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USB 3.0大行其道,ESD防护必不可少

发布时间:2012-11-16 来源:电子元件技术网 责任编辑:abbywang

【导读】一边,平板、笔记本、超级本在争着便携电脑的天下,另一边,iOS、Android和Win 8为操作系统的地盘打得头破血流,而在高速接口的领域也不平静,Thunderbolt 和USB 3.0还未分出个高下,Lightning又来凑热闹。不过从成本方面考虑,USB 3.0已经赢得了广大厂商的心,与之而来的就是不得不考虑的ESD防护的问题。


USB 3.0大行其道,ESD防护必不可少

在今年计算机硬件的热门话题中,USB3.0绝对是最受瞩目的。自从公元2000年USB2.0释出后,这项应用已深植各项电子产品中,在各式各样的端口规格中, USB应可算是使用最广泛的了。为了迎合日益大增的高画质、大容量储存需求,面向多媒体应用的超高速USB 3.0 油然而生,其数据传输速率比USB2.0快上十倍,

USB 3.0 ESD保护的挑战与解决之道

为实现十倍于USB2.0的传输速度,USB 3.0控制芯片必须使用更先进的制程来设计与制造,但这也造成USB 3.0的控制芯片对ESD的耐受能力快速下降。除此之外,USB 3.0会被大量用来传输影音数据,对数据传输容错率会有越严格的要求,使得使用额外的保护组件来防止ESD事件对数据传输的干扰变得很必要。除了传输速度的要求之外,另一个用户最普遍的USB应用就是即插即用、随拔即关。然而这个热插入动作却也经常是造成电子系统工作异常、甚至造成USB端口组件毁坏的元凶,因为如静电放电(ESD)等瞬时噪声就是来自这个热插入动作。

在为 USB 3.0 系统增加 ESD 保护时,有四个关键技术:低电容/低插入损耗,优化信号完整性,ESD 器件的稳健性及与下游被保护 IC 的相互作用,小型直通(flow-through)ESD 器件封装,优化的布局。只有真正掌握这四个技术,USB 3.0的ESD保护才能滴水不漏。在这里为大家汇总一些USB3.0 ESD保护的几款设计:USB3.0接口过流、过压和ESD保护解决之道专为USB 3.0端口而设的ESD保护本土USB3.0应用IP助力SoC设计USB3.0设计必须考虑的ESD防护

USB 3.0认证的新测试要求和应对措施详解

而大规模部署任何新的行业标准(包括USB3.0)都存在内在挑战。USB2.0到USB 3.0并非简单的跳跃,其性能提高了十倍之多。尽管性能得到大幅度提升,但消费者对低成本互连设备的预期并没有改变。这就给工程师们带来了明显的压力,需要在一个原本速度很低的信号通道上传输高速率信号,同时要在各种条件下保证可靠性、互操作能力和高性能。为保证物理层(PHY)一致性和认证,测试变得空前关键或重要。

USB 3.0拥有许多其它高速串行技术(如PCI Express和串行ATA)共有的特点:8b/10b编码,明显的通道衰减,扩频时钟。USB 3.0认证的新测试要求和应对措施详解文中介绍了一致性测试方法及怎样对发射机、接收机及线缆和互连进行最精确的、可重复的测量。在掌握了这些窍门之后,您便可以更有效地准备SuperSpeed PIL(Platform Integration Lab)之行了。

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适用于USB 3.0的最新器件

当然,USB 3.0 的ESD防护也不仅仅只停留在设计的层面,选择好的器件也尤为重要。恩智浦半导体推出适用于空间紧凑的高速接口ESD保护产品瑞萨电子发布USB 3.0集线器控制器的新产品FCI推出支持5Gbps数据速率的USB 3.0连接器TDK推出EMC对策元件: 应用于高速接口ThunderboltUSB3.0、TDK推出TCE系列滤波器应用于USB3.0满足Thunderbolt和USB 3.0应用的超低电容静电保护器,为广大设计工程师提供最完善的ESD解决方案。

大敌当前,USB 3.0未来发展深陷迷雾

英特尔在推出USB 3.0接口之后,有与苹果联合开发了Thunderboltt接口技术,看似有点“既生瑜,何生亮”,但实际上,两者都存在着自身的优劣性。

Thunderbolt能够提供10Gbps传输速度。现实世界中的存储产品一般无法提供如此高的传输速度。例如,Thunderbolt产品Pegasus R6的数据传输速度甚至高于SATA 3固态硬盘的传输速度。但Thunderbolt存储设备的速度同计算机内部硬盘速度一样。

即使Pegasus R6在与支持Thunderbolt技术的MacBook Pro连接时,传输速度也就是该笔记本内部硬盘的速度。此外,Thunderbolt设备价格昂贵,即使最便宜的Pegasus R6价格约1500美元。 而目前只有最新的MacBook Pro和iMac支持Thunderbolt,其它设备不支持Thunderbolt,使得PC用户无法使用Thunderbolt,不能享受外部存储技术首次超过电脑内部存储速度带来的便捷。

另一方面,USB 3.0能够提供5Gbps传输速度,较SATA 3(传输速度6Gbps)略慢。但用户无需担忧内部硬盘会成为外部存储设备的瓶颈问题。因为普通USB 3.0外接硬盘价格低廉,约100美元。

因此,PC缺失Thunderbolt支持,苹果Mac缺失USB 3.0支持都是一个损失。

而各家公司对两者前途也都各持己见,根据全球市场研究机构TrendForce认为有三大因素促USB 3.0需求明年将明显增长,也有人认为Thunderbolt应用看涨,极有可能取代USB 3.0 。而苹果和谷歌却独树一帜,苹果在新一代的iPhone 5中推出了Thunderbolt的劲敌-Lightning Bolt ,谷歌Nexus 4却不用Thunderbolt和USB 3.0,独独青睐SlimPort接口,USB 3.0想要一统天下,似乎变得遥不可及。

 

 

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