低價(jià)位USB3.0系統(tǒng)的可靠性設(shè)計(jì)方案

　　許多消費(fèi)型USB3.0終端設(shè)備使用電池，因此USB3.0具有幾個(gè)新的省電模式，包括閑置(idle)、睡眠和暫停(suspend)模式。產(chǎn)品設(shè)計(jì)師可以利用這些新功能，關(guān)閉轉(zhuǎn)接驅(qū)動(dòng)器信號電路以延長產(chǎn)品工作時(shí)間。

　　USB接口是雙通道，傳送和接收通道可以單獨(dú)開關(guān)。發(fā)送器的轉(zhuǎn)接驅(qū)動(dòng)器的電源管理比較簡單，當(dāng)沒有信號傳送時(shí)可以直接進(jìn)入睡眠模式。USB有熱插拔的能力，管理接收器較為復(fù)雜，因?yàn)殡S時(shí)都有可能接收信號，轉(zhuǎn)接驅(qū)動(dòng)器必須具有支持復(fù)雜前端信號偵測能力的機(jī)制，才能保持器件的透明性。

　　當(dāng)有連接到其它設(shè)備時(shí)，轉(zhuǎn)接驅(qū)動(dòng)器可以更頻繁地利用電氣閑置閾值電壓(electrical idle threshold)來檢查是否有信號傳輸。當(dāng)信號在閾值電壓下，表示沒有信號輸入，可以進(jìn)入深層睡眠模式。這個(gè)閾值電壓一般是100mV，但如果想要增加通過長距離線纜傳送的低電壓信號的敏感度，可以將它調(diào)節(jié)到更低的60mV。例如，數(shù)碼電視的USB接口可能連接其它非常遠(yuǎn)的電子裝置，因此需要較高的敏感度來偵測信號。服務(wù)器應(yīng)用中的USB3.0接口，因?yàn)槭褂幂^長的PCB布線，比較低的閾值電壓也是較好的選擇。

　　USB3.0

　　熟悉PCI Express Gen 2的產(chǎn)品設(shè)計(jì)師，可能會比熟悉USB2.0更容易上手USB3.0設(shè)計(jì)，因?yàn)閁SB3.0和PCI Express Gen 2使用相似的鏈接初始化、封包結(jié)構(gòu)和錯(cuò)誤修復(fù)方式。此外，這兩種通訊協(xié)議使用完全相同的發(fā)送和接收模塊和單元，包括加擾碼、8b/10b編碼、串行器/解串器等。

　　USB3.0和PCI Express Gen 2的相似之處會大大減少PCI Express Gen 2的應(yīng)用，特別是因?yàn)閁SB3.0的信號傳輸量和不需要再次轉(zhuǎn)譯通訊協(xié)議到USB的特性。舉例來說，USB3.0已經(jīng)設(shè)計(jì)在擴(kuò)充塢里，因?yàn)閁SB3.0不像PCI Express Gen 2信號需要再次轉(zhuǎn)換(需要使用HBA 或是PCI-USB控制器)。使用USB3.0擴(kuò)充塢就將有集線器扇出信號的功能，因此可簡化整體架構(gòu)并且減少成本。

　　USB是當(dāng)今最普遍的消費(fèi)電子產(chǎn)品通訊協(xié)議，與PCI Express相比占有強(qiáng)大的優(yōu)勢。因?yàn)閁SB3.0連接器和控制器必須向下支持USB2.0設(shè)備，從PCI Express Gen 2平臺轉(zhuǎn)向USB3.0的供應(yīng)商可以立即進(jìn)入這個(gè)龐大的市場。向下支持USB2.0協(xié)儀的確增加了設(shè)計(jì)USB3.0產(chǎn)品的難度，但由于USB2.0和USB3.0共享連接器，所以大多數(shù)難題都在芯片設(shè)計(jì)當(dāng)中。

　　PCI Express Gen 2仍然在明確的芯片外接口占有一席之地，包括處理器的內(nèi)部總線接口和其它的服務(wù)器、儲存、嵌入式應(yīng)用等。當(dāng)然，這現(xiàn)存的優(yōu)勢的前提是PCI Express Gen 2仍是主要的內(nèi)置接口。

　　預(yù)計(jì)USB3.0將和其它新的和舊的接口規(guī)格競爭，如HDMI、DisplayPort、PCI Express、DVI等連接監(jiān)視器的接口。USB3.0有高的通道寬度和低的價(jià)格，當(dāng)集成至芯片組之后，沒有理由不會用來連接監(jiān)視器。USB3.0不會完全取代HDMI和DisplayPort通訊協(xié)議，因?yàn)樗鼈兏髯远加性黾幼约旱膽?yīng)用范圍。比如，HDMI因?yàn)榫哂蟹聪蛲ǖ滥芰Χ诒O(jiān)控?cái)z像機(jī)市場具有影響力。但能預(yù)期的是，USB3.0將蠶食那些正在使用至少一個(gè)USB接口的其它通訊協(xié)議應(yīng)用的市場占有率。

　　USB3.0在很多方面會改變電子市場的現(xiàn)狀，但為要達(dá)到高性能和穩(wěn)定性，必須使用信號調(diào)節(jié)產(chǎn)品來補(bǔ)償PCB、連接器、以及最重要的線纜信號損耗。消費(fèi)應(yīng)用無法接受用來保持信號完整性的高價(jià)的高速度元件，但也不能忍受信號完整性問題帶來的應(yīng)用性能和可靠性下降。如果在發(fā)送器和接收器端使用轉(zhuǎn)接驅(qū)動(dòng)器恢復(fù)信號質(zhì)量，工程師可以保持良好的信號裕度，以便用更長的線纜，或使PCB布線有更高的靈活性。他們也將確保產(chǎn)品的設(shè)計(jì)不僅可以通過嚴(yán)格的USB3.0認(rèn)證測試，也可以使用低質(zhì)量的線纜并與其它USB3.0設(shè)備具有很好的互操作性。