USB3.0技术规格与信号完整性介绍

2016-10-12 by:CAE仿真在线来源:互联网

USB 3.0标准由Intel和HP、NEC、NXP、微软以及德州仪器共同开发,USB 3.0的目标是提供当前十倍的带宽,利用新增的两对高速线路开启的“Superspeed”模式,可以达到约4.8 Gbit/s (600MB/s),并且可能使用光纤连接。

USB 3.0的技术规范于2008年8月13日发行,其商业产品预计于2009年或2010发行。USB 3.0新增了5个触点,两条为数据输出,两条数据输入,采用发送列表区段来进行数据发包,新的触点将会并排在目前4个触点的后方。USB 3.0暂定的供电标准为900mA,将支持光纤传输。USB 3.0的设计兼容USB 2.0与USB 1.1版本,并且使用了更有效的协议来节约能源。

那么USB3.0究竟为什么有着如此神奇的魅力,它究竟是如何工作的?

二、USB3.0规范解析

许多人看到的USB技术,仅仅是接口与线缆,但很少有人关心在USB接口中,数据是以何种形式被传输和处理的。在今天的台式机和笔记本电脑中,作为电脑主机,他们都包含了主机控制器。这个小小的芯片内具有一系列的逻辑管道,它负责管理主机和设备之间各种数据的传输。目前的Hi-Speed USB接口,即USB2.0接口采用的是一种半双工的结构,也就是说,数据传输只是单向的。首先外设装置发送信号到电脑,再由电脑发送信号到外设装置,两者不同同时互传信息。

在USB3.0规范中,它将会有自己专用的数据通路,专用的数据发送线路和独立的数据接收线路。因此,在主机与外设之间进行数据通信的时候,可以真正实现全双工。主机与外设都可以同时发送和接收数据。

另外数据传输的速率也将得到极大的改善,可以实现5Gb/s的数据传输能力,每个方向可以实现4.7Gb/s的数据吞吐量。而目前最快的USB2.0规范中,仅仅可以实现单向的480Mb/s。

无论是主机还是外设,所有的数据传输都可以在同一时间爆发,这些专用的数据收发通道可以将数据周转的时间减小到最低,同时他们可以同时发出操作请求。USB3.0接口向下兼容以前的USB2.0和USB1.1接口。

三、USB3.0引脚触点分析

USB3.0为了向下兼容USB2.0规范,同时又要极大的提高自身的带宽,就在一根线缆里,专门设置了两套数据传输机制。一套是便于普通的USB2.0接口,一套是专用的发送接收高速传输信道。

如图,这是USB 3.0 Micro B接口,针脚1是供电(VBUS),针脚2是USB2.0的数据-,针脚3是USB2.0的数据+,针脚4是USB On-The-Go的ID线,针脚5是地线(GND),针脚6是USB3.0的发送数据线-,针脚7是USB3.0发送数据线+,针脚8是地线(GND),针脚9是USB3.0的接收数据线-,针脚10是USB3.0接收数据线+。