USB3.0的原理概述

USB3.0的概述Jxu.1.USB发展现状2.USB3.0技术解析3.USB3.0的发展前景.随着数字媒体的日益普及以及传输文件的不断增大，现有的设备连接器的传输速度已经渐渐满足不了人们的需要了，急需进一步发展业已成功的互联接口，以满足市场对庞大数据传输速度的更高需求，尽量缩短用户等待的时间。快速同步即时传输已经成为必要的性能需求，USB3.0标准由英特尔公司（Intel）和惠普（HP）、NEC、NXP半导体以及德州仪器（TexasInstruments）等业界领先的公司共同开发的，旨在开发速度超过当今10倍的超高效USB互联技术。   USB的发展现状.1、1996年，USB1.0出现，速度1.5Mbps；2、1998年，升级为USB1.1，速度提升到12Mbps；3、2000年，推出USB2.0，达到480Mbps,即60MB/s;4、2008年11月，USB3.0标准正式公布，最大传输速度达到5Gbps,即625MB/s；(现在实际测试最高400MB/s).USB3.0技术解析USB3.0与USB2.0的区别特性USB3.0（Superspeed）USB2.0数据率5Gbps低速1.5Mbps、全速12Mbps、高速480Mbps电缆信号线全双工，4个superspeed差分信号数据线，2个USB2.0数据信号线半双工，2个差分数据信号线总线事务主机导向的，异步传输流，包传输有确定路由主机导向的，轮询传输流，包广播到所有设备电源管理多级链路电源管理支持空闲、睡眠、挂起状态，链路设备功能级别的电源管理端口级，带两级入口/出口延迟，设备及电源管理总线供电与USB2.0比较，未配置时供电增加50%，配置状态供电增加80%。设备充电更快。支持低/高总线供电，并对未配置的和挂起的设备有低电源限制.总线架构USB3.0为了和USB2.0兼容，利用双总线结构，分为了Superspeed和USB2.0两部分。根据不同的设备和主机进行不同的总线选择。..物理线缆D+/D-提供USB2.0信号路径；SSTX+/SSTX-，SSRX+,SSRX-提供超速信号路径，其中一对为发送线路，另一对是接收线路。VBUS和GND是一对电源线。..电源管理USB3.0在供电方面，虽然信号电压值依然维持在4.45-5.25V之间，不过供电电流却提升到了150mA，相比USB2.0的100mA增加了50%。当设备拥有6个USB3.0HubPort则可提供高达900mA的电流，而USB2.0最大仅能达到500mA，前者比后者足足提升了80%。此外，USB3.0还引入了新的电源管理机制，支持待机、睡眠以及暂定模式，这点对于移动PC设备来说是非常有裨益的。.操作系统1、windows7，但不是最初发布的版本，需要稍后的servicepark1补丁；2、windowsVista；3、Linux开源系统。（WindowsXP不支持USB3.0，毕竟已经是十年前的产物了）.数据传输USB3.0用了两个信道把数据传输（transmission）和确认（acknowledge）的过程分离，这样减少了包传输时等待的时间。包在传输的过程中采用的是封包路由的技术。而目前的USB2.0所采用的是轮流检测（polling）和广播（broadcast）机制。..Exampledatapacket.USB3.0协议规定了四种传输方式：1、控制传输（ControlTransfers）；2、批量传输（BulkTransfers）；3、中断传输（InterruptTransfers）；4、同步传输（IsochronousTransfers）。.协议层数据链路层物理层.发送器从link层接收32比特125MHz的并行数据，通过并串转化器，转换成5Gbps的差分数据，然后发送出去。发送器.接收器接收器接收到5Gbps的差分数据，通过时钟S数据恢复电路（CDR）恢复出5Gbps的串行数据经过串并转化器、8b/10b解码器，然后转换成32比特125MHz的并行数据输入到Link层。.USB上电枚举过程1、USB设备插入USB设备接口（此时设备处于上电状态）；2、主机通过接口的上拉电阻读取设备的连接或断开；3、主机通过设备空闲时差分线的高低电压来判断设备速度类型；4、主机给设备的复位信号；5、设备复位后，与主机建立一个默认管道，设备上有一个默认端点0；6、主机给出一个读取设备最大包长度的请求，通过默认管道，设备给出最大包信息；7、主机给设备分配一个真正的地址；8、主机获取设备信息；9、主机根据设备的信息给设备挂载驱动；10、主机和设备可以通信。.USB3.0发展前景USB3.0传输速度比USB2.0快了10倍。更高的带宽和传输速度满足了高清视频、TB（1000GB）级的存储设备、高达千万像素数码相机、大容量的手机以及便携媒体播放器需求。如果拷贝一个高清电影或者更大的数据文件，现有的USB2.0肯定会让你抓狂。因此对数据传输速度有较高需求的用户来说，USB3.0接口不是奢侈品，而是必需品。传输1G大小的文件，USB2.0需要33秒，而USB3.0只需要3.3秒。.NEC在USB3.0标准公布的同时，率先推出了世界上第一颗符合USB3.0标准的主控制芯片。所以2009年NEC的USB3.0控制器垄断市场时间将近1年。但是速度和稳定性都没有达到最好。到2011年，又有四家公司推出自己的芯片。2001年-2009年，USB2.0装置量累计已超过100亿颗，最多一年装置达20亿颗。USB3.0已从2011年开始起飞。.Thanks！Q&A.