低價(jià)位USB3.0系統的可靠性設計方案

　　許多消費型USB3.0終端設備使用電池，因此USB3.0具有幾個(gè)新的省電模式，包括閑置(idle)、睡眠和暫停(suspend)模式。產(chǎn)品設計師可以利用這些新功能，關(guān)閉轉接驅動(dòng)器信號電路以延長(cháng)產(chǎn)品工作時(shí)間。

　　USB接口是雙通道，傳送和接收通道可以單獨開(kāi)關(guān)。發(fā)送器的轉接驅動(dòng)器的電源管理比較簡(jiǎn)單，當沒(méi)有信號傳送時(shí)可以直接進(jìn)入睡眠模式。USB有熱插拔的能力，管理接收器較為復雜，因為隨時(shí)都有可能接收信號，轉接驅動(dòng)器必須具有支持復雜前端信號偵測能力的機制，才能保持器件的透明性。

　　當有連接到其它設備時(shí)，轉接驅動(dòng)器可以更頻繁地利用電氣閑置閾值電壓(electrical idle threshold)來(lái)檢查是否有信號傳輸。當信號在閾值電壓下，表示沒(méi)有信號輸入，可以進(jìn)入深層睡眠模式。這個(gè)閾值電壓一般是100mV，但如果想要增加通過(guò)長(cháng)距離線(xiàn)纜傳送的低電壓信號的敏感度，可以將它調節到更低的60mV。例如，數碼電視的USB接口可能連接其它非常遠的電子裝置，因此需要較高的敏感度來(lái)偵測信號。服務(wù)器應用中的USB3.0接口，因為使用較長(cháng)的PCB布線(xiàn)，比較低的閾值電壓也是較好的選擇。

　　USB3.0

　　熟悉PCI Express Gen 2的產(chǎn)品設計師，可能會(huì )比熟悉USB2.0更容易上手USB3.0設計，因為USB3.0和PCI Express Gen 2使用相似的鏈接初始化、封包結構和錯誤修復方式。此外，這兩種通訊協(xié)議使用完全相同的發(fā)送和接收模塊和單元，包括加擾碼、8b/10b編碼、串行器/解串器等。

　　USB3.0和PCI Express Gen 2的相似之處會(huì )大大減少PCI Express Gen 2的應用，特別是因為USB3.0的信號傳輸量和不需要再次轉譯通訊協(xié)議到USB的特性。舉例來(lái)說(shuō)，USB3.0已經(jīng)設計在擴充塢里，因為USB3.0不像PCI Express Gen 2信號需要再次轉換(需要使用HBA 或是PCI-USB控制器)。使用USB3.0擴充塢就將有集線(xiàn)器扇出信號的功能，因此可簡(jiǎn)化整體架構并且減少成本。

　　USB是當今最普遍的消費電子產(chǎn)品通訊協(xié)議，與PCI Express相比占有強大的優(yōu)勢。因為USB3.0連接器和控制器必須向下支持USB2.0設備，從PCI Express Gen 2平臺轉向USB3.0的供應商可以立即進(jìn)入這個(gè)龐大的市場(chǎng)。向下支持USB2.0協(xié)儀的確增加了設計USB3.0產(chǎn)品的難度，但由于USB2.0和USB3.0共享連接器，所以大多數難題都在芯片設計當中。

　　PCI Express Gen 2仍然在明確的芯片外接口占有一席之地，包括處理器的內部總線(xiàn)接口和其它的服務(wù)器、儲存、嵌入式應用等。當然，這現存的優(yōu)勢的前提是PCI Express Gen 2仍是主要的內置接口。

　　預計USB3.0將和其它新的和舊的接口規格競爭，如HDMI、DisplayPort、PCI Express、DVI等連接監視器的接口。USB3.0有高的通道寬度和低的價(jià)格，當集成至芯片組之后，沒(méi)有理由不會(huì )用來(lái)連接監視器。USB3.0不會(huì )完全取代HDMI和DisplayPort通訊協(xié)議，因為它們各自都有增加自己的應用范圍。比如，HDMI因為具有反向通道能力而在監控攝像機市場(chǎng)具有影響力。但能預期的是，USB3.0將蠶食那些正在使用至少一個(gè)USB接口的其它通訊協(xié)議應用的市場(chǎng)占有率。

　　USB3.0在很多方面會(huì )改變電子市場(chǎng)的現狀，但為要達到高性能和穩定性，必須使用信號調節產(chǎn)品來(lái)補償PCB、連接器、以及最重要的線(xiàn)纜信號損耗。消費應用無(wú)法接受用來(lái)保持信號完整性的高價(jià)的高速度元件，但也不能忍受信號完整性問(wèn)題帶來(lái)的應用性能和可靠性下降。如果在發(fā)送器和接收器端使用轉接驅動(dòng)器恢復信號質(zhì)量，工程師可以保持良好的信號裕度，以便用更長(cháng)的線(xiàn)纜，或使PCB布線(xiàn)有更高的靈活性。他們也將確保產(chǎn)品的設計不僅可以通過(guò)嚴格的USB3.0認證測試，也可以使用低質(zhì)量的線(xiàn)纜并與其它USB3.0設備具有很好的互操作性。