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为什么USB4以后都开始用芯片

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  通用串行总线(Universal Serial Bus,简称USB)可能是这个世界上最通用的接口之一,它最初是由英特尔与微软倡导发起,最大的特点是尽可能实现热插拔和即插即用。USB接口自1994年推出以来,经过26年的发展,经过USB 1.0/1.1、USB2.0、USB 3.x,最终发展到了现在的USB4;传输速率也从最开始的1.5Mbps,大幅提高到了最新的40Gbps

  

  目前不仅新推出的智能手机基本上都支持Type-C接头了,还有笔记本电脑、数码相机、智能音箱、移动电源等等设备也都开始采用Type-C规格的USB接口了,到如今的汽车领域也成功导入,取代 USB-A,特斯拉新型 Model 3 将采用 USB-C 端口,另外苹果也已经完全将旗下的MacBook笔记本电脑改为了纯USB Type-C接口来让用户传输数据或充电。更有市场传言,苹果将会在未来的iPhone上也采用USB Type-C接口。

  

  新的USB4最大的改变是引入了英特尔此前分享给USB-IF的Thunderbolt雷电协议规范,通过双链路运行,传输带宽又翻了一番,达到了40Gbps,而且可通过隧道(Tunnelling)传输技术支持多种数据和显示协议,例如PCI Express和DisplayPort。此外,USB4在引入新的底层协议的同时,仍然保持了良好的兼容性,可向下兼容USB3.2/3.1/3.0/2.0,以及雷电3。

  也正是如此,USB4成为了迄今为止最为复杂的USB标准,从而要求设计者必须要了解USB4、USB3.2、USB2.0、USB Type-C和USB Power Delivery技术规范。此外,设计者还必须了解PCI Express和DisplayPort规范,以及与USB4 DisplayPort模式 适配的高清内容保护(HDCP)技术。

  

  但是我们看到最大的变化却是,如今的USB数据线都开始需要应用芯片,如果需要通过一根USB Type-C数据线就要实现高效的数据传输、高清视频传输,以及强大的设备供电能力,需要芯片的能力来协助支持多个高速接口协议,包括USB4、DisplayPort 1.4a TX、PCI Express和Thunderbolt 4等,势必需要芯片的支持,USB4路由器IP通过芯片构建了所有支持协议之间的有效连接

  

  USB4芯片必不可少吗?

  USB4线材需要IC一个是为了保证高速信号传输的质量,另一个是存线缆的相关信息,包括是否可以支持3A到5A的带车载电流等。因为现在信号传输的速度更快了,目前最快单个通道传输达到20Gbps,线材又不能太短,为了保证信号质量,一般会加Re-timer和Re-driver这类功能的芯片,Re-timer是恢复数据的作用,Re-driver对衰减消耗的信号进行增强的作用,这类IC可以保证高速信号在规定的距离内准确稳定传输。

  还有一类叫做E-mark芯片,是支持USB PD协议通信的,通过与这颗芯片通信,除了知道线缆的ID信息,还可以知道支持的电流能否超过3A,这样就可以区分出大电流的线缆和3A以下的电缆了。既能满足大电流的使用,有能保护3A以下的电缆

  USB 3.0的时代传输速度最大5Gbps,带载电流不会超过3A,所以就用不着以上IC了,未来随着产品的升级换代,芯片将越来越多的被应用到产品中

  

  USB4将多种协议都统一到Type-C接口,未来我们使用的笔记本电脑、手机、游戏机、相机和显示器等设备都将采用统一的数据线缆,这将会给我们的生活带来非常大的便利,以后再也无需去费劲地认识那么多复杂的接口,也不需要出门时带上一大堆不同类型的线缆,一根线就解决了所有问题。而众多协调的工作,让一根Type-C线缆完成的过程的衔接,均需要芯片来完成,USB4版本的普及将带来IC芯片增量市场。

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