USB4标准及其对设计的影响

最近，大家可能已看到USB4开始出现在技术文章或社交媒体上，并觉得“哦，又一个新USB规范”。也许你刚刚开始研究USB Type-C，或设计出你的第一台设备，并认为你已经完全了解，这时，USB-IF又推出了另一个新规范。带来针对USB-C和USB供电(PD)的又一个命名协议和全新规范。

那么USB4如何影响设计？本文希望能提供足够的概述以助您了解USB4对应用的潜在影响。

毕竟USB4是下一代USB数据规范，增加了接口带宽并支持其他协议共享物理接口。共享USB接口的最大协议是英特尔的Thunderbolt。自2000年以来，USB-IF一直在系统地提高接口的吞吐量，以满足客户不断增长的数据需求。从2000年的USB 2.0开始，到2013年的USB 3.2，USB数据速率已从480Mbps扩展到20Gbps。 USB4将进一步提高数据速率到40Gbps吞吐量。
这是如何做到的呢？

通过把增加通道数和提高接口速度相结合。从USB 3.2开始，USB-IF引入了x2功能的概念，支持在Type-C连接器的两个超高速对上进行通信。 USB4向后完全兼容现有的USB3.2和USB2.0接口。
USB4从以前的USB数据规范中分离出来，充分利用USB Type-C连接器和USB PD协议来配置和初始化数据链路，而不是像前几代那样使用USB数据线。进行此更改后，USB 4确实需要一个USB Type-C连接器和USB PD。由于与USB Type-C和PD的集成，这些规范需要更新以与USB4一致。大多数更新是添加USB4特定指令和字段，如USB4的输入和退出指令、标识支持USB4电缆的字段以及允许SBU引脚用于识别和配置有源电路以支持更高数据速率的规定。

那么这对设计产生什么影响？对于当前使用USB3.2和/或Thunderbolt的设计，USB4是个有吸引力的升级，值得详细研究。如果你的USB3.2设计使用的是Type-A连接器，则需要切换到USB Type-C并选择1个USB PD控制器以实施USB4。安森美半导体提供全系列实施USB4的控制器。对于已经使用Type-C连接器的设计，将需对USB PD控制器更新，以实施USB4所需的新指令。对于安森美半导体可编程控制器，这将是固件更新，以实施新的指令和流程。对于使用USB供电和/或基本连接的设计，USB4几乎没有影响。设计将需要符合更新的USB Type-C和PD规范，但非USB4的更改范围较小。安森美半导体的可编程控制器产品阵容都可以通过固件更新来更新，以满足USB Type-C的最新合规性要求。