缅甸地形图高清中文版:USB1.0到3.0的发展史/USB3.0未来展望/USB3.0规格/USB3.0详解

USB1.0到3.0的发展史/USB3.0未来展望/USB3.0规格/USB3.0详解

时间:2008-12-07 19:08来源:USBLOVE.COM 作者:admin 点击:1378次 2007年底，英特尔公司和业界领先的公司一起携手组建了USB 3.0推广组，旨在开发速度超过当今10倍的超高效USB互联技术。该技术是由英特尔，以及惠普（HP）、NEC、NXP半导体以及德州仪器（Texas Instruments）等公司共同开发的，应用领域包括个人计算机、消费及　　 .Jxs743 { display:none; } 　　 2007年底，英特尔公司和业界领先的公司一起携手组建了USB 3.0推广组，旨在开发速度超过当今10倍的超高效USB互联技术。该技术是由英特尔，以及惠普（HP）、NEC、NXP半导体以及德州仪器（Texas Instruments）等公司共同开发的，应用领域包括个人计算机、消费及移动类产品的快速同步即时传输。
　　随着数字媒体的日益普及以及传输文件的不断增大——甚至超过25GB，快速同步即时传输已经成为必要的性能需求。USB 3.0具有后向兼容标准，并兼具传统USB技术的易用性和即插即用功能。该技术的目标是推出比目前连接水平快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。
　 到目前位置，有关USB 3.0的消息已经出现半年时间了，那么经过这半年时间，现在的USB 3.0到底发展的怎么样了呢？各方对USB 3.0的支持又做到什么底部了呢？今天我们就通过这篇对整个USB相关知识的回顾和展望的文章为大家做一个比较全面的汇报。
USB发展介绍

USB1.1 时代
　　随着计算机硬件飞速发展，外围设备日益增多，键盘、鼠标、调制解调器、打印机、扫描仪早已为人所共知，数码相机、MP3随身听接踵而至，这么多的设备，如何接入个人计算机？USB就是基于这个目的产生的。USB，即通用串行总线，也称通用串联接口，它是一个使计算机周边设备连接标准化、单一化的接口，其规格是由Intel、NEC、Compaq、DEC、IBM、Microsoft、Northern Telecom联系制定的。USB1.1标准接口传输速率为12Mbps，但是一个USB设备最多只可以得到6Mbps的传输频宽。因此若要外接光驱,至多能接六倍速光驱，无法再高。而若要即时播放MPEG-1的VCD影片,至少要1.5Mbps的传输频宽,这点USB办得到,但是要完成数据量大四倍的MPEG-2的DVD影片播放，USB可能就很吃力了，若再加上AC-3音频数据，USB设备就很难实现即时播放了。
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USB2.0 时代
　　随着USB设备被广泛应用，它仅为12Mbps的传输速率成为了制约自身发展的瓶颈，厂商也同样认识到了这个瓶颈，于是由COMPAQ、Hewlett Packard、Intel、Lucent、Microsoft、NEC和PHILIPS这7家厂商联合制定了USB 2.0接口标准便应运而生，它是由USB1.1规范演变而来的，最初的目标是将USB1.1的传输数率提高10-20倍，而实际上却提高了40倍达到了480mbps，折算为MB为60MB/S。USB2.0相对于USB1.1简直是质的飞跃，更合人意的地方是USB2.0与USB1.1可以互相兼容，也就是说，USB2.0设备可以工作在USB1.1接口上，反之USB1.0设备也可以工作在USB2.0接口上。速度的提高对于用户的最大好处就是意味着用户可以使用到更高效的外部设备，而且具有多种速度的周边设备都可以被连接到USB 2.0的线路上，而且无需担心数据传输时发生瓶颈效应。

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USB3.0 时代
　　 随着技术的发展，Vsita、高清、DX10正在逐渐普及，于是我们很快就又遇到了同USB1.1时代后期相同的问题，480mbps的传输速度对于现在的应用环境来说已经不足以满足我们的要求了，于是英特尔公司和业界领先的公司一起携手组建的USB 3.0推广组又出现了，这次他们带来的USB3.0技术将支持铜和光两种线缆，使用光纤连接之后，速度可以达到USB2.0的20倍甚至30倍。关于USB3.0的速度，英特尔技术战略家兼USB执行论坛主席Jeff Ravencraft说：“以25GB的文件传输为例，USB2.0需要13.9分钟，而3.0只需70秒左右。”25GB，正好是单面单层BD光盘的容量，Ravencraft同时表示，USB3.0是为了未来五年的应用需求而制定的。虽然USB3.0的速度并未最终确定，但按照2.0版的10倍进行计算，传输率将在5Gbps左右，高于eSATA的3Gbps，而且eSATA不具备供电能力。

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USB3.0详解
　 有关USB3.0，Intel的一位工程师表示，他们已经透过软件仿真以5Gbps和25Gbps的速率对新协议的基本版本进行了测试，该链接标准无媒介限制(media agnostic)，将执行在铜线和光纤上，这种又称为SuperSpeed USB的互连标准，目标是为基于闪存的设备提供服务，包括USB随身碟、摄影机以及媒体播放器，设计目标之一就是为了跟上闪存芯片的传输速度。
　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。为了取代目前USB所采用的轮流检测(polling)和广播(broadcast)机制，新的规格将采用一种封包路由 (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。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。
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　 另外，推广组成员还在讨论如何突破USB接口500mA供电限制的问题，而且相信在最初推出时，USB 3.0应该会以独立芯片的形式出现，最终则必然会整合进芯片组。


　　在2007年秋季IDF上，USB 3.0的接口规格及针脚定义也正式亮相了。其中Mini USB 3.0接口将分为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，同时可以看到，3.0版公口的针脚是9针，而2.0则是5针。


USB3.0规格报告
　　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，这也算得上一种Combo方案吧。

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　　USB 3.0线缆横截面图，如果不算编积（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。



公口针脚
　　标准USB 3.0公口的针脚定义，白色部门是USB 2.0连接专用针脚，而红色部分为USB 3.0专用


母口针脚
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　　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


USB3.0未来展望

　　 据Intel高级副总裁兼数字企业事业部总经理Patrick Gelsinger表示，Intel在 I/O技术领域也同样处于领先地位，由Intel提倡的USB随插即用传送接口，采用USB 2.0 技术的产品出货量已经突破62亿件，单去年的出货量已达21亿件。其中，无线USB技术的应用占用了很大一部分比例，它帮助用户在使用个人电脑连接打印机、数码相机、音乐播放器和外置磁盘驱动器等设备时，从纷繁复杂的电缆连线中解放出来。
　　无线USB标准的数据传输速率与目前的有线USB 2.0标准是一样的，均为每秒480M，两者的区别在于无线USB要求在个人电脑或外设中装备无线收发装置以代替电缆连线。而USB 3.0具有与旧版相兼容标准，支持通用I/O的接口，并能够进行更彻底的优化以降低能耗，同时改善计算机、消费者产品和移动产品领域的协议效率，支持快速同步移动能力，能够同时支持光学和数字组件规范，并具传统 USB 技术易用性和随插即用的特性，并且在很大程度上将无线传输的能力提高了至少10倍以上，比如一部27GB的HD-DVD可以在70秒内传输完成，这在USB2.0时代是不可想象的。
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　　 目前，USB论坛(USB Implementers Forum)已经认证了一大批符合无线USB 1.0规格的笔记本电脑和网络集线器，WiMedia Alliance则可望在不久之后认证第一批符合无线USB 1.0规格的产品。可以想象在不久的将来，当USB3.0技术成熟之后，我们的无线生活将会是一片多么美好的景象。

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　　 在1990年代USB标准问世之初，针对键盘和鼠标的USB1.1规格的传输速度小于12Mbps，而Firewire锁定的则是诸如摄录像机这 类传输速率达100Mbps及以上的视听应用。然而随着时间的推移,USB已经获得了广泛的应用,速率达到了目前2.0标准的480Mbps，相较之下，Firewire 的应用远远没有这么广泛。而根据USB3.0的标准，新一代的USB标准目标就是全面超越Firewire。USB3.0阵营成员表示，该标准将能够取代Firewire。他们指出Firewire已经失去许多业界的支持者，如索尼已经在摄影机 这样的产品中转向采用USB2.0。“很多人都发现1394正在走下坡”参与USB3.0标准订定的NEC电子美国分公司资深工程经理Masami Katagiri表示。
　不过Firewire阵营的1394贸易协会(Trade Association)执行总监James Snider却表示：“看来USB3.0的进展迅速,然而如此不同的连结方法要在2009年产出芯片可能是一大挑战。”他指出，目前有很多种类的产品包 括许多外接硬盘都采用1394提供速度达800Mbps的最大物理层吞吐量，并且速率提高到3.2Gbps的新版本1394预计也将在今年推出。
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　 如此看来，USB3.0的面世，给我们带来的不仅仅是单方面产品传输速度的提升，对整个行业的提升和发展也起到了推波助澜的作用，我们可以想象短时间之后我们得到的产品将更加完美。

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　　 不过USB 3.0也面临挑战，Katagiri表示：”新标准可能不得不把目前USB 2.0的5公尺传输距离缩短到仅剩2公尺，此外主机控制器(host controller)将必须具备更多智能功能，因为必须管理数据传输的路由(routing)。而1394协会一直在研究采用Firewire规格在5/6类电缆和光纤上实现达100公尺的传输距离，此外也在研究以同轴电缆为基础的家用、车用Firewire规格。
　　此外，有关前面提到的无线USB，无线USB小组也公布了其1.1规格的目标，就是将把吞吐量目标从480Mbps提升到在3公尺的传输距离上实现1Gbps的吞吐量。NEC的Katagiri说：“吞吐量目标是可延伸的，因为目前大多数公司仍然推出数据传输速率仅40Mbps的第一代无线USB组件，我们必须使该协议更有效率，如果我们要达到Gbps级的速率,我们将需要至少500Mbps的速率。”另外，无线USB 1.1规格将支持无线USB 1.0支持的3~4GHz频段以及6GHz以上频段，该规格锁定较低功耗的应用，并将采用NFC技术，让两个设备透过简单的接触彼此识别。
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　 　如此看来，USB3.0的发展并不会像想想中那么一帆风顺，身边还是会有很多“挑战”，当然还是前面那句话，我们希望看到的正是这种竞争的情况，竞争越是激烈，我们得到的越多越好。

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总结

　 有关USB3.0的消息我们已经了解的差不多了，在几大巨头的齐力支持下，USB3.0已经离我们很近了，这无疑是对现在这个高清、DX10这种需要大容量传输的年代注入了一针强心剂，无论是专业认识还是普通用户都能从中得到很大的实际利益，它超快的速度、强大的易用性、稳定的兼容性都是我们需要的。从USB1.0的时代跨越到USB2.0的时候，我们身边的USB设备就起了翻天覆地的变化，各式各样前期古怪的玩意儿出现在我们面前，而我们了解了USB3.0那种革命性的革新之后，完全可以相信在不久的将来，当USB3.0来到我们身边的时候，我们还能够得到更多、更意想不到的玩意儿。
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