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USB 3.0解析与应用大全(2)

2012-07-19 15:14来源:未知编辑:冰幻 浏览量:
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  •   核心提示:
    USB 3.0既需要高速的SuperSpeed总线,又需要向下兼容USB 2.0,所以它使用了双总线架构,Host和Hub部分可以同时操作USB 3.0、USB 2.0总线,不过devices部分不行,U

      

      USB 3.0既需要高速的SuperSpeed总线,又需要向下兼容USB 2.0,所以它使用了双总线架构,Host和Hub部分可以同时操作USB 3.0、USB 2.0总线,不过devices部分不行,USB 3.0的接头类型(connection model)总是会选择信号速率最高的总线。

    与USB 2.0相比,3.0的物理层、链接层基本没有变化,特别是物理层兼容于USB 2.0,协议层变化的主要是编码方式,使用了高速数据中常用的8bit/10bit编码,并由物理层负责信号编码解码,减少EMI干扰。 优盘之家

    接口、线缆的变化 www.upan.cc

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    从左到右依然是Type-A、Type-B以及Micro-B接口

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      与理论架构上的变化相比,接口及线缆方面的变化才是最明显的,USB 3.0定义了三种接口,A型最常见,它与USB 2.0接口完全兼容。

    B型不能向下兼容,USB 2.0 Type B插头可以插入到USB 3.0接口了,反之不行,这个接口主要用于打印机,不过在硬盘底座的接口上很常见。

    最后一个是Micro B,也是不能向下兼容,主要用于手机和其他小型设备上,不过除了在ORICO的移动硬盘上见过这个接口,手机上用的多的还是Micro USB 2.0接口,还真没见过USB 3.0的。

    USB 2.0接口上有四片(pin)金属触角,一片接地,一片负责Vbus,D+、D-负责数据传输,而USB 3.0增加到9片,为了保持兼容性,前面的四片没有变化,只在接口后部多了5片,以Type-A为例来看一下。 U盘之家

     

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    USB 3.0标准接口定义 www.upan.cc

      新增的5个触角多了一个接地的,其余的四个TX+、TX-和RX+、RX-主要负责USB 3.0信号数据传输,支持全双工运作,而USB 2.0的D+、D-只能支持半双工模式,多出的这四个数据传输针脚就是USB 3.0速度大幅提升的主要因素了。

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    USB 3.0线缆变化

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    USB 3.0使用的线缆也发生了改变,视觉上的变化是变粗了,因为里面的线缆增多了,有两对SDP信号线,一对UTP信号线,其他的就是供电线及接地线了。 优盘之家

    USB 3.0与xHCI规范

    与USB 2.0时代不同,USB 3.0时代除了有一个开放的、共同的USB 3.0 Specification规范之外,还有一个xHCI规范,并且围绕这个xHCI规范还产生了不小的风波。 www.upan.cc

     

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      xHCI(Extensible Host Controller Interface,扩展主控制器界面)最早是Intel开发的,它与USB 3.0的关系就好比所有汽车厂商都可以造时速300公里的汽车,但是在关键的发动机设计上Intel有自己的规范,其他厂商需要自己设计发动机,但是不同的技术可能会导致最后的汽车实际速度差距甚远,而且这个过程还要花费大量时间和投资。

    Intel的做法遭到了其他厂商的抵制,虽然这是Intel自己投资开发的技术,但是最后还是选择了免费公开,其他厂商也可以根据xHCI规范设计USB 3.0的主控制器芯片。

    目前的USB 3.0芯片普遍支持的是0.96版xHCI规范,1.0版的架构变化不大,主要是优化了能耗,增加了部分传输协议,比如UASP,它借鉴了SCSI接口架构的优点,在传输中不必等待数据传送完毕,就能送出下一组数据。

    此外,Windows 8将原生支持USB 3.0,而且速度也不比官方驱动差,这一点是验证过了的,但是Windows 8的硬件要求里要求USB 3.0芯片达到xHCI 1.0规范才能提供UASP支持,目前这些只支持0.96版规范的USB 3.0芯片多少都会受一些影响。 优盘之家

    USB 3.0优势-速度更快,传输时间更短

      USB 3.0的4800Mbps的速度理论是USB 2.0的10倍,与其他接口如FireWire 800、eSATA 等接口相比,速度更快。 www.upan.cc

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    各接口平均读取速度比较 优盘之家

      这里是一个简单的对比,USB 2.0理论有60MB/s(480Mbps)的速度,不过实际上只有40MB/s左右,其他eSATA、FireWire就更慢了,USB 3.0的速度折算起来是最高是500MB/s(5Gbps),实际在200Mbps,能超过这个速度的就只有SATA接口了,后者的问题在于通用性不足。

    实际速度约200MB/s的USB 3.0在目前的数据传输接口中是除了SATA外最快的,关键是它最通用,相比40MB/s的USB 2.0接口,它传输超大容量文件时所用时间只有后者的五分之一,大大降低了用户的等待时间。

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    USB 3.0优势-更强的供电 www.upan.cc

      供电能力是USB 3.0宣传的最多的功能之一,仅次于传输速度,那么它与USB 2.0相比到底改变了什么呢?

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      官方规范中说的是,未配置或者待机状态的供电能力从100mA提高到150mA,提升了50%,已配置的设备供电从500mA提高到900mA,而USB 3.0的电压在4.5-5V左右,因此供电能力提高到了4.5W,相比USB 2.0大幅提升80%左右,也就是说理论上确实提高了。

    不仅如此,USB 3.0中还有专门的BATT Charge规范,前面说的900mA供电其实是Standard downstream port(SDP)接口的, charging downstream port(CDP)和Dedicated charging ports(DCP)的供电甚至可以达到1500mA。

    主板评测中也见过微星的Super Charge、技嘉的Charge On以及华硕的Ai Charge充电技术,实际上就是把USB 3.0的供电输出能力提高到1.0A甚至1.5A以加快充电速度。 U盘之家

     

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    主板厂商做的USB 3.0充电测试 优盘之家

      关于USB 3.0充电速度快慢的问题,这些厂商都那iPhone、iPad演示过,因为苹果的iPad的官方适配器是2.1A的,大大高于USB 3.0标准,接在普遍USB接口上是显示不出充电的,但是在这些特殊的USB 3.0接口上就可以。

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    USB 3.0优势-USB 3.0的功耗管理更先进,更节能 优盘之家

     普通用户对这个优势可能没注意,不过这确实是USB 3.0规范中的重要一项内容,链接层支持更多的状态,待机时无论是主机还是设备都能减少更多的能耗。

    USB 3.0优势-兼容性

    这个也是USB 3.0最值得赞扬的地方之一,使用最多的A型接口完全兼容USB 2.0的确方便了用户,也保护了现有投资。

    其他优点如全双工数据传输、支持新的数据传输类型以及新的接口之类也有很多,不过算不上重点了,用户也察觉不到。

    总结起来,高速、通用这两个字就可以概括USB 3.0的优点,前者节约了用户的等待时间,后者避免了重复投资,使用起来更加方便。 优盘之家

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