- USB3.0介紹
解決方案：
- 超高速USB需要屏蔽差分對電纜來(lái)確保信號完整性并最小化電磁干擾
- 電纜的最大長(cháng)度也從USB 2.0的5m減少到超高速USB的3m
- 物理層的電子信令方案也從簡(jiǎn)單的雙線(xiàn)制轉變?yōu)橐环N雙單工數據通路
- 超高速USB 不使用公共時(shí)鐘架構，另一項關(guān)鍵的改變是提高了總線(xiàn)電源效率
USB 3.0推廣小組成立于2007年英特爾信息技術(shù)峰會(huì )。6個(gè)成員公司（惠普、英特爾、微軟、NEC、ST-NXP Wireless、德州儀器）起草了最初的規范，并與其他參與公司共同成立了由200名業(yè)內專(zhuān)家組成的組織，以確保在規范發(fā)布時(shí)能夠獲得廣泛的支持。這個(gè)規范在2008年10月完成，任何希望采用它的公司都可以在2008年11月中旬獲得該規范。
超高速USB 與舊版本之間最明顯的區別是速度提高了1 0 倍以上：從480Mb/s 提高到了5Gb/s。雖然USB2.0高速，甚至USB全速（12Mb/s）和低速（1.5Mb/s）已經(jīng)可以滿(mǎn)足許多應用，但是USB連接仍然可能成為其他應用中的大瓶頸。
此外，超高速USB將繼續激發(fā)業(yè)界的創(chuàng )新思想，以開(kāi)發(fā)新的應用和設備來(lái)利用更好的性能獲益。5Gb/s的數據傳輸率應該能夠為未來(lái)5年以上的時(shí)間提供發(fā)展空間。
新的電纜結構
傳輸速度的增加給現有的USB 2.0電纜帶來(lái)了挑戰。超高速USB需要屏蔽差分對（SDP）電纜來(lái)確保信號完整性并最小化電磁干擾。同時(shí)，電纜的最大長(cháng)度也從USB 2.0的5m減少到超高速USB的3m。
物理層的電子信令方案也從簡(jiǎn)單的雙線(xiàn)制轉變?yōu)橐环N雙單工（dual-simplex）數據通路。這是通過(guò)完全分離的連接實(shí)現的，而不再是現有USB2.0中的雙線(xiàn)接口。這樣做的目的是能夠在3m 電纜上實(shí)現5Gb/s 的傳輸速率。此外，雖然需要為滿(mǎn)足電子信令方案而做出更改，但主機卻不用提供新的波形因數插頭或插座；如果可能，在外圍設備上也無(wú)須做出更改。
超高速USB信令方案
為了將風(fēng)險降至最低，推廣小組確定新的信令方案應該與PCI-Express 相似。這種連接保留了邊帶功能而無(wú)須額外增加電線(xiàn)，并且給接收端提供了檢測連接/斷開(kāi)的功能。超高速USB和PCI-Express的信令方案存在很大的差別。超高速USB 不使用公共時(shí)鐘架構。
它在兩個(gè)邊帶上都需要擴展頻譜，還需要接收端提供均衡功能。時(shí)間抖動(dòng)的處理也采用了不同的方式。同時(shí)，這種方案也沒(méi)有提供邊帶引腳用來(lái)進(jìn)行連接/斷開(kāi)檢測，鏈路重置，電源管理控制或喚醒。
另一項關(guān)鍵的改變是提高了總線(xiàn)電源效率。這非常有利于延長(cháng)便攜式設備的電池壽命，這一點(diǎn)同時(shí)適用于主機和外圍設備。這種規范定義了極好的電源特性，特別是對于空閑鏈路而言。上行和下行端口都能夠使鏈路進(jìn)入低功耗狀態(tài)。
本地電源管理控制使用多個(gè)鏈路功耗狀態(tài)以進(jìn)一步改善電源效率。另一種節能方法無(wú)須再對所有設備進(jìn)行輪流檢測。超高速USB標準的關(guān)鍵是盡可能地提供對USB 2.0的向上兼容性。如前所述，超高速USB的信令方案是通過(guò)不同的導線(xiàn)實(shí)現的，這一點(diǎn)不同于USB 2.0。這一點(diǎn)給電纜和接頭工作組帶來(lái)了極大的挑戰：他們需要在插座和插頭上新增5根導線(xiàn)，還需要保證現有的USB2.0插頭能夠插入超高速USB插座中，超高速USB 3.0插頭可以插入USB 2.0插座中，而且在所有情況下鏈路都能夠正常工作。
解決方案：在現有插頭和插座的插入面新增5 條導線(xiàn)。這樣就提供了與USB 2.0相同的機械接口，提供了完整的后向兼容性（見(jiàn)圖3～圖5）?，F有的Micro-B 型插座（見(jiàn)圖5）無(wú)法提供空間用于新增5條導線(xiàn)，因此需要進(jìn)行較大的更改，用同時(shí)提供2.0和3.0接口的方案。這種連接器應該只用于小型的便攜式設備。為了避免不正確的插入，超高速USB Micro-A和AB型連接器與Micro-B 型連接器在咬合栓和輪廓方面是不同的，但在其他方面則完全相同。與機械后向兼容性一樣，這樣做的目的是保留大量的設備驅動(dòng)基礎設施。相同的數據傳輸類(lèi)型、中斷、塊狀和等時(shí)存儲設備都保留了下來(lái)。最后，這個(gè)標準保留了現有USB的易用性。
應用和獲益
更高的傳輸速率減少了從計算機向便攜式消費類(lèi)設備傳輸數據時(shí)的等待時(shí)間。最終用戶(hù)在使用帶有大量?jì)热莸脑O備時(shí)，比如音樂(lè )播放器、視頻播放器、數碼相機以及可攜式攝像機，希望得到極好的快速同步體驗。文件大小的急劇增加推動(dòng)了存儲容量的增加。10年以前，普通的數碼相機的圖片大小為1M。5年之后，這個(gè)數字變?yōu)?M左右。今天，許多照相機都產(chǎn)生14M大小的照片，而照相手機則是8M。推動(dòng)這種發(fā)展的動(dòng)力是存儲容量的增加，以及完美地存儲整個(gè)一周假期內所有的照片的需求?？蓴y式攝像機也是同樣。它們提供照相功能（分辨率通常會(huì )低于一般的獨立照相機，但是分辨率也同樣在增長(cháng)），以及包括HD MPEG2在內的高品質(zhì)視頻。這兩種錄制類(lèi)型都需要頻繁地傳輸，也就是說(shuō)，需要頻繁地將這些文件上傳到其他位置以便重新拍攝。
同時(shí)，目前存在著(zhù)一種過(guò)渡——要求能夠隨身攜帶可播放更加豐富存儲內容的設備。DVD正在從標準清晰度電影（5 . 7 G B ）向高清晰度電影過(guò)渡（25GB）。越來(lái)越多的內容能夠隨身攜帶，首先是基于Flash存儲器的音樂(lè )播放器，原來(lái)只能播放60min的音樂(lè )，現在逐漸過(guò)渡到有80GB存儲空間（可存放20 000首歌曲）的基于硬盤(pán)驅動(dòng)器的播放器。接著(zhù)，這種轉變出現在能夠隨時(shí)播放視頻的便攜式媒體播放器（PMP）上，下一代PMP將能夠播放高清晰度電影。最后，新的商業(yè)模式（也就是類(lèi)PVR設備中新視頻發(fā)布的“本地緩存”，可以下載到便攜式播放器中）會(huì )使得高速連通性成為大量文件傳輸的前提條件。
超高速USB 會(huì )應用到哪些領(lǐng)域？所有需要與計算機執行“快速數據即時(shí)同步”的大容量存儲設備中。即時(shí)同步的目標是不超過(guò)90s，超過(guò)這個(gè)時(shí)間，許多最終用戶(hù)會(huì )覺(jué)得難以忍受。許多這種類(lèi)型的便攜式設備使用了Flash存儲器。容量將繼續增長(cháng)，這是由消費者的需求，Flash容量的急劇增長(cháng)以及成本的降低所引起的。
因此，基于Flash的外圍設備將受益并最終需要高得多的超高速USB 數據傳輸速率。其中，包括最常見(jiàn)的USB外圍設備——無(wú)處不在的Flash 驅動(dòng)器！表1總結了從USB全速到高速，再到超高速USB的用戶(hù)體驗。需要與個(gè)人計算機之間進(jìn)行大量文件或較大文件快速移動(dòng)的多媒體應用將會(huì )從超高速USB中獲益良多。它為那些需要在計算機和便攜式消費類(lèi)產(chǎn)品之間同步多媒體數據的用戶(hù)提供了滿(mǎn)意的帶寬。
