USB3.0技术——让你超越等待的极限

　　3秒钟传一个电影？也许你以为这是天方夜谭。因为我们已经习惯了食指敲着桌子、皱着眉头、盯着传输到U盘的文件以蜗牛爬行的速度转移。随着多媒体内容越来越丰富、单个文件越来越大，这样的等待似乎没有尽头。

　　于是，2007年USB3.0标准应运而生，这是一种速度10倍于USB2.0的技术，更有大胆预言：USB3.0所对应的“5Gbps数据速率将在未来5年占据主导地位。” 因而，TI首款分立式SuperSpeed USB3.0收发器——TUSB1310的推出，也就有了特别的意义。

　　极为痛苦的体验

　　“等待，是一种毒药，”尤其在人们越来越繁忙的时候。下载一个大电影，把它传到移动硬盘，等待！数码相机存储很大文件，将它导入计算机，等待！在很多应用场合USB2.0已经成为许多用户“sync-n-go （快速同步即时传输）”体验的瓶颈。

　　“减少时间的一个最简单方式，就是增加传输速度，”TI模拟器件业务拓展工程师王胜告诉EEWORLD， USB3.0主要实现的功能之一就是提高速度。但是如果大规模应用，USB3.0还面临着诸多挑战：首先，到目前为止，“还没有CPU厂商完全支持针对USB3.0的主机控制器，许多应用处理器都不能集成混合信号模拟收发器功能，”王胜说，而USB3.0最关键器件之一就是主控制器，USB是与计算机相关的设备，因而USB3.0真正的成熟是计算机上集成了USB3.0的主控制器。与此同时，连接速度为5Gbps时保持信号高度完整性是一项颇具挑战性的工作，一个完整的USB3.0系统应该包括：主机控制器、集线器、外设、电源管理、静电保护（ESD）以及信号完整性保障。

　　以下为一些实测数据，同时也包括了TI工程师实测USB3.0及USB2.0性能的视频。

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　　完整的USB3.0解决方案

　　“终端用户希望能够在便携式消费类设备中方便快捷地存储大量的照片与高清视频文件。TUSB1310 可在90 秒不到的时间内完成 27 Gb Blu-ray™ 光盘的数据传输，而 USB 2.0 则需近 15 分钟。” TI 高性能模拟业务部高级副总裁 Steve Anderson 指出。

　　TUSB1310 的 PIPE3 与 ULPI 接口具有比 USB 3.0 规范要求高 2 倍的接收器敏感度，与集成型应用处理器数字内核配合使用时，支持 USB 3.0 功能。速度高达每秒 5 Gb 的 USB 3.0 物理层收发器可通过单晶体或外部参考时钟工作，可选频率为 20、25、30 以及 40 MHz，从而使 TUSB1310 可提供一个具有极少外部组件与最低实施成本的高性价比 USB 3.0 解决方案。

　　以下5M远端眼图，说明了TUSB1310收发器在没有噪声失真情况下的信号洁净程度。

　　主要特性与优势

　　• 差动峰至峰电压不足 50 mV 的接收器敏感度比规范要求高 2 倍，可充分满足检测弱信号的需求，不但允许使用更长的线缆，而且还可解决电路板布局的技术难题；
　　• 高度灵活的集成型扩频时钟可将材料清单 (BOM) 成本降低 5% 乃至更多；
　　• 业界标准链路层接口（兼容USB 3.0 的 PIPE3 与用于 USB 2.0的 ULPI）可实现系统与各种所连数字内核的轻松集成。

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　　据王胜介绍，TUSB1310支持的应用都具有“大数据量传输的特点”，是以电脑为核心的外设应用，其中包括监控摄像机、多媒体手持终端、智能电话、数码相机、便携式媒体播放器、个人导航设备、音频接口盒 (audio dock)、视频 IP 电话、无线 IP 电话以及软件无线电。下图为如何将TUSB1310集成到应用中的一个示例。

　　据悉，TUSB1310、TPD2EUSB30 与 SN65LVPE502 已开始供货，分别采用 175BGA、SOT (DRT) 及 QFN 封装，可通过 TI 及其授权分销商进行订购。

　　除TUSB1310之外，TI 还可提供业界最丰富的USB2.0、USB3.0器件系列，目前推出的主要器件是双通道 USB 3.0 再驱动器／均衡器 SN65LVPE502、SuperSpeed USB 3.0 接口的双通道 ESD 解决方案 TPD2EUSB30，以及高精度 TPS25xx 系列 USB 电源开关。以后还将推出外设、桥接器、集线器以及主机器件。

　　自2008年11月中旬USB3.0规范制定完毕并对外公布，很多厂商都在参与这个市场相关产品的开发。英特尔表示要到2012年才会全面支持原生USB 3.0芯片组；微软从2010年开始逐步的推进USB3.0设备的研发工作，Windows 7会全面增强对USB特别是USB3.0的支持；NEC的USB3.0控制器芯片已经发布并得到广泛应用。TUSB1310就是在这个大背景下的业内首款分立式USB3.0收发器，这款收发器是USB3.0应用中必要的功能，可以集成、也可以分立。

　　“我相信在2011年底、2012年USB3.0的应用将会大规模爆发，”王胜告诉EEWORLD，此前将呈上升趋势，但在一定时间内，USB2.0也将长期并存。据In-Stat预测，超过70%的存储设备到2012年时将全面采用USB3.0标准接口，这其中就包括了我们日常使用的外置硬盘、U盘和便携式媒体播放器。到2012年，兼容USB3.0的闪存盘销售量将达到2亿块。