传输速率高达160Gbps, USB-C一统四方

充电接口与每个人都息息相关。你的手机、电脑、平板用的都是什么接口呢？你是不是家里充电线一大堆，每个设备都有不同的接口呢？

领先的外围接口技术标准有以下几种：

• 苹果公司专有的Lightning接口（正在逐步替换为USB-C）
• 由USB开发者论坛USB-IF开发的USB
• 由英特尔和Apple开发的Thunderbolt
• 由VESA开发的DisplayPort

这些技术标准各不相同，不过USB-C技术正在兴起，电子设备都在逐渐转向USB-C接口。本文我们将详细介绍USB-C为什么越来越受欢迎，以及USB 80Gbps最新更新如何更好地实现下一代设备连接。

USB标准回顾

每一代USB标准的主要区别在于其性能提升。

USB标准于1996年首次发布，当时的数据速率为1.5Mbps，之后其性能水平一直持续发展，2008年的数据速率已达5Gbps, 到今天已然达到80Gbps。

在过去14年，USB的数据速率增长了16倍！

2015年的USB-C更新除性能提升外，还尤为引人注目。它将DisplayPort交替模式纳入USB-C标准，从而简化了外围连接。自此，用户不再需要针对这两种流行标准分别使用两种不同的电缆，用同一类型的接口和电缆就可处理高吞吐量数据、视频、音频和电源。

这次更新还引入了单向电缆和连接器。从这以后，无论电缆以哪个方向插入插口都无关紧要，因为插头两面都是正面。使用单根电缆连接外围设备对用户来说非常友好，可以极大减少杂物抽屉里或办公桌下的电缆缠结，并有助于推动USB-C的普及。

USB丰富的生态系统

2019年，Thunderbolt和USB-C二者整合到一起，这一更新之前被称为USB4标准，现称为USB 40Gbps。

我们最近的一项调查发现，目前市面上支持Thunderbolt和USB 40Gbps的主机有超过200种不同的型号，而且这个数字还在增长中，几乎所有台式机和笔记本电脑都支持USB-C标准，USB-C的外围设备和扩展坞也因此大量出现。

现在这一标准已经更新至USB 80Gbps。借助这一便用，只需一根电缆，即可将笔记本电脑或台式机连接到：

• 多台显示器：包括FHD、QHD、4K UHD、5K和8K
• 超高性能的大容量外置存储驱动器
• AI/ML/DL应用专用板，用于在边缘处理数据并将其传输回主机，以实现更高级的功能
• 供电高达240W的电源
• 键盘、鼠标、游戏控制器和耳机等等

由于USB 80Gbps的性能水平非常高，开发者还可以同时连接多个设备，为主机系统提供简洁的单接口连接。

USB 80Gbps解读

USB 80Gbps主要有以下特性：

• 双通道，每通道40Gbps：与上一代USB 40Gbps相比，USB 80Gbps使用的通道数量不变，但每个通道的带宽翻倍。
• PAM 3编码：改进自上一代的不归零（NRZ）编码。
• 使用现有无源电缆和连接器：对于0.8m以下的经济型短电缆，无需重定时器或转接驱动器。在不久的将来还会支持更长的有源电缆。
• 向后兼容性：USB 80Gbps与所有前几代USB-C标准兼容。无论是连接最新的设备还是采用旧版规范，即便是已有25年历史的鼠标，USB 80Gbps也能正常工作。
• 支持所有传统USB协议，并支持DisplayPort、Thunderbolt和隧道PCI Express（PCIe）协议：USB 80Gbps规范在一条总线上支持四种协议。2019年发布的USB 40Gbps标准（以前称为USB4）同时支持USB-C和Thunderbolt，包括对USB-C、PCIe、主机至主机和DisplayPort数据包进行封装和选择隧道的能力。在最新规范中，数据包数量翻倍，总吞吐量高达80Gbps。
• 非对称模式：USB 80Gbps的数据传输能力高达每秒160Gbps。在对称模式下，这意味着发送（TX）数据传输能力为80G，接收（RX）数据传输能力为80G。在非对称模式下，该标准支持高达120G TX和40G RX。当应用中的数据大多数都是从主机传输出去而不是主机接收到时，例如显示器连接，非对称模式尤其有用。例如，80Gbps可以保留用于DisplayPort 1.4a或新的DisplayPort 2.0/2.1标准，同时隧道USB-C、PCIe和主机至主机流量仍继续使用40Gbps TX和RX。
• 新的Gen-T（直连模式）：开发者可以选择设计未来的USB-C外设，以超快速率连接到每秒120Gbps TX和40Gbps RX，从而开辟潜在创新的新领域。

USB-C：为消费者提供便捷优雅的体验

USB-C协议是在经过大量研究后实现的目前为止最精巧的解决方案。但随着USB-C速率的提高和设备复杂性的增加，开发者的设计工作无疑也会增加，比如需要兼顾混合信号、数字、软件和系统等各方面的考虑因素。

如果开发者的最终目标是打造一个面向消费者的直观易用且能一次成功的解决方案，而且这一解决方案在未来也必须能够正常工作，那么需要考虑的因素还会更多。

新思科技拥有丰富的IP解决方案，可以帮助开发者简化USB设计工作。

新思科技的综合USB IP解决方案产品组合包括控制器和物理层IP、验证IP、IP子系统和原型设计工具包。此外，新思科技在提供USB数字和混合信号解决方案上拥有超过20年的成功经验，以及超过10亿美元的USB IP销售额，是帮助开发者以更低风险实施下一代支持USB的芯片设计的最佳合作伙伴。

如果开发者们想要在下一款SoC中采用USB 80Gbps，请下载白皮书，或联系我们。