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Analisi di l'infurmazioni detallati introduttu da USB4

Data di liberazione: 2021-12-28Fonte autore: KinghelmVista : 2050

U nome cumpletu di USB4 hè universalserialbusgeneration4. L'interfaccia USB hè stata liberata in 1996 0 specificazione, a velocità di trasmissione supporta 1.5mbps bassu-vitezza è 12mbps full-vitezza, è dopu publicatu successivamente a velocità di supportu di 480mbps, 5Gbps, 10Gbps, 20gbps, etc., è hà liberatu l'ultima generazione USB4. specificazione in settembre 2019, supportendu 20 gbps è 40 Gbps. Per l'evoluzione di l'interfaccia USB è u logu currispundente, fate riferimentu à a figura 1.

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Graficu I  

Trè caratteristiche chjave di USB4

1. USB4 adopta solu usbtype-c lînia, è u segnu USB4 adopta a trasmissione duale canale; In u passatu, lînias cum'è usbtype-a o micro-b supportanu solu a trasmissione di un canale è ùn pudianu micca supportà USB4.

2. A velocità di trasmissione USB più veloce supporta 40g (20gbpsx2) è pò trasmette u video è l'audio DisplayPort à u stessu tempu. U scopu di cumminà parechji protokolli in una sola interfaccia fisica, chì pò sparte dinamicamente a velocità generale è a prestazione di l'architettura USB4.

3. Cumpatibilità downward USB2 0 è usb3 2 è supportu thunderbolt 3.

USB4 lînia è punti chjave di u cable

1. USB4 usa solu usbtype-c lînia.

2. Usb4cable cavu passivu. A durata di u cable passiu supportatu hè determinata da usb3 1 metru di 2gen2, ridutta à 0.8 metru di usb4gen3.

3. Sè vo avete bisognu di un cable longu, cum'è culligamentu una grande schermu o applicazione VR, vi ponu aduprà un cable attivu. I cavi attivi USB4 sò cavi chì cuntenenu elementi ripetitori (cum'è re timer, re driver è altri elementi attivi), è ancu cavi di fibra ottica. In quantu à u cable attivu chì pò esse supportatu, a durata massima hè di 5 metri.

Focus architettura USB4

I cumpunenti principali di USB4 includenu router, adattatore è TMU (unità di gestione di u tempu).

1. U router hè un modulu custruzzione principale di USB4. U router converte u protokollu di u tunnel in pacchetti USB4 per a trasmissione, è eseguisce a sincronizazione di u tempu attraversu TMU. Hè principalmente rilevatu è gestitu da u ConnectionManager custruitu in usbhost.

2. L'adattatore hè custruitu in u router. A so funzione principale hè di cunvertisce u protocolu trà u router è i cumpunenti esterni. Per esempiu, quandu usb4host trasmette dati usb3 (cum'è mostra in Figura 2), u usb3host internu incapsula u protocolu in usb4tunneledpacket attraversu usb3adapter. Un router pò sustene finu à 64 adattatori.

3. TMU hè custruitu in u router è usa unità di gestione di u tempu distribuitu (TMU) per sincronizà u tempu trà i routers.

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Figura II

USB4 hè divisu in cinque livelli per funzione

1. Protocoladapterlayer: hè rispunsevule per a currispundenza trà USB4 è protokolli differenti, incapsulating different protocols in tunneledpackets è trasmettenu in l'interfaccia USB4.

2. Configurationlayer: hè rispunsevuli di trasfurmà i pacchetti di cuntrollu trasmessi da u gestore di cunnessione è aghjunghje l'indirizzu currispondente in u percorsu per assicurà u so mecanismu di trasmissione affidabile.

3. Transportlayer: definisce u furmatu di u pacchettu, u percorsu, u cuntrollu di u flussu è u cuntrollu di u tempu, è generà linkmanagementpackets per furnisce pacchetti di sincronizazione di u tempu, pacchetti di cuntrollu di flussu, etc.

4. Logicallayer: hè rispunsevuli di stabilisce a cunnessione USB4 trà i dui dispusitivi, furnisce a trasmissione di dati è a ricezione, a codificazione è a decodificazione, a gestione di l'energia, a rilevazione di errori è u mecanismu di ricuperazione, è a realizazione di a cumunicazione di inizializazione di u canali attraversu u canali sideband, cumprese a velocità è a cumunicazione duale. .

5. Layer Electrical: definisce e caratteristiche di u segnu elettricu USB4, cum'è tensione, jitter, codificazione, etc.

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Figura III

Comu mostra in a Figura 4, pigliendu usb3tunneling cum'è un esempiu, usb4host trasferisce usb3protocol à usb4hubelectricallayer attraversu usb4transportlayer, usb4logichlayer è usb4electricallayer attraversu usb3protocoladapter. Allora eseguite una seria di cunversione usb3 / USB4 secondu a sequenza di Figura 4 per trasmette u signale à usb4device.

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Figura IV

Protokollu di u tunnel USB3

U signale USB4 hè custituitu da protokolli di tunnel PCIe, usb3 è DisplayPort. Questa scheda spaziale spiega u protocolu di u tunnel USB3. U protocolu di tunneling Usb3 si riferisce à l'incapsulazione di u pacchettu usb3 originale in un pacchettu tunnellatu via u protocoladapterlayer. Pò esse chjaramente vistu da a Figura 5 chì a parte rossa hè u pacchettu usb3 è a parte blu hè u pacchettu tunnelled. A strata fisica serà aduprata trà UFP (portu di fronte upstream) è DFP (portu di fronte downstream).

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Figura V

tipu di produttu USB4

1. Usb4host : u pruduttu hà più di una DFP senza alcunu UFP.

2. Usb4hub : u pruduttu hà un UFP è unu o più DFPS.

3. USB4 baseddock: u pruduttu hà unu UFP è unu o più DFPS, è u pruduttu hà ancu e funzioni di altri cumpunenti, cum'è u dispusitivu di almacenamento o funzione reta.

4. Usb4device: u pruduttu hà un UFP senza DFP.

Protokollu Tunnel supportatu da USB4

Sicondu e specificazioni, ci sò diverse esigenze per i protokolli di u tunnel chì devenu esse supportati da l'ospite / hub / dock / device. Comu mostra in a figura sottu, hè necessariu di marcà "V", è u restu pò esse supportatu o micca.

Per esempiu, usbhost deve supportà usb3, DisplayPort è host to host tunneling, ma pciexpress è tbt3tunneling ùn sò micca supportati.

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Figura VI

Velocità di trasmissione supportata da USB4

USB4 supporta 20 Gbps di usb4gen2 è 40 Gbps di usb4gen3. Hè necessariu di sustene queste duie velocità quandu annunziate u supportu per USB4?

L'usb4hub è u USB4 baseddock deve sustene sia 20gbps sia 40Gbps.

Per usb4host è usb4device, solu 20gbps pò esse supportatu. (40 Gbps ponu esse listati cum'è supportu supplementu, velocità di supportu micca essenziale).

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Figura VII

cunclusione

A velocità di trasmissione USB4 hè aumentata à 40 Gbps è pò sparte dinamicamente a larghezza di banda. Quandu si usa una linea di cunnessione usbtype-c, pò esse cumpatibile cù i prudutti thunderbolt 3 è DisplayPort in u mercatu, chì hè una interfaccia più còmuda per i cunsumatori. Tuttavia, per i sviluppatori di produttu, USB4 hè una grande sfida. In più di e differenze in l'architettura trà u disignu di u produttu è i prudutti USB3 precedenti, è l'attenuazione di i segnali d'alta frequenza in PCB è lînias, ci vole à pagà più attente à impedenza high-frequency matching à assicurà a qualità di signali trasmessi in u stadiu di sviluppu.

hub lînia


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