USB3.0技術規格與信號完整性介紹

2016-10-12 by:CAE仿真在線來源:互聯網

USB 3.0標準由Intel和HP、NEC、NXP、微軟以及德州儀器共同開發,USB 3.0的目標是提供當前十倍的帶寬,利用新增的兩對高速線路開啟的“Superspeed”模式,可以達到約4.8 Gbit/s (600MB/s),并且可能使用光纖連接。

USB 3.0的技術規范于2008年8月13日發行,其商業產品預計于2009年或2010發行。USB 3.0新增了5個觸點,兩條為數據輸出,兩條數據輸入,采用發送列表區段來進行數據發包,新的觸點將會并排在目前4個觸點的后方。USB 3.0暫定的供電標準為900mA,將支持光纖傳輸。USB 3.0的設計兼容USB 2.0與USB 1.1版本,并且使用了更有效的協議來節約能源。

那么USB3.0究竟為什么有著如此神奇的魅力,它究竟是如何工作的?

二、USB3.0規范解析

許多人看到的USB技術,僅僅是接口與線纜,但很少有人關心在USB接口中,數據是以何種形式被傳輸和處理的。在今天的臺式機和筆記本電腦中,作為電腦主機,他們都包含了主機控制器。這個小小的芯片內具有一系列的邏輯管道,它負責管理主機和設備之間各種數據的傳輸。目前的Hi-Speed USB接口,即USB2.0接口采用的是一種半雙工的結構,也就是說,數據傳輸只是單向的。首先外設裝置發送信號到電腦,再由電腦發送信號到外設裝置,兩者不同同時互傳信息。

在USB3.0規范中,它將會有自己專用的數據通路,專用的數據發送線路和獨立的數據接收線路。因此,在主機與外設之間進行數據通信的時候,可以真正實現全雙工。主機與外設都可以同時發送和接收數據。

另外數據傳輸的速率也將得到極大的改善,可以實現5Gb/s的數據傳輸能力,每個方向可以實現4.7Gb/s的數據吞吐量。而目前最快的USB2.0規范中,僅僅可以實現單向的480Mb/s。

無論是主機還是外設,所有的數據傳輸都可以在同一時間爆發,這些專用的數據收發通道可以將數據周轉的時間減小到最低,同時他們可以同時發出操作請求。USB3.0接口向下兼容以前的USB2.0和USB1.1接口。

三、USB3.0引腳觸點分析

USB3.0為了向下兼容USB2.0規范,同時又要極大的提高自身的帶寬,就在一根線纜里,專門設置了兩套數據傳輸機制。一套是便于普通的USB2.0接口,一套是專用的發送接收高速傳輸信道。

如圖,這是USB 3.0 Micro B接口,針腳1是供電(VBUS),針腳2是USB2.0的數據-,針腳3是USB2.0的數據+,針腳4是USB On-The-Go的ID線,針腳5是地線(GND),針腳6是USB3.0的發送數據線-,針腳7是USB3.0發送數據線+,針腳8是地線(GND),針腳9是USB3.0的接收數據線-,針腳10是USB3.0接收數據線+。