USB3.0規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)與技術(shù)內(nèi)容解析

隨著電子產(chǎn)品的小型化集成化發(fā)展，USB接口的標(biāo)準(zhǔn)也迎來(lái)了必須變化的時(shí)刻。原有的USB2.0標(biāo)準(zhǔn)已經(jīng)無(wú)法滿足新產(chǎn)品的科技需要，于是新的USB3.0技術(shù)走進(jìn)人們的生活。但是很多人對(duì)于USB3.0技術(shù)仍舊不是非常了解，針對(duì)于此，本文就將針對(duì)USB3.0的規(guī)范內(nèi)容進(jìn)行介紹，并對(duì)其技術(shù)內(nèi)容進(jìn)行解析。

傳輸速率

新標(biāo)準(zhǔn)超高速接口的實(shí)際傳輸速率大約是3.2Gbps(即400MB/S)。理論上的最高速率是5.0Gbps(即625MB/S)。

數(shù)據(jù)傳輸

USB3.0引入全雙工數(shù)據(jù)傳輸。5根線路中2根用來(lái)發(fā)送數(shù)據(jù)，另2根用來(lái)接收數(shù)據(jù)，還有1根是地線。也就是說(shuō)，USB3.0可以同步全速地進(jìn)行讀寫操作。以前的USB版本并不支持全雙工數(shù)據(jù)傳輸。

電源

電源的負(fù)載已增加到150毫安(USB2.0是100毫安左右)，配置設(shè)備可以提高到900毫安。這比USB2.0高了80%，充電速度更快。另外，USB3.0的最小工作電壓從4.4伏特降到4伏特，更加省電。

電源管理

USB3.0并沒(méi)有采用設(shè)備輪詢，而是采用中斷驅(qū)動(dòng)協(xié)議。因此，在有中斷請(qǐng)求數(shù)據(jù)傳輸之前，待機(jī)設(shè)備并不耗電。簡(jiǎn)而言之，USB3.0支持待機(jī)、休眠和暫停等狀態(tài)。

物理外觀

上述的規(guī)范也會(huì)體現(xiàn)在USB3.0的物理外觀上。但USB3.0的線纜會(huì)更“厚”，這是因?yàn)閁SB3.0的數(shù)據(jù)線比2.0的多了4根內(nèi)部線。不過(guò)，這個(gè)插口是USB3.0的缺陷。它包含了額外的連接設(shè)備。

已支持的操作系統(tǒng)

WindowsVista、Windows7(據(jù)傳要等到Windows7SP1)和Linux已支持USB3.0.Mac還在觀望，應(yīng)該也會(huì)支持的。鑒于WindowsXP的“年紀(jì)”，它能支持USB3.0的希望幾乎渺茫。

USB3.0技術(shù)解析

隨著Vista操作系統(tǒng)、高清視頻和DX10的逐步普及，大容量、高速的數(shù)據(jù)傳輸越來(lái)越多，對(duì)帶寬的需求也越來(lái)越高，原來(lái)的USB1.1和USB2.0已無(wú)法滿足未來(lái)的需要。2007年底開始，英特爾公司和惠普(HP)、NEC、NXP半導(dǎo)體及德州儀器(Texas Instruments)等公司共同開發(fā)USB3.0技術(shù)，USB3.0技術(shù)主要應(yīng)用于個(gè)人計(jì)算機(jī)、消費(fèi)及移動(dòng)類產(chǎn)品的快速同步即時(shí)傳輸。

USB3.0具有后向兼容標(biāo)準(zhǔn)，兼容USB1.1和USB2.0標(biāo)準(zhǔn)，具傳統(tǒng)USB技術(shù)的易用性和即插即用功能。USB3.0技術(shù)的目標(biāo)是推出比USB2.0快10倍以上的產(chǎn)品，采用與有線USB相同的架構(gòu)。除對(duì)USB3.0規(guī)格進(jìn)行優(yōu)化以實(shí)現(xiàn)更低的能耗和更高的協(xié)議效率之外，USB3.0的端口和線纜能夠?qū)崿F(xiàn)向后兼容，以及支持未來(lái)的光纖傳輸。

USB3.0將采用一種新的物理層，其中，用兩個(gè)信道把數(shù)據(jù)傳輸和確認(rèn)過(guò)程分離，因而達(dá)到較高的速度。為了取代目前USB所采用的輪流檢測(cè)和廣播機(jī)制，新的規(guī)格將采用封包路由技術(shù)，并且僅容許終端設(shè)備有數(shù)據(jù)要發(fā)送時(shí)才進(jìn)行傳輸。新的鏈接標(biāo)準(zhǔn)還將讓每一個(gè)組件支持多種數(shù)據(jù)流，并且每一個(gè)數(shù)據(jù)流都能夠維持獨(dú)立的優(yōu)先級(jí)，該功能可在視訊傳輸過(guò)程中用來(lái)終止造成抖動(dòng)的干擾。數(shù)據(jù)流的傳輸機(jī)制也使固有的指令隊(duì)列成為可能，因而能使硬盤的數(shù)據(jù)傳輸優(yōu)化。

為了向下兼容2.0版，USB3.0采用了9針腳設(shè)計(jì)，其中四個(gè)針腳和USB2.0的形狀、定義均完全相同，而另外5根是專門為USB3.0準(zhǔn)備的。

標(biāo)準(zhǔn)USB3.0公口的針腳定義，白色部門是USB2.0連接專用針腳，而紅色部分為USB3.0專用。

標(biāo)準(zhǔn)USB3.0母口的針腳定義，紫色針腳為USB2.0專用，紅色為USB3.0連接專用。

USB3.0線纜如果不算編織(Braid)用線，一共是8根，值得注意的是，在線纜中，USB2.0和3.0的電源線(Power)是共用的。

MiniUSB3.0接口分為A、B兩種公口(Plug)，而母口(Receptacle)將有AB和B兩種，從形狀上來(lái)看，AB母口可兼容A和B兩種公口，3.0版公口的針腳是9針。

通過(guò)以上的介紹，可以看到3.0標(biāo)準(zhǔn)不僅在傳輸性能上要優(yōu)于上一個(gè)版本，并且兼具傳統(tǒng)USB技術(shù)的易用性和即插即用功能。因此3.0版本帶來(lái)的革新是非常必要的，在很多小體積的智能設(shè)備中也只有采用3.0版本的協(xié)議才能實(shí)現(xiàn)理想的功能與體積表現(xiàn)。