USB系列之“USB4”
[導(dǎo)讀]USB4Specification已經(jīng)在2019年8月29日發(fā)布，下載鏈接：https://www.usb.org/document-library/usb4tm-specification。本文主要介紹一下USB4和前幾代的區(qū)別，想了解細(xì)節(jié)的可以自行下載閱讀。USB接口從199...
USB4 Specification 已經(jīng)在2019年8月29日發(fā)布，下載鏈接：https://www.usb.org/document-library/usb4tm-specification。本文主要介紹一下USB4和前幾代的區(qū)別，想了解細(xì)節(jié)的可以自行下載閱讀。USB接口從1996年發(fā)布至今，從1.0走到了4.0，速率從最初的1.5Mbps到最新的40Gbps，但是其命名和改名之路則是一個讓人頭疼的過程，下面通過一個簡單的表格進(jìn)行梳理：
對雷電3的支持
對于采用USB4標(biāo)準(zhǔn)的Host或者外設(shè)來說，雷電3標(biāo)準(zhǔn)是一個可選支持項，對于USB4 hub或者USB4-Based Dock產(chǎn)品來說，需要提供對雷電3標(biāo)準(zhǔn)的支持，而USB4 Host或者外設(shè)來說，可以不提供對雷電3標(biāo)準(zhǔn)的支持。也就是說USB4不等同于雷電3?。?！Intel雖然將雷電3專利貢獻(xiàn)給了USB IF，讓大家免費(fèi)用上雷電3接口而不再需要付專利授權(quán)費(fèi)，但I(xiàn)ntel依然持有雷電3的認(rèn)證標(biāo)志，如果你的設(shè)備需要打上雷電3支持的認(rèn)證標(biāo)識，享受到雷電3生態(tài)的話，那就需要經(jīng)過一系列嚴(yán)格的雷電3標(biāo)準(zhǔn)認(rèn)證測試才行，如果只采用USB 4標(biāo)準(zhǔn)而無需打上雷電3接口認(rèn)證標(biāo)志，可以節(jié)省一筆不菲的認(rèn)證費(fèi)用。作為USB IF組織的board member就是爽，可以為USB IF組織免（強(qiáng)）費(fèi)（行）貢（植）獻(xiàn)（入）標(biāo)準(zhǔn)。由此帶來的結(jié)果就是USB接口更加混亂了，同樣是TYPE-C接口，USB 3.2 Gen1/Gen2/雷電3/USB4/帶雷電3認(rèn)證的USB4傻傻分不清楚……
USB4功能分層如下：
USB4產(chǎn)品類型主要包括下面四種：
以上就是針對USB4的一個簡單介紹，感興趣的同學(xué)可以參考標(biāo)準(zhǔn)詳細(xì)閱讀。
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版本
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時間
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初版命名
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第一次改名時間
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第一次改名
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第二次改名時間
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第二次改名
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特性
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USB 1.0
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1996
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2003
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USB 2.0低速
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速率1.5Mbps；電流5V@500mA
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USB 1.1
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1998
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2003
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USB 2.0全速
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速率12Mbps；電流5V@500mA
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USB 2.0
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2000
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2003
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USB 2.0高速
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速率480Mbps；電流5V@500mA
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USB OTG
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2001
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速率480Mbps；電流5V@500mA
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USB 3.0
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2008
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SuperSpeed
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2013
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USB 3.1 Gen1
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2017
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USB 3.2 Gen 1
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速率5Gbps；電流5V@900mA
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USB 3.1
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2013
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SuperSpeed
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2013
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USB 3.1 Gen2
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2017
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USB 3.2 Gen 2
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速率10Gbps；電流20V@5A
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USB 3.2
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2017
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2017
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USB 3.2 Gen 2x2
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速率20Gbps；電流20V@5A
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USB4
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2019
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USB4 Gen 2x2
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速率20Gbps；電流20V@5A
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USB4 Gen 3x2
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速率40Gbps；電流20V@5A
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對雷電3的支持
對于采用USB4標(biāo)準(zhǔn)的Host或者外設(shè)來說，雷電3標(biāo)準(zhǔn)是一個可選支持項，對于USB4 hub或者USB4-Based Dock產(chǎn)品來說，需要提供對雷電3標(biāo)準(zhǔn)的支持，而USB4 Host或者外設(shè)來說，可以不提供對雷電3標(biāo)準(zhǔn)的支持。也就是說USB4不等同于雷電3?。?！Intel雖然將雷電3專利貢獻(xiàn)給了USB IF，讓大家免費(fèi)用上雷電3接口而不再需要付專利授權(quán)費(fèi)，但I(xiàn)ntel依然持有雷電3的認(rèn)證標(biāo)志，如果你的設(shè)備需要打上雷電3支持的認(rèn)證標(biāo)識，享受到雷電3生態(tài)的話，那就需要經(jīng)過一系列嚴(yán)格的雷電3標(biāo)準(zhǔn)認(rèn)證測試才行，如果只采用USB 4標(biāo)準(zhǔn)而無需打上雷電3接口認(rèn)證標(biāo)志，可以節(jié)省一筆不菲的認(rèn)證費(fèi)用。作為USB IF組織的board member就是爽，可以為USB IF組織免（強(qiáng)）費(fèi)（行）貢（植）獻(xiàn)（入）標(biāo)準(zhǔn)。由此帶來的結(jié)果就是USB接口更加混亂了，同樣是TYPE-C接口，USB 3.2 Gen1/Gen2/雷電3/USB4/帶雷電3認(rèn)證的USB4傻傻分不清楚……
- 路由器是USB4的一個主要建構(gòu)模塊，路由器將隧道協(xié)議轉(zhuǎn)換成USB4封包傳送，并透過TMU來作時間同步。主要由USB Host內(nèi)建的Connection Manager來偵測及管理。
- 適配器是內(nèi)建在路由器里，主要功能為路由器與外部元件溝通的媒介，進(jìn)行協(xié)定轉(zhuǎn)換。例如USB4 Host在傳輸U(kuò)SB3數(shù)據(jù)時，由內(nèi)部USB3 Host透過USB3 Adapter進(jìn)行協(xié)定封裝成USB4 Tunneled Packet。一個路由器內(nèi)部最多可以支援64個適配器。
- TMU是內(nèi)建在路由器里，使用分布式時間管理單元（TMU），在路由器間做時間同步。
USB4功能分層如下：
- Protocol Adapter Layer：負(fù)責(zé)USB4與不同協(xié)議間進(jìn)行對應(yīng)，并把不同協(xié)議封裝成Tunneled Packet，在USB4設(shè)備內(nèi)傳遞。
- Configuration Layer：負(fù)責(zé)處理由Connection manager傳送來的控制包(Control Packets)，并附加路徑中對應(yīng)的地址，確保其可靠的傳送機(jī)制。
- Transport Layer：定義封包格式、路徑、流量控制與時序控制，并產(chǎn)生link management Packets以提供時間同步封包、流量控制封包等。
- Logical Layer：負(fù)責(zé)建立2個設(shè)備之間的USB4連接，提供數(shù)據(jù)傳送與接收、編碼與解碼，電源管理，錯誤偵測及復(fù)原機(jī)制，并且通過Sideband Channel 進(jìn)行通道初始化的溝通，包括速度及雙通道溝通。
- Electrical Layer：定義USB4電氣信號的特性，如電壓、抖動、編碼等。
USB4產(chǎn)品類型主要包括下面四種：
- USB4 Host：產(chǎn)品有一個以上DFP，沒有任何的UFP。其包括一個Host Router、一個internal host controller、一個A DisplayPort Source，一個可選的PCIe controller。
- USB4 Hub：產(chǎn)品有一個UFP，并且有一個或多個DFP。包括一個Device Router、一個Enhanced SuperSpeed USB hub、一個PCIe switch、一個USB 2.0 hub。
- USB4-Based Dock：產(chǎn)品有一個UFP，并且有一個或多個DFP，且產(chǎn)品內(nèi)還有其他元件的功能，如儲存裝置或網(wǎng)路功能。
- USB4 Device: 產(chǎn)品有一個UFP，沒有任何的DFP。包括一個Device Router，以及一個或多個可選的Enhanced SuperSpeed hub or endpoint、PCIe switch or endpoint、DisplayPort Source or Sink。
以上就是針對USB4的一個簡單介紹，感興趣的同學(xué)可以參考標(biāo)準(zhǔn)詳細(xì)閱讀。
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