油菜花开

这份USB3.2的规范文档是2017年的版本，USB3.0是2008年的规范文档，其实这中间还有USB3.1的版本，3.2和3.1更新不大。下表列出USB3.2和USB3.0相关的比较图：

USB3.2 Gen1，USB3.1 Gen1和USB3.0可以理解为一样，只是名字不一样。Gen1和Gen2的理解为编码方式不一样，带宽使用率不同。Gen1和Gen1x2直观上是通道的差别。相关信息，下表罗列了一些：

当然，GEN1和GEN2除了通道的差别，这里面也有其他的不同。比如，Gen1和Gen2发送端的不同模块：

接收端的过程，照此过程相反。

物理层，GEN1状态序列操作分为4部分：

• 链接的配置和初始化

• 锁定字节字符（可以理解为相位锁定，后续数据和时钟的恢复）

• RX均衡

• 通道极性翻转（Rxp and Rxn 转换）

GEN2会在此进行操作的基础上，增加一个模块对齐，分为三个不同阶段：未对齐、对齐和锁定。简单点说，接收端会监测接收数据是否同步，如果不同步，会进行调整对齐）

其他的协议层和链路层部分，就不过多展开，希望后面有机会继续深入学习理解。

测试的部分，夹具发生了变化，测试点的选择上大同小异。

至于测试的标准GEN1和GEN2还是有差异的。

之前没关注的一点，就是Tj总抖动的计算公式：

均衡部分，CTLE（连续线性均衡）USB3.0部分就有在应用，但到3.2给扯出DFE（判决反馈均衡）相关公式，这边一并列出来，留着后面自动控制原理和数学学习后来深入理解。

USB3.1 线缆的信号和屏蔽处理方式和USB3.0保持一致。

阻抗控制SDP屏蔽差分线的阻抗控制在90Ω±5Ω，单端同轴线控制在 45Ω±3Ω。差分对对内时延小于15ps/m。其余的插损等指标和USB3.0一致。

这里面需要补充之前所说的Droop测试，也可以理解为交流测试。

一个Hub出来的设备，Droop测试的标准330mV。总线供电设备从低功率配置切换到更高功率的配置，Hub上的VBUS上不能有超过330 mV 的压降。

换个说法就是，该Hub设备确保其呈现的容性负载变化不超过10μF来满足这一要求。

至于IR Drop的测试，规范文档给出的是3米的标准线缆。之前做消费类的产品，实测的时候，有用过1米的线缆，只不过900mA的标准，测试夹具给不出，只能给出2个500mA，也就是1A的标准。

USB3.2和USB3.1比较，IR drop负载电压和电流是有变化的。

上面说的IR drop的测试，是针对USB设备进行，Type C规范给出了针对Cable的一些标准：

负载电压和负载电流大小，Type C接口的时候，也有了更新：

这里面USB BC和USB PD的区别，一个是电池供电，达到5V，1.5A。一个是电源供电，可以达到20V，5A。既然说到Type C，接下来看看Type C接口。

VBUS：4根线，保证电压和电流的通流；

Vconn：和VBUS不同，只提供3.0~5.5V的电压范围；只给线缆的芯片供电；

D+/D-：USB 2.0信号，为了支持正反插，插座那边有两对信号；

TX+/-和 RX+/-：2组信号，4对信号，支持正反插；

CC：配置信号，确认和管理源端-终端的连接，有多种功能：

• 检测USB设备

• 检测USB插入方向，建立数据通道

• 建立USB设备从属关系(Host与 Device)

• 发现并配置VBUS，CC电流模式或PD供电模式

• 配置 VCONN

• 发现和配置复用的辅助模式

SUB：拓展功能信号，可用于音频。

SDP 屏蔽差分线的阻抗控制在 90Ω±5Ω，采用同轴线，信号地回流是通过屏蔽 GND。单端同轴线控制在 45Ω±3Ω。这些和USB3.2都是一样的。只不过在不同线缆长度下，接口的通流能力做了区分，如上图。

需要注意的是，和线缆90Ω不同，Type C插头里的走线，或者理解为接口的阻抗是85Ω，这个还有是有区别的。

相关同轴线的标准以及线缆的损耗标准，这里做一些总结罗列，以便后面需要查询

讲一讲Type C端口的问题。

DFP(Downstream facing port)下行端口，理解为Host主机或者Hub集线器，提供VBUS或者VCONN电；

UFP (Upstream facing port)上行端口，理解为设备Device，接受供电；

DRP(Dual-Role-Power)双端口，可以做DFP，也可以是UFP，根据设备的连接情况而定。

Source端如果检测CC Pin脚的电阻Rp为上拉时，说明检测到Sink端有接入，使能 VBUS和VCONN，如果检测CC Pin脚的电阻Rp为下拉时，建立信号传输路径。

Sink端如果检测CC Pin脚的电阻Rd下拉到GND，通过检测电源VBUS是否存在，来确定Source端的连接情况，如果检测CC Pin脚的电阻Rd为下拉时，建立信号传输路径。

不管哪一端需要支持高级功能（PD或者Alternate Mode），都是通过USB PD协议进行沟通实现。

至于DRP 双端口的情况，使用MOS管来启用/禁用VBUS的电源传递，并且在开始时禁用VBUS。DRP在Source和Sink之间的切换，使用开关来决定自身是 Source端还是Sink端。一旦确定是哪一端，按照上面的相关步骤进行。

Type-C插座内部是带有弹簧，称之为EMC弹簧。这些弹簧与插头的外部接触，这样接口尽可能减少返回路径的长度。

同时，内部接地板（插座内部）配合插头的EMC弹簧，提供了很好的接地回路。

Type C支持模拟音频，淘汰的是传统的3.5mm音频设备，需要解决的是音频适配器的问题。USB2.0 数据通道传输模拟音频信号，音频右声道接DP，音频左通道接DN，MIC 信号则连接在 SBU 引脚上。

音频的模拟信号有AGND模拟地的概念，这里是将其与GND数字地做了内部短接，尽量减小接地回路的可能性。

音频适配器中，有一个音频插头，里面有一个检测开关，用于在没有3.5mm插头时，将CC和VCONN与DGND完全断开。

还有一点想讲的是USB对无线设备的影响。

不管是USB3.2 GEN1还是USB3.1 GEN1，只要使用USB3.0这个接口，就会对WIFI 2.4GHz ISM频段造成干扰。

USB信号进行扩频处理，频谱范围是0~5GHz，在2.4G的频段，会有-60 dBm，到5G的频段，就会有-90 dBm，这说明USB设备对其干扰是很明显的。

USB设备是高频设备，产生的又是宽频噪声，且无法滤除，所以建议WIFI 远离USB设备。如若不能远离，就会需要对USB设备进行屏蔽隔离，来解决干扰问题。

当然，USB设备干扰无线设备，除了无线网卡，也会影响无线鼠标及无线耳机等正常使用。

所以，很多问题在初期设计的时候就得注意就该管控。