一、SuperSpeed USB接口

　　USB 3.0時(shí)代剛剛開(kāi)始。

　　USB 3.0標(biāo)準(zhǔn)由Intel和HP、NEC、NXP、微軟以及德州儀器共同開(kāi)發(fā)，USB 3.0的目標(biāo)是提供當(dāng)前十倍的帶寬，利用新增的兩對(duì)高速線路開(kāi)啟的“Superspeed”模式，可以達(dá)到約4.8 Gbit/s （600MB/s），并且可能使用光纖連接。

　　USB 3.0的技術(shù)規(guī)范于2008年8月13日發(fā)行，其商業(yè)產(chǎn)品預(yù)計(jì)于2009年或2010發(fā)行。USB 3.0新增了5個(gè)觸點(diǎn)，兩條為數(shù)據(jù)輸出，兩條數(shù)據(jù)輸入，采用發(fā)送列表區(qū)段來(lái)進(jìn)行數(shù)據(jù)發(fā)包，新的觸點(diǎn)將會(huì)并排在目前4個(gè)觸點(diǎn)的后方。USB 3.0暫定的供電標(biāo)準(zhǔn)為900mA，將支持光纖傳輸。USB 3.0的設(shè)計(jì)兼容USB 2.0與USB 1.1版本，并且使用了更有效的協(xié)議來(lái)節(jié)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(guī)范解析

　　許多人看到的USB技術(shù)，僅僅是接口與線纜，但很少有人關(guān)心在USB接口中，數(shù)據(jù)是以何種形式被傳輸和處理的。在今天的臺(tái)式機(jī)和筆記本電腦中，作為電腦主機(jī)，他們都包含了主機(jī)控制器。這個(gè)小小的芯片內(nèi)具有一系列的邏輯管道，它負(fù)責(zé)管理主機(jī)和設(shè)備之間各種數(shù)據(jù)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(jié)構(gòu)，也就是說(shuō)，數(shù)據(jù)傳輸只是單向的。首先外設(shè)裝置發(fā)送信號(hào)到電腦，再由電腦發(fā)送信號(hào)到外設(shè)裝置，兩者不同同時(shí)互傳信息。

　　在USB3.0規(guī)范中，它將會(huì)有自己專用的數(shù)據(jù)通路，專用的數(shù)據(jù)發(fā)送線路和獨(dú)立的數(shù)據(jù)接收線路。因此，在主機(jī)與外設(shè)之間進(jìn)行數(shù)據(jù)通信的時(shí)候，可以真正實(shí)現(xiàn)全雙工。主機(jī)與外設(shè)都可以同時(shí)發(fā)送和接收數(shù)據(jù)。

　　另外數(shù)據(jù)傳輸?shù)乃俾室矊⒌玫綐O大的改善，可以實(shí)現(xiàn)5Gb/s的數(shù)據(jù)傳輸能力，每個(gè)方向可以實(shí)現(xiàn)4.7Gb/s的數(shù)據(jù)吞吐量。而目前最快的USB2.0規(guī)范中，僅僅可以實(shí)現(xiàn)單向的480Mb/s。

　　無(wú)論是主機(jī)還是外設(shè)，所有的數(shù)據(jù)傳輸都可以在同一時(shí)間爆發(fā)，這些專用的數(shù)據(jù)收發(fā)通道可以將數(shù)據(jù)周轉(zhuǎn)的時(shí)間減小到最低，同時(shí)他們可以同時(shí)發(fā)出操作請(qǐng)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(diǎn)分析

　　USB3.0為了向下兼容USB2.0規(guī)范，同時(shí)又要極大的提高自身的帶寬，就在一根線纜里，專門(mén)設(shè)置了兩套數(shù)據(jù)傳輸機(jī)制。一套是便于普通的USB2.0接口，一套是專用的發(fā)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(shù)據(jù)-，針腳3是USB2.0的數(shù)據(jù)+，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(fā)送數(shù)據(jù)線-，針腳7是USB3.0發(fā)送數(shù)據(jù)線+，針腳8是地線（GND），針腳9是USB3.0的接收數(shù)據(jù)線-，針腳10是USB3.0接收數(shù)據(jù)線+。

　　USB 3.0 Micro B

　　USB3.0包括standard A /standard B/Micro的具體針腳定義如下：

　　表1 USB3.0 standard A /standard B/Micro針腳定義

　　四、USB3.0信號(hào)完整性

　　對(duì)USB3.0的信號(hào)完整性要求與USB2.0做了對(duì)比，USB3.0的信號(hào)完整性規(guī)范比USB2.0的高很多，詳見(jiàn)表2。另外也可以參考USB3.0規(guī)范5.6.1的SuperSpeed Electrical Requirements.

　　表2 USB3.0的信號(hào)完整性

　　目前從各家連接器提供商的USB3.0的設(shè)計(jì)、高頻信號(hào)分析及測(cè)試的結(jié)果來(lái)看，近端串音（Near-end Crosstalk）和差模轉(zhuǎn)共模（Differential to Common Mode Conversion） 比較難滿足規(guī)范要求，需要進(jìn)一步地通過(guò)仿真分析來(lái)改善信號(hào)完整性性能。