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[USB ] USB3.0爲何可以這樣--USB3.0技術交流專帖

leoleeson
P: 2009-11-19 00:36:57

1

首先先說一些USB3.0的廢話:

(1).USB3.0的SSRX/SSTX只有一種傳輸速度:5Gbps (數位的傳輸速度,並非整體USB3.0的資料的傳輸量)

(2).USB3.0未來的一種用途之一,可以以兩頭都是USB3.0 Type A的cable,直接讓兩台都支援USB3.0的電腦直接對傳資料(好強的功能,且在Cable上無需額外的晶片組)

(3).USB3.0雖然在規格中沒有明定使用長度,但受限于電源要求及高頻上的某些要求,有一定的長度限制.

(4).USB3.0的傳輸速度很快,因此,未來有很多的高階應用相繼出現,對于USB3.0的Cable來說,最快的應該就是外接硬碟的産品 ( Type A to Type B及Type A to Type Micro B)

(5).USB3.0隨著Windows7在2010年一定會有一定的量,但USB3.0不見的只能在Windows7以上的版本出現,如果驅動程式有支援,也可能出現在Windows XP甚至于Apple的産品上.

 

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leoleeson
P: 2009-11-19 01:05:46

2

USB3.0晶片組與Cable有關的功能:

(1).USB3.0的TX(傳送端)可以支援不同的輸出功率,且支援de-emphasis的功能(就是傳送相同的bit資料如連續11時,第一個1的電壓可以比第2個大)

(在規格中,最大的de-emphasis爲4dB.)

從高頻的角度來說,第一個Bit屬于比較高的頻率,第二個Bit屬于比較低的頻率,如果我們有做過高頻的測試,我們可以清楚,一般的cable在高頻的衰減會比低頻的高,因此,當USB3.0的TX將比較高的頻率一開始就使用比較高的電壓,則對于傳輸會比較有幫助.但要達到這樣的功能,USB3.0的晶片組必須比較耗電.

(2).USB3.0的TX,除了剛剛所提的de-emphasis功能外,也支援不同的輸出電壓,在Low Power(低電壓)的應用中,平衡式輸出範圍爲400 mV~1200 mV;在一般的運作中範圍爲800 mV~1200 mV (標准輸出爲1000 mV).

(3).USB3.0的RX(接收端)也支援EQ的使用,使用這種技術,可以將原本已經閉起來的眼圖變成張開,從高頻的角度來看,也是將原本的衰減加以補償,使用此一技術時必須小心會把幹擾的訊號也同等放大.在USB3.0上,有規定EQ的規格,若有興趣,可以參照規格中的圖6-17.同樣的,使用這種功能,也會增加USB3.0晶片組的功耗.

(4).USB3.0的RX偵測能力特別強,只要平衡式電壓可以高于100 mV就必須要偵測出來,這比HDMI的150 mV還要靈敏.也就是說,基頻只要原來的1/4(Low power)或1/10(一般使用),就可以讓USB3.0 RX正確偵測.

(5).USB3.0 的傳輸速度爲5Gpbs,也就是說,每一位元的時間長度只有200 ps.這一點很重要,下面會陸續討論

 

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leoleeson
P: 2009-11-19 01:19:15

3

先從簡單的熱來探討未來USB3.0的應用:

(1).由于0101的變化,當變化越快,在Cable上越容易産生熱(不然cable上的衰減跑到哪邊去了呢),因此,可以預見,未來以5Gbps傳輸的USB3.0在Cable上,若不斷的傳輸,一定會産生一定程度的熱.那到底哪些應用會有不斷的傳輸行爲:

(2).當未來的電腦,支援以USB3.0的硬碟當成系統硬碟時,作業系統無時無刻會與USB3.0的硬碟傳輸,此時,熱就會産生在晶片組與USB3.0的Cable上.

(3).由于USB3.0的頻寬夠,未來也會有以USB3.0當成視訊的傳送介面的産品出現;這樣的應用,等同在USB3.0上面,會不斷的傳送,因此,在晶片組與cable上同樣會産生熱,同時,若以USB3.0當成視訊的傳送介面,若沒有經過GPU(顯示卡晶片組),而是直接透過南僑晶片組,這樣也會消耗CPU的效率.

(4).上述兩種可能産生熱的因子,爲何要在USB3.0上特別提出來,主要的原因就是擔心未來的USB3.0 Cable Assembly最常出現使用端子夾的方式加工,若加工不當,很容易因爲熱漲冷縮,導致突然性的斷路,若使用在系統硬碟上,則會導致作業系統當機;若使用在視訊介面上,最少也會産生無法顯示畫面的問題.事實上,類似的問題已經在SATA上發生,

siphon method - 虹吸法(一種新的浸漬工藝) 點贊(0) 投訴

leoleeson
P: 2009-11-19 01:39:44

4

接下來,從傳輸速度與晶片組能力來探討USB3.0 Cable的關鍵重點:

從上面的討論,USB3.0的晶片組能力這麽強,這樣的話,爲何USB3.0 Cable的規格還要制定的這麽嚴格呢?原來,在USB3.0的傳輸中,經過Cable後,也幾個關鍵的重點:

(1).在前面提過,USB3.0的SSTX-->SSRX的傳輸速率爲5Gpbs,也就是說每一個位元時間長度只有200 ps,這個時間與USB2.0的D+/D-的480 Mbps的每位元時間2083 ps幾乎爲1/10;若我們從USB2.0在Intra pair skew的要求爲100 ps來說,在USB3.0上似乎應該只能允許10 ps.很有意思的是,在USB3.0的Cable要求中,針對裸線,要求爲15 ps/m,也就是說,如果使用長度爲2M,則可以允許30 ps的intra pair skew的容忍度,若有人製作到10M,那不就可以允許150 ps的intra pair skew了呢?事實上,當初USB2.0所制定的100 ps intra pair skew要求過嚴,因此,我們可以看到許多超過200 ps的USB2.0 Cable都可以正常的在USB2.0上面運作.但是到了USB3.0,若SSTX或SSRX的Intra pair skew超過200 ps的一半,基本上,USB3.0晶片組的RX端已經無法正確判讀0與1的訊號了.

簡單的說,USB3.0未來會遇到某些USB3.0的Cable,完全無法正確傳輸USB3.0的訊號出現.

(2).由于USB3.0支援雙向傳輸,因此,對于USB3.0 Cable來說,抑制串音的能力,相對重要.因爲當訊號從TX端傳送出來,到達RX端時,已經衰減一定的程度,此時,若另外一頭的TX端正好送出訊號,且有一定程度的對此一RX進行幹擾,就會産生判讀的問題.

(3).至于D+/D-訊號對,在整個USB3.0的傳輸中,也是有機會幹擾或受到幹擾.

(4).整理上來說,USB3.0晶片組,到目前爲止,還沒有能力將Skew的問題回覆回來,且當Cable上的幹擾問題出現,也可能導致資料判讀上的錯誤.

帖 子 獎 罰
810707 獎勵 0 金幣,.1 聲望,于 2009-11-24 9:41:44 原因:鼓勵

triple line - extrusion line三層一次擠出生産線 點贊(2) 投訴

leoleeson
P: 2009-11-19 01:49:42

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

triple covering machine with 12 individual heads - 12頭三層繞包機,12頭三層紗繞包機 點贊(0) 投訴

李小龍
P: 2009-11-19 08:09:17

6

學習。。。。。。

support wire - 支承線,吊線(電[光]纜的) 點贊(0) 投訴

canyuechj
P: 2009-11-19 08:38:45

7

高論,學習了。

sheath eddy current loss factor - 護套渦流損耗因素 點贊(0) 投訴

HDMI
P: 2009-11-19 08:50:06

8

Leo強,期待繼續分享!

heat source - 熱源 點贊(0) 投訴

zhengliang
P: 2009-11-19 09:20:04

9

不錯哦。呵呵。。

smooth-sheathed cable - 光護套電纜 點贊(0) 投訴

文科生
P: 2009-11-19 09:48:07

10

天下第一出現江湖了

twin-ram cable sheathing press - 雙活塞電纜護套擠壓機[壓鉛或壓鋁機] 點贊(0) 投訴

文科生
P: 2009-11-19 09:57:01

11

為何要測差模同模轉換 ,想了解這方面的專解???

Milnet - 軍用光纖網 點贊(0) 投訴

taiyo051
P: 2009-11-19 10:00:29

12

支持一個。。

USB3.0的SSTX-->SSRX的傳輸速率爲5Gpbs,也就是說每一個位元時間長度只有200 ps,這個時間與USB2.0的D+/D-的480 Mbps的每位元時間2083 ps幾乎爲1/10;

不知以上位元是什麽意思啊?時間長度怎麽計算的啊?

backpull - 反拉力,反張力 點贊(0) 投訴

cuijiude
P: 2009-11-19 12:53:28

13

Leo,問一個問題,USB3.0在電力供應上來考慮,是否需要更大規格的電源線來保證。

single head winder - 單頭繞線機 點贊(1) 投訴

zhengliang
P: 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???

可有人講講。。俺也想了解了解

strip pickling plant - 帶材酸洗設備 點贊(0) 投訴

dachunlmc
P: 2009-11-19 18:03:08

15

cuijiude:
Leo,問一個問題,USB3.0在電力供應上來考慮,是否需要更大規格的電源線來保證。

我也在楊這個問題,從USB2.0的使用來看,很多人都喜歡做長距離時改大電源線,這是出于什麽原因?

AASC - aluminum alloy stranded conductor鋁合金絞線 點贊(0) 投訴

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