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1、USB3.0与USB2.0的特性比较超速和USBZ口比较特性一超速USBaUSB2 m数据率一超速（5 0SSB既(ft ii 1.5Mbps),全速(12Mbps)、高速 (4B0Mbp5)P数据接口dDual-simplex1四线差分信号山 与USB2.0信号分离一 同时双向数据流Q半双工，2线差分信号中 带友应仲裁转换的单向数据流，电缆信号数，6个；超速数据路径4个信号 非超速信号路径2个信号2个；低速/全速僖速信号路径2个信号急线事务协 议主机导向的，异步传输流” 包传输自确定路由户主机导向的，轮询传输流J 包厂播到所有设备/电源管理多级窿路电源管理支持空闲，睡 眠、挂起状态，髓珞，设
2、备、功 目绒别的电源管理，端口级，带两级入口/出口延迟一 设焦跟电源管理，总线供电户同USB2.D,未配置时的供电噌加 50%,配置状态供电增加5C%v支持低后总线供电，并对未配置的和挂起的 设备有低电源限制一端口状态产端口硬件检测连接事件，笄将端 口置于操作状态以备超速数据通 讯.小端口硬件检测隹接事件.系统软件使用端口 命令切换端口到使能状态,数据传输类型/带超速约束的US日21类型口 海量传输有流能力./四种传输类型；控制、海量、中断、等时, 3.2超速结构超速总线是一个分层的通讯结构，如下图所示:Device DrlverrApplicaitonNotl11caNoni& Transa
3、ctionsBWlOb enooda/ 必皿白Pkt ,-Deims Link Ondlspti 山占芸田-E0 4 DI4JQDLd 后 s a-681 Wb 电昨d榭 dacocteSpr&adCluck CDRHubLink CoMro11rMgmtLFPSLFPSElastidly Buffer/Sklps：Scramb&Z descrambtede scrambleSpread Clock CORSpread CloeKCDRElastitilyBLffer/SkipsTranMction Da 忸 f PacKete P日cketsPpe Bundtei psr Function
4、Interfax) DeviceFunctionUSB FunctionPowerManagementLI SB Sysleirii SoftwareDefauEt CohtrDl Pip-ePktDelimsLink ControbMgmtUnkCmdsDeviceNbtifl cations TransadtonsTransaction DataFadsetsP日ckets .L ink IMg name nt Packets :Link Cofitncil/Mgmt Pktx-PJ Q Urik Cmds8bn0b 序 need* deocKte台 eramBJHdescr9mtrieU
5、FPS ElasUdty日Ju：三皿USB Dev teePowerManagement(Suspend)LocalizedLink PowerManagementDevice 0Howt 工 PROTOCOLS L-NK 一 PHY5_CAL1Figure 3-3, SuperSpeed Bus Communications Layers andPower Management Elements协议层：协议层在主机和设备间定义了 end-to-end通讯规则。超速协议在主机和设备端点（endpoint） 之间提供应用数据信息交换。这个通讯关系叫做管道（pipe）。它是主机导向的协议，意味着主
6、机决定什么时候在主机和设备间进行应用数据传输。设备可以通过一个特定端点向主机发起异步请求服务，所以它不是一个 轮询协议（USB2.0为 轮询协议）。数据可以连续突发传输，提高总线效率。对某些传输类型（块传输），协议提供流控支持。SS设备可以异步发送，通知主机，设备的功能状态发生改变。而不是轮询的方式。设备 端点可以通过设备异步发送的“ready”包（ERDY TP）通知主机进行数据发送与接收，主机对于“ready”通知，如果有有效的数据发送或者缓存接收数据，会添加管道。主机发送包含主机时间戳的特殊包头（ITP）到总线上，该值可以用于保持设备和主机同步（如果需要的话）。超速USB电源管理：链路电
7、源管理的关键点是： 设备向主机发送 异步“ready”通知 包是有路由路径的，这样就允许 不参与数据通讯 的链路进入或仍旧停留在低电源状 态。 如果包送到一个处于 低电源状态的端口 ，这个端口会切换到 退出低电源状态 并指示 这是个切换事件。设备： 超速需要支持USB2.0对默认的控制管道的规定。HUB设备：因为USB3.0向下兼容 USB2.0,为支持USB3.0双总线Z构，USB3.0 HUB在逻辑上是 两个HUB的组合：一个 USB2.0 HUB和一个USB3.0 HUB 。连接到上游端口的电源和地线 是共享的。集线器参与到一个端到端的协议中，所承当的工作： 路由选择输出的包到下游端口。
8、 输入包混合传递到上游端口 当不在低功耗状态下时，向所有下游端口广播时间戳包（ ITP） 当在一个低功耗状态的端口检测到包时，集线器将目标端口转变成退出低功耗状态，通知主机和设备（带内）包遭遇到了一个在低功耗状态的端口。主机（Hosts）:一个USB3.0主机通过主控器和 USB设备互连。为了支持USB3.0双总线结构，USB3.0 主控器必须包括 超速（USB3.0）和USB2.0部分，这样可以同时管理每一个总线上主机和设备间的控制、状态和信息交换。主机含有几个根下行端口实现超速USB和USB2.0,主机通过这些端口： 检测USB设备的连接和移除； 管理主机和设备间的控制流； 管理主机和设备
9、间的数据流； 收集状态和活动统计； 对连接的设备供电；USB系统软件继承了 USB2.0的结构，包括： 设备枚举和配置； 规划周期性和异步数据传输； 设备和功能电源管理； 设备和总线管理信息。数据流模型：超速USB集成了 USB2.0的数据流模型，包括：主机和设备间的数据和控制交换通过管道（pipe）进行，数据传输在主机软件和指定的设备端点间进行。 设备可以有不止一个的活动管道，有两种类型的管道：流式管道（数据）和消息管道 （控制），流式管道没有USB2.0定义的结构，消息管道有指定的结构（请求的结构）。管道相关联的是数据带宽，传输类型（见下面描述），端点属性，如传输方向与缓冲大小。 大多数管
10、道在系统软件对设备进行配置后才存在，但是当设备上电在默认的状态后，一个消息管道即默认的控制管道总是存在的。提供权限访问设备的配置，状态和控制信息。 一个管道支持 USB2.0定义的四种传输类型的 一种（管道和端点属性一致）。 海量传输类型（bulk）在超速中进行了扩展，叫做 流（stream）。流式提供在协议级支 持在标准块传输管道中多路传输多个独立的逻辑数据流。第四章超速数据流模型4.2 超速通信流SS保持相似的观念和机理，支持端点，管道和传输类型。参考 USB2.0协议。端点的属性（最大包尺寸（端点缓存大小），突发大小等）被记录在描述符中和SSEndpoint Companion Desc
11、riptor。正如在 USB2.0中，端点是使用三个参数组成的地址来验证 （设备地址，端点号和方向）。所有的SS设备必须起码在默认控制管道（端点0）开始执行。4.2.1 管道一个超速管道是一个设备上的端点和主机软件的连接。管道代表拥有缓存空间的主机软件和设备端点之间传输数据的能力，和USB2.0有相同的过程。主要的区别在于 当超速的非同步端点忙时，会返回一个没有准备好（NRDY ）应答，当它想又要服务时必须发送准备好 （ERDY ）通知。主机在下一个传输类型限制下的有效时机中重新安排事务。4.3 超速协议综述：正如在USB3.0结构总览那章中提到的，超速协议是利用双差分数据线的物理层。所有 的
12、USB2.0的类型都可以被高速协议支持。协议之间的区别在于下面要首先讨论的超速中使用的包的描述。4.3.1 与USB2.0的区别：在框架上，超速是向后兼容USB2.0的，但是二者在协议上还是有一些重大的不同： USB2.0 的 transaction 有三部分（令牌（token）、数据（data）和握手（handshake）,超 速也是这三部分但是用法不同（令牌包集成在头包和DPH中，各种类型的握手包都是 TP包形式）；对于OUT事务，令牌被合并在数据包中；对于 IN事务，令牌被握手包代替。 USB2.0不支持突发（bursting）,超速支持 持续突发； USB2.0是半双工（half-du
13、plex）的广播总线，超速是 dual-simplex （全双工）的非广播 总线，支持同时进行IN、OUT transaction ; USB2.0使用轮询模式，超速使用异步通知方式； USB2.0不支持流能力，超速支持海量（bulk）端点的Stream方式； USB2.0在同步传输（isochronous）间隔中没有进入低耗电状态的机制，超速则允许同步 传输服务间隔中自动进入低耗电状态 （不服务的时间段进入低功耗）；SS主机在服务间隔前 发送一个PING包到目标同步设备允许开始同步传输之前转变成电源活动状态。 USB2.0设备无法通知主机自己在进入低耗电状态前可容忍的延迟时间（设备通知主机自
14、己进入低功耗状态的最长延迟时间），超速则提供 Latency Tolerance消息； USB2.0以固定的1ms/125us间隔发送帧包/小帧包（USB 2.0全速和高速模式）。超速 下，设备可以发送 Interval Adjustment消息给主机调整间隔 125us一直到+/-13.333us ; USB2.0电源管理总是主机导向（主机初始化）的，超速链路两端都支持电源管理；因此不管何时需要空闲，需要退出，需要通信，每个链路能独立的进入低电源状态。 USB2.0仅在每个transaction进彳e end-to-end级别的错误检测、恢复、流控，超速在 end-to-end （数据包重试
15、） 和链路级别（头包重试）分割这些功能。4.3.2 比较USB2.0和超速的事务处理（Transaction）超速全双工总线物理层允许同时进行双向的通信。超速协议允许收到握手包之前发送多 个数据包（突发）。对于OUT传输，包含在USB2.0令牌包中的信息（设备地址和端点信息） 被合并在数据包头里面，因此不需要额外令牌包。对于输入传输IN,超速主机发送一个握手包（ACK ）给设备以请求数据（和指示数据是否正确）。设备可以通过返回数据或者返回 STALL握手包来应答，或者返回一个没准备好（NRDY）握手包延迟传输直到设备准备好了。USB2.0的包是广播方式，每个连接的设备解析每个包的 地址、端点、方向信息来 决定 自己是否应该响应。超速包有 路由信息，HUB决定每个包要送达哪个设备，只有一个例外， 等时时间戳包（Is
