eUSB2的重要性

預(yù)計(jì)，最初將會出現(xiàn)eUSB2 （embedded USB2， 嵌入式USB2.0） 芯片，其能夠與低電壓SoC橋接（圖1）。這將是一個(gè)eUSB2中繼器。

然后，那些從1998年就開始使用標(biāo)準(zhǔn)USB鼠標(biāo)的用戶或者從2005年就開始使用4MB閃存驅(qū)動器的用戶就可以在2023年的高級筆記本電腦上使用它了。這種設(shè)置將大行其道，因?yàn)閑USB2 IP將能夠提升信號強(qiáng)度并為外圍設(shè)備或傳統(tǒng)外設(shè)提供支持。

圖1：eUSB2框圖

產(chǎn)品中的eUSB2

由于eUSB2使用較低的電壓，因此，利用較低的電壓可降低在設(shè)計(jì)中的功耗。筆記本電腦和平板電腦都可以利用這一特性。eUSB2 1V可用于芯片之間，只要USB外圍設(shè)備具有eUSB2 IP，就不需要中繼器。eUSB2可用于連接觸摸屏、指針桿或觸摸板。它可以以最高480 Mbps或Hi-Speed USB 2.0的速率連接到產(chǎn)品外殼/機(jī)箱內(nèi)的任何東西。

利用eUSB2降低功耗

eUSB2使用較低的電壓和功率，諸如單端信號，而不是差分對信號等功能，可以進(jìn)一步降低功耗。對于有源（Active）或空閑（Idle）設(shè)備，這可以將功耗整整降低一個(gè)數(shù)量級——從數(shù)10 mW減少到幾個(gè)mW。這意味著，在主動傳輸時(shí)，它將使用更少的電力。此外，當(dāng)空閑和“偵聽”數(shù)據(jù)時(shí)，例如當(dāng)你按下觸摸屏或敲擊鍵盤或點(diǎn)擊鼠標(biāo)時(shí)，它會使用更少的電力。

USB及其他

eUSB2實(shí)現(xiàn)需要所有 USB速度，因?yàn)榛ゲ傩砸笏蠻SB2.0的速度；USB 2.0包括高速（480 Mbps）、全速（12 Mbps）和低速（1.5 Mbps）。

關(guān)于eUSB2的補(bǔ)充

eUSB2將USB帶入嵌入式系統(tǒng)

隨著USB生態(tài)系統(tǒng)向更小，功耗更低的過程節(jié)點(diǎn)發(fā)展，嵌入式USB2（eUSB2）的關(guān)鍵機(jī)遇出現(xiàn)了。工程師可以使用eUSB2進(jìn)行低壓芯片間通信，或者通過使用eUSB2中繼器來提供完全兼容的USB 2.0接口。

eUSB2支持兩種不同的操作模式：

純模式通過直接eUSB2信號連接提供永久的板載芯片間通信，如圖1所示。它提供了更低的輸入/輸出（I / O）電壓和電源效率的優(yōu)點(diǎn)，這些優(yōu)點(diǎn)在規(guī)范附錄“ USB版本2.0的嵌入式USB2（eUSB2）物理層附錄”中實(shí)現(xiàn)。”，同時(shí)在協(xié)議層保持兼容USB 2.0。與許多其他芯片到芯片接口相比，eUSB2還支持更長的印刷電路板（PCB）跡線長度支持；高速芯片間（HSIC）和USB 2.0收發(fā)器宏單元接口以及低引腳接口（ULPI）通常最多為3英寸至4英寸。僅支持純模式作為芯片間互連，并且不向后兼容物理USB 2.0規(guī)范。標(biāo)準(zhǔn)USB 2.0主機(jī)或設(shè)備無法直接連接到本機(jī)eUSB2應(yīng)用程序。

圖1.通過純模式的直接EUSB2信號連接可用于板載芯片間通信。

中繼器模式使實(shí)現(xiàn)eUSB2的芯片通過單獨(dú)的eUSB2中繼器連接到標(biāo)準(zhǔn)USB主機(jī)或設(shè)備。eUSB2中繼器可將電平轉(zhuǎn)換到USB 2.0的3.3 V物理接口，并將單端eUSB2全速/低速（FS / LS）信號轉(zhuǎn)換為標(biāo)準(zhǔn)USB 2.0 FS / LS信號。通過eUSB2中繼器將具有eUSB2接口的主機(jī)或設(shè)備芯片路由到標(biāo)準(zhǔn)USB連接器，將支持任何速度的USB 2.0連接，如圖2所示。

圖2. EUSB2中繼器可以將具有EUSB2接口的主機(jī)或設(shè)備芯片路由到標(biāo)準(zhǔn)USB連接器，以支持任何速度的USB 2.0連接。

eUSB2中繼器的USB 2.0接口滿足標(biāo)準(zhǔn)USB 2.0端口的所有信號傳輸，互操作性和向后兼容要求，并且可以處理5 m的最大電纜長度。eUSB2中繼器應(yīng)用程序具有eUSB2標(biāo)準(zhǔn)為主機(jī)或設(shè)備芯片實(shí)現(xiàn)的較低I / O電壓和電源效率的優(yōu)勢。使用較大的PCB時(shí)，可以將eUSB2中繼器放置在靠近USB連接器的位置，從而簡化了布線和信號完整性問題。

eUSB2中繼器非常靈活，可以通過eUSB2主機(jī)或設(shè)備的簡單中繼器配置信號在主機(jī)，設(shè)備或雙角色設(shè)備上實(shí)現(xiàn)。

eUSB2設(shè)計(jì)注意事項(xiàng)

規(guī)格補(bǔ)充文件不會影響協(xié)議或應(yīng)用程序?qū)樱试S重復(fù)使用現(xiàn)有的USB軟件和驅(qū)動程序，但概述了可能影響系統(tǒng)設(shè)計(jì)和布局的物理層更改。

阻抗

eUSB2應(yīng)用程序具有許多與典型USB 2.0設(shè)計(jì)相同的設(shè)計(jì)注意事項(xiàng)。您應(yīng)將eD +（eUSB2數(shù)據(jù)+）和eD-（eUSB2數(shù)據(jù)-）線作為差分對進(jìn)行布線，匹配走線長度，最好在堅(jiān)固的接地層上布線。盡管eUSB2的標(biāo)稱PCB走線長度為10英寸（這提供了更大的布線靈活性），但eUSB2的輸出阻抗為40Ω，差分終端阻抗為80Ω，而不是USB 2.0要求的45Ω/ 90Ω。為了在具有eUSB2和USB 2.0走線的PCB上實(shí)現(xiàn)更輕松的布線，對于eUSB2設(shè)計(jì)（本機(jī)或中繼器），建議走線差分阻抗為85Ω。

V BUS

USB生態(tài)系統(tǒng)中的許多最新創(chuàng)新都圍繞其電源傳輸功能而展開，而eUSB2規(guī)范與V BUS無關(guān)。純模式應(yīng)用程序可能沒有V BUS組件，但轉(zhuǎn)發(fā)器模式應(yīng)用程序?qū)⑿枰幚韊USB2轉(zhuǎn)發(fā)器外部的V BUS電源提供商或用戶功能。

集線器層

USB 2.0規(guī)范在有效的總線拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)中最多允許五層高速或FS集線器。雖然很少使用使用多層集線器的應(yīng)用程序，但請注意，考慮到USB高速數(shù)據(jù)包開始同步字段截?cái)嗪蛿?shù)據(jù)包末尾運(yùn)球，eUSB2中繼器等效于單個(gè)高速集線器層。由于抖動預(yù)算限制，eUSB2中繼器等效于兩個(gè)FS集線器層。

結(jié)束語

eUSB2的定位是幫助USB繼續(xù)成為無處不在的連接接口，即使應(yīng)用程序過渡到了低功耗，更小的過程節(jié)點(diǎn)。eUSB2中繼器可實(shí)現(xiàn)先進(jìn)半導(dǎo)體的互操作性，同時(shí)還向后兼容現(xiàn)有USB 2.0生態(tài)系統(tǒng)。

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