力科USB協(xié)議分析儀-云帆興燁

自 1995 年推出 USB 以來(lái)，Teledyne LeCroy 已經(jīng)開(kāi)發(fā)了六代業(yè)界領(lǐng)先的 USB 協(xié)議驗證系統。每一代 Teledyne LeCroy USB 分析儀系列都建立在以前的知識和專(zhuān)業(yè)知識之上。如今，Teledyne LeCroy 提供廣泛的 USB 測試系統，具有前所未有的功能、準確性和用戶(hù)友好性。產(chǎn)品發(fā)布后發(fā)現問(wèn)題的巨大成本遠遠超過(guò)了對Teledyne LeCroy 事實(shí)上的標準 USB 分析工具的投資。它們的使用提高了 USB 半導體、設備和軟件供應商的調試、測試和驗證的速度和效率。分析器或總線(xiàn)"夾具"在通過(guò)允許開(kāi)發(fā)人員驗證是否符合 USB 規范，在避免代價(jià)高昂的互操作性問(wèn)題方面也起著(zhù)至關(guān)重要的作用。

隨著(zhù)數字媒體的日益普及，USB-IF于2007年底宣布USB 3.0，通過(guò)利用兩個(gè)額外的高速差分對實(shí)現"超高速"傳輸模式，將USB 3.0定位為當前USB帶寬的10倍。USB 3.0 規范于 2008 年末發(fā)布，商業(yè)產(chǎn)品于 2009 年末開(kāi)始發(fā)貨。Teledyne LeCroy 率先開(kāi)發(fā)這種新技術(shù)的驗證系統。Teledyne LeCroy 是唯一提供涵蓋協(xié)議測試的發(fā)射機測試的完整系列 USB 3.0 測試解決方案的公司，其間每一步，Teledyne LeCroy 都幫助開(kāi)發(fā)人員實(shí)現其超高速技術(shù)的性能、質(zhì)量、可靠性和上市時(shí)間目標。

USB 技術(shù)概述：

USB 或通用串行總線(xiàn)是一種連接標準，它使計算機外圍設備和消費類(lèi)電子產(chǎn)品能夠連接到計算機，而無(wú)需重新配置系統或打開(kāi)計算機盒以安裝接口卡。USB 1.0 規范于 1996 年 1 月推出。原始 USB 1.0 規范的數據傳輸速率為 12 Mbit/s 第一個(gè)廣泛使用的 USB 版本是 1.1，于 1998 年 9 月發(fā)布。它為高速設備（如磁盤(pán)驅動(dòng)器）提供了 12 Mbps 的數據速率，為低帶寬設備（如操縱桿）提供了較低的 1.5 Mbps 速率。USB 2.0 規范于 2000 年 4 月發(fā)布，并于 2001 年底獲得 USB-IF 批準，以開(kāi)發(fā)更高的數據傳輸速率，結果該規范達到 480 Mbit/s

如今，USB 提供了快速、雙向、低成本的串行接口，可輕松連接到 PC。USB 操作的一個(gè)標志是主機能夠在設備連接時(shí)自動(dòng)識別設備并安裝相應的驅動(dòng)程序。USB 具有與以前設備向后兼容和熱"插電能力"等功能，已成為各種消費類(lèi)和 PC 外圍設備的實(shí)際標準接口。USB 標準允許多達 127 臺設備連接到主機系統。USB 表示與 2.0 規范兼容的設備之間的低、全、高速連接。大多數全速設備包括低帶寬鼠標、鍵盤(pán)、打印機和操縱手柄。隨著(zhù)消費類(lèi)電子產(chǎn)品市場(chǎng)（包括媒體播放器、數碼相機、外部存儲和智能手機）的迅速發(fā)展，高速 USB 的使用已經(jīng)爆炸式增長(cháng)。

超高速 USB 是 5 GHz 頻率運行的鏈路的指定器，與 USB 3.0 規范兼容。超高速 USB 為使用較大文件或需要更高帶寬的應用提供高性能連接拓撲。超高速 USB 與 USB 2.0 向后兼容，為最終用戶(hù)帶來(lái)無(wú)縫過(guò)渡過(guò)程。超高速 USB 為數字成像和媒體設備供應商提供了一個(gè)極具吸引力的機會(huì )，讓他們將設計遷移到高性能的 USB 3.0 接口。

NEC/Renesas 是第一家為 USB 3.0（2009 年 5 月 18 日）引入主機控制器的芯片供應商。第一個(gè)主板，USB 3.0端口從澳大利亞和千兆字節跟進(jìn)在2009年底。2010 年上半年，隨著(zhù)供應商匆忙使用 USB 3.0 的 5Gbps 信令速度交付解決方案，數十臺超高速設備開(kāi)始發(fā)貨。預計在 2010 年末大規模采用高帶寬應用。

為什么選擇 USB？

從 1995 年作為鍵盤(pán)和鼠標的低成本連接接口出現，USB 穩步擴展了在計算和消費類(lèi)電子產(chǎn)品領(lǐng)域的存在，成為歷史上最受歡迎的外圍互連。USB 繼續占據主導地位，原因如下：

·        成熟、成熟的技術(shù)

·        向后兼容且成本低

·        輕松的即插即用操作

·        數據傳輸速度適用于各種應用

USB 的普及證明了這一點(diǎn)，該技術(shù)的一些擴展已經(jīng)推出，以嘗試并利用其客戶(hù)群/普及度。此擴展的一個(gè)示例是 USB 即用式 （OTG），該擴展得到 USB 實(shí)施者論壇 （USB-IF） 的支持和批準。OTG 旨在允許便攜式計算設備（如手機和數碼相機）作為主機或外圍設備連接到其他 USB 設備，可為大量支持 USB 的設備提供更高的互操作性。

此外，現在還有數十個(gè) USB 設備類(lèi)別，可處理從醫療保健系統到異構視頻應用等所有內容。大容量存儲仍然是最受歡迎的 USB 應用之一，因為消費者已經(jīng)接受了所有類(lèi)型的數字媒體。T10 委員會(huì )現已完成 USB 附加 SCSI （UAS） 協(xié)議，該協(xié)議與傳統的大容量存儲協(xié)議（包括命令隊列和流式 IO）進(jìn)行了若干重大改進(jìn)。特別令人感興趣的是新的電池充電規范，它提供了一個(gè)標準機制，允許設備在連接到壁式充電器或快速充電主機控制器時(shí)，能夠產(chǎn)生超出 USB 規格的電流。除了傳統的數據交換應用外，電池充電規范還鞏固了USB作為便攜式電子產(chǎn)品市場(chǎng)首選接口的主導地位。

USB 架構

USB 最初是作為外圍互連的主機引入的，目的是將大部分智能放在主機端。OTG 規范為設備添加了可選的對等功能，但迄今為止采用有限。因此，絕大多數 USB 設備通常分為兩類(lèi)：

·        主機

·        個(gè)人電腦、Mac 和筆記本電腦

·        外設

·        所有設計用于連接到主機的設備（示例）

主機控制器（加上軟件）的作用是為所有應用軟件提供 IO 系統的統一視圖。特別是對于 USB IO 子系統，主機管理外圍設備的動(dòng)態(tài)連接和分離。它自動(dòng)執行設備初始化的枚舉階段，包括與外圍設備通信，以發(fā)現它應該加載的設備驅動(dòng)程序（如果尚未加載）的標識。它還提供設備描述符信息，驅動(dòng)程序可以使用啟用設備上的特定功能。外圍設備向主機系統添加功能，或者可能是獨立的嵌入式操作。當作為 USB 設備運行時(shí)，外圍設備的行為是遵循定義協(xié)議的從機。它們必須對從主機發(fā)送的請求做出反應。PC 軟件在無(wú)需用戶(hù)交互的情況下管理設備電源，從而將整體功耗降至最低，這在很大程度上是 PC 軟件的作用。USB 3.0 規范重新定義了電源管理，以在硬件級別進(jìn)行多種電源狀態(tài)，旨在降低 IO 系統的功耗。