USB3.0接口——（1）基础知识

1.背景

USB 3.0是一种USB规范，该规范由英特尔等公司发起。

USB协议版本
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命名约定
USB-IF组织引入命名约定，将端口列为 USB 5 Gbps、USB 10 Gbps、USB 20 Gbps 、USB 40 Gbps，而不使用版本号。获得 USB-IF 认证的 USB 产品的制造商会获得带有 USB 速度编号的徽标，可以在其包装上使用这些编号。
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1.1USB2.0、USB3.2 Gen 1、USB3.2 Gen 2差异

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USB3.2 Gen 1的编码方式为8b/10b编码,每传送10位数据中有8位是有效传输,因此会有高达20%的损耗,而USB3.2 Gen 2则采用了和PCle 3.0相同的128b/130b的编码方式,传输损耗大幅度下降。

相比USB 2.0的500毫安,USB3.2 Gen 1提供了最高达900毫安的供电电流,但仍未满足需求。USB3.2 Gen 2将供电的最高电流提升到5A了,极大地提升了设备的充电速度。

2.USB3.0系统框架

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USB3.0系统通常由USB3控制器和PHY组成。

2.1 USB3控制器

2.1.1.特性

SSP、SS、HS、FS、LS操作模式
Device模式下不支持LS。
SS、HS、FS、LS下使用统一的编程模型
流
多路流和灵活的流分配
1到16突发
内部支持多达5种时钟域
PIPE PHY（125/250/312.5 MHz）
UTMI+ PHY（30/60 MHz） or ULPI PHY（60 MHz）
MAC（nominal 125/156.25 MHz for PIPE）
BUS 时钟域
RAM时钟域
内置DMA控制器
Power-saving特性
支持USB2.0的LPM协议和USB3.0的U0，U1，U2，U3状态切换。
USB2.0 host模式下的硬件控制LPM
端点动态FIFO空间分配
非2次方的端点fifo大小，以允许使用连续的内存位置
LS模式的Keep-Active特性，HS和FS模式的(micro-)SOFs
软件可控的标准USB命令（USB SETUP命令检测和）并转发到应用解析
硬件可控的USB总线层级和包层级错误处理
一些寄存器在内部RAM实现以减少gate count
Low MIPS请求
复杂的驱动配置传输和高级错误覆盖
硬件处理数据包和路由到特殊的pipe