外观特点/USB3.0
USB3.0USB3.0与USB2.0外观区别，观察USB（本身）的插口和电脑上USB插口，中间的塑料片颜色：USB3.0——蓝色；USB2.0——黑色。当然，一些设备颜色区分并不规范，比如一些主控芯片支持的非原生usb3.0就有可能不是蓝色的，一些usb2.0的设备比如MP3，数据线等有可能是黑色或白色塑料片。
影响/USB3.0
从USB 1.1的12Mbps升级到USB 2.0的480Mbps，提升幅度达到了40倍，而从USB 2.0标准升级到USB 3.0标准仅为10倍，但这10倍速度的提升却有着很大的应用意义，既然USB 3.0的数据传输率达到了4.8Gbps，要远远高于其他传输标准，比如IEEE 1394的数据传输通常为400Mbps～3.2Gbps之间，而号称“USB移动硬盘终结者”的新一代eSATA标准也仅有3Gbps的数据传输率。USB 1.0实际上并非如此，因为IEEE 1394、eSATA有着自己的应用定位，IEEE 1394标准，它的最大数据传输速率为3.2Gbps，在速度上落后于USB 3.0，但提供了点对点传输功能，这样不用依赖PC即可实现设备之间的数据传输，同时支持同步和异步传输模式，可以连接63个设备，可以同时传输数字视频及数字音频信号，并且在采集和回录过程中没有信号损失，使得IEEE1394接口更加适合多媒体设备（如DV机、采集卡），这些都是USB 3.0标准无可比拟的。总体来看IEEE 1394接口的应用更专业、更自由，不过正是由于这些专业性以及厂商的推广力度不够，IEEE 1394设备的普及度不高，通常是一个设备同时拥有IEEE 1394接口和USB接口。对于eSATA标准，它实际上是SATA接口的扩展，也称为外置式SATA接口，支持即插即用，但在功能上有很大的局限性，首先不支持供电功能，而且必须配合主板上的eSATA接口使用，这意味着无法摆脱PC的使用限制，一般只适合移动硬盘、便捷DVD光驱及电视盒等设备使用，对于时下流行的消费数码电子设备，就显得无用武之地了，因而在USB 3.0标准推出之后，eSATA是面临竞争压力最大的传输标准。但仍然要注意，由于eSATA源自主板上的SATA芯片，所以具备了引导启动功能，也就是说，电脑连接eSATA硬盘或eSATA光驱可以启动系统，而这是USB硬盘、USB光驱实现起来比较麻烦的，这对于系统维护、服务器在DOS数据下进行数据交换及其重要，不过对于普通大众来说，eSATA的地位和发展或许就此终结。
速度/USB3.0
USB2.0为各式各样的设备以及应用提供了充足的带宽，但是，随着高清视频、TB（1024GB）级存储设备、高达千万像素数码相机、大容量的手机以及便携媒体播放器的出现，更高的带宽和传输速度就成为了必须。480Mbps的传输速度可能都已经不算快了，更何况没有哪个USB2.0设备能够达到这个理论上的最高限速。在实际应用中，能够达到320Mbps的平均速度就已经很不错了。同样，其实USB3.0同样达不到5.0Gbps的理论值，若只能达到理论值的8成，那也是接近于USB2.0的10倍了。USB3.0的物理层采用8b/10b编码方式，这样算下来的理论速度也就4Gbps，实际速度还要扣除协议开销，在4Gbps基础上要再少点。新的“Superspeed USB”将比现有的USB2.0速度快10倍，USB3.0规范已经进入最后的完成阶段。USB推广小组主席Jeff Ravencraft称，Superspeed USB的最高传输速度将是USB2.0的10倍，最低传输速度达到300Mb/s.他将给闪存产品带来更高的速度，使用固态硬盘，如果接口从USB2.0升级到3.0，那么就是螺旋桨飞机到喷气式飞机的飞跃。Superspeed USB的线缆和端口将采用向下兼容模式，intel已经弃用之前光纤互连的方式作为传输方式，据了解，此举是节约成本，而USB3.0的速度也达到了“令人满意的效果”，而无需在这方面深入开发。USB3.0的接口分为两部分，一部分采用和USB2.0一致的针脚；另外增加了一系列电气接口供USB3.0信号传输使用。已有不少USB3.0的产品问世、比如USB3.0的移动硬盘、U盘、读卡器，等等。我们说的5Gb/s，指的是位（bit），而不是字节（Byte）。由于8位等于1字节，就像你拉一条4Mbps的网线，理论下载速度只能达到512KB/S一样。但是，USB3.0还有一个问题是：编码规则采用8/10的方法，存在2b的控制信号，所以USB 3.0的理论数据传输速率是5Gbps/10bitt=500MB/s。要达到500MB/s的理论速度，必须突破两个瓶颈：主板接口、存储介质。你兴冲冲跑到电脑城，买了个USB3.0的移动硬盘回来试，发现还是USB2.0的速度，这瓶颈很可能出在主板接口上。庆幸的是，Intel已经在最新的7系列芯片组中原生支持USB3.0，你也可以通过第三方USB3.0主控芯片来桥接出两个蓝色的USB3.0接口，从而解除主板速度瓶颈。受限于硬盘的机械结构，主流的3.5寸G硬盘的内部传输速度不会超过150MB/S，2.5寸G移动硬盘的内部传输速度更低。所谓的USB 3.0优盘，速度瓶颈在于所采用的主控和FLASH芯片上。抛开USB3.0的理论速度不谈，USB3.0接口产品的实际传输速度分别为：读速度为60MB/s到140MB/s，写速度为50MB/s到90MB/s。市场上很多所谓的USB3.0优盘、硬盘、其读速度比较快，但写速度可能很低。另外，如果移动硬盘是USB2.0接口，将其与PC机USB3.0接口连接传输数据，那么理论最大传输速率则是USB2.0的60MB/S。日上午消息，USB3.0推广组织周日在美国消费电子展(CES)上宣布，第一批传输速率达到10Gbps的USB3.0设备将于2014年面市，此速度将较之现在的5Gbps快一倍之多。
目的/USB3.0
Intel公司开发的通用串行总线架构（USB）的目的主要基于以下三方面考虑：（一）计算机与电话之间的连接：显然用计算机来进行计算机通信将是下一代计算机基本的应用。机器和人们的数据交互流动需要一个广泛而又便宜的连通网络。然而，由于目前产业间的相互独立发展，尚未建立统一标准，而USB则可以广泛的连接计算机和电话。（二）易用性：众所周知，PC机的改装是极不灵活的。对用户友好的图形化接口和一些软硬件机制的结合，加上新一代总线结构使得计算机的冲突大量减少，且易于改装。但以终端用户的眼光来看，PC机的输入/输出，如串行/并行端口、键盘、鼠标、操纵杆接口等，均还没有达到即插即用的特性，USB正是在这种情况下问世的。（三）端口扩充：外围设备的添加总是被相当有限的端口数目限制着。缺少一个双向、价廉、与外设连接的中低速的总线，限制了外围设备（诸如电话/电传/调制解调器的适配器、扫描仪、键盘、PDA）的开发。现有的连接只可对极少设备进行优化，对于PC机的新的功能部件的添加需定义一个新的接口来满足上述需要，USB就应运而生。它是快速、双向、同步、动态连接且价格低廉的串行接口，可以满足PC机发展的现在和未来的需要。
应用/USB3.0
usb3.0简单说，所有的高速USB2.0设备拿到USB3.0上来只能会有更好的表现，至少不会更加的糟糕。这些设备包括：外置硬盘-在传输速度上至少有两倍的提升，更不用担心供电不足的问题了；高分辨率的网络摄像头、视频监视器；视频显示器，例如采用DisplayLinkUSB视频技术的产品；USB接口的数码相机、数码摄像机；蓝光光驱等。另外，最常用的读卡器设备，尤其是当设备中同时使用多种类型的闪存卡，或者是读卡器连接到USBHub上，而USBHub上又有多个读卡器的时候，那种传输速度简直是难以忍受的折磨。USB3.0则提供了更多的空间，来解决这样的问题，提供5-10倍的带宽不是问题。还有一点是可以预见的，理论上每秒4.8Gb的传输速度，足以让USB侵入到以前从不敢涉猎的范围，例如磁盘阵列系统。
技术解析/USB3.0
随着Vista操作系统、高清视频和DX10的逐步普及，大容量、高速的数据传输越来越多，对带宽的需求也越来越高，原来的USB1.1和USB2.0已无法满足未来的需要。2007年底开始，英特尔公司和惠普（HP）、NEC、NXP半导体及德州仪器（Texas Instruments）等公司共同开发USB3.0技术，USB3.0技术主要应用于个人计算机、消费及移动类产品的快速同步即时传输。USB 3.0具有后向兼容标准，兼容USB1.1和USB2.0标准，具传统USB技术的易用性和即插即用功能。USB3.0技术的目标是推出比USB2.0快10倍以上的产品，采用与有线USB相同的架构。除对USB 3.0规格进行优化以实现更低的能耗和更高的协议效率之外，USB 3.0的端口和线缆能够实现向后兼容，以及支持未来的光纤传输。USB3.0将采用一种新的物理层，其中，用两个信道把数据传输(transmission)和确认(acknowledgement)过程分离，因而达到较高的速度。为了取代USB所采用的轮流检测(polling)和广播(broadcast)机制，新的规格将采用封包路由 (packet-routing)技术，并且仅容许终端设备有数据要发送时才进行传输。新的链接标准还将让每一个组件支持多种数据流，并且每一个数据流都能够维持独立的优先级(separate priority levels)，该功能可在视讯传输过程中用来终止造成抖动的干扰。数据流的传输机制也使固有的指令队列(native command queuing)成为可能，因而能使硬盘的数据传输优化。为了向下兼容2.0版，USB 3.0采用了9针脚设计，其中四个针脚和USB 2.0的形状、定义均完全相同，而另外5根是专门为USB 3.0准备的。标准USB 3.0公口的针脚定义，白色部份是USB 2.0连接专用针脚，而红色部分为USB 3.0专用。标准USB 3.0母口的针脚定义，紫色针脚为USB 2.0专用，红色为USB 3.0连接专用。USB 3.0线缆如果不算编织（Braid）用线，一共是8根，值得注意的是，在线缆中，USB 2.0和3.0的电源线（Power）是共用的。Mini USB 3.0接口分为A、B两种公口（Plug），而母口（Receptacle）将有AB和B两种，从形状上来看，AB母口可兼容A和B两种公口，3.0版公口的针脚是9针。
系统上市/USB3.0
Ravencraft指出一些便携式摄像机保存250Gbyte的数据，甚至一些MP3播放器和手机都增长到内置8到16Gbyte的闪存。 同期于USB 3.0的发布，PCMCIA组织宣布PC设备上的ExpressCard标准的2.0版本，该标准提供比ExpressCard 1.2标准快10倍的传输速率，而且同时支持Express 2.0和新的USB 3.0协议。 “ExpressCard技术与Express和USB规范很相近，而2.0标准的发布充分利用了这两种接口技术进步的优势，”PCMCIA主席Brad Saunders表示。
前景/USB3.0
USB接口为何流行？USB鼠标、USB键盘、USB摄像头、USB打印机、USB……接触电脑的人就不可能不接触到USB这种大众到极点的接口，但并非所有人都了解USB接口，而正是这种融入生活的忽略从一个侧面验证了USB的成功——我们已经把它当做自然而然理应存在的东西。很少有人会去考虑一个小小的USB接口标准为什么会成功，USB在刚诞生时的传输速率是最高的吗？显然不是，但USB接口却绝对是最多巨人力挺的——Microsoft和Intel等等行业领头人都对USB青睐有佳（最直接的例子就是Intel将USB控制器直接做到了其ICH南桥芯片当中），而世界上使用Intel和Microsoft产品的用户不说100%也起码有60%以上，而USB成功推广的最重要原因正在于此。与USB同时期推出的IEEE 1394接口则没有这么好的待遇了，虽然IEEE 1394的理论传输速率比USB要高（IEEE 1394是目前传输速率最快的串行总线），但由于缺少了设备端厂商的支持而完全没有USB那般的普及程度。我们往往看到这样的情况：一款主板上往往拥有多达六个USB接口而却没有一个1394接口。虽然1394的普及度存在极大问题，但它依然是影像领域不二的传输方式。有了Intel和微软这些大公司的支持，USB自然是风生水起、不停壮大，但IT行业的规则就是不进则倒，因此21世纪初至今USB也经历了从1.0到2.0的技术革新，现在USB 2.0的理论最高传输速率已经达到了480Mbps以上（当然在实际的应用中我们很难达到这个数据），看起来这个数据很吓人，但计算机的存储硬件却也同时在不断进步着。看到动辄以TB计算的磁盘容量，和动辄以10GB为单位的蓝光视频源，我们不禁苦笑——USB 2.0已然捉襟见肘。好在固步自封这个词已经成为行业禁忌，USB 3.0标准也于08年出台，新的USB 3.0标准能够提供比之前USB 2.0多出10倍以上的传输速率，这俨然已经是串行标准中的顶级水准了。0更高的传输性能提供了更快的数据转换能力，高性能外置显卡成为可能，这意味着游戏爱好者们甚至可以在任何计算机上享受同样的显示待遇，实际上华硕在USB 2.0接口的基础上就已经研发出了这样的产品，而在USB 3.0的支持下，这一产品概念应该会得到迅速落实，毕竟有需求就有市场。当然了，还有USB连接的显示器也将成为可能，甚至更夸张一些，外置CPU都有可能出现在未来USB 3.0的平台基础上，而各大公司的全力支持则让USB 3.0几乎不存在任何普及方面的问题，或许唯一要考虑的就是价格了……
USB发展/USB3.0
USB ,是英文Universal Serial BUS（通用串行总线）的缩写, 而其中文简称为“通串线，是一个外部总线标准，用于规范电脑与外部设备的连接和通讯. 从日发表了USB 0.7版本以后，USB版本经历了六年的发展，已经发展到了2.0的版本。它才得到广泛的普及应用。早期的USB版本，在推出时普遍不遭到重视。其最大的原因是：当时的主板结构是以Baby-AT板为主，USB功能接口在许多主板上都是一种可选择的功能，有些主板制造商在主板上提供了4X2或5X2的USB针脚接口，而更多的则为了节省成本，连USB针脚接口都省掉了。另外，在BIOS固件方面也缺乏支持――当时很多主板都是只提供有USB连接针脚接口，而主板的BIOS没有真正支持USB。这样，很多用户为了使用USB，只有通过升级主板BIOS的方法，将主板BIOS刷新到能支持USB功能的BIOS才行。这种情形一直延续到ATX主板结构的诞生。不过一开始的ATX主板在支持USB的方面还不是很好。因为一般ATX的设备连接口都设计成一层的高度，其所能使用的接口空间都给传统的串行通讯接口和LPT打印机占用了，根本没有馀地留给USB接口，所以当时如果要想使用USB接口的话，还得使用USB转接卡，通过连线与主板上的USB针脚接口相连才能得以实现。不过后来ATX主板的Back Panel设计成了二层，终于使USB接口在主板上有了安身立足之处，无须再通过外接USB转接卡了。1999年初在Intel的开发者论坛大会上，与会者介绍了USB 2.0规范，该规范的支持者除了原有的Intel、Microsoft和NEC等成员外，还有惠普、朗讯和飞利浦三个新成员。USB 2.0向下兼容USB 1.1，传输率将达到480Mbps，还支持宽带数字摄像设备及下一代扫描仪、打印机及存储设备。
发展趋势/USB3.0
前言USB技术的推出，可能是近代来计算机技术最重要的发展，因为USB的出现让IT产业的接口产生很大的革命，后来的影响不仅在IT产业，连消费性电子产业也到处可见USB的接口，因此USB的成功是无庸置疑的。除了在个人计算机、笔记本电脑、小笔电都是100%的标准配备外，我们也可以轻易在手机、LCD TV 、打印机、复印机等消费性电子产品上发现USB的踪迹，笔者甚至看过连瑞士小刀上都有USB界面，由此可知USB真是无所不在。就这一点，我们不得不佩服Intel与Microsoft在IT产业强大的影响力，在这两家厂商的联手之下，USB硬是把另一个接口-1394给比下去，成为主导IT设备与消费性电子产品通讯接口的标准。虽然USB目前有很高的应用范畴与Installation base (估计自1996推出USB 1.0规格，已有60亿的installation base，而且以每年20亿的数目持续增长)，但是当初USB-IF规划USB的规格时并未很有规划的将USB接口的技术蓝图整个揭橥于世，并未像后来的SATA-IO于2001年规划SATA的技术发展蓝图时，一开始就将SATA 分为1.5 Gbps、3.0 Gbps与6.0 Gbps三个世代（请参考表1之比较表），感觉上比较像是在且战且走；所以自2000年推出USB 2.0规格后，虽然将USB 2.0的带宽大幅从12Mb/s提升至480Mb/s，但是我们都知道IT产业的发展定律是带宽永远不嫌多，储存容量也永远不嫌多，所以很快的大家就觉得USB 2.0已经不敷使用，也因此一直有公司力主要持续推出USB 3.0的规格，但是这些声音也仅止于大家的讨论，USB-IF一直未正式回应是否有USB 3.0的规划，一直到日在美国举办的IDF， Pat Gelsinger说明了USB 3.0的规划，USB 3.0的发展才确定下来。0背景当初USB-IF在1994年规划USB技术时，因为将其定位在较低速的周边界面，所以带宽仅订在1.5Mb/s(Low Speed)与12Mb/s(Full Speed)；其中Low Speed主要用于人机接口装置（Human Interface Devices，HID）例如键盘、鼠标、游戏杆，High Speed主要用于大量数据传输的需求，这就是USB 1.0的规格，并于1996年正式公布此一规格。当USB 1.0相关产品陆续上市后，随着使用USB的数量越来越大，市场上也发现关于USB 1.0规格的问题，所以USB 1.1的规格在1998年正式公布，修正1.0版已发现的问题，其中大部分是关于USB Hub的项目。虽然自USB 1.1规格公布后，USB接口规格算是逐渐完整，但是与IEEE 1394比较起来，在传输效能上就完全被比下去(请参考表2之比较)，也正因为如此，在USB接口设备不断地被广泛应用后，许多的装置，如视频会议的CCD，或是像nand flash随身碟(U盘)、外接式硬盘、光盘刻录机、扫描仪、卡片阅读机便成为USB界面的一个非常流行的应用。随着市场上厂商与消费者对USB产品的接受度越来越高，希望USB传输效能可以更好的呼声也越来越大。因此在这样的背景之下，USB-IF开始着手USB 2.0规格的制定，并于2000年正式公布USB 2.0规格。在USB 2.0规格中，最重要的是增加更高的数据传输速率 480 Mbps (又称Hi-Speed)，USB规格至此确立了3种数据传输速率，并维持至今，3种速率分别是：● 1.5Mbps(Low Speed)● 12Mbps(Full Speed)● 480Mbps(Hi-Speed)正如前言所提，在USB 2.0规格推出后，的确暂时解决了带宽落后IEEE 1394的问题，但是随着USB的应用范畴越来越广，与其他界面技术的不断的进步之下，当然更重要的是-档案的容量也越变越大，尤其是影音数据，所以USB 2.0的窘境也益加明显。这其中又以Nand Flash随身碟产品、硬盘外接盒产品及卡片阅读机(CardReader)产品影响最大。我们分别简述如下：Nand Flash随身碟产品虽然USB 2.0 Hi-Speed的数据传输速率是480Mpbs，也就是理想状况下应该为60MB/s，但是在Windows based操作系统下，由于default driver的限制，实际的效能大约为30MB/s～35MB/s，与60MB/s有一大段距离，然而以前Nand flash的效能也不够好，从来也用不到30MB/s的USB 2.0带宽，所以也相安无事；但是随着Nand flash技术不断的进步，与RAID 0架构(Data Stripping)导入Nand flash产品设计，Nand flash产品的带宽需求已超越USB 2.0 Hi-Speed所能提供的30MB/s。例如以SATA 接口为主的SSD(solid state disk)产品，sequential read的效能都以超越100MB/s，更显出USB 2.0 Hi-Speed效能的不足。所以不论是高速的大拇哥产品(大陆称为U盘)或SSD都迫切需要更高速的USB 3.0提供更好的效能。虽然SATA接口可以符合SSD的需求，但是USB有提供bus power的优势，这是SATA或eSATA所无法媲美USB的地方。硬盘外接盒产品除了Nand Flash随身碟产品外，硬盘外接盒也是外面的水管比里面的水管小的状况。由于USB 2.0 Hi-Speed在Windows base OS之下，仅有30MB/s的效能，而硬盘内部的传输速率至少有60MB/s，所以这样的差距相当的大。以前档案容量还不太大的时候，消费者还勉强可以忍受，但是各种影音数据动辄数GB以上，BD影片数据更是50GB以上，如果还用USB 2.0 Hi-Speed拷贝数据的话，那么真的会令人捉狂(请参考表3)。所以随着硬盘外接盒出货量年年维持25%以上的年复合增长率之下，提供一个更高效能且普遍性高的接口，是刻不容缓的事情。卡片阅读机产品与Nand Flash有密切关系的memory card，也面临与nand flash类似的问题；以前的记忆卡，速度还不够快，但是随着新的记忆卡规格的推出，如SDXC，最高可达150MB/s的传输速率，当然不是USB 2.0 Hi-Speed所能满足的，也因此USB 3.0对高速的记忆卡而言，是非常重要的里程碑。正如上述产品效能的压力，各界对USB 3.0的需求也愈来愈高。在各界千呼万唤之下日，Intel于IDF上正式宣布USB 3.0的规格将计划于2008年推出，也宣示了USB 3.0的主要应用范围(请参考图1)，正式响应了广大消费者对更快速传输接口的需求；Intel并称USB 3.0最高传输效能为SuperSpeed，有别于传统的Low Speed、Full Speed与Hi-Speed。经过了一年的时间USB-IF终于在日正式对外公布了USB 3.0的规格，宣告了USB另一个崭新时代的来临。USB3.0规格当初规划USB 3.0的规格时，最重要的就是要解决数据传输速率过低的问题，因此在规划USB 3.0 SuperSpeed架构时，采用新的物理层(PHY)是无可避免的事情，因此从PCIe与SATA等高速IO移转经验是再自然不过的考虑。然而USB-IF还是坚持backward兼容性的问题，所以USB 3.0的规范主轴，包含了以下各点：● 比既有的USB 2.0 Hi-Speed快10倍以上的传输速率。● 完整考虑向后兼容性问题，包含既有的Class Driver都可以在新的组件上正常工作。● 相同的USB device model，这包含了PIPE model、USB Framework与Transfer type。● 电源管理的效率，在新规格中，提供了更好的电源效能的管理，特别是在Idle的状况之下，另外也为了取代USB所采用的轮流检测(polling)和广播(broadcast)机制，提供更佳的电源管理效能。● 架构与技术的延伸性，为了增加技术的scalability，在通讯协议上的规划都已考虑有效率的Scale up and Scale down的问题。USB-IF在上述前提之下，采用了PCIe的主要PHY架构，以5.0 Gbps为USB 3.0 SuperSpeed的数据传输速率，在传输编码技术的选择上，导入广为在其他高速串行传输技术所采用的8b/10b编码技术，以提高传输位的辨识率并且降低高频信号的电磁干扰。在向后兼容性上，为了与USB 2.0 Low Speed、Full Speed与Hi-Speed共存，采用了Dual-bus架构的设计(请参考图2)，在通信协议上，如上述所提，新的规格采用一种封包路由(packet-routing)技术，并且仅容许终端设备有数据要发送时才进行传输，取代USB所采用的轮流检测(polling)和广播(broadcast)机制，这也与SATA Asynchronous notifications有异曲同工之妙。在cable connector方面，USB 3.0新增了5个触点，两条为数据输出，两条数据输入，采用发送列表区段来进行数据发包，新的触点将会并排在4个触点的后方。USB 3.0 bus power标准为900mA，并将支持光纤传输。这也就是SuperSpeed技术的雏型(参考表4)。有关Cable Connector，USB-IF在制定新规格时，同时考虑了技术与市场的平衡点，这些因素包含了：● 必须能support 5.0 Gbps的数据传输● 可完全维持与USB 2.0的兼容性● 将cable & connector的form factor改变控制在最小范围● EMI防护的问题● 维持USB容易使用的传统因此CableCon就在这样的指导原则下订出Stand A、Stand B、Micro B与Micro AB的CableCon规范，USB-IF巧妙的将USB3_TX+、USB3_TX-、USB3_RX+、USB3_RX-与GND导入新的CableCon之中(请参考图3,4,5)，并透过Double-Stacked connector的support，让USB 2.0可与USB 3.0共存。不过在这里提醒各位，Stand A是完全可以USB 2.0与USB 3.0互相连接没有问题(这意谓着你可以把USB 2.0 Stand A Cable插入USB 3.0 Stand A connector，也可以把USB 3.0 standard cable插入USB 2.0 Stand A connector)，但是Stand B与Micro B就没有办法这样，但是至少所有旧的线缆都可以插入新的接口，而旧的设备上的接口，无法支持新的线缆（典型案例，市面上已知和未知的大多数手机的连接口均为USB2.0 Micro-B，至少你可以用之前的连接线接入3.0接口，但是新的3.0线缆是无法支持的）挑战High Speed Serial Link 产品(如USB、Serial ATA与PCI Express)的发展，已由主板应用出发，逐渐衍生更多应用于外围与消费性电子产品，进入百家争鸣的情况。然而不论是芯片供货商或系统厂商，都面临益形复杂的设计挑战。这些新挑战包含了：● 更高的芯片设计进入障碍：与纯数字IC设计相比，High Speed Serial Link从480 Mbps、 1.5 Gbps、2.5 Gbps、3.0 Gbps至5 Gbps与6 Gbps，一次又一次的考验IC设计公司在模拟设计与mixed-mode的能力。这也是为什么台湾只有少数公司能提供从Serial ATA到PCI Express与USB 3.0完整的产品与IP解决方案。● 为系统厂商考虑Design Margin问题：对于系统厂商而言，采用一颗IC上自己的系统产品，最担心的是PCB Layout的design margin过小或是design rule太过复杂。因此IC设计公司必须为系统厂商考虑到这些设计上的问题，也加深了高速IO芯片设计的难度。● IC量产良率：由于高速IO有物理层(PHY)部分的设计，因此对于IC良率的影响甚为重大，通常将PHY包入SoC内，往往是量产良率最大的杀手。所以如何透过模拟设计design margin的综合考虑，维持量产良率，对IC设计公司而言是相当大的挑战。● IC量产测试方法：通常480MHz以上，往往需要使用较贵的测试机台；但是如果厂商能使用较便宜的测试机台，完成高速IO的相关测试，那就是相当重要的know how，对于IC的成本也有很的的帮助。● 兼容性议题：USB兼容性问题，众所周知，所以才有USB-IF logo验证制度的产生。USB 3.0 logo certification program尚未完成，因此如何克服硬件兼容性的问题，是相当据挑战性也令人感到繁琐的问题。结束语今日的电子信息技术日新月异，在PC interface的发展也由传统的并列传输方式，演进至高速串行传输。新的规格与新的技术，也带来新的设计挑战。除了USB 3.0的规格正式问世之外，SATA 6.0 Gbps 的规格也正式问世，相关的产品也将陆续于个人计算机、笔记本电脑上出现，配合已经问世且逐渐成为主流的Gigabit Ethernet，高速Serial Link的技术俨然已成为驱动计算机市场持续增长的动力。
首扩展卡/USB3.0
介绍这一块USB 3.0扩展卡来自国外品牌ACASIS阿卡西斯，做工相当豪华。（ACASIS阿卡西斯为国际品牌，和NEC电子等上游半导体厂商建立起良好的合作关系，并在深圳设立公司及生产线）USB 3.0的最大改进在于大幅度提升传输速度，它的传输速度达到了5Gbps，也就是500MB/s，同时在使用A型接口时向下兼容原有的USB 2.0和USB 1.1等。最早的USB 1.0规范出现在1996年，传输速度仅为1.5Mbps。1998年，USB 1.1规范诞生，速度提升到了12Mbps。到了2000年4月，USB3.0扩展卡我们广泛使用的USB 2.0规范诞生，速度提升到了480Mbps，为USB 1.1规范的40倍。USB3.0的主要优势在于高速：5Gbps（USB2.0的速率为480Mbps）、全双工（数据同时双向传输）。USB3.0技术将支持铜线和光纤、无线传输。USB 3.0在应用层上至少能达到300MByte/s的数据吞吐量。它使用5个端口连线（两个用于发送，两个用于接收，一个是地线）来实现全双工从而达到5Gbps的物理层速率，USB产品采用两线，半双工的架构。外观上Type-A的接头没有改变，但内部有5个连线来支持全双工，新的连接器兼容旧的插口。可以看出一个耗完电的电池接上后不久就可以恢复电力。点评：虽然暂时还没有采用USB 3.0规范设备，但作为目前全球采用最为广泛的接口，我们有充分理由看好USB 3.0的市场前景。无论是数据传输还是电力供应，USB 3.0都比当前流行的USB 2.0更有优势。另据悉，ACASIS阿卡西斯即将推出采用USB 3.0规范的移动硬盘等外围设备。参数产品类型：数据传输卡接口、转接类型：USB 3.0扩展卡传输速率：5Gbps产品概述：它采用PCI-E 1×总线设计，采用了一颗NEC D控制芯片，提供两个USB 3.0扩展接口。扩展卡采用绿色PCB，并采用了大量贴片电容和电阻。
标准/USB3.0
由Intel、微软、惠普、德州仪器、NEC、ST-NXP等业界巨头组成的USB 3.0，Promoter Group在日宣布，该组织负责制定的新一代USB3.0标准。制定完成的USB 3.0标准已经移交给该规范的管理组织USB Implementers Forum(简称USB-IF)。在USB开发者会议上，广泛采用的USB接口引来了新的3.0官方版本，会议上一些厂商希望采用该新标准的产品能达到400Mbyte/s。USB 3.0在应用层上至少能达到300Mbyte/s的数据吞吐量。新规范与前代版本兼容，然而新接口需要新的线缆和连接器，而且传输距离被限制在3米，而USB产品可以支持5米长的线缆。0标准，也被称作是超高速USB（SuperSpeed USB），在一些特性上是独一无二的。它使用5个端口连线 - 两个用于发送，两个用于接收，一个是地线 - 来实现全双工从而达到5 Gb/s的物理层速率，USB产品采用两线，半双工的架构。粗略来说，新的USB 3.0芯片需要两倍于原来的门数和三倍于以往的功耗，在会议上演示一款USB 3.0芯片的Symwave公司的市场副主席John O'Neill表示。但是，受益于其较高的速率，USB 3.0在每Gbit数据传输的功耗低于规定的标准，John补充道，“另外，因为增强的协议，在主机（host）端处理器运算会得到减轻，从而整个系统的功耗在mW/Gbit的基础上还会有降低。”另外，3.0版本在链路上采用了中断驱动，而不是轮检方法，这样进一步降低功耗。通信采用点对点的链路，而不是像对所有连接的器件采用广播数据的方法。规范还将链路电流从500毫安提高到900毫安，这样采用USB充电速度会更快。可以看出一个耗完电的电池接上后不久就可以恢电量。愿意签署USB接受协议的客户可以下载新的标准。新系统2010年上市USB应用论坛的主席Jeff Ravencraft表示，“我们预测主机和控制器产品会在2009年中陆续进入市场，基于那些器件的系统产品会在2010年初上市。”该连接希望能扩展更多的应用，最初是想象比如大的视频文件的传输，长期来说，希望能在大范围的系统上进行替代，特别是日益增多的闪存和磁盘存储。采用新标准的卡将在2010年上市，可能会包括支持固态存储驱动的6Gbit/s SATA接口的适配器，和用于传输视频流的USB 3.0适配器。超过400个人想参与那个USB 3.0会议，Synopsys在该会议之前宣布将提供USB 3.0控制器和物理层器件的硅IP。Symwave已经发布了一款USB 3.0物理层器件，Quasar物理层会在展会上得以展示。USB 3.0开发者小组包括超过200家公司，全球已经有100亿颗USB器件售出。USB 3.0图标“2007年一年就出货了26亿个USB端口，USB 3.0的市场机会将会大大挤压其他有线接口技术的空间，”In-Stat高级分析师Brian O'Rourke在一个发布会上表示，“预计USB 3.0从的平均年度增长率将达到100%，在2012年达到五千万的出货量。”
射频干扰/USB3.0
Intel的一篇白皮书《USB 3.0 Radio Frequency Interference Impact on 2.4 GHz Wireless Devices》中即清楚地指出，USB3.0在使用时，会在2.4G频段增加约20dB的噪声，造成对2.4GHz ISM频段的射频干扰。这种干扰会降低无线接收的灵敏度，进而缩减收讯范围，足以影响干扰无线设备（无线网卡、无线鼠标及无线耳机等）的正常使用。实际上，USB3.0的扩频处理导致其频谱从0Hz一直盖到5GHz。经Intel测量，干扰功率随频率下降，在2.4G频段约有-60dBm，到5G频段只有-90dBm。同时文中还指出，当这频段的射频接收器放得愈靠近USB 3.0装置或连接器，干扰的状况就愈明显。很可惜的是，这个由USB 3.0高频通讯所产生的噪讯是一种宽频噪讯，因此无法被过滤消除，而且刚好落在常用的2.4-2.5 GHz的频段范围。Intel建议的解决方式是对USB 3.0连接器及周边装置进行遮蔽设计，做得愈彻底，效果愈好。此外，无线天线放得离USB 3.0连接器及装置也要愈远愈好。对于这样的设计参考建议，USB 3.0及NB/PC业者感到相当「无言」。举例来说，当USB 3.0硬盘和无线鼠标的接收器要一起使用时，无线鼠标的接收器最好要用延长线接出来到够远的位置，才能顺利使用，这种作法实在很难说服消费者去接受吧。
版本/USB3.0
USB Implementers Forum (USBIF）负责USB标准制订，其成员包括苹果电脑、惠普、NEC、Microsoft和Intel。USBIF于2001年底公布了2.0规范，之前还有0.9、1.0、和1.1，他们都是完全向后兼容的。On-The-Go Supplement to the USB 2.0 Specification的当前版本是1.0a。现标准中将UBS统一为USB2.0，分为：High-speed，传输速率25Mbps～400Mbps（最大480Mbps)Full-speed ，传输速率500Kbps～10Mbps（最大12Mbps）Low-speed，传输速率10Kbps～100Kbps（最大1.5Mbps）
技术指标/USB3.0
目前USB支持3种数据信号速率，USB设备应该在其外壳或者有时是自身上正确标明其使用的速率。USB-IF进行设备认证并为通过兼容测试并支付许可费用的设备提供基本速率（低速和全速）和高速的特殊商标许可。⒈5 Mbit/s (183 KByte/s) 的低速速率，主要用于人机接口设备（Human Interface Devices ，HID）例如键盘、鼠标、游戏杆。12 Mbit/s (1.4 MByte/s）的全速速率， 在USB 2.0之前是曾经是最高速率，后起的更高速率的高速接口应该兼容全速速率。多个全速设备间可以按照先到先得法则划分带宽；使用多个等时设备时会超过带宽上限也并不罕见。所有的USB Hub支持全速速率。480 Mbit/s (57 MByte/s）的高速速率。并非所有的USB 2.0设备都是高速的。高速设备插入全速hub时应该与全速兼容。而高速hub具有所谓Transaction Translator（事务翻译器）功能，能够隔离全速、低速设备与高速之间数据流，但是不会影响供电和串联深度。标准接口标准USB接口:触点 功能（主机） 功能（设备）1 VBUS (4.75－5.25 V) VBUS (4.4－5.25 V)2 D- D-3 D+ D+4 接地 接地USB信号使用分别标记为D+和D-的双绞线传输，它们各自使用半双工差分信号并协同工作，以抵消长导线的电磁干扰。Mini接口触点 功能1 VBUS (4.4–5.25 V)2 D-3 D+4 ID5 接地mini USB除了第4针外，其他接口功能皆与标准USB相同。第4针成为ID，在mini-A上连接到第5针，在mini-B可以悬空亦可连接到第5针。编码方式USB标准采用NRZI方式（翻转不归零制）对数据进行编码。翻转不归零制（non-return to zero,inverted），电平保持时传送逻辑1，电平翻转时传送逻辑0。软件架构一个USB主机通过hub链可以连接多个设备。由于理论上一个物理设备可以承担多种功能，例如路由器同时也可以是一个SD卡读卡器，USB的术语中设备（device）指的是功能（functions）。集线器（hub）由于作用特殊，按照正式的观点并不认为是function。直接连接到主机的hub是根（root）hub。端点设备/功能（和集线器）与管道pipe （逻辑通道）联系在一起，管道把主机控制器和被称为端点endpoint的逻辑实体连接起来。管道和比特流（例如UNⅨ的pipeline）有着相同的含义，而在USB词汇中术语端点经常和管道混用，甚至在正式文档中。端点（和各自的管道）在每个方向上按照0-15编号，因此一个设备/功能最多有32个活动管道，16个进，16个出。（出（OUT）指离开控制器，而入（IN）指进入主机控制器。） 两个方向的端点0总是留给总线管理，占用了32个端点中的2个。在管道中，数据使用不同长度的包传递，端点可以传递的包长度上限一般是2^n；字节，所以USB包经常包含的数据量依次有8、16、32、64、128、256、512或者1024字节。一个端点只能单向（进/出）传输数据，自然管道也是单向的。每个USB设备至少有两个端点/管道：它们分别是进出方向的，编号为0，用于控制总线上的设备。按照各自的传输类型，管道被分为4类：控制传输——一般用于短的、简单的对设备的命令和状态反馈，例如用于总线控制的0号管道。等时传输——按照有保障的速度（可能但不必然是尽快地）传输，可能有数据丢失，例如实时的音频、视频。中断传输——用于必须保证尽快反应的设备（有限延迟），例如鼠标、键盘。批量传输——使用馀下的带宽大量地（但是没有对于延迟、连续性、带宽和速度的保证）传输数据，例如普通的文件传输。一旦设备（功能）通过总线的hub附加到主机控制器，主机控制器就给它分配一个主机上唯一的7位地址。主机控制器通过投票分配流量，一般是通过轮询模式，因此没有明确向主机控制器请求之前，设备不能传输数据。为了访问端点，必须获得一个分层的配置。连接到主机的设备有且仅有一个设备描述符（device descriptor），而设备描述符有若干配置描述符（configuration descriptors）。这些配置一般与状态相对应，例如活跃和节能模式。每个配置描述符有若干接口描述符（interface setting），用于描述设备的一定方面，所以可以被用于不同的用途：如一个相机可能拥有视频和音频两个接口。接口描述符有一个缺省接口设置（default interface setting）和可能多个替代接口设置（alternate interface settings），它们都拥有如上所述的端点描述符。一个端点能够在多个接口和替代接口设置之间复用。HCD包含主机控制器和根HUB的硬件为程序员提供了由硬件实现定义的接口主机控制器设备 (HCD）。而实际上它在计算机是就是端口和内存映射。⒈0和1.1的标准有两个竞争的HCD实现。康柏的 开放主机控制器接口 (OHCI）和Intel的通用主机控制器接口 (UHCI）。ⅥA威盛采纳了UHCI；其他主要的芯片组多使用OHCI。它们的主要区别是UHCI更加依赖软件驱动，因此对CPU要求更高，但是自身的硬件会更廉价。它们的并存导致操作系统开发和硬件厂商都必须在两个方案上开发和测试，从而导致费用上升。因此 USB-IF在USB 2.0的设计阶段坚持只能有一个实现规范，这就是扩展主机控制器接口 (EHCI）。因为EHCI只支持全速传输，所以EHCI控制器包括四个虚拟的全速或者慢速控制器。这里同样是 Intel和Via使用虚拟UHCI，其他一般使用OHCI控制器。接头接头是由USB协会所指定，接头的设计一方面为了支持众多USB的基本需求，另一方面也避免以往许多类似串行接头所出现的问题。电源USB 接头提供一组5伏特的电压，可作为相连接USB设备的电源。实际上，设备接收到的电源可能会低于5V，只略高于4V。USB规范要求在任何情形下，电压均不能超过5.25V；在最坏情形下（经由USB供电HUB所连接的LOW POWER设备）电压均不能低于4.375V，一般情形电压会接近5V。
优缺点/USB3.0
这几年，随着大量支持USB的个人电脑的普及，USB逐步成为PC机的标准接口已经是大势所趋。在主机（host）端，最新推出的PC机几乎100%支持USB；而在外设（device）端，使用USB接口的设备也与日俱增，例如数码相机、扫描仪、游戏杆、磁带和软驱、图像设备、打印机、键盘、鼠标等等。优点USB设备之所以会被大量应用，主要具有以下优点：1、可以热插拔，告别“并口和串口先关机，将电缆接上，再开机”的动作。2、系统总线供电，低功率设备无需外接电源，采用低功耗设备，并可提供5V/500mA电源。3、支持设备众多，支持多种设备类，例如鼠标，键盘，打印机等。4、扩展容易，可以连接多个设备，最多可扩127个。5、高速数据传输，USB1.1是12Mb/s，USB2.0高达480Mb/S。6、方便的设备互连，USB OTG支持点对点通信，例如数码相机和打印机直接互连，无需PC。缺点当然，USB设备也有其缺点：1、供电能力，如果外设的供电电流大于500mA时，设备必须外接电源。2、传输距离，USB总线的连线长度最大为5m，即便是用HUB来扩展，最远也不超过30米。
设备规范/USB3.0
语音设备类（Audio Device）：如麦克风，音箱通信设备类（Communications Device) ：如Moden芯片/智能卡接口设备类（Chip/Smart Card Interface Device）：如USB Key，USB SmartCard设备固件更新类（Device Fireware Upgrade）：设备软件更新影像设备（Image Device）：如扫描仪，数码相机人机交互设备（Human Interface Device）：如鼠标，键盘，游戏杆IrDA设备类（IrDA Bridge Device）：针对红外设备存储设备类 (Mass Storage Device）：如CD-ROM、移动硬盘物理接口设备类 (Physical Interface Device)电源设备类 (Power Device）：针对电源控制的设备打印机设备类（Printer Class）：针对打印机监控设备类（Monitor Device）：如显示器现在市场上，各大公司针对不同USB协议版本开发了大量的USB设备，例CYPRESS，PHILIPS，ATMEL，STM，INTEL，ALI等。协议按照协议标准可分为USB1.0，USB1.1，USB2.0，USB3.0，主要区别是传输速度；另外就是补充协议USB OTG，其突出的特点是支持点对点通信，可分为USB HOST和USB DEⅥCE，尤其是USB HOST设备，作为USB主控端，可以读写各种USB设备，如U盘，鼠标。相关设备功能 说明 英文 主要厂家接口芯片 通用USB接口芯片 Usb interface chipCYPRESS,PHILIPSUSB 主控制器 USB HOST功能芯片Usb host chipCYPRESS,PHILIPS,ALIUSB微控制器 带USB接口MCU Usb with mcuCYPRESS,CYGAL闪盘控制器 U盘 Usb flash controller ICSI,ALI,ALCOR并口桥USB转并口芯片 Usb to parallel bridge串口桥 USB转串口芯片 Usb to serial bridge读卡器 智能卡设备类 Usb smart card ALI,ALCOR音频控制器 音频设备类 Usb Audio ControllerHUB控制器 USB HUB USB HUB Controller ATMEL打印机控制器 打印机设备类 USB Print ControllerHID控制器 人机接口设备类 USB Human Interface Device OTOROLA,CYPESS数码相机控制器 影像设备类 USB Camera Controller视频控制器 影像设备类 USBVedio Controller调制解调器 USB通信设备 USB ModernUSB-USB桥 通过USB实现PC互连 USB to USB bridge
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