1、电子专业英语期末考查 USB3.0 院（系）名称 专业班级 学生姓名 学号2012年 6月 5日USB3.01简介 1.1动机 原始动机，通用串行总线（USB）来自几个因素，两个最重要的是：易用性缺乏易用性是现今电脑弱点之一，将得到进一步的开发。联合用户友好的图形界面和硬件和软件机制来看，与新一代总线架构的电脑冲突并不多，更容易重新配置。然而，从最终用户的角度来看， PC的I / O接口，如串行/并行接口，键盘/鼠标/操纵杆接口等等，没有即插即用的属性。扩建端口外围设备的可用性继续受到端口限制。缺乏一个双向的，低成本，低到中速的连接外围器件的外围总线，如存储设备，答录机，扫描仪，掌上电脑的，键
2、盘和鼠标。现有的连接端口进行了优化的只针对一个或两个产品。同样地每一个新的功能或性能又增加到个人电脑，为满足这一需要一个新的接口已被定义。起初，提供了两个USB接口速度（12Mb/s和1.5Mb/s的）的外设可以使用。个人电脑变得越来越强大，能够处理大量的数据，用户需要得到越来越多的数据进入和离开他们的个人电脑。这导致新的定义： USB 2.0于2000年提出，它提供第三传输速率为480Mb/s的同时保持以后的兼容性。2005年，无线技术得到发展，无线USB提供了一种新的能力，可以免线缆的USB 。 USB是最成功的PC外设互连接口，所以它大量迁移到CE和移动市场。仅在2006年超过20亿US
3、B设备出货量，也有60多亿USB产品出现在今天安装基础。最终用户“知道”什么是USB接口。产品开发人员了解必要的基础设施和接口，建立一个成功的产品。 USB接口已超越只是一种方式连接到个人电脑外围设备。打印机使用USB接口与照相机直接相连接。掌上电脑使用USB连接键盘和鼠标。在USB在繁忙的定义提供了一种双重作用的两个功能：设备连接和判定其中一个将作为“主机” 。 USB接口，作为一个协议，也正在上升，并用于许多非传统的应用，例如工业自动化作业。现在，随着技术不断创新，各种新的设备，媒体格式，并有大量便宜的存储介质。他们需要更多的总线带宽保持的交互体验是用户所期望的。高清摄像机将有数以万计的储
4、存空间，用户将要将资料拷贝到他们的个人电脑进行编辑，查看和存档。此外现有的设备，如静止图像照相机的不断发展，并增加其存储容量并压缩图像。下载数百甚至数千兆（MB）或更大， RAW图像从数码相机到电脑将是一个耗时的过程，除非传输速率增加。此外，用户应用需要更高的性能的接口满足PC和这些日益复杂的外设之间的连接。USB 3.0解决了这一需要，增加了更高的传输速率，以配合这些新的惯例和设备。 因此，USB接口（有线或无线）继续适应发展外围器件与PC 之间的连接，消费电子产品和移动架构。它是一种快速，双向，低成本，动态粘贴界面，满足PC平台的现在和以后的发展。1.2目标规范该文件确定了下一代USB接口
5、行业标准， USB接口3.0 。该规范描述了协议的定义，传输处理，总线控制和编程接口，需要设计和构建的系统以及外围设备都符合本规范。USB 3.0的目标仍然是使来自不同厂商的设备互通在一个开放体系上，同时保持和利用现有的USB基础设施（设备驱动程序，软件接口等） 。该规范的目的是为增强的PC架构，涵盖便携，商用台式机，和家庭环境，以及简单的设备到设备之间的通信。其用意是，该规范允许系统OEM及周边开发商充分发挥其产品的多功能性和降低市场分化的负担，代替过时的接口或失去兼容性的接口。1.3适用范围的文件该规范主要是针对周边开发商和平台/适配器的开发，仅仅为提操作系统/BIOS /驱动程序提供宝贵
6、的信息，适配器独立硬件提供商/独立软件开发商及系统OEM厂。本规范可用于开发新产品和相关软件。产品开发人员使用此规范是要了解和理解的USB 2.0规格。具体来说， USB 3.0设备的框架与指令必须贯彻USB 2.0规格定义。1.4 USB产品规范采用的USB 3.0规范已经采纳签署的USB 3.0协议者，该协定为他们提供获得一个合理的和具有一致性（ RANDZ ）的许可证，由发起人和其他采纳者某些中所载的知识产权的产品，符合USB 3.0的规范。采用能够证明符合规格的测试程序所定义的USB实施者论坛。产品如果证明符合规格将被授予某些权利和使用USB实施者论坛徽标所界定的徽标许可证。1.5设计
7、目标 USB 3.0是下一个发展出现的的有线USB 。我们的目标是让用户最终认为这是和USB 2.0一样的 ，只是速度更快。几个关键的设计领域，以满足这个目标的分列如下： 保存现有USB智能模式和简单装置。 利用现有的USB基础设施。在大量使用USB产品中。有很大一部分他们的成功可以追溯到存在稳定的软件接口，轻松地开发的软件设备驱动程序，以及一些通用标准设备类驱动程序（HID ，大容量存储，音频，等等） 。超高速USB设备的设计，保持软件基础设施的完好前提下，继续使用相同的接口以便开发外设，并充分利用其所有现有的资源推动发展工作。显著改善的电源管理。减少当传送数据时的功率和减少闲置功耗，提供更
8、丰富的电源管理机制，使设备驱动的总线进入低功耗范围。 所有品种USB接口的易用性一直仍然是一个关键的设计目标。 保护投资。有大量的电脑在使用中只支持USB 2.0 。有大量的USB 2.0外围设备在使用中。保留向后兼容的A型连接器，允许超设备的使用，尽管速度较低，USB 2.0的电脑，并允许超高速设备与现有的电缆连接到USB 3.0超A型连接器。 1.6相关文件通用串行总线规范修订版2.0 USB 2.0补编接口规范，修订版1.3通用串行总线微型USB电缆和连接器的规格，修订版1.01 EIA-364-1000.01 ：环境测试，以评估连接器和插孔在使用商业软件时候的性能USB 3.0连接器和
9、电缆组件遵守文件 USB高速接口测试方法白皮书 USB 3.0接口抖动预算白皮书 INCITS架TR - 35 - 2004 ， INCITS技术报告的信息技术-光纤通道的方法抖动和信号质量规范（光纤MJSQ ） 2 USB接口3.0构架概况USB 3.0是类似于早期版本的USB接口，因为这是一个支持主机电脑和电缆总线之间数据交换和同时访问各种各样外围设备。所附的外设共享带宽，通过主机的预定协议。总线允许外围设备连接，配置，工作，在主机和其他它外围设备之间工作时也能分离。USB 3.0采用了双总线架构，提供向后与USB 2.0 兼容。它提供的同时工作，超高速和非超高速（USB 2.0的速度）的
10、信息交流。这一章分为两个重点。第一重点涉及总线的构架和相关概念。第二个重点是超高速性具体架构和概念。2.1 USB 3.0系统描述 USB 3.0是一种物理超高速与物理USB 2.0总线相结合的并行总线。它也有与USB 2.0类似的架构和组成部分的，即： USB 3.0接口互连USB 3.0设备USB 3.0主机 USB 3.0互连的方式，其中USB 3.0和USB 2.0设备连接和沟通USB 3.0主机。互连的USB 3.0 继承核心构架元素USB 2.0接口，虽然有几个正在扩大，以容纳双总线架构。基线结构拓扑是相同的作为USB 2.0。它由一个分层的星形拓扑与单一主机，并在第1级。中心在较
11、低层次，提供总线连接到设备。USB 3.0连接模型具有向后和前瞻性，兼容连接的USB 3.0或USB 2.0设备到一个USB 3.0总线。同样，USB 3.0接口设备可以附加一个USB 2.0总线。机械和电气后退/向前兼容的USB 3.0是完成通过复合电缆及相关连接器组装，形成了双总线架构。完成USB 3.0设备的向后兼容性的包括超高速和非超高速总线接口。USB 3.0主机还包括超高速和非超高速总线接口，基本上属于并行总线可同时工作。在USB 3.0方面的模式，能够为发现和配置USB器件支持的最高速度，支持所有枢纽之间的主机和设备，目前的主机功能和配置。USB 3.0集线器是一个具体类的USB
12、设备，其目的是提供更多的连接点的总线以外的由生产商提供。在本规定，非枢纽设备被称为外围设备，以区分他们枢纽设备。此外，在长期的USB 2.0的“功能”有时是交替使用的设备。在此规范的功能是一个逻辑实体装置，架构的影响超主机和设备的详细说明。2.1.1 USB 3.0机械所有的USB设备有一个上游连接。主机和集线器有一个或多个下游连接。上游和下游的连接器没有机械互换，从而消除非法回环连接枢纽。USB 3.0的电缆有八个主要导体：三个扭曲信号对的USB数据通道和一个电源一双。说明了基本的信号安排的USB 3.0电缆。除了扭曲的信号对USB 2.0的数据路径，两个扭曲的信号对用于提供超数据路径，一个
13、用于传输路径，一个用于接收路径。 2.1.2 USB 3.0的电源该规范包括两个方面的权力： USB的电源涉及的问题是，如何为USB设备提供下行端口的消耗功率，它们是相连接的。 USB 3.0接口配电类似的USB 2.0 ，在超高速的设备工作时增加功率。 电源管理涉及主机，设备，集线器和USB系统软件的互动，以有效运作提供动力的公共总线。USB 2.0总线部分的电源管理不变。2.1.3 USB 3.0的系统配置 USB 3.0支持USB设备（所有频率）附加和USB 3.0在任何时候与系统分离。因此，系统软件必须适应动态变化的物理总线拓扑结构。构架元素的发现和清除附着的设备上的USB三点相同于U
14、SB 2.0 。有改进管理提供具体的超总线配置和电源管理。 独立，双总线架构可激活每个总线独立，并规定了USB器件的可用于设备最高高速总线。 2.1.4 USB 3.0体系结构综述 USB 3.0是一种双总线架构，它结合了USB 2.0和超高速总线。表1总结了一些超高速USB和USB 2.0重要的架构差异。表1超高速USB和USB 2.0的比较特性超高速USBUSB 2.0数据速率超高速（5.0 Gbps）低速度(1.5 Mbps)，高速度 (12 Mbps)，和最高速度(480 Mbps)。数据接口偶单纯，四线差分信号。USB 2.0信号分离。同时双向数据流。半双工两线差分信号。单向数据流与
15、判定。定向总线转换。通信路径计数6个：4个超高速数据路径。2个非超高速数据路径。2个：2个为低速/高速/高速数据路径总线传输交换协议主机控制，异步交换流量分组流量，明确路由主机控制，交通流量报告分组流量，向所有设备通告。电源管理支持多层次电源管理。空闲，睡眠，延迟状态。链路，设备，功能级别的电源管理。端口的enter/exit固定设备级的电源管理总线电源增加相同的USB 2.0的50 未配置权力，增加了80 的配置电源支持低/高总线供电设备低功耗限制和暂停装置端口状态端口硬件检测和连接事件使端口准备超高速数据通信连接端口的硬件检测活动。系统软件使用PORT命令的过渡。端口成为启用状态（即，可以
16、做的USB 数据通信流量数据传输类型同类型的USB 2.0超高速限制。 四种数据传输类型：控制，批量，中断和同步附：英文原文USB3.01 Introduction1.1 MotivationThe original motivation for the Universal Serial Bus (USB) came from several considerations, two of the most important being: Ease-of-useThe lack of flexibility in reconfiguring the PC had been acknowledg
17、ed as the Achilles heel to its further deployment. The combination of user-friendly graphical interfaces and the hardware and software mechanisms associated with new-generation bus architectures have made computers less confrontational and easier to reconfigure. However, from the end users point of
18、view, the PCs I/O interfaces, such as serial/parallel ports, keyboard/mouse/joystick interfaces, etc., did not have the attributes of plug-and-play. Port ExpansionThe addition of external peripherals continued to be constrained by port availability. The lack of a bidirectional, low-cost, low-to-mid
19、speed peripheral bus held back the creative proliferation of peripherals such as storage devices, answering machines, scanners, PDAs,keyboards, and mice. Existing interconnects were optimized for one or two point products. As each new function or capability was added to the PC, a new interface had b
20、een defined to address this need.Initially, USB provided two speeds (12 Mb/s and 1.5 Mb/s) that peripherals could use. As PCs became increasingly powerful and able to process larger amounts of data, users needed to get more and more data into and out of their PCs. This led to the definition of the U
21、SB 2.0 specification in 2000 to provide a third transfer rate of 480 Mb/s while retaining backward compatibility. In 2005, with wireless technologies becoming more and more capable, Wireless USB was introduced to provide a new cable free capability to USB.USB is the most successful PC peripheral int
22、erconnect ever defined and it has migrated heavily into the CE and Mobile segments. In 2006 alone over 2 billion USB devices were shipped and there are over 6 billion USB products in the installed base today. End users “know” what USB is. Product developers understand the infrastructure and interfac
23、es necessary to build a successful product.USB has gone beyond just being a way to connect peripherals to PCs. Printers use USB to interface directly to cameras. PDAs use USB connected keyboards and mice. The USB On-The-Go definition provides a way for two dual role capable devices to be connected a
24、nd negotiate which one will operate as the “host.” USB, as a protocol, is also being picked up and used in many nontraditional applications such as industrial automation.Now, as technology innovation marches forward, new kinds of devices, media formats, and large inexpensive storage are converging.
25、They require significantly more bus bandwidth to maintain the interactive experience users have come to expect. HD Camcorders will have tens of gigabytes of storage that the user will want to move to their PC for editing, viewing, and archiving. Furthermore existing devices like still image cameras
26、continue to evolve and are increasing their storage capacity to hold even more uncompressed images. Downloading hundreds or even thousands of 10 MB, or larger, raw images from a digital camera will be a time consuming process unless the transfer rate is increased. In addition, user applications dema
27、nd a higher performance connection between the PC and these increasingly sophisticated peripherals. USB 3.0 addresses this need by adding an even higher transfer rate to match these new usages and devices.Thus, USB (wired or wireless) continues to be the answer to connectivity for PC, Consumer Elect
28、ronics, and Mobile architectures. It is a fast, bidirectional, low-cost, dynamically attachable interface that is consistent with the requirements of the PC platforms of today and tomorrow.1.2 Objective of the SpecificationThis document defines the next generation USB industry-standard, USB 3.0. The
29、 specification describes the protocol definition, types of transactions, bus management, and the programming interface required to design and build systems and peripherals that are compliant with this specification.USB 3.0s goal remains to enable devices from different vendors to interoperate in an
30、open architecture, while maintaining and leveraging the existing USB infrastructure (device drivers, software interfaces, etc.). The specification is intended as an enhancement to the PC architecture, spanning portable, business desktop, and home environments, as well as simple device-to-device comm
31、unications. It is intended that the specification allow system OEMs and peripheral developers adequate room for product versatility and market differentiation without the burden of carrying obsolete interfaces or losing compatibility.1.3 Scope of the DocumentThe specification is primarily targeted a
32、t peripheral developers and platform/adapter developers, but provides valuable information for platform operating system/ BIOS/ device driver, adapter IHVs/ISVs, and system OEMs. This specification can be used for developing new products and associated software.Product developers using this specification are expected to know and understand the USB 2.0 Specification. Specifically, USB 3.0 devices must im
