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3.0USB線性能遠超2.0

3.0USB線性能遠超2.0

分類:
行業動態
作者:
2018/06/01 19:31
瀏覽量
USB 3.0,就是新一代的USB接口,特點是傳輸速率非???,理論上能達到4.8Gbps,比現在的480Mbps的High Speed USB(簡稱為USB 2.0)快10倍,外形和現在的USB接口基本一致,能兼容USB 2.0和USB 1.1設備 USB 2.0 480 Mbps的速度已經無法支持新一代存儲和視頻。因此,移植到一個更快標準的時機已經成熟,這就導致了USB 3.0新協議的開發。對于開發商而言,挑戰是如何充分利用USB 3.0的潛能。本文將探討使用USB 3.0硬件軟件設計問題,本文主要介紹的是手持產品。首先,我們將比較USB 2.0和USB 3.0的性能,以及過渡到USB 3.0模塊影響到的器件。 在一個普通的場景中,在device端,處理器直接連接到USB、存儲器和外設。記住這種結構,由High-Speed過渡到SuperSpeed,處理器的影響可以概括如下:         
          數據速率 USB 2.0和USB 3.0的基本區別是帶寬。USB 2.0所提供的理論帶寬是480Mbps。事實上,收到的最大吞吐量約為320Mbps (40MBps),它大致是理論值的三分之二。使用USB3.0,數據吞吐量為4.8Gbps。如果我們用相同的比例,那么預期的數據速率是3.2Gbps (400MBps)。然而,許多開發人員希望能提供更高的吞吐量。圖1顯示了USB 3.0 和USB 2.0用于Buffalo外部存儲磁盤進行不同大小文件傳輸的數據率差異。應該指出的是,USB 3.0數據速率受儲存設備約束,否則400 Mbps的數據速率很容易達到。 可以看出,單個請求傳輸大小增大了,數據傳輸速率也隨之增加了。這是因為當請求傳輸大小增加時,請求數量和因此MSC設備要處理中斷減少,那么整體性能就更好了。64 KB傳輸過后,數據速率達到飽和(因為Windows驅動在一個SCSI請求中不能請求超過64 KB的數據)。這些數據顯示了中斷在整個系統性能的重要性和影響。 高數據率增加了中斷速率和數據請求速率,這使處理器負荷顯著提高。當處理器忙于處理USB相關的實時請求時,增加了延時,用戶會看到應用處理慢了下來,這并不是一個滿意的結果。
         數據流 USB 2.0數據請求一次只能是一個方向,與USB 2.0標準不同,USB 3.0支持同時讀和寫。這是因為USB 2.0是半雙工協議,而USB 3.0是全雙工協議。全雙工通信是通過增加更多連接來支持同時傳輸數據的。它同時也帶來了成本的增加和軟件的復雜性。使用USB 2.0,處理器一次只參與傳輸,并且數據結構和請求處理非常簡單。但隨著全雙工USB 3.0的到來,現在的數據結構需要加倍的信息。USB軟件模塊還需要能夠處理同時的數據操作。
         電源管理 封包傳輸協議改變了(例如,廣播定向),設備polling消除了,link的定義和功能級中間狀態,使USB3.0電源管理要很不錯。我們將討論USB設備處理器必須要做的事情,因為第三種降低功耗改變了,例如多種中間狀態。 在USB 2.0中,狀態只有ACTIVE 和SUSPEND。SuperSpeed中有兩個以上的狀態:FAST EXIT IDLE 和SLOW EXIT IDL。狀態越多意味著硬件和軟件兩個方面都更復雜。外設可以使用link級電源管理發起省電模式。要獲得實際利益,處理器需要跟蹤USB接口的空閑時間,智能采取行動。對于一個設備來說電源連接狀態的入口和出口速率可能很頻繁。例如,同步傳輸允許外設在服務間隔進入低功耗狀態。這可以顯著增加處理器負載運行時間。
 
 
 
 
 
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