基于FT600器件实现USB 3.0功能

与 USB 2.0 相比，USB 3.0 SuperSpeed 标准的数据速率提高了一个数量级，从而为工程师提供了解决数据密集型应用场景所需的能力。但是，正在出现的一些热点可能会减缓工程界采用这种下一代接口的速度。

市场研究公司 Global Industry Analysts 今年早些时候编制和发布的数据表明，到 2020 年，支持 USB 3.0 的设备的全球销量将达到 30 亿台大关。在此期间，亚太地区可能会主导需求（预计复合年增长率为 36%）。

迄今为止，实现 USB 3.0 技术的最佳机会之一就是将数据批量传输到外部存储设备。在这个应用程序中，可以提供的额外速度具有巨大的好处，可以避免越来越常见的数据阻塞。需要注意的是，USB 3.0 不仅仅是一种以消费者为主导的现象。预计的市场增长和工程师对该标准日益增长的兴趣将带来几个额外的动力，每一个都将产生重大影响。导致该市场领域成熟的其他关键驱动因素包括更高性能的安全设备和工业数据采集硬件，以及医疗成像和高清 （HD） 显示系统在数字标牌、销售点单元、等等

USB 3.0 功能和用途

USB 3.0 的未来看起来很繁荣，它提供了与最初使 USB 接口如此受欢迎的相同的即插即用连接，并帮助它成为世界上最普遍的接口技术（每年出货超过 30 亿个端口），但有一些额外的优势。它可以通过全双工 I/O 结构以高达 5 Gbps 的速率传输数据，而 USB 2.0 可以达到 480 Mbps。此外，它将功率输出从 2.0 的 10 W 提升到 100 W。因此，它在现代系统设计中的部署范围要大得多。

USB 3.0 与 2.0 版本的向后兼容性是另一个优点，便于升级现有设备。与其他互连技术相比，它的性能优于最新 FireWire 版本的 800 Mbps 和 CameraLink 的 2.08 Gbps，同时比 HDMI 更通用。有限的操作系统支持可能对其施加了一段时间的限制，但现在 USB 3.0 可以与 Linux 一起使用，它对嵌入式行业的各个方面都有更大的希望。

USB 3.0 在消费领域之外的一个重要前景是工业数据记录，例如监控通过管道的液体流动，从而可以防止泄漏和堵塞，或者环境传感系统，可以确保空气传播的水平化合物或微粒不超过安全阈值。另一个例子是多媒体内容的传输。USB 3.0 支持 120 Hz 的 1920 x 1080 像素视频，具有充足的可用带宽。高清图像数据可以以允许流畅的视频播放而不会出现任何滞后或失真的帧速率显示。

由于不需要多条电缆，因此降低了部署成本并节省了宝贵的空间。它可以用于机器视觉，支持更高分辨率的图像传感器，从而可以更快地检查工厂生产线上的物品。因此，可以在提高输出水平的同时维持质量控制基准。

监控摄像头可以从这项技术中受益，为观察交通提供更高的图像清晰度（以便在违反法律时识别车牌）。USB 3.0 肯定会受到关注的另一个地方是 3D 成像，其中成排的相机可以同时从多个角度拍摄照片，用于沉浸式游戏或用于安装假肢的身体成像。

支持 USB 3.0 的 IC

很明显，USB 3.0 有很多可能性，但必须注意的是，迄今为止，支持该标准的可用半导体解决方案有其局限性。造成这种情况的一个关键因素是这些 IC 主要基于微控制器 （MCU）。现在人们对它们在大部分应用中的适用性提出了质疑。

由于需要创建、编译和调试大量代码来操作组成的 MCU 元件，第一波 USB 3.0 接口设备已经证明其实现起来很复杂。他们需要经验丰富的工程团队和大量的开发时间。这些 IC 中的 MCU 内核也使单位成本相对较高，并且也占用了相当大的电路板面积。此外，还需要考虑增加的功耗。USB 3.0 系统设计需要一种 MCU 方法的替代方法，该方法可以解决材料清单问题、电路板空间利用率和功率预算。

FTDI Chip 的 FT600/1 USB 3.0 到 FIFO 桥接设备可以提供 3.2 Gbps 的数据突发速率。FT600 有一个 16 位宽的 FIFO 总线接口，而 FT601 有一个 32 位宽的总线接口。作为它们的基础，它们具有专有的硬连线 32 位、100 MHz 处理器内核，可控制每个 IC 的内部子单元。这减少了需要编写的代码量。

FT600 系列中的器件具有两种接口模式，一种针对简单直接实施进行了优化的标准同步 245 FIFO 模式，以及一种支持多达四个逻辑 FIFO 通道和针对更高吞吐量而优化的数据结构的多通道 FIFO 模式，以及提供更多的系统设计灵活性。

作者：Gordon Lunn，Chee Ee Lee

审核编辑：郭婷