USB接口发展史、组成、优点及用巨霖SIDesigner进行协议仿真演示
什么是USB?
USB(Universal Serial Bus)通用串行总线,是一种串口总线标准,也是一种输入输出接口的技术规范,被广泛地应用于个人电脑和移动设备等信息通讯产品,并扩展至摄影器材、数字电视(机顶盒)、游戏机等其它相关领域。最新一代是USB4,传输速度为40Gbit/s,三段式电压5V/12V/20V,最大供电100W ,新型Type C接口允许正反盲插。
USB的发展史
1、USB 1.0
USB 1.0是在1996年出现的,速度只有1.5Mb/s(位每秒);1998年升级为USB 1.1,速度也大大提升到12Mb/s,在部分旧设备上还能看到这种标准的接口。USB1.1是较为普遍的USB规范,其高速方式的传输速率为12Mbps,低速方式的传输速率为1.5Mbps。
2、USB 2.0
USB2.0规范是由USB1.1规范演变而来的。它的传输速率达到了480Mbps,折算为MB为60MB/s,足以满足大多数外设的速率要求。USB 2.0中的“增强主机控制器接口”(EHCI)定义了一个与USB 1.1相兼容的架构。它可以用USB 2.0的驱动程序驱动USB 1.1设备。也就是说,所有支持USB 1.1的设备都可以直接在USB 2.0的接口上使用而不必担心兼容性问题,而且像USB 线、插头等等附件也都可以直接使用。
使用USB为打印机应用带来的变化则是速度的大幅度提升,USB接口提供了12Mbps的连接速度,相比并口速度提高达到10倍以上,在这个速度之下打印文件传输时间大大缩减。USB 2.0标准进一步将接口速度提高到480Mbps,是普通USB速度的20倍,更大幅度降低了打印文件的传输时间。
3、USB 3.0
由Intel、微软、惠普、德州仪器、NEC、ST-NXP等业界巨头组成的USB 3.0Promoter Group宣布,该组织负责制定的新一代USB 3.0标准已经正式完成并公开发布。USB 3.0的理论速度为5.0Gb/s,其实只能达到理论值的5成,那也是接近于USB 2.0的10倍了。USB3.0的物理层采用8b/10b编码方式,这样算下来的理论速度也就4Gb/s,实际速度还要扣除协议开销,在4Gb/s基础上要再少点。可广泛用于PC外围设备和消费电子产品。
USB 3.0在实际设备应用中将被称为“USB SuperSpeed”,顺应此前的USB 1.1 FullSpeed和USB 2.0 HighSpeed。支持新规范的商用控制器在2009年下半年面世,消费级产品已经上市。
4、USB 4.0
USB4.0 规范由 USB 实施者论坛于 2019 年 8 月 29 日发布。USB4 基于Thunderbolt 3协议。它支持 40 Gbit/s 吞吐量,兼容 Thunderbolt 3,并向后兼容 USB 3.2 和 USB 2.0。
USB接口的组成
USB 接口由电缆、连接器和协议组成。
1、电缆:USB 电缆是一根用于传输数据和供电的线缆,通常采用双绞线结构。USB2.0及之前的标准使用4根导线,分别是两根用于数据传输的数据线(D+和D-),一根用于供电的 VCC 线,一根用于地线的GNDUSB3.0及之后的标准引入了多根用于数据传输的超高速差分传输线。
2、连接器: USB 连接器有多种类型,分别用于不同的设备。常见的连接器有标准型A型和B型,小型型A型和B型,迷你型A型和B型等USB 连接器的设计兼容性强,可以插入任意方向而无需区分正反面。
3、协议: USB 协议规定了数据传输的格式和顺序。USB 传输使用基于主机一设备模式的异步通信方式,主机在需要的时候发起数据传输请求设备响应并传输数据。USB 协议支持多种传输模式,包括控制传输、批量传输、中断传输和等时传输。
USB优点
USB设备主要具有以下优点:
可以热插拔
用户在使用外接设备时,不需要关机再开机等动作,而是在电脑工作时,直接将USB 插上使用。
携带方便
USB 设备大多以“小、轻、薄”见长,对用户来说随身携带大量数据时,很方便。当然USB硬盘是首要之选了。
标准统一
大家常见的是IDE接口的硬盘,串口的鼠标键盘,并口的打印机扫描仪,可是有了USB 之后,这些应用外设统统可以用同样的标准与个人电脑连接,这时就有了USB 硬盘、USB鼠标、USB打印机等等。
可以连接多个设备
USB 在个人电脑上往往具有多个接口,可以同时连接几个设备,如果接上一个有四个端口的USB HUB 时,就可以再连上四个USB设备,以此类推,尽可以连下去,将你家的设备都同时连在一台个人电脑上而不会有任何问题(注:最高可连接至127个设备)。
SIDesigner仿真演示
下面以USB信号SerDes传输为例,演示巨霖工具SIDesigner。
搭建的原理图如下:
设置参数,查看仿真输出结果:
SIDesigner提供了很便捷的测量方式,例如可以看眼高眼宽等:
- |
- +1 赞 0
- 收藏
- 评论 0
本文由ll转载自巨霖科技公众号,原文标题为:USB协议仿真,本站所有转载文章系出于传递更多信息之目的,且明确注明来源,不希望被转载的媒体或个人可与我们联系,我们将立即进行删除处理。
相关推荐
巨霖举办“精准电路仿真,赋能未来电子系统设计与创新”论坛,展示从芯片、封装到系统的一揽子电路仿真解决方案
秉承着巨霖科技“精准仿真,赋能未来”的使命,本次活动向与会者展示了巨霖为业界提供的高精度、完全独立自主知识产权、从芯片、封装到系统的一揽子电路仿真解决方案,让仿真预测产品质量,帮助客户降低综合产品开发成本。
原厂动态 发布时间 : 2023-06-28
巨霖科技亮相2023工业软件生态大会,展出新一代工业软件套件和创新应用实践成果
近期, 2023工业软件生态大会在深圳召开。巨霖科技作为重要参展企业亮相深圳会展中心2号馆A027展位、华为“电路板EDA(pEDA数字化)”区域,展出了新一代工业软件套件和创新应用实践成果,巨霖科技创始人兼总经理孙家鑫先生受邀发表了《精准仿真,赋能未来——巨霖高精度EDA电路仿真软件助力科技革命》的主题演讲。
原厂动态 发布时间 : 2023-12-07
巨霖科技携EDA核心产品亮相CCIC 2024并发表《高精度通用EDA平台,助力探索未来世界》重要演讲
6月20日-21日在青岛胶州举办了“第21届中国通信集成电路技术及应用大会暨上合新区集成电路产业创新发展大会”(CCIC 2024)。 作为行业领军企业受主办方邀请巨霖科技携带其核心产品参展出席本次大会并发表了重要演讲,成为了本次活动的亮点之一。在展会现场,巨霖的工程师们向与会者详细介绍了巨霖“高精度EDA通用电路仿真平台” 包含的多款核心产品及其技术优势。
原厂动态 发布时间 : 2024-07-13
Buck电路简介及电路仿真案例分析
巨霖PowerExpert是一款基于图形化交互界面的电源电子系统设计和仿真工具,可以在该平台上进行Buck电路的仿真。本文对Buck 电路及仿真进行介绍。
应用方案 发布时间 : 2024-06-20
线性稳压电源结构的设计与巨霖PowerExpert仿真应用
本文介绍线性稳压电源结构的设计与仿真。巨霖的PowerExpert具有丰富的元器件库,高仿真精度,精确模拟电路状态,保障了线性稳压电路的高精度结构设计。
设计经验 发布时间 : 2024-09-30
Buck-Boost电路简介及PowerExpert仿真示例
Buck-Boost电路是一种既能升压又能降压的电源转换器,它结合了Buck电路和Boost电路的特点。其基本原理是,通过开关管的周期性通断,改变电感中电流的方向和大小,从而实现电压的升降。由于Buck-Boost电路具有升降压的特性,它广泛应用于输入电压范围宽、输出电压需求多变的电子设备中。
设计经验 发布时间 : 2024-04-05
Jitter简介及仿真案例分析
在高速信号传输系统中,Jitter是指信号到达时间的不可预测变化,这种变化可能会导致信号失真、数据错误以及系统性能下降,尤其是在高频应用中,如数据通信、视频传输和高速数字电路,Jitter直接影响着信号的完整性和系统的可靠性。本文巨霖科技来与大家分享Jitter简介及仿真案例分析,希望对各位工程师朋友有所帮助。
设计经验 发布时间 : 2024-09-27
全球领先一站式电路仿真软件供应商巨霖科技与世强先进签署合作代理协议
2022年7月5日,巨霖科技与世强先进(深圳)科技股份有限公司(下称“世强先进”) 签署合作协议,授权世强先进代理其旗下TJSPICE、SIDesigner、PowerExpert等产品。
公司动态 发布时间 : 2022-08-08
IBIS-AMI模型简介及巨霖科技SIDesigner仿真案例分析
巨霖的SIDesigner软件提供了IBIS-AMI模型的仿真功能。工程师可以对电子系统进行全面的系统性能评估、优化系统可靠性及稳定性,加速产品研发、迭代过程。
设计经验 发布时间 : 2024-08-27
一文介绍Balun的简介、运用及在SIDesigner的仿真实例
巴伦是一种常见的电路元件,全称为平衡-不平衡转换器。其主要功能是将功率相等且相位相反的平衡信号转换为单端不平衡信号,以供应至不平衡负载。反之,它也能将不平衡信号转换为平衡信号,从而实现单模和共模/差模的相互转换。除了平衡与不平衡信号的转换,巴伦还具备阻抗变换功能,因此也被称为平衡馈电器。这些特性使得巴伦在微波技术和天线领域得到广泛应用。下面我们将详细探讨巴伦的具体用途。
技术探讨 发布时间 : 2024-02-08
【产品】基于图形化交互界面的电源电子系统设计和仿真工具PowerExpert,具有强大的内置spice引擎
PowerExpert是—款基于图形化交互界面的电源电子系统设计和仿真工具。它支持各种用户自建的宏观器件模型、行为级模型以及磁性器件模型、功率二极管、BJT、MOSFET、IGBT等模型。支持电源电子领域常用的AC、DC、瞬态、零极点、传递函数、灵敏度、噪声等分析模式。同时还支持数模混合电路仿真和电磁联合仿真。
产品 发布时间 : 2022-09-24
巨霖科技SIDesigner仿真平台对DDR批量仿真的案例分析
在高速信号设计中,DDR仿真被广泛应用于验证信号完整性。随着电子产品向小型化、精密化和高速化发展,DDR等高速通道的设计需要全面考虑从发送端、传输线到接收端的整个通信链路。DDR仿真可以帮助设计者评估信号在传输过程中的行为,检查信号是否保持完整,避免失真或噪声干扰。SIDesigner仿真平台真正意义上解决了信号完整性仿真行业痛点,适应各种场景,最高提升数十倍工作效率,真正做到了降本增效。
设计经验 发布时间 : 2024-08-26
【产品】巨霖科技推出基于图形化交互界面的电源电子系统设计和仿真工具PowerExpert,可支持的器件模型全面
专注于信号和电源完整性应用开发的巨霖科技推出了一款基于图形化交互界面的电源电子系统设计和仿真工具PowerExpert,可支持各种用户自建的宏观器件模型、行为级模型以及磁性器件模型、功率二极管、BJT、MOSFET、IGBT等各种模型。
产品 发布时间 : 2022-08-07
Boost电路简介及巨霖PowerExpert仿真案例分析
巨霖的PowerExpert软件是一款基于图形化交互界面的电源电子系统设计和仿真工具,在该平台上可以搭建Boost电路的仿真案例。软件仿真结果可靠正确,可提高工程师的工作效率和交付产品的稳定性。
设计经验 发布时间 : 2024-07-20
高速信号中DFE均衡技术原理、应用及SIDesigner仿真案例分析
随着数据速率的不断提高,DFE均衡技术也在不断发展和优化。多抽头DFE技术也在逐步得到研究和应用,以应对更高速度、更复杂信道环境下的通信需求。使用巨霖SIDesigner软件进行典型应用场景channel-DFE-Sim仿真结果:能够有效地抑制信道引起的失真和干扰,提高信号的可靠性和稳定性。
设计经验 发布时间 : 2024-08-22
电子商城
服务
提供稳态、瞬态、热传导、对流散热、热辐射、热接触、和液冷等热仿真分析,通过FloTHERM软件帮助工程师在产品设计初期创建虚拟模型,对多种系统设计方案进行评估,识别潜在散热风险。
实验室地址: 深圳 提交需求>
使用FloTHERM和Smart CFD软件,提供前期热仿真模拟、结构设计调整建议、中期样品测试和后期生产供应的一站式服务,热仿真技术团队专业指导。
实验室地址: 深圳 提交需求>
登录 | 立即注册
提交评论