設計高速USB3.0存儲端三個必要提醒

   USB接口原本就是目前世界上應用最廣泛的接口,以及人們對于10倍速傳輸速率的需求,造就了近一年來備受矚目的焦點技術之一“超高速USB 3.0”。

  在高清畫質與藍光的普及下,USB 3.0大幅減少了檔案傳輸的等待時間。USB 3.0具有向下兼容與超高速兩大優勢,在系統商與芯片廠商的合作下,我們相信該技術一定會迅速普及。

  保持高速信號的完整性

  信號的質量關系到數據的傳輸是否完整或U盤的可靠性。根據信號完整性制定出電路板的設計規范及組件的擺放位置,差動傳輸線阻抗控制,減少阻抗在電路板上所造成的不連續,而引起的信號多重反射及損失,干擾控制與抑制等,確保符合USBIF兼容測量結果。

電源及導熱管理

  在新的USB 3.0系統設計上,由于高速傳輸的關系,其瞬間耗電量較USB 2.0更大,如何能平均傳導熱能,除了需慎重選擇芯片廠商外,在模塊的設計上也有其需要加強之處。

  設計建議如下:最好使用線性穩壓器(LDO),以減少切換式電源噪聲干擾及EMI問題,但相對會有轉換效率較差的問題及散熱需要考慮;電源穩壓電容請參照廠商的設計建議,芯片旁的穩壓電容只需要選用0402大小封裝的0.1μF;ASM1051E已內置一組線性穩壓器,采用QFN封裝,熱阻較小,有利于散熱,印刷電路板上散熱貫孔的安排,零件層上銅箔裸露均利于將熱傳導至印刷電路板上;注意設計應在不影響量產組裝的前提下實行。

  整體BOM成本

  設計建議如下:使用線性穩壓器;二層印刷電路板即可達到預定的效能;使用普通SATA 1.5G/3Gbps的連接器即能實現6Gbps的效能;單面打件。

  除了芯片及USB 3.0標準連接器之外,所有零件包括二層的PCB板都與USB 2.0時相同。

  由于USB 3.0比USB 2.0速度高出數倍的產品,在固件、主控端芯片、線纜、接口等方面都有可能因為信號的微小差異而導致不兼容的結果。其系統設計思維也與2.0大不相同,如何兼顧信號質量與成本將會是研發人員的一大考驗。