТОРОЖНО: Во избежание электростатического разряда следует заземлиться, надев антистатический

браслет или периодически прикасаясь к неокрашенной металлической поверхности, одновременно

касаясь разъема на задней панели компьютера.

ОСТОРОЖНО: Соблюдайте осторожность при обращении с компонентами и платами. Не следует

дотрагиваться до компонентов и контактов платы. Держите плату за края или за металлическую

монтажную скобу. Такие компоненты, как процессор, следует держать за края, а не за контакты.

ОСТОРОЖНО: При отсоединении кабеля беритесь за разъем или специальную петлю на нем. Не тяните

за кабель. На некоторых кабелях имеются разъемы с фиксирующими защелками. Перед отсоединением

кабеля такого типа необходимо нажать на фиксирующие защелки. При разъединении разъемов

старайтесь разносить их по прямой линии, чтобы не погнуть контакты. А перед подсоединением кабеля

убедитесь в правильной ориентации и соосности частей разъемов.

ПРИМЕЧАНИЕ: Цвет компьютера и некоторых компонентов может отличаться от цвета, указанного в этом

документе.

Работа с компьютером 7

Подготовка к работе с внутренними компонентами

компьютера

Об этой задаче

Во избежание повреждения компьютера выполните следующие шаги, прежде чем приступать к работе с

внутренними компонентами компьютера.

Действия

1. Обязательно следуйте инструкциям по технике безопасности.

2. Чтобы не поцарапать крышку компьютера, работы следует выполнять на плоской и чистой поверхности.

3. Выключите компьютер.

4. Отсоедините от компьютера все сетевые кабели.

ОСТОРОЖНО: При отсоединении сетевого кабеля необходимо сначала отсоединить его от

компьютера, а затем от сетевого устройства.

5. Отсоедините компьютер и все внешние устройства от электросети.

6. Нажмите и не отпускайте кнопку питания, пока компьютер не подключен к электросети, чтобы заземлить

системную плату.

ПРИМЕЧАНИЕ: Во избежание электростатического разряда следует заземлиться, надев антистатический

браслет или периодически прикасаясь к неокрашенной металлической поверхности, одновременно касаясь

разъема на задней панели компьютера.

Меры предосторожности

В главе о мерах предосторожности подробно описаны основные шаги, которые должны быть сделаны перед

выполнением любых инструкций по разборке.

Соблюдайте следующие меры предосторожности, прежде чем выполнять какие-либо процедуры установки или

разборки/исправления, связанные с разборкой или сборкой.

● Выключите компьютер и все периферийные устройства.

● Отсоедините компьютер и все периферийные устройства от питания переменного тока.

● Отсоедините все сетевые кабели, телефонные и телекоммуникационные линии от компьютера.

● Используйте комплект для техобслуживания на месте для защиты от электростатического разряда (ESD) при

работе с компонентами планшетаноутбука для предотвращения повреждения от электростатического разряда.

● После удаления любого компонента системы осторожно поместите снятый компонент на антистатический

коврик.

● Носите обувь с непроводящими резиновыми подошвами, чтобы уменьшить вероятность получения удара

электрическим током.

Резервное питание

Изделия Dell с резервным питанием должны быть отсоединены от розетки перед открытием корпуса. В системы со

встроенным резервным питанием фактически поступает питание и после отключения. Внутреннее питание

позволяет дистанционно включать систему (пробуждение по локальной сети) и приостанавливать работу, переходя

в спящий режим, а также обеспечивает другие расширенные функции управления энергопотреблением.

Отсоединение шнура питания, нажатие и удержание кнопки питания в течение 15 секунд должно привести к

разрядке остаточного напряжения в системной плате. Извлеките аккумулятор из планшетов.ноутбуков.

Групповое заземление

Групповое заземление — это метод подключения двух или нескольких проводников заземления к одному

электрическому потенциалу. Это осуществляется с использованием комплекта для техобслуживания на месте для

защиты от электростатического разряда (ESD). При подключении провода связывания проследите за тем, чтобы он

Работа с компьютером

был соединен с оголенным металлом, а не с окрашенной или неметаллической поверхностью. Антистатический

браслет должен быть надежно закреплен, полностью соприкасаясь с кожей. Кроме того, необходимо снять все

украшения, часы, браслеты или кольца, прежде чем будет выполнено подключение к общему заземлению с

оборудованием.

Электростатический разряд — защита от электростатического

разряда

Электростатические разряды представляют серьезную опасность при работе с электронными компонентами,

особенно платами расширения, процессорами, модулями памяти DIMM и системными платами. Даже небольшие

заряды могут повредить электрические цепи, причем неочевидным образом. Например, проблемы могут начать

возникать лишь время от времени или сократится срок службы изделия. По мере того как для отрасли все более

важными становятся низкое энергопотребление и высокая плотность размещения, растет и важность защиты от

электростатических разрядов.

С связи с увеличением плотности полупроводников на новейших продуктах Dell последние подвержены

электростатическому повреждению сильнее, чем более старые модели. По этой причине некоторые методы

обращения с компонентами, рекомендованные ранее, стали неприемлемыми.

Обычно говорят о двух типах электростатических повреждений: критических и постепенных.

● Критические. Критические повреждения — это примерно 20% повреждений, связанных с электростатическими

разрядами. Они приводят к немедленной и полной потере функциональности устройства. Пример критического

отказа: при получении удара статическим электричеством модуль памяти DIMM немедленно вызывает сбой

No POST/No Video (Не пройден тест POST/Нет видеосигнала), после чего подается кодовый звуковой сигнал об

отсутствующей или неработающей памяти.

● Постепенные. Постепенные сбои составляют приблизительно 80% сбоев из-за электростатических разрядов.

Такие повреждения возникают часто, и в большинстве случаев они первоначально оказываются

незамеченными. Например, модуль памяти DIMM может получить разряд, из-за которого лишь немного

повреждается канал, а никаких внешних симптомов не проявляется. Могут пройти недели или даже месяцы,

прежде чем канал расплавится. В этот период может ухудшиться целостность памяти, периодически могут

возникать ошибки и т. п.

Более сложными в плане выявления и устранения являются повреждения постепенного типа ("латентные

повреждения").

Для предотвращения электростатических разрядов примите следующие меры.

● Используйте проводной защитный браслет с необходимым заземлением. Использование беспроводных

антистатических браслетов больше не допускается. Они не обеспечивают надлежащей защиты. Для адекватной

защиты от разрядов также недостаточно просто коснуться корпуса перед работой с уязвимыми компонентами.

● Работайте с уязвимыми компонентами в статически безопасной области. По возможности используйте

антистатическое покрытие на полу и на рабочем столе.

● Извлекать уязвимые к статическому электричеству компоненты из антистатической упаковки следует только

непосредственно перед их установкой. Перед открытием антистатической упаковки обязательно снимите

статический заряд со своего тела.

● Обязательно помещайте компоненты в антистатические контейнеры при транспортировке.

Комплект для технического обслуживания с защитой от

электростатического разряда

Наиболее часто используется комплект защиты без обратной связи. Он всегда включает три основных компонента:

антистатическую подкладку, браслет и заземляющий провод.

Элементы комплекта защиты от электростатических разрядов

В комплект защиты от электростатических разрядов входят следующие компоненты.

● Антистатический коврик. Антистатический коврик является рассеивающим, и на нем можно размещать детали

во время обслуживания. При использовании антистатического коврика ваш антистатический браслет должен

быть плотно застегнут, а заземляющий провод должен быть подключен к коврику и к какой-либо металлической

поверхности в системе, с которой вы работаете. После этого можно доставать обслуживаемые компоненты из

Работа

с компьютером 9

защитного пакета и класть их на подкладку. Чтобы компоненты, чувствительные к электростатическим

разрядам, были в безопасности, они должны находиться в ваших руках, на антистатическом коврике, в системе

или в антистатическом пакете.

● Браслет и заземляющий провод. Браслет и заземляющий провод можно либо напрямую соединить с

металлическими частями оборудования, либо, если используется антистатическая подкладка, также подключить

к ней, чтобы защитить от статического разряда помещаемые на нее компоненты. Физическое соединение

проводом браслета, антистатической подкладки и оборудования называется заземлением. Не следует

использовать комплекты защиты, в которых нет трех вышеуказанных компонентов. Не используйте браслеты

без проводов. Также следует помнить, что внутренние провода браслета подвержены обычному износу, поэтому

следует регулярно проверять их тестером, чтобы не допустить случайного повреждения оборудования в

результате электростатического разряда. Рекомендуется проверять антистатический браслет и заземляющий

провод не реже одного раза в неделю.

● Тестер антистатического браслета. Провода внутри антистатического браслета со временем могут

повреждаться. При использовании комплекта без обратной связи рекомендуется всегда проверять браслет при

каждом сервисном вызове и не реже одного раза в неделю. Для этого лучше всего использовать тестер

браслета. Если у вас нет такого тестера, попробуйте приобрести его в своем региональном офисе. Для

выполнения теста наденьте браслет на запястье, подключите заземляющий провод браслета к тестеру и

нажмите кнопку тестирования. Если проверка выполнена успешно, загорается зеленый светодиодный

индикатор; если проверка завершается неудачно, загорается красный индикатор и раздается звуковой сигнал.

● Изоляционные элементы. Исключительно важно, чтобы устройства, чувствительные к электростатическим

разрядам, такие как пластиковые корпуса радиаторов, не соприкасались с внутренними деталями, которые

служат изоляторами и часто накапливают значительный статический заряд.

● Рабочая среда. Перед развертыванием комплекта защиты от электростатических разрядов оцените обстановку

на узле клиента. В серверной среде, например, комплект, может быть, придется использовать иначе, чем в

среде настольных или портативных устройств. Серверы обычно устанавливаются в стойку центра обработки

данных. Настольные ПК и портативные устройства обычно используются на рабочих столах или в офисных

ячейках. Обязательно найдите открытую ровную рабочую поверхность, свободную от беспорядка и достаточно

большую, чтобы развернуть комплект защиты от электростатических разрядов и разместить ремонтируемую

систему. В рабочей области также не должно быть изолирующих элементов, способных вызвать

электростатический разряд. Такие электроизоляторы, как пенопласт и другие виды пластика, следует

отодвинуть как минимум на расстояние 30 см (12 дюймов), прежде чем прикасаться к аппаратным компонентам,

которые может повредить электростатический разряд.

● Антистатическая упаковка. Все устройства, для которых представляет опасность электростатический разряд,

следует транспортировать в защитной упаковке. Предпочтительными являются металлические пакеты с

экранированием. Возвращать поврежденный компонент следует в том же пакете и в той же упаковке, в которых

вы получили замену. Пакет следует согнуть и заклеить лентой. В упаковке должен использоваться тот же

пенопласт, в котором был доставлен новый компонент. Устройства, которые можно повредить

электростатическим разрядом, следует извлекать только на защищенной от разряда рабочей поверхности. Не

следует помещать компоненты на защитный пакет, поскольку экранирована только внутренняя часть пакета.

Компоненты допускается только брать в руку, класть на подкладку, устанавливать в систему или помещать в

антистатический пакет.

● Транспортировка чувствительных компонентов. Для безопасной транспортировки деталей, чувствительных

к электростатическим разрядам, например сменных деталей или деталей, возвращаемых в корпорацию Dell,

исключительно важно помещать их в антистатические пакеты.

Защита от электростатических разрядов: общие сведения

Всем специалистам службы технической поддержки рекомендуется всегда использовать заземляющий

антистатический браслет и защитный антистатический коврик при обслуживании оборудования Dell. Кроме того,

очень важно не допускать соприкосновения компонентов с электроизоляторами и использовать при

транспортировке антистатические пакеты.

Защита компонентов при транспортировке

При транспортировке для замены или возврата в Dell компонентов, которые могут быть повреждены

электростатическим разрядом, очень важно помещать их в антистатические пакеты.

Подъем оборудования

При подъеме тяжелого оборудования соблюдайте следующие рекомендации.

Работа с компьютером

ОСТОРОЖНО: Не поднимайте груз весом более 50 фунтов. Привлекайте нескольких человек или

используйте механическое подъемное устройство.

1. Имейте стабильную опору под ногами. Держите ноги расставленными и направьте ступни в разные стороны,

чтобы сохранять равновесие.

2. Напрягите мышцы живота. Мышцы живота поддерживают вашу спину, снижая нагрузку при поднятии тяжестей.

3. Делайте подъем за счет ног, а не за счет спины.

4. Не отставляйте от себя груз, держите его близко. Чем ближе груз к позвоночнику, тем меньше будет нагрузка на

спину.

5. При подъеме и опускании груза держите спину вертикально. Не добавляйте к нагрузке свой собственный вес.

Постарайтесь не поворачиваться и не поворачивать спину.

6. При опускании груза используйте указания выше в обратном порядке.

После работы с внутренними компонентами компьютера

Об этой задаче

После завершения любой процедуры замены не забудьте подключить все внешние устройства, платы и кабели,

прежде чем включать компьютер.

Действия

1. Подсоедините к компьютеру все телефонные или сетевые кабели.

ОСТОРОЖНО: Чтобы подсоединить сетевой кабель, сначала подсоедините его к сетевому

устройству, а затем к компьютеру.

2. Подключите компьютер и все внешние устройства к электросети.

3. Включите компьютер.

4. Если необходимо, проверьте исправность работы компьютера, запустив программу ePSA diagnostics.

Работа

с компьютером 11

Технология и компоненты

ПРИМЕЧАНИЕ: Инструкции в этом разделе относятся к компьютерам, поставляемым с операционной системой

Windows 10. ОС Windows 10 установлена на этом компьютере на заводе.

Темы:

• DDR4

• Характеристики USB

• USB Type-C

• HDMI 1.4

• Характеристики USB

• Режимы индикатора кнопки питания

DDR4

Память с удвоенной скоростью передачи данных четвертого поколения (DDR4) пришла на смену технологиям DDR2

и DDR3, обладавшим более низким быстродействием. DDR4 поддерживает емкость до 512 Гбайт, тогда как

максимальная емкость DDR3 составляет 128 Гбайт на модуль DIMM. Синхронное динамическое ОЗУ DDR4 имеет

иную схему расположения установочных пазов по сравнению с SDRAM и DDR. Это предотвращает установку

неподходящей памяти в систему.

Энергопотребление DDR4 на 20% ниже (всего 1,2 В), чем у модулей DDR3, для которых требуется напряжение 1,5 В.

DDR4 также поддерживает новый режим глубокого энергосбережения, благодаря которому хост-устройство

переходит в режим ожидания без обновления памяти. Предполагается, что режим глубокого энергосбережения

уменьшит потребляемую мощность в режиме ожидания на 40–50%.

Подробные сведения о DDR4

Между модулями DDR3 и DDR4 существуют незначительные различия, перечисленные ниже.

Различие в установочных выемках

Расположение выемки модуля DDR4 отличается от расположения выемки модуля DDR3. Обе выемки находятся на

стороне вставки модуля, но расположение выемки DDR4 немного отличается, чтобы предотвратить установку

модуля в несовместимую плату или платформу.

Рисунок 1. Различие в установочных выемках

Увеличенная толщина

Модули DDR4 немного толще DDR3, потому что содержат больше сигнальных слоев.

12 Технология и компоненты

Рисунок 2. Различие в толщине

Изогнутый край

Модули DDR4 имеют изогнутый край, что упрощает процесс установки модуля и снижает давление на печатную

плату при вставке модулей памяти.

Рисунок 3. Изогнутый край

Ошибки памяти

Ошибки памяти в системе отображаются с новым кодом неисправности ON-FLASH-FLASH или ON-FLASH-ON. Если

возникает сбой в работе всей памяти, дисплей не включается. Для поиска и устранения возможных неполадок

памяти можно попробовать заведомо исправные модули памяти в разъемах памяти на нижней панели системы или

под клавиатурой, как в некоторых портативных системах.

ПРИМЕЧАНИЕ

: Память DDR4 встроена в плату и не является заменяемым модулем DIMM, как показано на

рисунках и указано в тексте.

Характеристики USB

Универсальная последовательная шина USB была представлена в 1996 году. Она существенно упростила

соединения между хост-компьютерами и периферийными устройствами: мышами, клавиатурами, внешними

носителями данных и принтерами.

Таблица

1. Эволюция USB

Тип Скорость передачи данных Категория Год введения

USB 2.0 480 Мбит/с Высокая скорость 2000

USB 3.0/USB 3.1

Gen 1

5 Мбит/с SuperSpeed 2010

USB 3.1 Gen 2 10 Гбит/с SuperSpeed 2013

USB 3.0/USB 3.1 Gen 1 (SuperSpeed USB)

В течение многих лет стандарт USB 2.0 имел прочную репутацию стандартного интерфейса в мире персональных

компьютеров — его использовали около 6 миллиардов проданных устройств. Однако в настоящее время

наблюдается потребность в увеличении скорости, поскольку появляется все более быстрое оборудование и

возрастают требования к скорости передачи данных. Требования пользователей были наконец удовлетворены

Технология

и компоненты 13

стандартом USB 3.0/USB 3.1 Gen 1, теоретически обладающим в 10 раз большей скоростью по сравнению со своим

предшественником. Стандарт USB 3.1 1-го поколения обладает следующими основными свойствами.

● Более высокие скорости передачи данных (до 5 Гбит/с)

● Повышенная максимальная мощность шины и потребление тока для лучшего энергообеспечения ресурсоемких

устройств

● Новые функции управления питанием

● Полностью дуплексный режим передачи данных и поддержки новых типов передачи данных

● Обратная совместимость с USB 2.0

● Новые разъемы и кабель

В разделах ниже приводятся некоторые из наиболее часто задаваемых вопросов о стандарте USB 3.0/USB 3.1 Gen 1.

Быстродействие

Актуальная спецификация USB 3.0/USB 3.1 Gen 1 задает три скоростных режима. Это Super-Speed

(Сверхскоростной), Hi-Speed (Высокоскоростной) и Full-Speed (Полноскоростной). Новый режим SuperSpeed

обеспечивает скорость передачи данных 4,8 Гбит/с. Данная спецификация продолжает поддерживать

высокоскоростной и полноскоростной режимы работы USB, также известные как USB 2.0 и USB 1.1. Однако эти более

медленные режимы по-прежнему работают на скоростях 480 Мбит/с и 12 Мбит/с соответственно и сохранены

только для совместимости с предыдущими версиями.

Стандарт USB 3.0/USB 3.1 Gen 1 обеспечивает намного более высокую производительность за счет технических

изменений, перечисленных ниже.

● Дополнительная физическая шина, добавленная параллельно существующей шине USB 2.0 (см. рисунок ниже).

● В USB 2.0 было четыре провода (питание, заземление и одна дифференциальная пара для передачи данных); в

USB 3.0/USB 3.1 Gen 1 было добавлено еще четыре провода, т. е. две пары дифференциальных сигналов

(передача и прием), что в общей сложности составило восемь соединений в разъемах и кабелях.

● В отличие от полудуплексного режима в USB 2.0, в USB 3.0/USB 3.1 Gen 1 используется двунаправленный

интерфейс передачи данных. Это увеличивает теоретическую пропускную способность в 10 раз.

Из-за постоянно растущих требований к скорости передачи данных, распространения видеоматериалов высокой

четкости, терабайтных накопительных устройств, цифровых камер высокого разрешения и т. д.

производительности USB 2.0 может быть недостаточно. Кроме того, подключение USB 2.0 никогда не сможет даже

приблизиться к теоретической максимальной пропускной способности в 480 Мбит/с; реальная пропускная

способность не превышает 320 Мбит/с (40 Мбайт/с). Аналогичным образом подключения USB 3.0/USB 3.1 Gen 1

никогда не достигнут скорости 4,8 Гбит/с. Максимальная скорость передачи данных составит немногим более

400 Мбайт/с. При такой скорости USB 3.0/USB 3.1 Gen 1 оказывается в 10 раз быстрее USB 2.0.

Технология и компоненты

Область применения

Стандарт USB 3.0/USB 3.1 Gen 1 открывает возможности для более эффективной работы с устройствами. И если

прежде стандарт USB был неприемлем при работе с видеоматериалами с точки зрения максимального разрешения,

времени задержки и степени сжатия, то сейчас можно легко представить работу видеосистем по USB с пропускной

способностью, которая превышает прежние значения скорости в 5–10 раз. Одноканальному DVI-разъему требуется

пропускная способность до 2 Гбит/с. Пропускная способность 480 Мбит/с накладывала существенные

ограничения, однако скорость 5 Гбит/с открывает новые перспективы. Обеспечивая заявленную пропускную

способность 4,8 Гбит/с, новый стандарт USB получит распространение в тех областях, где раньше такой интерфейс

не применялся, например во внешних RAID-системах хранения данных.

Ниже перечислены некоторые из имеющихся на рынке устройств с поддержкой SuperSpeed USB 3.0/USB 3.1 Gen 1.

● Внешний рабочий стол USB 3.0 / USB 3.1 Gen 1 Жесткие диски

● Портативные USB 3.0 / USB 3.1 Gen 1 жесткие диски

● USB 3.0 / USB 3.1 Gen 1 Док-станции и адаптеры для дисков

● USB 3.0 / USB 3.1 Gen 1 Флэш-накопители и ридеры

● Твердотельные накопители USB 3.0 / USB 3.1 Gen 1

● USB 3.0 / USB 3.1 Gen 1 RAID

● Приводы оптических носителей

● Мультимедийные устройства

● сетей

● USB 3.0 / USB 3.1 Gen 1 Адаптерные карты и концентраторы

Совместимость

К счастью, стандарт USB 3.0/USB 3.1 Gen 1 создан в расчете на мирное сосуществование с USB 2.0. Что самое

важное, хотя протокол USB 3.0/USB 3.1 Gen 1 задает новый тип физических подключений и потому требует новых

кабелей для обеспечения более высокой скорости работы, сам разъем имеет ту же прямоугольную форму с

четырьмя контактами, как у USB 2.0, расположенными там же, где и раньше. В кабелях USB 3.0/USB 3.1 Gen 1

имеется пять новых соединений для независимого переноса передаваемых и принимаемых данных. Эти

соединения становятся активными только при подключении к совместимому USB-разъему SuperSpeed.

USB Type-C

USB Type-C — это новый миниатюрный физический разъем. Сам разъем поддерживает различные новые

стандарты USB, такие как USB 3.1 и USB Power Delivery (USB PD).

Альтернативный режим

USB Type-C — это новый стандарт очень маленьких разъемов. Он примерно втрое меньше прежнего разъема USB

Type-A. Это единый стандарт разъемов, который должны поддерживать все устройства. С помощью

альтернативных режимов порты USB Type-C поддерживают различные протоколы, что позволяет использовать

один USB-порт для подключений HDMI, VGA, DisplayPort и других типов через адаптеры.

USB Power Delivery

Спецификация USB Power Delivery тесно связана со стандартом USB Type-C. В настоящее время смартфоны,

планшеты и другие мобильные устройства часто используют USB-подключение для зарядки. Подключение USB 2.0

обеспечивает подачу мощности до 2,5 Вт. Этого достаточно лишь для зарядки телефона. Например, для зарядки

ноутбука может потребоваться до 60 Вт. Спецификация USB Power Delivery увеличивает подаваемую мощность до

100 Вт. Технология является двунаправленной, так что устройство может подавать или получать электроэнергию.

Электроэнергия может передаваться одновременно с данными по одному подключению.

Это может полностью исключить потребность в специализированных кабелях для зарядки ноутбуков, поскольку все

устройства можно заряжать с помощью стандартного USB-подключения. Вы можете зарядить ноутбук, используя

один из портативных аккумуляторных блоков, от которых вы заряжаете сегодня свои смартфоны и другие

мобильные устройства. Вы можете подключить ноутбук к внешнему дисплею с кабелем питания и заряжать ноутбук

Технология

и компоненты 15

во время использования внешнего дисплея. И для всего этого вам потребуется одно подключение USB Type-C.

Чтобы использовать данную возможность, устройство и кабель должны поддерживать технологию USB Power

Delivery. Одного лишь подключения USB Type-C недостаточно.

USB Type-C и USB 3.1

USB 3.1 — это новый стандарт USB. Теоретическая пропускная способность USB 3 составляет 5 Гбит/с, а USB 3.1 —

10 Гбит/с. Таким образом, пропускная способность удваивается и достигает уровня, который обеспечивает разъем

Thunderbolt первого поколения. USB Type-C и USB 3.1 — не одно и то же. USB Type-C — это лишь форма разъема, а

в основе его работы может лежать технология USB 2 или USB 3.0. Планшет Nokia N1 Android использует разъем USB

Type-C, но на базе технологии USB 2.0, а не USB 3.0. Тем не менее эти технологии тесно взаимосвязаны.

Thunderbolt с интерфейсом USB Type-C

Thunderbolt — это аппаратный интерфейс для передачи данных, видео, звука и питания по одному подключению.

Thunderbolt обеспечивает передачу по одному кабелю одного последовательного сигнала (где сочетаются PCI

Express (PCIe) и DisplayPort (DP)) и постоянного тока для электропитания. Интерфейсы Thunderbolt 1 и Thunderbolt 2

используют для подключения к периферийным устройствам тот же разъем, что и miniDP (DisplayPort), а Thunderbolt 3

использует разъем USB Type-C.

Рисунок 4. Thunderbolt 1 и Thunderbolt 3

1. Thunderbolt 1 и Thunderbolt 2 (с разъемом miniDP)

2. Thunderbolt 3 (с разъемом USB Type-C)

Thunderbolt 3 с интерфейсом USB Type-C

Thunderbolt 3 объединяет интерфейсы Thunderbolt и USB Type-C в один компактный порт со скоростью до 40 Гбит/,

обеспечивая самое быстрое и универсальное подключение к любому стыковочному модулю, дисплею или

устройству хранения данных, например к внешнему жесткому диску. Thunderbolt 3 использует разъем USB Type-C

для подключения к поддерживаемым периферийным устройствам.

1. Thunderbolt 3 использует разъем и кабели USB Type-C, компактные и двусторонние

2. Thunderbolt 3 поддерживает скорость до 40 Гбит/с

3. DisplayPort 1.4 — совместим с существующими мониторами, устройствами и кабелями DisplayPort

4. Функция USB Power Delivery — до 130 Вт на поддерживаемых компьютерах

Основные характеристики Thunderbolt 3 с интерфейсом USB Type-C

1. Один кабель для Thunderbolt, USB, DisplayPort и питания по USB Type-C (характеристики зависят от продукта)

2. Разъем и кабели USB Type-C, компактные и двусторонние

3. Поддержка технологии Thunderbolt Networking (*зависит от продукта)

4. Поддержка дисплеев с разрешением до 4K

5. До 40 Гбит/с

ПРИМЕЧАНИЕ: Скорость передачи данных может различаться в зависимости от устройства.

16 Технология и компоненты

Значки Thunderbolt

Рисунок 5. Разновидности значков Thunderbolt

HDMI 1.4

В этом разделе описывается интерфейс HDMI 1.4 и его функции и преимущества.

HDMI (мультимедийный интерфейс высокой четкости) — это отраслевой, полностью цифровой интерфейс аудио и

видео без сжатия. HDMI обеспечивает интерфейс между любыми совместимыми цифровыми источниками аудио и

видео, такими как DVD-проигрыватель или приемник сигналов аудио и видео, и совместимыми цифровыми

устройствами воспроизведения, например цифровым телевизором (DTV). В основном он используется для

подключения телевизоров с поддержкой HDMI и DVD-проигрывателей. Основное преимущество — это уменьшение

числа кабелей и возможность защиты содержимого. HDMI поддерживает в одном кабеле стандартный и

расширенный форматы видео и видео высокой четкости, а также многоканальный цифровой звук.

ПРИМЕЧАНИЕ: Порт HDMI 1.4 будет поддерживать 5.1-канальный звук.

Функции HDMI 1.4

● Канал HDMI Ethernet — добавляет поддержку высокоскоростной сети к разъему HDMI, что позволяет

пользователям использовать все преимущества устройств с поддержкой протокола IP без использования

отдельного кабеля Ethernet

● Канал возврата звука — позволяет подключенному через HDMI телевизору с помощью встроенного тюнера

отправлять аудио данные в обратном направлении в систему объемного звука, исключая необходимость в

отдельном звуковом кабеле

● 3D — определяет протоколы ввода-вывода для основных форматов 3D-видео, подготавливая почву для 3D-игр

и приложений для домашнего 3D-кинотеатра

● Тип данных — передача различных видов данных в режиме реального времени между дисплеем и источниками

сигнала, обеспечивая возможность оптимизации телевизором настроек изображения в зависимости от типа

данных

● Additional Color Spaces (Дополнительные цветовые пространства) — добавляет поддержку

дополнительных цветовых моделей, используемых в цифровой фотографии и компьютерной графике.

● Поддержка разрешения 4K — обеспечивает возможность просмотра видео с разрешением, намного

превышающим 1080p, с поддержкой дисплеев следующего поколения, которые могут соперничать с цифровыми

кинотеатрами, используемыми во многих коммерческих кинотеатрах

● Разъем HDMI Micro — новый уменьшенный разъем для телефонов и других портативных устройств с

поддержкой разрешений видео до 1080p

● Система подключения в автомобилях — новые кабели и разъемы для автомобильных видеосистем,

предназначенные для удовлетворения уникальных требований среды автомобиля, обеспечивая при этом

реальное HD качество

Преимущества HDMI

● Высококачественный HDMI передает несжатое цифровое аудио и видео, обеспечивая максимальное качество

изображения.

● Бюджетный HDMI обеспечивает качество и функциональность цифрового интерфейса, при этом также

поддерживая несжатые видео форматы простым и экономичным способом

● Аудио HDMI поддерживает различные форматы аудио: от стандартного стерео до многоканального объемного

звука.

Технология

и компоненты 17

● HDMI обеспечивает передачу видео и многоканального звука по одному кабелю, сокращая затраты, упрощая и

исключая путаницу при использовании нескольких кабелей, используемых в настоящее время в аудио-видео

системах

● HDMI поддерживает связь между источником видеосигнала (например, DVD-проигрывателем) и цифровым

телевизором, предоставляя новые функциональные возможности

Характеристики USB

Универсальная последовательная шина USB была представлена в 1996 году. Она существенно упростила

соединения между хост-компьютерами и периферийными устройствами: мышами, клавиатурами, внешними

носителями данных и принтерами.

Давайте посмотрим на эволюцию интерфейса USB, приведенную в таблице ниже.

Таблица 2. Эволюция USB

Тип Скорость передачи данных Категория Год введения

USB 2.0 480 Мбит/с Высокая скорость 2000

USB 3.0/USB 3.1

Gen 1

5 Мбит/с Сверхвысокая скорость 2010

USB 3.1 Gen 2 10 Гбит/с Сверхвысокая скорость 2013

USB 3.0/USB 3.1 Gen 1 (SuperSpeed USB)

В течение многих лет стандарт USB 2.0 имел прочную репутацию стандартного интерфейса в мире персональных

компьютеров — его использовали около 6 миллиардов проданных устройств. Однако в настоящее время

наблюдается потребность в увеличении скорости, поскольку появляется все более быстрое оборудование и

возрастают требования к скорости передачи данных. Требования пользователей были наконец удовлетворены

стандартом USB 3.0/USB 3.1 Gen 1, теоретически обладающим в 10 раз большей скоростью по сравнению со своим

предшественником. Стандарт USB 3.1 1-го поколения обладает следующими основными свойствами.

● Более высокие скорости передачи данных (до 5 Гбит/с)

● Повышенная максимальная мощность шины и потребление тока для лучшего энергообеспечения ресурсоемких

устройств

● Новые функции управления питанием

● Полностью дуплексный режим передачи данных и поддержки новых типов передачи данных

● Обратная совместимость с USB 2.0

● Новые разъемы и кабель

В разделах ниже приводятся некоторые из наиболее часто задаваемых вопросов о стандарте USB 3.0/USB 3.1 Gen 1.

Быстродействие

Актуальная спецификация USB 3.0/USB 3.1 Gen 1 задает три скоростных режима. Это Super-Speed

(Сверхскоростной), Hi-Speed (Высокоскоростной) и Full-Speed (Полноскоростной). Новый сверхскоростной режим

обеспечивает скорость передачи данных 4,8 Гбит/с. Данный стандарт продолжает поддерживать высокоскоростной

и полноскоростной режимы работы USB, также известные как USB 2.0 и 1.1. Однако эти более медленные режимы

по-прежнему работают на соответствующих скоростях 480 и 12 Мбит/с и сохранены только для обратной

совместимости.

Стандарт USB 3.0/USB 3.1 Gen 1 обеспечивает намного более высокую производительность за счет технических

изменений, перечисленных ниже.

● Дополнительная физическая шина, добавленная параллельно существующей шине USB 2.0 (см. рисунок ниже).

Технология и компоненты