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USB3.0为何可以这样--USB3.0技术交流专帖
  引用   回复  POST 2009-11-19 0:36:58
1#

首先先说一些USB3.0的废话:

(1).USB3.0的SSRX/SSTX只有一种传输速度:5Gbps (数位的传输速度,并非整体USB3.0的资料的传输量)

(2).USB3.0未来的一种用途之一,可以以两头都是USB3.0 Type A的cable,直接让两台都支援USB3.0的电脑直接对传资料(好强的功能,且在Cable上无需额外的晶片组)

(3).USB3.0虽然在规格中没有明定使用长度,但受限于电源要求及高频上的某些要求,有一定的长度限制.

(4).USB3.0的传输速度很快,因此,未来有很多的高阶应用相继出现,对于USB3.0的Cable来说,最快的应该就是外接硬碟的产品 ( Type A to Type B及Type A to Type Micro B)

(5).USB3.0随著Windows7在2010年一定会有一定的量,但USB3.0不见的只能在Windows7以上的版本出现,如果驱动程式有支援,也可能出现在Windows XP甚至于Apple的产品上.

 

  引用   回复  POST 2009-11-19 1:05:46
2#

USB3.0晶片组与Cable有关的功能:

(1).USB3.0的TX(传送端)可以支援不同的输出功率,且支援de-emphasis的功能(就是传送相同的bit资料如连续11时,第一个1的电压可以比第2个大)

(在规格中,最大的de-emphasis为4dB.)

从高频的角度来说,第一个Bit属于比较高的频率,第二个Bit属于比较低的频率,如果我们有做过高频的测试,我们可以清楚,一般的cable在高频的衰减会比低频的高,因此,当USB3.0的TX将比较高的频率一开始就使用比较高的电压,则对于传输会比较有帮助.但要达到这样的功能,USB3.0的晶片组必须比较耗电.

(2).USB3.0的TX,除了刚刚所提的de-emphasis功能外,也支援不同的输出电压,在Low Power(低电压)的应用中,平衡式输出范围为400 mV~1200 mV;在一般的运作中范围为800 mV~1200 mV (标准输出为1000 mV).

(3).USB3.0的RX(接收端)也支援EQ的使用,使用这种技术,可以将原本已经闭起来的眼图变成张开,从高频的角度来看,也是将原本的衰减加以补偿,使用此一技术时必须小心会把干扰的讯号也同等放大.在USB3.0上,有规定EQ的规格,若有兴趣,可以参照规格中的图6-17.同样的,使用这种功能,也会增加USB3.0晶片组的功耗.

(4).USB3.0的RX侦测能力特别强,只要平衡式电压可以高于100 mV就必须要侦测出来,这比HDMI的150 mV还要灵敏.也就是说,基频只要原来的1/4(Low power)或1/10(一般使用),就可以让USB3.0 RX正确侦测.

(5).USB3.0 的传输速度为5Gpbs,也就是说,每一位元的时间长度只有200 ps.这一点很重要,下面会陆续讨论

 

  引用   回复  POST 2009-11-19 1:19:16
3#

先从简单的热来探讨未来USB3.0的应用:

(1).由于0101的变化,当变化越快,在Cable上越容易产生热(不然cable上的衰减跑到哪边去了呢),因此,可以预见,未来以5Gbps传输的USB3.0在Cable上,若不断的传输,一定会产生一定程度的热.那到底哪些应用会有不断的传输行为:

(2).当未来的电脑,支援以USB3.0的硬碟当成系统硬碟时,作业系统无时无刻会与USB3.0的硬碟传输,此时,热就会产生在晶片组与USB3.0的Cable上.

(3).由于USB3.0的频宽够,未来也会有以USB3.0当成视讯的传送介面的产品出现;这样的应用,等同在USB3.0上面,会不断的传送,因此,在晶片组与cable上同样会产生热,同时,若以USB3.0当成视讯的传送介面,若没有经过GPU(显示卡晶片组),而是直接透过南侨晶片组,这样也会消耗CPU的效率.

(4).上述两种可能产生热的因子,为何要在USB3.0上特别提出来,主要的原因就是担心未来的USB3.0 Cable Assembly最常出现使用端子夹的方式加工,若加工不当,很容易因为热涨冷缩,导致突然性的断路,若使用在系统硬碟上,则会导致作业系统当机;若使用在视讯介面上,最少也会产生无法显示画面的问题.事实上,类似的问题已经在SATA上发生,

  引用   回复  POST 2009-11-19 1:39:44
4#

接下来,从传输速度与晶片组能力来探讨USB3.0 Cable的关键重点:

从上面的讨论,USB3.0的晶片组能力这么强,这样的话,为何USB3.0 Cable的规格还要制定的这么严格呢?原来,在USB3.0的传输中,经过Cable后,也几个关键的重点:

(1).在前面提过,USB3.0的SSTX-->SSRX的传输速率为5Gpbs,也就是说每一个位元时间长度只有200 ps,这个时间与USB2.0的D+/D-的480 Mbps的每位元时间2083 ps几乎为1/10;若我们从USB2.0在Intra pair skew的要求为100 ps来说,在USB3.0上似乎应该只能允许10 ps.很有意思的是,在USB3.0的Cable要求中,针对裸线,要求为15 ps/m,也就是说,如果使用长度为2M,则可以允许30 ps的intra pair skew的容忍度,若有人製作到10M,那不就可以允许150 ps的intra pair skew了呢?事实上,当初USB2.0所制定的100 ps intra pair skew要求过严,因此,我们可以看到许多超过200 ps的USB2.0 Cable都可以正常的在USB2.0上面运作.但是到了USB3.0,若SSTX或SSRX的Intra pair skew超过200 ps的一半,基本上,USB3.0晶片组的RX端已经无法正确判读0与1的讯号了.

简单的说,USB3.0未来会遇到某些USB3.0的Cable,完全无法正确传输USB3.0的讯号出现.

(2).由于USB3.0支援双向传输,因此,对于USB3.0 Cable来说,抑制串音的能力,相对重要.因为当讯号从TX端传送出来,到达RX端时,已经衰减一定的程度,此时,若另外一头的TX端正好送出讯号,且有一定程度的对此一RX进行干扰,就会产生判读的问题.

(3).至于D+/D-讯号对,在整个USB3.0的传输中,也是有机会干扰或受到干扰.

(4).整理上来说,USB3.0晶片组,到目前为止,还没有能力将Skew的问题回覆回来,且当Cable上的干扰问题出现,也可能导致资料判读上的错误.


帖 子 奖 罚
执行:810707 增加了10 积分    时间:2009-11-24 9:41:44

原因:鼓励

  引用   回复  POST 2009-11-19 1:49:42
5#

由於時間已晚,接下來的心得待續囉!!!

若你不嫌棄個人發表的相關心得,你也可以造訪www.litektw.com

Leo

  引用   回复  POST 2009-11-19 8:09:17
6#

学习。。。。。。

  引用   回复  POST 2009-11-19 8:38:45
7#

高论,学习了。

  引用   回复  POST 2009-11-19 8:50:07
8#

Leo强,期待继续分享!
  引用   回复  POST 2009-11-19 9:20:04
9#

不错哦。呵呵。。
  引用   回复  POST 2009-11-19 9:48:07
10#

天下第一出現江湖了

  引用   回复  POST 2009-11-19 9:57:02
11#

為何要測差模同模轉換 ,想了解這方面的專解???

  引用   回复  POST 2009-11-19 10:00:29
12#

支持一个。。

USB3.0的SSTX-->SSRX的传输速率为5Gpbs,也就是说每一个位元时间长度只有200 ps,这个时间与USB2.0的D+/D-的480 Mbps的每位元时间2083 ps几乎为1/10;

不知以上位元是什么意思啊?时间长度怎么计算的啊?

  引用   回复  POST 2009-11-19 12:53:29
13#

Leo,问一个问题,USB3.0在电力供应上来考虑,是否需要更大规格的电源线来保证。
  引用   回复  POST 2009-11-19 13:03:53
14#

文科生:

為何要測差模同模轉換 ,想了解這方面的專解???

可有人讲讲。。俺也想了解了解

  引用   回复  POST 2009-11-19 18:03:08
15#

cuijiude:
Leo,问一个问题,USB3.0在电力供应上来考虑,是否需要更大规格的电源线来保证。

我也在杨这个问题,从USB2.0的使用来看,很多人都喜欢做长距离时改大电源线,这是出于什么原因?

 
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