與 USB 2.0 相比，USB 3.0 SuperSpeed 標準的數(shù)據(jù)速率提高了一個數(shù)量級，從而為工程師提供了解決數(shù)據(jù)密集型應(yīng)用場景所需的能力。但是，正在出現(xiàn)的一些熱點可能會減緩工程界采用這種下一代接口的速度。

市場研究公司 Global Industry Analysts 今年早些時候編制和發(fā)布的數(shù)據(jù)表明，到 2020 年，支持 USB 3.0 的設(shè)備的全球銷量將達到 30 億臺大關(guān)。在此期間，亞太地區(qū)可能會主導需求（預(yù)計復合年增長率為 36%）。

迄今為止，實現(xiàn) USB 3.0 技術(shù)的最佳機會之一就是將數(shù)據(jù)批量傳輸?shù)酵獠看鎯υO(shè)備。在這個應(yīng)用程序中，可以提供的額外速度具有巨大的好處，可以避免越來越常見的數(shù)據(jù)阻塞。需要注意的是，USB 3.0 不僅僅是一種以消費者為主導的現(xiàn)象。預(yù)計的市場增長和工程師對該標準日益增長的興趣將帶來幾個額外的動力，每一個都將產(chǎn)生重大影響。導致該市場領(lǐng)域成熟的其他關(guān)鍵驅(qū)動因素包括更高性能的安全設(shè)備和工業(yè)數(shù)據(jù)采集硬件，以及醫(yī)療成像和高清 （HD） 顯示系統(tǒng)在數(shù)字標牌、銷售點單元、等等

USB 3.0 功能和用途

USB 3.0 的未來看起來很繁榮，它提供了與最初使 USB 接口如此受歡迎的相同的即插即用連接，并幫助它成為世界上最普遍的接口技術(shù)（每年出貨超過 30 億個端口），但有一些額外的優(yōu)勢。它可以通過全雙工 I/O 結(jié)構(gòu)以高達 5 Gbps 的速率傳輸數(shù)據(jù)，而 USB 2.0 可以達到 480 Mbps。此外，它將功率輸出從 2.0 的 10 W 提升到 100 W。因此，它在現(xiàn)代系統(tǒng)設(shè)計中的部署范圍要大得多。

USB 3.0 與 2.0 版本的向后兼容性是另一個優(yōu)點，便于升級現(xiàn)有設(shè)備。與其他互連技術(shù)相比，它的性能優(yōu)于最新 FireWire 版本的 800 Mbps 和 CameraLink 的 2.08 Gbps，同時比 HDMI 更通用。有限的操作系統(tǒng)支持可能對其施加了一段時間的限制，但現(xiàn)在 USB 3.0 可以與 Linux 一起使用，它對嵌入式行業(yè)的各個方面都有更大的希望。

USB 3.0 在消費領(lǐng)域之外的一個重要前景是工業(yè)數(shù)據(jù)記錄，例如監(jiān)控通過管道的液體流動，從而可以防止泄漏和堵塞，或者環(huán)境傳感系統(tǒng)，可以確?？諝鈧鞑サ乃交衔锘蛭⒘２怀^安全閾值。另一個例子是多媒體內(nèi)容的傳輸。USB 3.0 支持 120 Hz 的 1920 x 1080 像素視頻，具有充足的可用帶寬。高清圖像數(shù)據(jù)可以以允許流暢的視頻播放而不會出現(xiàn)任何滯后或失真的幀速率顯示。

由于不需要多條電纜，因此降低了部署成本并節(jié)省了寶貴的空間。它可以用于機器視覺，支持更高分辨率的圖像傳感器，從而可以更快地檢查工廠生產(chǎn)線上的物品。因此，可以在提高輸出水平的同時維持質(zhì)量控制基準。

監(jiān)控攝像頭可以從這項技術(shù)中受益，為觀察交通提供更高的圖像清晰度（以便在違反法律時識別車牌）。USB 3.0 肯定會受到關(guān)注的另一個地方是 3D 成像，其中成排的相機可以同時從多個角度拍攝照片，用于沉浸式游戲或用于安裝假肢的身體成像。

支持 USB 3.0 的 IC

很明顯，USB 3.0 有很多可能性，但必須注意的是，迄今為止，支持該標準的可用半導體解決方案有其局限性。造成這種情況的一個關(guān)鍵因素是這些 IC 主要基于微控制器 （MCU）?，F(xiàn)在人們對它們在大部分應(yīng)用中的適用性提出了質(zhì)疑。

由于需要創(chuàng)建、編譯和調(diào)試大量代碼來操作組成的 MCU 元件，第一波 USB 3.0 接口設(shè)備已經(jīng)證明其實現(xiàn)起來很復雜。他們需要經(jīng)驗豐富的工程團隊和大量的開發(fā)時間。這些 IC 中的 MCU 內(nèi)核也使單位成本相對較高，并且也占用了相當大的電路板面積。此外，還需要考慮增加的功耗。USB 3.0 系統(tǒng)設(shè)計需要一種 MCU 方法的替代方法，該方法可以解決材料清單問題、電路板空間利用率和功率預(yù)算。

FTDI Chip 的 FT600/1 USB 3.0 到 FIFO 橋接設(shè)備可以提供 3.2 Gbps 的數(shù)據(jù)突發(fā)速率。FT600 有一個 16 位寬的 FIFO 總線接口，而 FT601 有一個 32 位寬的總線接口。作為它們的基礎(chǔ)，它們具有專有的硬連線 32 位、100 MHz 處理器內(nèi)核，可控制每個 IC 的內(nèi)部子單元。這減少了需要編寫的代碼量。

FT600 系列中的器件具有兩種接口模式，一種針對簡單直接實施進行了優(yōu)化的標準同步 245 FIFO 模式，以及一種支持多達四個邏輯 FIFO 通道和針對更高吞吐量而優(yōu)化的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的多通道 FIFO 模式，以及提供更多的系統(tǒng)設(shè)計靈活性。

作者：Gordon Lunn，Chee Ee Lee

審核編輯：郭婷