usb 3.0 specification 规范文档

This document presents an overview of Universal Serial Bus 3.0 architecture and key concepts. USB 3.0 is similar to earlier versions of USB in that it is a cable bus supporting data exchange between a host computer and a wide range of simultaneously accessible peripherals. The attached peripherals share bandwidth through a host-scheduled protocol. The bus allows peripherals to be attached, configured, used, and detached while the host and other peripherals are in operation. USB 3.0 utilizes a dual-bus architecture that provides backward compatibility with USB 2.0. It provides for simultaneous operation of SuperSpeed and non-SuperSpeed (USB 2.0 speeds) information exchanges. This chapter is organized into two focus areas. The first focuses on architecture and concepts related to elements which span the dual buses. The second focuses on SuperSpeed specific architecture and concepts. Later chapters describe the various components and specific requirements of SuperSpeed USB in greater detail. The reader is expected to have a fundamental understanding of the architectural concepts of USB 2.0. Refer to the Universal Serial Bus Specification, Revision 2.0 for complete details. ### USB 3.0 Specification概览 #### 一、引言 USB 3.0（也称为SuperSpeed USB）是通用串行总线(USB)标准的一个重要版本，旨在提高数据传输速率的同时保持与早期USB版本的兼容性。本规格文档概述了USB 3.0的主要架构和技术概念，并为开发人员提供了深入理解该技术的基础。 #### 二、USB 3.0架构概览 **1. 双总线架构** - **核心特点**：USB 3.0采用了双总线架构设计，这使得它能够同时支持高速(SuperSpeed)和非高速(即USB 2.0速度)的数据交换。 - **实现方式**：通过在现有USB 2.0基础上增加新的物理层来实现。这意味着原有的USB 2.0设备无需修改即可在USB 3.0接口上工作。 - **优势**：提高了数据传输速率，同时也确保了向后兼容性。 **2. 数据交换机制** - **主机调度协议**：USB 3.0使用主机调度协议管理数据传输，允许外设共享带宽。 - **动态分配**：根据外设的需求动态分配带宽资源，使得多个设备可以同时高效地进行数据传输。 **3. 设备连接与配置** - **热插拔**：支持设备在不关闭主机和其他外设的情况下进行连接和断开操作。 - **即插即用**：设备连接时自动识别并配置，简化了用户的使用体验。 #### 三、关键技术概念 **1. 超高速数据传输** - **理论最大速率**：5Gbps（640MB/s），远高于USB 2.0的480Mbps（60MB/s）。 - **实际应用**：超高速数据传输极大地提升了大容量文件传输的速度，适用于高清视频传输、高速存储设备等应用场景。 **2. 电源管理** - **增强型电源管理**：USB 3.0改进了电源管理机制，能够在设备空闲时降低功耗，从而延长移动设备的电池寿命。 - **供电能力**：相比USB 2.0，USB 3.0提高了供电能力，最大供电电流从500mA增加到900mA。 **3. 向后兼容性** - **兼容性设计**：USB 3.0在设计时充分考虑了与早期版本的兼容性问题，确保了USB 2.0设备可以在USB 3.0端口上正常工作。 - **适配器使用**：通过适配器或转换器，用户可以轻松地将USB 3.0设备连接到USB 2.0端口上使用。 #### 四、规范细节 本规格文档详细介绍了USB 3.0的各个方面，包括但不限于： - **物理层规范**：定义了物理信号的传输格式和电气特性。 - **协议层规范**：描述了数据传输协议的细节，包括数据包结构和命令集。 - **设备类规范**：定义了不同类型的USB设备如何与主机通信的标准。 #### 五、结语 USB 3.0作为一项重要的技术革新，不仅显著提升了数据传输速率，还增强了电源管理和兼容性等方面的功能。通过本篇文档的学习，读者可以对USB 3.0的核心技术和设计理念有一个全面的了解。对于那些希望深入了解USB 3.0内部工作机制的专业人士来说，这份规格文档提供了宝贵的参考资料。