为什么 USB 3.1 仅使用四条可用数据线中的两条?

为什么 USB 3.1 仅使用四条可用数据线中的两条?

查看 USB-C 的规格,我注意到有四个用于数据传输的超高速差分对,如下所示https://en.wikipedia.org/wiki/USB-C#Specifications维基百科文章还说,在 USB 3.1 模式下,只有其中两对使用,我觉得很奇怪。

在这个问题中(为什么铜线上的 Thunderbolt 3 比 USB 3.1 更快?),Ali Chen 回答说,通过 USB-C 的 Thunderbolt 3 使用这两对,但 USB 3.1 则不然。我知道可以通过任何高品质的 USB-C 电缆,因此它们必须具有所有必要的电线。为什么 Type C 上的标准 USB 3.1 不使用这两对来实现双倍的数据传输?

答案1

USB 3.1 Gen 2(SuperSpeed+,10 Gbps)设计用于现存的USB 3.0 电缆(带有 5 个额外触点的电缆),USB Type C 电缆。

由于现有的 USB 3.0 线缆(带有 A 型和 B 型连接器的线缆以及微型 A 型和 B 型)仅包含一对超高速线对(Tx 对和 Rx 对),因此 USB 3.1 Gen 2 只能使用该一对线对,并且仍可在现有的 USB 3.0 线缆上工作。因此,即使您在带有 C 型连接器的线缆上运行 USB 3.1 Gen 2,它也仅使用一对超高速线对。这也使得 USB 3.0/3.1 线缆的一端带有 C 型连接器,另一端带有早期 USB 3.0 型 A 型、B 型、微型 A 型或微型 B 型连接器成为可能。

现在你可能会问一个后续问题,“为什么 USB 实施者论坛 (USB-IF,USB 标准联盟) 没有定义一种比 10Gbps 更快的 USB 协议,使用 Type C 连接器中的超高速对?”这是一个合理的问题,但我不愿意猜测。它肯定会与以前的 USB PHY 设计有更大的不同,因为它将有两个独立的发送和接收数据流,必须进行协调。实际上,它将是一种并行接口,而 USB 传统上名义上是串行的。

您提问的方式暴露了一些潜在的误解,我想在这里解决:

我知道可以通过任何高质量的 USB-C 线缆运行 Thunderbolt 3

这不完全正确。许多高质量的 USB Type C 兼容电缆不适合 Thunderbolt 3。如果您使用无源电缆,Thunderbolt 3 的电缆长度限制为 ≤ 0.5 米。如果要超过这个长度(例如 2 米),您需要更昂贵的电缆积极的电缆(带有特殊IC芯片以协助信号处理的电缆)。

为什么标准 USB-C 不使用这两对

USB-C 不是一种协议。USB Type C 是一种连接器和电缆规范的名称;它不是在这些连接器和电缆上使用的协议的名称。当通过 Type C 电缆执行 USB 协议时,您使用的是 USB 3.1 Gen 2(10Gbps“SuperSpeed+”)或更早版本的 USB。

答案2

USB 3.1 使用一个通道(Tx 对和 Rx 对),因为它是 USB 标准,仅使用一个 Rx+Tx。所有原始 USB 连接器(A、B、microAB)只有一对 SS(超高速)触点,整个 USB 硬件架构仅专注于一个单通道设计。

要并行使用更多通道,硬件数据管道中应该有额外的架构元素,用于处理通道同步以及与单个链路层管理、缓冲区信用交换和错误恢复、链路训练和单个通道电气优化相关的其他问题。完成所有这些后,它就变成了“Thunderbolt”。或者类似接口芯片

Type-C 连接器是 CONNECTOR 的新标准,其适用范围比 USB 本身要广。Type-C 的需求主要由系统设计驱动,以适应便携式电子设备的较小尺寸。从某种意义上说,它与 USB 无关,您要求重新使用所有可用的超高速通道来改变标准 USB 架构是没有根据的。

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