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USB 3.0

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The Super-Speed USB Logo
USB與Thunderbolt的速度比較表

USB 3.0,或USB 3.1 Gen1,其USB速率模式稱爲「Super Speed」,是通用串列匯流排(Universal Serial Bus,USB)的第三個主要修訂版本。其主要技術標準有:支援全雙工,並採用發送列表區段來進行數據發包,供電標準為900mA,且理论上有支援光纤传输的潜力,傳輸速度為5Gbit/s,理论数据传输速度为625MByte/S。USB 3.0的设计兼容USB 2.0与USB 1.1版本,并採用三級多層電源管理技術,可以為不同設備提供不同的電源管理方案。

USB 3.0採用新的封包路由傳輸技術,線纜設計8條內部線路,除VBusGND作為電源提供線外,剩餘3對均為數據傳輸線路其中保留D+與D-兩條兼容USB 2.0的線路,新增SSRXSSTX專為新版所設的線路,因此USB 3.0比USB 2.0多了數個觸點。USB 3.0的Standard-A接口繼續採用與早先版本一樣的尺寸方案,外观以蓝色区分,只是內部觸點有變化,新的觸點將會並排在目前4個觸點的後方。引入展頻時脈技術,降低電磁輻射的逸散。

Intel發表的xHCI已经可以支持USB3.0的接口,且向下兼容USB2.0的接口。

電磁干擾[编辑]

USB使用差動訊號進行資料傳輸,以USB 2.0爲例,要達成480Mbps的傳輸率,那麼其傳輸的差動訊號運作頻率須為240MHz,USB 3.0需要2.5GHz的差動訊號頻率方能達成5Gbps傳輸率。而爲了降低高運作頻率產生的電磁干擾,USB 3.0引入展頻時脈,將原本集中在2.5GHz頻率的能量,USB 3.0以2.5GHz為中心呈現正弦函數的絕對值分布,降低2.5GHz集中的能量,這樣下次出現能量集中的地方為三次諧波7.5GHz(也因這樣所以在USB 3.0線材規範中都有針對7.5GHz制定要求)。[1]

然而,2.5GHz的運作頻率與ISM頻段(2.412~2.462GHz)靠得太近,加上展頻時脈技術的緣故,原本單一的2.5GHz訊號的能量會延展成從直流到數GHz的頻寬干擾,令USB 3.0在運作時其電磁波訊號的能量會覆蓋ISM頻段的訊號,也無法使用濾波器過濾訊號。因此同一電路板上USB 3.0無法與藍芽、2.4GHz頻段的WLAN在相鄰不遠的情況下一同運作,而USB論壇針對此一現象,也僅能要求製造商將電磁遮蔽做好,從USB插槽、線材、直到外接裝置端都需要做屏蔽接地的動作,盡量壓低輻射出來的電磁波。[2][3]而實測表明USB 3.0與藍芽、2.4GHz的WiFi裝置在靠近的情況下,出現了斷流、連線中斷、傳輸效能明顯下降等情況,而將USB 3.0的連接點做好遮蔽,或者將藍芽、2.4GHz WiFi等裝置使用延長線連接並遠離USB 3.0裝置,同時運作的干擾問題明顯改善。[4]

USB 3.0與ISM頻段的電磁相容性問題,也間接令不少行動裝置(如智慧型手機)等沒有考慮對USB 3.0的支援,雖然也有少數智慧型手機支援USB 3.0(如三星Galaxy Note 3)。[5]

針腳定義[编辑]

USB 3.0 Standard-A
USB 3.0 Standard-B
USB 3.0 Micro-B
USB 3.0 Micro-B首五針跟USB 2.0相同
USB 3.0 Standard-A和Standard-B[6]
针脚编号 颜色 信号
(Type A)
信号
(Type B)
1 红色 VBUS
2 白色 D−
3 绿色 D+
4 黑色 GND
5 蓝色 StdA_SSRX− StdB_SSTX−
6 黄色 StdA_SSRX+ StdB_SSTX+
7 Shield GND_DRAIN
8 紫色 StdA_SSTX− StdB_SSRX−
9 橙色 StdA_SSTX+ StdB_SSRX+
USB 3.0 Powered-B[6]
针脚编号 信号 描述
1 VBUS POWER
2 D- USB 2.0 DIFFERENTIAL PAIR
3 D+
4 GND Ground for Power Return
5 StdB_SSTX- Superspeed transmitter differential pair
6 StdB_SSTX+
7 GND_DRAIN Ground for signal return
8 StdB_SSRX- Superspeed receiver differential pair
9 StdB_SSRX+
10 DPWR Power provided by device
11 DGND Ground return to DPWR

USB 3.1[编辑]

USB 3.1的官方標誌

USB 3.1 Gen2SuperSpeed+,官方全名:SuperSpeed USB 10 Gbps)是基於USB 3.0(USB 3.1 Gen1)改良推出的USB連接介面的最新版本。2013年底,負責制定USB 3.0規範的組織USB 3.0 Promoter Group公佈了下一代USB 3.1介面的標準規範。2014年4月,負責USB介面規範的USB開發者論壇(USB-IF)公佈了USB 3.1連接介面設計圖,包括Type-A、Type-B以及全新設計的Type-C[7][8][9][10]

請注意,USB 3.1在2015年更名後的正確名稱為USB 3.1 Gen2,而USB 3.0則更名為USB 3.1 Gen1。

参考资料[编辑]

外部鏈結[编辑]