USB-串行總線3.0標(biāo)準(zhǔn)之連接器內(nèi)容詳析

USB串行總線3.0標(biāo)準(zhǔn)之連接器內(nèi)容詳析(2008年11月12日正式發(fā)行版1.0)惠普(Hewlett-PackardCompany)英特爾(IntelCorporation)微軟(MicrosoftCorporation)日電(NECCorporation)ST-NXP無線公司(ST-NXPWireless)德州儀器(TexasInstruments)

USB3.0標(biāo)準(zhǔn)組織主要成員(由Intel主導(dǎo))概念認(rèn)識:USB3.0=SuperSpeedUSB=超高速USBUSB3.0簡要標(biāo)準(zhǔn)如下:1)高速—提供了更高的每秒4.8Gb的傳輸速率2)高電力—對需要更大電力支持的設(shè)備提供更好支持,最大化了總線的電力供給,多出供電達(dá)50%~80%3〕高能效—增加了新的電源管理職能4〕雙向傳輸—全雙工通信,提供了更快的傳輸速率5〕向下兼容—向后兼容USB2.0設(shè)備一、介紹1.1起因1.2標(biāo)準(zhǔn)目標(biāo)1.3文獻(xiàn)范圍1.4USB產(chǎn)品認(rèn)證1.5文獻(xiàn)組織1.6設(shè)計目標(biāo)1.7相關(guān)文獻(xiàn)1.1起因使用方便眾所周知，PC機重新配置時缺乏便利性是其更進(jìn)一步開展的致命弱點。用戶友好型圖形界面和軟硬件架構(gòu)的完美結(jié)合，再加上新一代總線結(jié)構(gòu)，已經(jīng)使計算機部件的沖突性更少，也更容易重新配置。盡管如此，站在最終用戶的立場看，PC機的I/O接口都無法實現(xiàn)即插即用。例如，串口/并口、鍵盤/鼠標(biāo)/操縱桿接口等等。通用串行接口〔USB〕最初發(fā)起的原因是出于多方面考慮的，其中,最重要的兩個原因為：端口擴展性 另外，外部設(shè)備仍然受到接口限制，無法提供雙向、低本錢、低中速的外設(shè)總線已經(jīng)阻礙了外設(shè)的爆速增長，例如，存儲設(shè)備、應(yīng)答機、掃描儀、PDA、鍵盤、鼠標(biāo)等?，F(xiàn)存的互連結(jié)構(gòu)隨著單點或者兩點設(shè)備的開展不斷優(yōu)化。PC機每新增一種功能或者能力，都需要定義新的接口來配置這種需求。最初，USB提供了外設(shè)需要的兩種速率〔12Mb/s,1.5Mb/s)。隨著PC功率的日益增加和相對巨大數(shù)據(jù)的處理能力，以及用戶需要越來越多的數(shù)據(jù)讀寫處理，促使USB2.0標(biāo)準(zhǔn)定義在2000年誕生，以在后向兼容的同時提供第三種傳輸速率480Mb/s。2005年，隨著無線技術(shù)水平越來越高，出現(xiàn)了無線USB，用以提供一種無電纜連接的USB規(guī)格。USB是曾經(jīng)開發(fā)過的最成功的外設(shè)互連結(jié)構(gòu)，它已經(jīng)深入移植到了CE和移動部門。在2006年僅一年的時間里達(dá)成了超過20億USB設(shè)備貿(mào)易。迄今為止，現(xiàn)有設(shè)備中有超過60億USB產(chǎn)品。USB為終端用戶所熟知，產(chǎn)品開發(fā)商理解必要的根底設(shè)施和接口界面來開發(fā)成功的產(chǎn)品。USB已不只是外設(shè)連接PC機的一種方式。打印機使用USB直接連接照相機；PDA使用USB連接鍵盤和鼠標(biāo)。USB直連〔“On-The-Go”〕用于兩個外部設(shè)備直接連接而無需考慮誰擔(dān)當(dāng)主機。USB，作為一種協(xié)議，也時常用于許多非傳統(tǒng)領(lǐng)域，如工業(yè)自動化?，F(xiàn)在，隨著技術(shù)創(chuàng)新的向前開展，各種新設(shè)備、新媒體格式、廉價大容量存儲設(shè)備不斷出現(xiàn)。需要更大的總線帶寬來滿足用戶的交互體驗，已經(jīng)值得人們的期待。HD攝錄像機將具有高達(dá)10Gbps的存儲量，但是，用戶很希望能通過PC對影像資料進(jìn)行編輯、瀏覽和歸檔。更進(jìn)一步，現(xiàn)有的靜像成影照相機仍在開展并增加存儲能力以使保存圖像不用經(jīng)過壓縮。從數(shù)碼相機上下載成百上千的10MB或者更大容量的原始圖像將是一個漫長的時間等待過程，除非傳輸速率能夠增加。另外，用戶的應(yīng)用需求促使PC和日益多功能的外設(shè)之間的連接性能更高。USB3.0通過配置更高的傳輸速率來配合這些新用途或者新設(shè)備的需求?？傊琔SB〔有線或無線〕仍是PC、消費電子、移動架構(gòu)連接的解決方案。它是一種快速、雙向、低本錢、動態(tài)響應(yīng)的與當(dāng)前和后續(xù)PC平臺需求保持一致的接口。USB3.0的目標(biāo)仍然是在一個開放的架構(gòu)下使來自不同供給商的各種不同的設(shè)備正常地協(xié)同工作，同時，維持和提升現(xiàn)有的USB根底設(shè)施〔包括設(shè)備驅(qū)動器、軟件接口等〕。該標(biāo)準(zhǔn)用于增強PC架構(gòu)、便攜式掃描儀、商用桌面電腦，提升家庭環(huán)境和簡易設(shè)備對設(shè)備通信。它也為系統(tǒng)OEM和外設(shè)開發(fā)商在產(chǎn)品多樣性和市場差異化方面提供足夠的空間支持，而不用擔(dān)憂承擔(dān)接口過時或者兼容性喪失的風(fēng)險。1.2標(biāo)準(zhǔn)目標(biāo)該文獻(xiàn)定義了下一代USB行業(yè)標(biāo)準(zhǔn):USB3.0，該標(biāo)準(zhǔn)講述了設(shè)計和建立符合本標(biāo)準(zhǔn)要求的系統(tǒng)和外設(shè)需要的協(xié)議定義、事務(wù)處理類型、總線管理和編程接口。使用該標(biāo)準(zhǔn)的產(chǎn)品開發(fā)商首先要知道和了解USB2.0標(biāo)準(zhǔn)。特別地，USB3.0設(shè)備必須執(zhí)行和使用USB2.0標(biāo)準(zhǔn)中定義的設(shè)備框架〔framework〕命令和描述符。1.3文獻(xiàn)范圍該標(biāo)準(zhǔn)主要的目標(biāo)對象為外設(shè)開發(fā)商及平臺/適配器開發(fā)商，但也在平臺操作系統(tǒng)/BIOS〔根本輸入輸出系統(tǒng)〕/設(shè)備驅(qū)動器、適配器IHVs/ISVs和系統(tǒng)OEM等方面提供了有用的信息。本標(biāo)準(zhǔn)可用來開發(fā)新產(chǎn)品和相應(yīng)的軟件。1.4USB產(chǎn)品認(rèn)證USB3.0標(biāo)準(zhǔn)的會員簽署了USB3.0會員協(xié)議，以從發(fā)起者那里獲得合理、非歧視的RANDZ許可，并可與其它會員確定自己的符合USB3.0標(biāo)準(zhǔn)的產(chǎn)品知識產(chǎn)權(quán)。會員可以通過由USB執(zhí)行委員會定義的測試程序來證明產(chǎn)品符合該標(biāo)準(zhǔn)。按照LOGO許可政策中的規(guī)定，被證明符合該標(biāo)準(zhǔn)的產(chǎn)品將被授權(quán)使用USB執(zhí)行委員會的LOGO。知識快遞---RAND,reasonableandnondiscriminatory的縮寫，是國際標(biāo)準(zhǔn)化組織〔ISO)和其他組織使用的一個短語，用來描述一個標(biāo)準(zhǔn)的專利奉獻(xiàn)者必須遵守的條款。如果某個技術(shù)作為標(biāo)準(zhǔn)的一局部想要申請專利費，這些條款必須免費、公開且對于所有使用者一視同仁〔而不是遵從個別協(xié)商〕。標(biāo)準(zhǔn)化用戶喜歡的一個方法是完整的免費的實現(xiàn)。1.5文獻(xiàn)組織第一章~第四章為概述局部，第五章~第十一章為USB3.0標(biāo)準(zhǔn)定義的詳細(xì)技術(shù)信息。讀者應(yīng)該與操作系統(tǒng)供給商聯(lián)系以獲得USB3.0特定的操作系統(tǒng)的綁定協(xié)議〔bindings〕。1.6設(shè)計目標(biāo)USB3.0是有線USB的下一代變革技術(shù)。它的目標(biāo)是使終端用戶將它視為與USB2.0一樣的東西，只是速度更快。實現(xiàn)這種目標(biāo)的幾種關(guān)鍵設(shè)計要點羅列如下：保存具有小型主機和簡易設(shè)備的USB模型。利用現(xiàn)有的USB根底設(shè)施?，F(xiàn)在正在使用巨大數(shù)量的USB產(chǎn)品。這些成功的大局部原因可以歸結(jié)為以下幾個因素：穩(wěn)定的軟件界面、易開發(fā)的軟件設(shè)備驅(qū)動和大量的通用設(shè)備級的設(shè)備驅(qū)動器〔HID，大容量存儲設(shè)備，音頻器等〕。超速USB設(shè)備設(shè)計用來保持現(xiàn)有的軟件根底設(shè)施完全不變以使外設(shè)開發(fā)商能繼續(xù)使用相同的接口并利用所有他們現(xiàn)在的開發(fā)工作。顯著改善電源管理。通過更豐富的一套電源管理機構(gòu)使外部設(shè)備驅(qū)動總線進(jìn)入低功耗狀態(tài)以降低發(fā)送數(shù)據(jù)時的有功功率和閑置功率。使用便捷。仍然一直是各種USB的關(guān)鍵設(shè)計目標(biāo)。保存授權(quán)?，F(xiàn)有大量的USB2.0外設(shè)和僅僅支持USB2.0的PC機。向后兼容的A型連接器允許超高速設(shè)備與USB2.0PC機一起使用，只是速率較低；也允許高速設(shè)備使用現(xiàn)有的電纜連接USB3.0超高速A型連接器。1.7相關(guān)文獻(xiàn)通用串行接口標(biāo)準(zhǔn)，2.0版；USB2.0標(biāo)準(zhǔn)的補充標(biāo)準(zhǔn)USBOn-the-Go，修訂版1.3；通用串行接口Micro-USB電纜和連接器標(biāo)準(zhǔn)，1.01修訂版；EIA-364-1000.01:評定商用辦公應(yīng)用的電連接器與插座性能的環(huán)境試驗方法；USB3.0連接器和電纜組件的適用文獻(xiàn)；USB超高速的電氣試驗方法白皮書；USB3.0抖動預(yù)算白皮書；INCITSTR-35-2004，INCITS信息技術(shù)的技術(shù)報告-光纖通道-抖動和信號質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)的方法〔FC-MJSQ〕。USB3.0系統(tǒng)結(jié)構(gòu):雙總線架構(gòu)

USB3.0數(shù)據(jù)線/USB3.0電纜USB3.0數(shù)據(jù)線連接方式USB3.0的供電規(guī)格USB3.0供電規(guī)格由上可知:USB3.0相比USB2.0供電電流提升50%~80%.USB3.0傳輸編碼方式:8b/10b編碼方式由上可知:USB3.0相比USB2.0理論上傳輸速率提升8倍多,而不是外界宣稱的10倍雖然SuperSpeed在架構(gòu)級上向后兼容USB2.0，但是在USB2.0和超高速協(xié)議之間有許多根本性的差異：USB3.0與USB2.0的區(qū)別USB2.0使用三類包的事務(wù)處理機制〔令牌包、數(shù)據(jù)包、應(yīng)答包〔Handshake),而SuperSpeed雖然使用相同的三類包，但用法上有差異。對于”輸出”，令牌包內(nèi)嵌在數(shù)據(jù)包中；對于”輸入”，應(yīng)答包取代了令牌包。USB2.0不支持”中斷”,而SuperSpeed支持連續(xù)“中斷”;USB2.0采用半雙工播送總線,而SuperSpeed采用允許輸入、輸出同時傳輸?shù)碾p工單播總線方式;USB2.0采用“輪詢檢測〔polling)”模型，而SuperSpeed使用異步通告方式。USB2.0不具備流能力，而SuperSpeed支持分散端點的流模式。USB2.0無法為同步設(shè)備提供在效勞間歇期進(jìn)入USB總線低功耗狀態(tài)的能力，而SuperSpeed允許同步設(shè)備在效勞間歇期進(jìn)入低功耗鏈路狀態(tài)。SuperSpeed主機可以在效勞間隙期之前傳送一個PING包給目標(biāo)同步設(shè)備以在同步傳送初始化之前讓通道有足夠的時間轉(zhuǎn)變回到有功功率狀態(tài)。如果系統(tǒng)進(jìn)入低耗狀態(tài)，USB2.0無法讓設(shè)備通知主機它能容忍多長的延遲差。這樣，主機由于無法理解設(shè)備的電力策略而可能無法進(jìn)入低耗狀態(tài)以免影響設(shè)備的性能。USB3.0通過延遲容差信息包機制讓SuperSpeed設(shè)備告訴主機它們的延遲容忍度，主機可以使用該信息包來依照設(shè)備延遲容忍度來建立自已的系統(tǒng)電力策略。USB2.0定期在1ms/125us間隙內(nèi)轉(zhuǎn)送SOF/uSOF，設(shè)備驅(qū)動器可以利用主機和系統(tǒng)軟件對此間隙進(jìn)行小范圍的調(diào)整；而USB3.0允許設(shè)備發(fā)送總線間隙調(diào)整數(shù)據(jù)包以供主機調(diào)整它的125us總線間隙，可調(diào)整的范圍高達(dá)+/-13.333us。另外，主機可以在釋放的定時窗內(nèi)從總線間隙界限發(fā)送同步時幀包。USB2.0電源管理〔包括鏈路電源管理〕總是由主機直接初始化。SuperSpeed支持鏈路級電源管理，可以允許在鏈路兩端中的任一端完成初始化，這樣，無論何時空閑、退出，何時需要通信，每個鏈路都能獨立地進(jìn)入低耗狀態(tài)。USB2.0只能在端對端級事務(wù)處理錯誤偵測、恢復(fù)和流量控制。而SuperSpeed在端-端和鏈路級之間下放了這些功能。USB3.0與USB2.0的外觀區(qū)分顏色觀察法觸片觀察法標(biāo)識觀察法1)顏色觀察法與USB2.0相比,USB3.0采用藍(lán)色基座,可以從顏色上區(qū)別。2)觸片觀察法這種方式更為謹(jǐn)慎,USB2.0僅具有4個多屬觸片,而USB3.0為9個金屬觸片.前面4個針腳與USB2.0一致,前方的5個針腳那么為USB3.0專屬。3)標(biāo)識觀察法USB3.0接口局部都會有該項標(biāo)識?！埠竺鏁斒觥持靼迳系腢SB2.0/3.0接口區(qū)分主板上的USB3.0接口比較好區(qū)分,單從顏色上就可區(qū)分。也可采用上面的方式加以區(qū)分。連接器配合界面電纜及其組件電氣性能要求機械和環(huán)境性能要求實施注意和導(dǎo)引5.0機械結(jié)構(gòu)本章定義了USB3.0連接器和電纜組件的外形、裝配、功能。內(nèi)容如下：本章目的在于使連接器、系統(tǒng)和設(shè)備設(shè)計者和制造商能夠建立、鑒定和使用USB3.0連接器、電纜及其組件。如果本章中的任何內(nèi)容與USB2.0標(biāo)準(zhǔn)相沖突，那么以USB3.0的標(biāo)準(zhǔn)的內(nèi)容為準(zhǔn)。支持5Gbps數(shù)據(jù)速率向后兼容USB2.0將連接器外形式樣控制在最小范圍EMI防護(hù)管理支持On-The-Go(OTG)低本錢5.1目標(biāo)物理層標(biāo)準(zhǔn)開發(fā)的目標(biāo)如下：5.2顯著特點：本段落描述了USB3.0連接器和電纜組件標(biāo)準(zhǔn)的顯著特點。目的不是羅列現(xiàn)有所有的技術(shù)細(xì)節(jié)及其主要特性，而是突出它們的存在。在適宜的情況下，本段落會指出更詳細(xì)內(nèi)容的其它段落。USB3.0標(biāo)準(zhǔn)A型公頭和母座USB3.0標(biāo)準(zhǔn)B型公頭和母座USB3.0電力B型公頭和母座USB3.0Micro-B型公頭和母座USB3.0Micro-A型公頭USB3.0Micro-AB型母座5.2.1連接器USB3.0標(biāo)準(zhǔn)中定義的連接器如下：表5.1列出了兼容的公頭與母座表5-1USB3.0標(biāo)準(zhǔn)公母互配性列表如下：母座可匹配的公頭USB2.0標(biāo)準(zhǔn)A型USB2.0或3.0標(biāo)準(zhǔn)A型USB3.0標(biāo)準(zhǔn)A型USB3.0或2.0標(biāo)準(zhǔn)A型USB2.0標(biāo)準(zhǔn)B型USB2.0標(biāo)準(zhǔn)B型USB3.0標(biāo)準(zhǔn)B型USB2.0或3.0標(biāo)準(zhǔn)B型USB3.0電力B型USB3.0電力B型或標(biāo)準(zhǔn)B型，USB2.0標(biāo)準(zhǔn)B型USB2.0Micro-B型USB2.0Micro-B型USB3.0Micro-B型USB3.0或2.0Micro-B型USB2.0Micro-AB型USB2.0Micro-B型或USB2.0Micro-A型USB3.0Micro-AB型USB3.0Micro-B或A型USB2.0Micro-B或A型USB3.0標(biāo)準(zhǔn)A型連接器用于主機連接器，支持超高速模式。它與USB2.0具有相同的接口界面，并多出另外兩個差分對和一個接地腳。參考中的針腳定義和說明。USB3.0標(biāo)準(zhǔn)A型母座既可與USB3.0標(biāo)準(zhǔn)A公頭或者USB2.0標(biāo)準(zhǔn)A型公頭匹配。與此相似，USB3.0標(biāo)準(zhǔn)A型公頭既可與USB3.0標(biāo)準(zhǔn)A型母座或者USB2.0標(biāo)準(zhǔn)A型母座相配。推薦的USB3.0塑膠殼體獨特的顏色標(biāo)識有助于使用者將USB3.0標(biāo)準(zhǔn)A型與USB2.0標(biāo)準(zhǔn)A型區(qū)分開來，具體參見節(jié)。2.3USB3.0標(biāo)準(zhǔn)A型連接器USB3.0標(biāo)準(zhǔn)B型連接器是為相對大型非便攜式外圍設(shè)備設(shè)計的。例如，外置硬盤驅(qū)動器和打印機。它這樣定義的目的是保證USB3.0標(biāo)準(zhǔn)B型母座既可匹配USB3.0標(biāo)準(zhǔn)B型公頭，又可匹配USB2.0標(biāo)準(zhǔn)B型公頭。但是,將USB3.0標(biāo)準(zhǔn)B型公頭插入到USB2.0標(biāo)準(zhǔn)B型母座在結(jié)構(gòu)上是不能實現(xiàn)的。(詳細(xì)情況參考5.3.2)

5.2.1.2USB3.0標(biāo)準(zhǔn)B型連接器USB3.0電力B型連接器定義用來讓USB3.0設(shè)備在沒有外部電源的情況下為USB適配器提供電力。它在外形式樣上與USB3.0標(biāo)準(zhǔn)B型保持一致，不同的是，它具有另外的兩個供電用的針腳〔DPWR〕和一個接地針腳〔DGND〕，詳細(xì)情況參見節(jié)。5.2.1.3USB3.0電力B型連接器USB3.0Micro-B型連接器針對的是小型移動設(shè)備。它兼容USB2.0Micro-B型連接器，即，USB2.0Micro-B型公頭可與USB3.0Micro-B型母座匹配使用。

節(jié)定義了USB3.0Micro連接器系列。2.4USB3.0Micro-B型連接器USB3.0Micro-AB型母座與USB3.0Micro-B型母座除了鎖扣〔keying)不同外其它根本相似。它可匹配USB3.0Micro-A型公頭、USB3.0Micro-B型公頭、USB2.0Micro-A型公頭或者USB2.0Micro-B型公頭。USB3.0Micro-AB型母座僅用于OTG產(chǎn)品上，〔OTG產(chǎn)品既可用作主機也可用作設(shè)備〕，USB3.0Micro-AB型母座的所有其它用途是禁止使用的。5.2.1.5USB3.0Micro-AB型連接器和Micro-A型連接器USB3.0Micro-A型公頭與USB3.0Micro-B型公頭除了鎖扣〔Keying)與ID針腳連接不同外其它相同。由于接口界面只有鎖扣〔keying)差異，USB3.0Micro-A型公頭、USB3.0Micro-AB型母座和USB3.0Micro-B型公母連接器都屬于USB3.0Micro系列。與USB3.0Micro-A型公頭相似，USB3.0Micro-A型公頭只用于OTG應(yīng)用。USB3.0標(biāo)準(zhǔn)定義的電纜組件如下：USB3.0標(biāo)準(zhǔn)A型公頭—USB3.0標(biāo)準(zhǔn)-B型公頭USB3.0標(biāo)準(zhǔn)A型公頭—USB3.0Micro-B型公頭USB3.0標(biāo)準(zhǔn)A型公頭—USB3.0標(biāo)準(zhǔn)-A型公頭USB3.0Micro-A型公頭—USB3.0Micro-B型公頭USB3.0Micro-A型公頭—USB3.0標(biāo)準(zhǔn)-B型公頭帶USB3.0標(biāo)準(zhǔn)-B型公頭的附屬電纜〔CaptiveCable)帶USB3.0Micro-A型公頭的永久連接電纜帶USB3.0電力B型公頭的永久連接電纜5.2.2適用的電纜組件附屬電纜〔CaptiveCable)是一種一端是標(biāo)準(zhǔn)A型公頭、另一端是永久連接的或者供給商特別定制的連接器。永久連接電纜是直接連線到設(shè)備并且無法從設(shè)備中拆開。此標(biāo)準(zhǔn)未規(guī)定制造商特別定制的連接器或者永久連接件在設(shè)備端是如何工作的。出于電氣性能一致性目的，USB3.0附屬電纜〔CaptiveCable)〔另一端為永久連接或者供給商定制的連接器〕應(yīng)作為USB3.0設(shè)備中的一局部考慮。除此標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的電纜外，其它類型的電纜組件都是不允許的。5.5節(jié)對USB3.0電纜內(nèi)容進(jìn)行了詳細(xì)的討論。出于EMI和信號完整性考慮，USB3.0電纜組件中用于超高速線路的的每個電纜差分對必須進(jìn)行屏蔽。在USB2.0中使用的無屏蔽雙絞線〔UTP〕在超高速應(yīng)用中是不允許的。5.4節(jié)定義了USB3.0的電纜結(jié)構(gòu)。5.2.3裸電纜〔rawcable)本段落定義了連接器的配合界面，包括連接器接口界面的圖紙、針腳布置和描述。5.3連接器的接口界面接口〔Interface)定義圖5-1~圖5-4分別示出了USB3.0標(biāo)準(zhǔn)A型母座和公頭的接口界面尺寸和USB3.0標(biāo)準(zhǔn)-A型母座的參考封裝。注意，圖中只對影響界面互配性的尺寸作了規(guī)定。所有REF尺寸只作參考提供，不作硬性強制規(guī)定。盡管USB3.0標(biāo)準(zhǔn)-A型連接器在外形式樣上與USB2.0標(biāo)準(zhǔn)A型連接器根本相似，但是它們在內(nèi)部結(jié)構(gòu)上具有明顯的差異。下面是關(guān)鍵特性和設(shè)計需要注意的地方：包括USB2.0中要求的VBUS、D+、D-和GNDPIN在內(nèi)，USB3.0標(biāo)準(zhǔn)-A型連接器還包括其它五個針腳—兩個差分對PIN和一個接地PIN〔GND_DRAIN)。這兩個另外增加的差分對用于超高速數(shù)據(jù)傳輸，以支持雙工超高速信號；另一個新增的GND_DRAINPIN用作接地線端子，用作信號完整性和EMI性能控制。五個SuperSpeedPIN的接觸區(qū)位置設(shè)計為朝向母座前面并呈刀片式，而4個USB2.0PIN那么設(shè)計為朝向母座后面并呈梁臂或彈片。相應(yīng)的在公頭內(nèi)，超高速端子的梁臂端子位于USB2.0的刀片式端子的后面。換名話說，USB3.0的標(biāo)準(zhǔn)A型連接器為兩層式觸點系統(tǒng)。與USB2.0標(biāo)準(zhǔn)A型連接器相比，標(biāo)準(zhǔn)A型連接器外形式樣內(nèi)的層級接觸方式不可防止地導(dǎo)致有效接觸區(qū)域減少。連接器接口尺寸要考慮USB3.0標(biāo)準(zhǔn)A型母座和USB3.0標(biāo)準(zhǔn)A型公頭之間、USB3.0標(biāo)準(zhǔn)A型母座和USB2.0標(biāo)準(zhǔn)A型公頭之間及USB2.0標(biāo)準(zhǔn)A型母座和USB3.0標(biāo)準(zhǔn)A型公頭之間的接觸配合要求。連接器設(shè)計者應(yīng)該謹(jǐn)慎考慮這些設(shè)計細(xì)節(jié)方面的問題。連接器界面接口的定義綜合考慮避開了在USB2.0標(biāo)準(zhǔn)A型公頭插入USB3.0標(biāo)準(zhǔn)A型母座或者USB3.0標(biāo)準(zhǔn)A型公頭插入USB2.0標(biāo)準(zhǔn)A型母座時超高速和USB2.0針腳之間短路的缺陷。與USB2.0標(biāo)準(zhǔn)A型母座相比，USB3.0標(biāo)準(zhǔn)A型母座連接器的深度有所增加〔深入系統(tǒng)板的深度〕，以支持兩級觸點方式。插孔封裝的例子如圖5-3和圖5-4所示。其它封裝例如SMT〔外表安裝〕也是允許的。堆棧式USB3.0標(biāo)準(zhǔn)A型母座的圖紙未在此標(biāo)準(zhǔn)中示出，但是，只要它們滿足本標(biāo)準(zhǔn)中的所有的電氣和機械性能要求，它們也是允許的。事實上，雙層級USB3.0標(biāo)準(zhǔn)A型母座已被看作和PC機上廣泛使用的雙層級USB2.0標(biāo)準(zhǔn)A型母座一樣的通用應(yīng)用。在設(shè)計堆棧式USB3.0標(biāo)準(zhǔn)A型母座時，由于電長度很長，務(wù)必盡最大可能使堆棧中上層連接器的阻抗不連續(xù)性降到最小。圖5-4為雙層級標(biāo)準(zhǔn)A型母座連接器的一個例子或者參考封裝。注意,PIN1~PIN9為對應(yīng)的低端口,而PIN10~PIN18為對應(yīng)的高端口。節(jié)對堆棧式連接器進(jìn)行了更深入的討論。務(wù)必注意USB3.0標(biāo)準(zhǔn)A型連接器的高速電氣設(shè)計。除使連接器的阻抗不連續(xù)性盡量最小外，超高速線對和USB2.0的D+、D-對之間的串?dāng)_也應(yīng)該做到最小化。注意：1〕圖中未標(biāo)注尺寸的幾何結(jié)構(gòu)僅作參考，可變動。2〕此圖僅為表達(dá)界面接口尺寸用。此圖并未示出真實的制造情況。續(xù)續(xù)圖5-1USB3.0標(biāo)準(zhǔn)A型母座的接口界面尺寸續(xù)注意：1〕圖中未標(biāo)注尺寸的幾何結(jié)構(gòu)僅作參考，可變動。2〕此圖僅為表達(dá)界面接口尺寸用。此圖并未示出真實的制造情況。續(xù)圖5-2USB3.0標(biāo)準(zhǔn)A型公頭的接口界面尺寸圖5-3USB3.0標(biāo)準(zhǔn)A型母座的參考封裝尺寸圖5-4USB3.0雙層級標(biāo)準(zhǔn)A型母座的參考封裝尺寸5.3.1.2PIN腳定義和說明USB3.0標(biāo)準(zhǔn)A型連接器的PIN針使用和定義如表5-2：PIN號信號名稱說明匹配順序1VBUS電源第二2D+USB2.0差分對第三3D-4GND電源的地回路第二5StdA_SSRX-超高速接收差分對最后6StdA_SSRX+7GND_DRAIN信號的地回路8StdA_SSTX-超高速發(fā)送差分對9StdA_SSTX+外殼屏蔽連接器金屬外殼首先連接器PIN針的物理位置如圖5-1~圖5-4，注意，PIN1~PIN4參考為USB2.0PIN，PIN5~PIN9參考為超高速PIN。發(fā)送和接收以設(shè)備為參考基準(zhǔn)。5.3.1.3USB3.0標(biāo)準(zhǔn)A型連接器顏色識別由于USB2.0標(biāo)準(zhǔn)A型和USB3.0標(biāo)準(zhǔn)A型母座可能共存于同一臺主機上，推薦對USB3.0標(biāo)準(zhǔn)A型連接器〔母座和公頭〕膠芯進(jìn)行顏色標(biāo)識，有助于使用者將USB3.0標(biāo)準(zhǔn)A型連接器與USB2.0標(biāo)準(zhǔn)A型連接器區(qū)分開。推薦使用藍(lán)色〔Pantone300C)作為USB3.0標(biāo)準(zhǔn)A型母座與公頭膠芯的標(biāo)識顏色。當(dāng)使用推薦的顏色時，連接器制造商和系統(tǒng)集成商應(yīng)該確保藍(lán)色的母座膠芯是可見的。圖5-5示出了USB3.0標(biāo)準(zhǔn)A型連接器的標(biāo)識顏色。圖5-5USB3.0標(biāo)準(zhǔn)A型連接器推薦的標(biāo)別顏色5.3.2USB3.0標(biāo)準(zhǔn)B型連接器接口界面定義如圖5-6~圖5-8，分別示出了USB3.0標(biāo)準(zhǔn)B型母座和公頭的接口界面尺寸和參考封裝。續(xù)續(xù)續(xù)圖5-6USB3.0標(biāo)準(zhǔn)B型母座的接口界面尺寸注意：1〕圖中標(biāo)注公差的尺寸為關(guān)健尺寸，不可偏離。2〕根本公差為+/-0.10mm,否那么，采用規(guī)定的公差。3〕所有尺寸單位為毫米。4〕標(biāo)有“REF”的尺寸為典型尺寸，不同的制造商生產(chǎn)的產(chǎn)品可能不同。5〕未標(biāo)注尺寸的幾何結(jié)構(gòu)僅作參考，可能變動。續(xù)續(xù)圖5-7USB3.0標(biāo)準(zhǔn)B型公頭的接口界面尺寸注意：1〕圖中標(biāo)注公差的尺寸為關(guān)健尺寸，不可偏離。2〕根本公差為+/-0.10mm,否那么，采用規(guī)定的公差。3〕所有尺寸單位為毫米。4〕標(biāo)有“REF”的尺寸為典型尺寸，不同的制造商生產(chǎn)的產(chǎn)品可能不同。5〕未標(biāo)注尺寸的幾何結(jié)構(gòu)僅作參考，可能變動。6〕連接器和電纜的總長為從系列B公頭的A基準(zhǔn)線處測量到系列A公頭的A基準(zhǔn)線或者鈍形終端處。圖5-8USB3.0標(biāo)準(zhǔn)B型母座的參考封裝尺寸USB3.0標(biāo)準(zhǔn)B型母座的接口界面分為兩局部：USB2.0接口和超高速接口。注意，USB2.0接口包括PIN1~PIN4，超高速接口包括USPIN5~PIN9。當(dāng)USB2.0標(biāo)準(zhǔn)B型公頭插入USB3.0標(biāo)準(zhǔn)B型母座時，只有USB2.0接口是插合的，此時，鏈路不具備超高速能力。盡管如此，當(dāng)USB2.0標(biāo)準(zhǔn)B型公頭插入到USB3.0標(biāo)準(zhǔn)B型母座時，USB3.0超高速局部未插合狀態(tài)是可見的，用戶可以看到電纜公頭沒有和母座匹配，只有當(dāng)USB3.0標(biāo)準(zhǔn)B型公頭插入到USB3.0標(biāo)準(zhǔn)B型母座時，才可從外面看到接口是完全匹配的。5.3.2.2PIN腳定義和說明USB3.0標(biāo)準(zhǔn)B型連接器的PIN針使用和定義如表5-3：PIN號信號名稱說明匹配順序1VBUS電源第二2D-USB2.0差分對第三或再往后3D+4GND電源的地回路第二5StdB_SSTX-超高速發(fā)送差分對第三或再往后6StdB_SSTX+7GND_DRAIN信號的地回路8StdB_SSRX-超高速接收差分對9StdB_SSRX+外殼屏蔽連接器金屬外殼首先連接器PIN針的物理位置如圖5-6~圖5-8，發(fā)送和接收的定義以設(shè)備為參考基準(zhǔn)。5.3.3USB3.0電力B型連接器接口界面定義如圖5-9~圖5-11，分別示出了USB3.0電力B型母座和公頭的接口界面尺寸和參考封裝。續(xù)續(xù)續(xù)圖5-9USB3.0電力B型母座的接口界面尺寸注意：1〕圖中標(biāo)注公差的尺寸為關(guān)健尺寸，不可偏離。2〕根本公差為+/-0.10mm,否那么，采用規(guī)定的公差。3〕所有尺寸單位為毫米。4〕標(biāo)有“REF”的尺寸為典型尺寸，不同的制造商生產(chǎn)的產(chǎn)品可能不同。5〕未標(biāo)注尺寸的幾何結(jié)構(gòu)僅作參考，可能變動。續(xù)續(xù)注意：1〕圖中標(biāo)注公差的尺寸為關(guān)健尺寸，不可偏離。2〕根本公差為+/-0.10mm,否那么，采用規(guī)定的公差。3〕所有尺寸單位為毫米。4〕標(biāo)有“REF”的尺寸為典型尺寸，不同的制造商生產(chǎn)的產(chǎn)品可能不同。5〕未標(biāo)注尺寸的幾何結(jié)構(gòu)僅作參考，可能變動。圖5-10USB3.0電力B型公頭的接口界面尺寸圖5-11USB3.0電力B型母座的參考封裝尺寸5.3.3.2PIN腳定義和說明USB3.0電力B型連接器的PIN針使用和定義如表5-4：PIN號信號名稱說明匹配順序1VBUS電源第二2D-USB2.0差分對第三或再往后3D+4GND電源的地回路第二5StdB_SSTX-超高速發(fā)送差分對第三或再往后6StdB_SSTX+7GND_DRAIN信號的地回路8StdB_SSRX-超高速接收差分對9StdB_SSRX+10DPWR由設(shè)備提供的電力11DGNDDPWR的地回路外殼屏蔽連接器金屬外殼首先連接器PIN針的物理位置如圖5-9~圖5-11，發(fā)送和接收的定義以設(shè)備為參考基準(zhǔn)。5.3.4USB3.0Micro連接器系列接口界面定義USB3.0Micro連接器系列包括USB3.0Micro-B型母座、USB3.0MicroAB型母座、USB3.0Micro-B型公頭和USB3.0Micro-A型公頭。圖5-12和圖5-13示出了USB3.0Micro系列母座和公頭的接口界面尺寸。注意，僅對影響插合互配性的尺寸作了規(guī)定。續(xù)注意：根本公差為+/-0.05mm,否那么，按規(guī)定的公差。續(xù)續(xù)圖5-12USB3.0MicroB型和MicroAB型母座的接口界面尺寸注意：金屬結(jié)構(gòu)的倒角處理是可選的。續(xù)注意：1〕標(biāo)識為REF的尺寸，不同制造商之間可以是不同的。2〕一般公差為+/-0.05mm,否那么，按規(guī)定的公差。注意：1〕標(biāo)識為REF的尺寸，不同制造商之間可以是不同的。2〕一般公差為+/-0.05mm,否那么，按規(guī)定的公差。續(xù)續(xù)圖5-13USB3.0MicroB型和MicroA型公頭的接口界面尺寸標(biāo)準(zhǔn)的外表安裝型版本圖紙續(xù)USB3.0Micro-B母座注意：1〕關(guān)鍵尺寸標(biāo)有公差，不能偏離。2〕標(biāo)識為REF的尺寸，不同制造商之間可以是不同的。3〕一般公差為+/-0.05mm,否那么，采用規(guī)定的公差。4〕金屬結(jié)構(gòu)的倒角是可選的。續(xù)USB3.0Micro-B母座續(xù)標(biāo)準(zhǔn)的外表安裝型版本圖紙USB3.0Micro-AB母座USB3.0Micro-AB母座注意：1〕關(guān)鍵尺寸標(biāo)有公差，不能偏離。2〕標(biāo)識為REF的尺寸，不同制造商之間可以是不同的。3〕一般公差為+/-0.05mm,否那么，采用規(guī)定的公差。4〕金屬倒角是可選的。圖5-14USB3.0MicroB型和MicroAB型母座的參考封裝尺寸USB3.0Micro連接器系列有以下特點：USB3.0Micro-B型連接器可認(rèn)為由USB2.0Micro-B型接口和USB3.0超高速端子組成。USB3.0Micro-B型母座可與USB2.0Micro-B型公頭匹配，以維持向后兼容性。USB3.0Micro-B型連接器與Micro2.0Micro-B連接器一樣具有相同的連接器高度和端子間距。USB3.0Micro-B型連接器采用與USB2.0Micro-B型連接器相同的鎖扣設(shè)計。除連接器外殼外形上的鎖扣〔keying)不同外，USB3.0Micro-AB型母座與USB3.0Micro-B型母座是完全相同的。USB3.0Micro-A型公頭除鎖扣和ID針腳連接不同外，與USB3.0Micro-B型公頭相同。節(jié)討論了ID針腳連接的情況。USB3.0Micro系列連接器對封裝無要求。圖5-14示出了Micro-B和Micro-AB連接器的參考封裝。5.3.4.2PIN腳定義和說明USB3.0Micro-B型連接器的PIN針使用和定義如表5-5：PIN號信號名稱說明匹配順序1VBUS電源第二2D-USB2.0差分對最后3D+4IDOTG識別5GND電源的地回路第二6MicB_SSTX-超高速發(fā)送差分對最后7MicB_SSTX+8GND_DRAIN超高速信號的地回路第二9MicB_SSRX-超高速接收差分對最后10MicB_SSRX+外殼屏蔽連接器金屬外殼首先注意:發(fā)送和接收的定義以設(shè)備為參考基準(zhǔn)。USB3.0Micro-AB/-A型連接器的PIN針使用和定義如表5-6：PIN號信號名稱說明匹配順序1VBUS電源第二2D-USB2.0差分對最后3D+4IDOTG識別5GND電源的地回路第二6MicA_SSTX-超高速發(fā)送差分對最后7MicA_SSTX+8GND_DRAIN超高速信號的地回路第二9MicA_SSRX-超高速接收差分對最后10MicA_SSRX+外殼屏蔽連接器金屬外殼首先連接器PIN針的物理位置如圖5-12~圖5-14，發(fā)送和接收的定義以O(shè)TG設(shè)備為主機時的狀態(tài)作為參考基準(zhǔn)。5.4電纜結(jié)構(gòu)及電線分配本節(jié)討論USB3.0的電纜,包括電纜結(jié)構(gòu)、電線分配和線規(guī)。性能要求在節(jié)中進(jìn)行討論。5.4.1電纜結(jié)構(gòu)圖5-15中示出了USB3.0電纜的剖面圖。電線共分為三組：UTP信號對、屏蔽差分線〔SDP，雙絞型或屏蔽雙線饋線信號對〕、電源線和地線。圖5-15USB3.0電纜的橫截面示意圖UTP線纜用于傳輸USB2.0信號，而SDP用于超高速信號傳輸；為了確保信號完整性和EMI性能，對超高速差分對進(jìn)行了屏蔽。每個SDP附帶有一根接地線，并最終通過連接器的GND_DRAINPIN與系統(tǒng)地相連。在USB3.0中，金屬編織層將所有電線包裹在一起。編織層與公頭的外殼連接，為保證EMI，盡可能呈360°封閉。電線分配線序、信號線分布、線色等的定義如表5-7：線序信號名稱說明線色1PWR電源紅色2UTP_D-非屏蔽雙絞線，負(fù)極白色3UTP_D+非屏蔽雙絞線，正極綠色4GND_PWRrt電源的地回路黑色5SDP1-屏蔽差分對1，負(fù)極藍(lán)色6SDP1+屏蔽差分對1，正極黃色7SDP1_DrainSDP1的Drain線8SDP2-屏蔽差分對2，負(fù)極紫色9SDP2+屏蔽差分對2，正極橙色10SDP2_DrainSDP2的Drain線編織層屏蔽電纜外編織層360°封閉式端接到公頭金屬外殼上5.4.3線規(guī)和電纜直徑本標(biāo)準(zhǔn)沒有指定線規(guī)，表5-8列出的典型線規(guī)只供參考。線規(guī)較大的電線損耗較低，但電纜的柔韌性變差。應(yīng)該在電纜組件滿足電性能要求條件下盡可能選擇電小線規(guī)的電纜。為使柔韌性最正確，所有電線應(yīng)為絞合的，并且電纜的外直徑盡可能做到最小。典型的USB3.0電纜的外徑為3mm~6mm。表5-8：參考線規(guī)線序信號名稱線規(guī)（AWG）1PWR20~282UTP_D-28~343UTP_D+28~344GND_PWRrt20~285SDP1-26~346SDP1+26~347SDP1_Drain28~348SDP2-26~349SDP2+26~3410SDP2_Drain28~345.5電纜組件5.5.1USB3.0標(biāo)準(zhǔn)A型—USB3.0標(biāo)準(zhǔn)B型電纜組件圖5-16示出了USB3.0標(biāo)準(zhǔn)A型—USB3.0標(biāo)準(zhǔn)B型電纜組件續(xù)圖5-16USB3.0標(biāo)準(zhǔn)A型—USB3.0標(biāo)準(zhǔn)B型電纜組件USB3.0標(biāo)準(zhǔn)A型電線與USB3.0標(biāo)準(zhǔn)B型電線的連接方式如表5-9所示。USB3.0標(biāo)準(zhǔn)A型公頭電線USB3.0標(biāo)準(zhǔn)B型公頭PIN號信號名稱線序信號名稱PIN號信號名稱1VBUS1PWR1VBUS2D-2UTP_D-2D-3D+3UTP_D+3D+4GND4GND_PWRrt4GND5StdA_SSRX-5SDP1-5StdB_SSTX-6StdA_SSRX+6SDP1+6StdB_SSTX+7GND_DRAIN7或者10SDP1_DrainSDP2_Drain7GND_DRAIN8StdA_SSTX-8SDP2-8StdB_SSRX-9StdA_SSTX+9SDP2+9StdB_SSRX+ShellShieldBraidShieldShellShield5.5.2USB3.0標(biāo)準(zhǔn)A型—USB3.0標(biāo)準(zhǔn)A型電纜組件USB3.0標(biāo)準(zhǔn)A型—USB3.0標(biāo)準(zhǔn)A型電纜組件用于操作系統(tǒng)糾錯〔debugging)和其它主機對主機連接應(yīng)用中。表5-10示出了這種電纜組件的電線連接方式。參考圖5-16中的標(biāo)準(zhǔn)A型電纜的包覆成型尺寸〔overmold)。表5-10USB3.0標(biāo)準(zhǔn)A型與USB3.0標(biāo)準(zhǔn)A型的電線連接方式USB3.0標(biāo)準(zhǔn)A型公頭#1電線USB3.0標(biāo)準(zhǔn)A型公頭#2PIN號信號名稱線序信號名稱PIN號信號名稱1VBUS無連接1VBUS2D-無連接2D-3D+無連接3D+4GND4GND_PWRrt4GND5StdA_SSRX-5SDP1-8StdA_SSTX-6StdA_SSRX+6SDP1+9StdA_SSTX+7GND_DRAIN7或者10SDP1_DrainSDP2_Drain7GND_DRAIN8StdA_SSTX-8SDP2-5StdA_SSRX-9StdA_SSTX+9SDP2+6StdA_SSRX+ShellShieldBraidShieldShellShield5.5.3USB3.0標(biāo)準(zhǔn)A型—USB3.0Micro-B型電纜組件圖5-17示出了USB3.0Micro-B型公頭—USB3.0標(biāo)準(zhǔn)A型電纜組件中的USB3.0Micro-B型公頭的包覆成型尺寸。如圖5-16示出了USB3.0標(biāo)準(zhǔn)A型公頭的包覆成型尺寸。圖5-17USB3.0Micro-B型公頭電纜的包覆成型尺寸說明：1〕任何外表紋理處理可低于外表的0.3mmmax.2〕字母“B”周圍的方形區(qū)域可低至0.5mm。3〕USB授權(quán)LOGO、連接器類型標(biāo)識〔A、B〕、膠芯顏色、最大尺寸都是受控的。包覆成型外部配置，顏色和最終形狀僅作參考。4〕在公頭內(nèi)部，PIN4和PIN5沒有連接。表5-11示出了USB3.0標(biāo)準(zhǔn)A型與USB3.0Micro-B型電線的連接方式。注意，USB3.0Micro-B型中的IDPIN沒有連接，處于懸空狀態(tài)。USB3.0標(biāo)準(zhǔn)A型公頭電線USB3.0Micro-B型公頭PIN號信號名稱線序信號名稱PIN號信號名稱1VBUS1PWR1VBUS2D-2UTP_D-2D-3D+3UTP_D+3D+4GND4GND_PWRrt5GND5StdA_SSRX-5SDP1-6MicB_SSTX-6StdA_SSRX+6SDP1+7MicB_SSTX+7GND_DRAIN7或者10SDP1_DrainSDP2_Drain8GND_DRAIN8StdA_SSTX-8SDP2-9MicB_SSRX-9StdA_SSTX+9SDP2+10MicB_SSRX+4IDShellShieldBraidShieldShellShield5.5.4USB3.0Micro-A型—USB3.0Micro-B型電纜組件圖5-18示出了USB3.0Micro-A型公頭—USB3.0Micro-B型電纜組件中的USB3.0Micro-A型公頭包覆尺寸。參考圖5-17中的Micro-B型公頭電纜包覆尺寸。圖5-18USB3.0Micro-A型公頭電纜的包覆尺寸說明：1〕任何外表紋理處理可低于外表的0.3mmmax.2〕字母“B”周圍的方形區(qū)域可低至0.5mm。3〕USB授權(quán)LOGO、連接器類型標(biāo)識〔A、B〕、膠芯顏色、最大尺寸都是受控的。包覆成型外部配置，顏色和最終形狀僅作參考。4〕在公頭內(nèi)部，PIN4和PIN5沒有連接。表5-12示出了USB3.0Micro-A—USB3.0Micro-B電纜組件。USB3.0Micro-A公頭的ID針腳與GNDpin連接。USB3.0Micro-B公頭的ID針腳空置或者通過大于Rb_PLUG_ID〔最小1MΩ〕阻值的電阻連接到地。OTG設(shè)備通過判斷ID針腳連接到地的電阻值小于Ra_PLUG_ID(10ΩMax)還是大于Rb_PLUG_ID來偵測插入的是USB3.0Micro-A公頭還是USB3.0Micro-B公頭。任何電阻小于Ra_PLUG_ID的情況被認(rèn)為是ID=FALSE，而電阻大于Rb_PLUG_ID的情況被認(rèn)為ID=TRUE。USB3.0MicroA型公頭電線USB3.0Micro-B型公頭PIN號信號名稱線序信號名稱PIN號信號名稱1VBUS1PWR1VBUS2D-2UTP_D-2D-3D+3UTP_D+3D+4ID(seeNote1)無連接4ID(seeNote2)5GND4GND_PWRrt5GND6MicA_SSTX-5SDP1-9MicB_SSRX-7MicA_SSTX+6SDP1+10MicB_SSRX+8GND_DRAIN7或者10SDP1_DrainSDP2_Drain8GND_DRAIN9MicA_SSRX-8SDP2-6MicB_SSTX-10MicA_SSRX+9SDP2+7MicB_SSTX+ShellShieldBraidShieldShellShield表5-12USB3.0Micro-A型—USB3.0Micro-B型電纜組件接線方式注意:1)連接到地。2〕無連接或者通過大于1MΩ的電阻連接到地。5.5.5USB3.0Micro-A型—USB3.0標(biāo)準(zhǔn)-B型電纜組件USB3.0Micro-A型—USB3.0標(biāo)準(zhǔn)B型電纜組件也是標(biāo)準(zhǔn)允許的，圖5-18和圖5-16分別示出了USB3.0Micro-A型公電纜的包覆尺寸和USB3.0標(biāo)準(zhǔn)B型電纜的包覆尺寸。USB3.0Micro-A型公頭電線USB3.0標(biāo)準(zhǔn)-B型公頭PIN號信號名稱線序信號名稱PIN號信號名稱1VBUS1PWR1VBUS2D-2UTP_D-2D-3D+3UTP_D+3D+4ID(seeNote1)無連接5GND4GND_PWRrt4GND6MicA_SSTX-5SDP1-8StdB_SSRX-7MicA_SSTX+6SDP1+9StdB_SSRX+8GND_DRAIN7或者10SDP1_DrainSDP2_Drain7GND_DRAIN9MicA_SSRX-8SDP2-5StdB_SSTX-10MicA_SSRX+9SDP2+6StdB_SSTX+ShellShieldBraidShieldShellShield表5-13USB3.0Micro-A型—USB3.0標(biāo)準(zhǔn)-B型電纜組件接線方式注意:1)連接到地。5.5.6USB3.0圖標(biāo)位置圖5-19USB3.0標(biāo)識圖符合USB3.0連接器和電纜組件標(biāo)準(zhǔn)的USB3.0電纜組件圖標(biāo)如圖5-19所示。USB3.0圖標(biāo)內(nèi)嵌在USB3.0公頭一側(cè)的凹槽區(qū)域中。這樣便于用戶區(qū)分和插合過程中的對齊操作。USB圖標(biāo)和制造商LOGO的投影區(qū)域不應(yīng)超過overmold的外表。USB3.0電纜組件在兩端的公頭上都要有USB3.0圖標(biāo)，并推薦采用制造商LOGO。應(yīng)保證USB母座的位置在與公頭配合過程中不會防礙圖標(biāo)的可視性。圖5-20示出了典型的公頭中的位置。圖5-20典型的公頭中的位置5.5.7電纜組件的長度本標(biāo)準(zhǔn)沒有對長度作出要求。USB3.0電纜組件只要滿足標(biāo)準(zhǔn)中定義的所有要求，可以為任意長度。節(jié)中提到的電纜組件的損耗預(yù)算和節(jié)中描述的電纜壓降預(yù)算將會限制電纜組件的長度。5.6電氣要求本節(jié)涵蓋了USB3.0裸電纜、匹配連接器、匹配電纜組件的電氣要求。除非特別說明，USB3.0信號〔即通常提到的超高速〕按本標(biāo)準(zhǔn)要求管控，USB2.0信號按USB2.0標(biāo)準(zhǔn)要求管控。關(guān)于特定的D+/D-線的電氣要求參考USB3.0連接器和電纜組件適用文檔。通過配對的連接器與配對的電纜組件的標(biāo)準(zhǔn)化要求來滿足USB3.0標(biāo)準(zhǔn)要求。超高速要求主要通過工業(yè)測試標(biāo)準(zhǔn)對S參數(shù)相關(guān)性能進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)。DC要求〔例如接觸電阻和載流能力〕也在本節(jié)中作了標(biāo)準(zhǔn)。關(guān)于電纜和連接器產(chǎn)品的任何介紹性標(biāo)準(zhǔn)用于設(shè)計指導(dǎo)和制造控制目的。要求的測試方法和對應(yīng)的性能要求為所述參數(shù)的參考。節(jié)中示出了DC要求的行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)列表。其它支持性測試程序可從USB3.0連接器和電纜組件相應(yīng)文件中獲得。除非特殊說明，本節(jié)中的要求適用于所有USB3.0連接器和/或電纜組件。5.6.1超高速電氣性能要求以下章節(jié)突出了超高速信號的要求。USB2.0信號〔D+/D-信號線〕的要求按USB3.0連接器和電纜組件適用文檔的要求。5.6.1.1裸電纜介紹裸電纜電氣性能的目的是為了幫助電纜組件制造商管理裸電纜供給商。這些目標(biāo)并不是USB3.0遵循工程。配對電纜組件的最終性能要求在節(jié)中定義。特征阻抗SDP線對的差分特征阻抗推薦在90+/-7Ohm以內(nèi)。應(yīng)使用200ps(10%-90%)上升時間的TDR在差分模式下進(jìn)行測試。5.6.1.1.2對內(nèi)延遲差SDP線對的對內(nèi)延遲差建議小于15ps/m。應(yīng)使用TDT在差分模式下測試，條件：上升時間為200ps(10%-90%〕、crossing為輸入電壓的50%。5.6.1.1.3差分插入損耗線纜的損耗依賴于線規(guī)和電介質(zhì)材料。表5-14列出了SDP線對差分插入損耗的例子。注意，差分損耗值的參考差分阻抗為90Ohm.

表5-14SDP差分插入阻抗范例頻率34AWG30AWG28AWG26AWG0.625GHz2.7dB/m1.3dB/m1.0dB/m0.9dB/m1.25GHz3.3dB/m1.9dB/m1.5dB/m1.3dB/m2.50GHz4.4dB/m3.0dB/m2.5dB/m1.9dB/m5.00GHz6.7dB/m4.6dB/m3.6dB/m3.1dB/m7.50GHz9.0dB/m5.9dB/m4.7dB/m4.2dB/m5.6.1.2匹配連接器匹配連接器的阻抗要求為維持信號完整性的需要。匹配連接器的差分阻抗應(yīng)在90+/-15Ohm以內(nèi)<由50ps(20%-80%)上升時間的差分TDR上觀測>。圖5-21示出了匹配連接器的阻抗限制。如圖5-21中的匹配連接器的阻抗限制，匹配連接器的阻抗曲線圖形必須降落在限制內(nèi)。注意，匹配連接器的阻抗曲線圖形為從母座封裝處通過公頭電纜接端處區(qū)域。如果公頭直接安裝在設(shè)備PCB上，匹配連接器的阻抗曲線圖形為包括從母座封裝處到公頭封裝處的路徑。圖5-21匹配連接器的阻抗限制5.6.1.3匹配的電纜組件匹配的電纜組件指的是電纜組件兩端與安裝在測試夾具上的對應(yīng)母座配合在一起。對匹配的電纜組件上的整個信號通路〔從主機母座觸點焊盤或者主機系統(tǒng)板的通孔到設(shè)備母座觸點焊盤或設(shè)備系統(tǒng)板的通孔〕的要求不包括PCB線跡，如圖5-22所示。在TP1〔測試點1〕和TP2〔測試點2〕之間進(jìn)行測試。圖5-22匹配電纜組件測試點的圖示為了進(jìn)行相關(guān)測試，母座安裝在測試夾具上。測試夾具應(yīng)具有從SMA或者微型控針到參考平面或者測試點的單端特征阻抗為50+/-7%的非耦合通路。測試夾具應(yīng)具有適宜的校準(zhǔn)結(jié)構(gòu)來校驗夾具對系統(tǒng)產(chǎn)生的影響。所有與待測PIN相鄰的沒有連接到測試端口的非接地PIN都應(yīng)該用50Ohm負(fù)載端接。為與USB3.0通道規(guī)定的差分特征阻抗值90Ohm保持一致，所有測試的差分S參數(shù)應(yīng)歸一化到90Ohm參考差分阻抗。大多數(shù)VNA測試軟件允許測量的S參數(shù)歸一化到不同的參考阻抗。例如，在PLTS，可以設(shè)置端口阻抗為45Ohm,并將測量值歸一化到50Ohm單端S參數(shù)到50Ohm。在單端轉(zhuǎn)換到差分模式后，這會獲得90Ohm的差分S參數(shù)。USB3.0連接器和電纜組件的適用文檔定義了一個供參考的USB3.0匹配電纜組件測試夾具，并詳細(xì)地給出了測試程序。5.6.1.3.1差分插入損耗〔EIA-360-101〕

差分插入損耗SDD12量測通過匹配電纜組件傳輸?shù)牟罘中盘柲芰?。圖5-23示出了歸一化成90Ohm差分阻抗的差分插入損耗界限，包括以下凸點：〔100MHz，-1.5dB)、〔1.25GHz,-5.0dB)、〔2.5GHz,-7.5dB)和〔7.5GHz,-25dB)。測量的匹配電纜組件的差分插入損耗值一定不能超過差分插入損耗界限。圖5-23差分插入損耗要求5.6.1.3.2超高速對的差分近端串?dāng)_〔EIA-360-90〕

差分串?dāng)_量測差分對之間的耦合干擾。由于超高速的Tx線對正好與Rx線對相鄰，只對差分近端串?dāng)_〔DDNEXT〕作了規(guī)定，并以90Ohm差分阻抗值作為參考〔如圖5-24中所示〕。如果DDENXT沒有超過界限，那么匹配電纜組件滿足DDNEXT的要求，如圖5-24所示。圖中凸點確定了DDNEXT的界限為：〔100MHz,-27dB),(2.5GHz,-27dB),(3GHz,-23dB)和(7.5GHz,-23dB)。

圖5-24超高速對的差分近端串?dāng)_要求5.6.1.3.3超高速對和D+/D-之間的差分串?dāng)_〔EIA-360-90〕

超高速對和D+/D-之間的差分近端串?dāng)_和遠(yuǎn)端串?dāng)_〔SSTX+/SSTX-或SSRX+/SSRX-〕應(yīng)該控制在圖5-25中示出的界限以下。DDNEXT和DDFEXT的界限凸點為〔100MHz,-21dB)、(2.5GHz,-21dB)、(3.0GHz,-15dB)和〔7.5GHz，-15dB)。參考差分阻抗應(yīng)為90Ohm。圖5-25超高速對和D+/D-之間的差分近、遠(yuǎn)端串?dāng)_要求5.6.1.3.4差分-共模模式轉(zhuǎn)換由于共模電流為EMI的直接源頭。限制差分—共模模式轉(zhuǎn)換參數(shù)SCD12將限制連接器和電纜組件的EMI產(chǎn)生。圖5-26示出了SCD12要求：如果如圖5-26中顯示的頻帶范圍內(nèi)的SCD12小于或者等于-20dB，那么匹配電纜組件符合SCD12要求。圖5-26差分-共模模式轉(zhuǎn)換參數(shù)要求5.6.2DC電氣性能要求

5.6.2.1低電平接觸電阻〔EIA364-23B〕以下要求適合電源和信號端子：初始值：30mOhm〔Max〕〔VBUS和GND端子〕初始值：50mOhm〔Max〕〔所有其它端子〕環(huán)境應(yīng)力測試后最大變化量〔delta)為+10mOhm測試條件為電流100mA、開路電壓20mV(Max)環(huán)境要求和測試順序參考節(jié)5.6.2.2絕緣強度〔EIA-360-20〕

測試電壓：100VAC(RMS)測試點：匹配和匹配連接器的相鄰端子要求：無擊穿5.6.2.3絕緣強度〔EIA-360-20〕

測試點：匹配和匹配連接器的相鄰端子要求：100MOhm5.6.2.4端子額定電流〔EIA-360-70，方法2〕VBUSPIN和它相應(yīng)的GNDPIN施加1.8A的電流〔即USB3.0標(biāo)準(zhǔn)A型和標(biāo)準(zhǔn)B/電力B型連接器中的PIN1和PIN4；USB3.0Micro連接器系列的PIN1和PIN5〕。另外，其它端子施加的電流至少為0.25A。當(dāng)電流通過端子時，測試中的USB3.0連接器中的任何一點的溫度變化都不能超過30℃〔環(huán)境溫度為25℃〕。對于USB3.0電力B型連接器，在DPWRPIN和它對應(yīng)的DGNDPIN上施加2.0A的電流〔即USB3.0電力B型連接器中的PIN10和PIN11〕。另外，其它端子施加的電流至少為0.25A。當(dāng)電流通過端子時，測試中的USB3.0連接器中的任何一點的溫度變化都不能超過30℃〔環(huán)境溫度為25℃〕。5.7機械和環(huán)境性能要求除非特別說明，本節(jié)中的要求適用于所有USB3.0連接器和/或電纜組件。5.7.1.1插入力〔EIA364-13〕連接器插入力在速率為12.5mm/min.的插拔下插入力不能超過35N。推薦在鎖扣〔latching)機構(gòu)中使用非硅基潤滑油來降低擦傷。如果使用，潤滑油可能不會影響系統(tǒng)的其它特性。5.7.1機械性能要求5.7.1.2拔出力〔EIA364-13〕連接器拔出力初始值不能小于10N；在規(guī)定插拔或者壽命循環(huán)后不能小于8N?！菜俾蕿?2.5mm/min.〕在鎖固卡扣〔lockinglatch)上部不允許毛刺和尖邊〔帶鉤的外表會摩擦母座屏蔽殼〕推薦在鎖扣〔latching)機構(gòu)中使用非硅基潤滑油來降低擦傷。如果使用，潤滑油可能不會影響系統(tǒng)的其它特性。5.7.1.3壽命或者插拔循環(huán)〔EIA364-09〕USB3.0連接器的壽命范圍如表5-15所示。連接器標(biāo)準(zhǔn)壽命類別高壽命類別USB3.0標(biāo)準(zhǔn)A型連接器1500次，最小5000次，最小USB3.0標(biāo)準(zhǔn)B型連接器1500次，最小5000次，最小USB3.0電力B型連接器1500次，最小5000次，最小USB3.0Micro連接器系列10000次，最小表5-15壽命測試的最大速率為200次/小時,要求沒對連接器和電纜組件的任何局部都沒有機械損傷。5.7.1.4電纜彎曲〔EIA364-41，條件I〕在電纜尺寸X為電纜直徑的3.7倍和兩個平面內(nèi)都試驗100次的情況下，電纜組件在彎曲期間，沒有機械損傷或者電不連續(xù)不能超過1ms。5.7.1.5電纜拉脫試驗〔EIA364-38，條件A〕在電纜公頭的一端上施加40N的軸向負(fù)載至少1分鐘，電纜組件不會發(fā)生機械損傷。5.7.1.6拉脫強度〔只適用USB3.0Micro連接器系列〕在豎直方向上施加至少150N的負(fù)載的條件下將焊好的母座從PCB板上拉出，不應(yīng)發(fā)生明顯的機械損傷。5.7.1.74個軸向連續(xù)性測試〔只適用USB3.0Micro連接器系列〕USB3.0Micro連接器系列應(yīng)如下所示的測試配置條件測試應(yīng)力條件下的連續(xù)性測試。電纜組件中的公頭應(yīng)該帶典型的overmold。USB3.0Micro-B型或-AB型母座安裝在雙層PCB板〔厚度為0.8mm~1.0mm之間)上。PCB壓扣母座的一邊,焊腳外露距離不超過5mm。PCB初始時水平放置，并在垂直于插拔的軸向向下方向上施加8N拉力，持續(xù)時間至少為10秒。在整個拉力〔tension〕測試期間都要每個端子之間的連續(xù)性。PCB應(yīng)旋轉(zhuǎn)90度以使電纜水平插入，再次向下施加8N的力及如前如述測量連續(xù)性。然后，重復(fù)測試180度和270度的施轉(zhuǎn)。在任何四個方向的測試期間，產(chǎn)品的不連續(xù)性不應(yīng)超過1μs。測試端子連續(xù)性的一個方法是將電纜pigtail的端部上的所有電纜短路，并通過“上拉”施加一個電壓給每個VBUS、D+、D-和超高速PIN，同時將GNDPIN連接到地。當(dāng)測試USB3.0Micro-A型公頭時，所有的感應(yīng)電阻將停留在“下拉”狀態(tài)下。當(dāng)測試USB3.0Micro-B型公頭時，IDPIN處于“high”狀態(tài)，而其它PIN仍然維持在“l(fā)ow”狀態(tài)。

可以采用其它可選的方法來修正所有PIN的連續(xù)性。4軸向連續(xù)性測試對象為USB3.0Micro-B/-A公頭與USB3.0Micro-B/-AB母座配合的連接器對和USB2.0Mic