低价位USB3.0系统的可靠性设计方案

　　许多消费型USB3.0终端设备使用电池，因此USB3.0具有几个新的省电模式，包括闲置(idle)、睡眠和暂停(suspend)模式。产品设计师可以利用这些新功能，关闭转接驱动器信号电路以延长产品工作时间。

　　USB接口是双通道，传送和接收通道可以单独开关。发送器的转接驱动器的电源管理比较简单，当没有信号传送时可以直接进入睡眠模式。USB有热插拔的能力，管理接收器较为复杂，因为随时都有可能接收信号，转接驱动器必须具有支持复杂前端信号侦测能力的机制，才能保持器件的透明性。

　　当有连接到其它设备时，转接驱动器可以更频繁地利用电气闲置阈值电压(electrical idle threshold)来检查是否有信号传输。当信号在阈值电压下，表示没有信号输入，可以进入深层睡眠模式。这个阈值电压一般是100mV，但如果想要增加通过长距离线缆传送的低电压信号的敏感度，可以将它调节到更低的60mV。例如，数码电视的USB接口可能连接其它非常远的电子装置，因此需要较高的敏感度来侦测信号。服务器应用中的USB3.0接口，因为使用较长的PCB布线，比较低的阈值电压也是较好的选择。

　　USB3.0

　　熟悉PCI Express Gen 2的产品设计师，可能会比熟悉USB2.0更容易上手USB3.0设计，因为USB3.0和PCI Express Gen 2使用相似的链接初始化、封包结构和错误修复方式。此外，这两种通讯协议使用完全相同的发送和接收模块和单元，包括加扰码、8b/10b编码、串行器/解串器等。

　　USB3.0和PCI Express Gen 2的相似之处会大大减少PCI Express Gen 2的应用，特别是因为USB3.0的信号传输量和不需要再次转译通讯协议到USB的特性。举例来说，USB3.0已经设计在扩充坞里，因为USB3.0不像PCI Express Gen 2信号需要再次转换(需要使用HBA 或是PCI-USB控制器)。使用USB3.0扩充坞就将有集线器扇出信号的功能，因此可简化整体架构并且减少成本。

　　USB是当今最普遍的消费电子产品通讯协议，与PCI Express相比占有强大的优势。因为USB3.0连接器和控制器必须向下支持USB2.0设备，从PCI Express Gen 2平台转向USB3.0的供应商可以立即进入这个庞大的市场。向下支持USB2.0协仪的确增加了设计USB3.0产品的难度，但由于USB2.0和USB3.0共享连接器，所以大多数难题都在芯片设计当中。

　　PCI Express Gen 2仍然在明确的芯片外接口占有一席之地，包括处理器的内部总线接口和其它的服务器、储存、嵌入式应用等。当然，这现存的优势的前提是PCI Express Gen 2仍是主要的内置接口。

　　预计USB3.0将和其它新的和旧的接口规格竞争，如HDMI、DisplayPort、PCI Express、DVI等连接监视器的接口。USB3.0有高的通道宽度和低的价格，当集成至芯片组之后，没有理由不会用来连接监视器。USB3.0不会完全取代HDMI和DisplayPort通讯协议，因为它们各自都有增加自己的应用范围。比如，HDMI因为具有反向通道能力而在监控摄像机市场具有影响力。但能预期的是，USB3.0将蚕食那些正在使用至少一个USB接口的其它通讯协议应用的市场占有率。

　　USB3.0在很多方面会改变电子市场的现状，但为要达到高性能和稳定性，必须使用信号调节产品来补偿PCB、连接器、以及最重要的线缆信号损耗。消费应用无法接受用来保持信号完整性的高价的高速度元件，但也不能忍受信号完整性问题带来的应用性能和可靠性下降。如果在发送器和接收器端使用转接驱动器恢复信号质量，工程师可以保持良好的信号裕度，以便用更长的线缆，或使PCB布线有更高的灵活性。他们也将确保产品的设计不仅可以通过严格的USB3.0认证测试，也可以使用低质量的线缆并与其它USB3.0设备具有很好的互操作性。