设计高速USB3.0存储端三个必要提醒

   USB接口原本就是目前世界上应用最广泛的接口,以及人们对于10倍速传输速率的需求,造就了近一年来备受瞩目的焦点技术之一“超高速USB 3.0”。

  在高清画质与蓝光的普及下,USB 3.0大幅减少了档案传输的等待时间。USB 3.0具有向下兼容与超高速两大优势,在系统商与芯片厂商的合作下,我们相信该技术一定会迅速普及。

  保持高速信号的完整性

  信号的质量关系到数据的传输是否完整或U盘的可靠性。根据信号完整性制定出电路板的设计规范及组件的摆放位置,差动传输线阻抗控制,减少阻抗在电路板上所造成的不连续,而引起的信号多重反射及损失,干扰控制与抑制等,确保符合USBIF兼容测量结果。

电源及导热管理

  在新的USB 3.0系统设计上,由于高速传输的关系,其瞬间耗电量较USB 2.0更大,如何能平均传导热能,除了需慎重选择芯片厂商外,在模块的设计上也有其需要加强之处。

  设计建议如下:最好使用线性稳压器(LDO),以减少切换式电源噪声干扰及EMI问题,但相对会有转换效率较差的问题及散热需要考虑;电源稳压电容请参照厂商的设计建议,芯片旁的稳压电容只需要选用0402大小封装的0.1μF;ASM1051E已内置一组线性稳压器,采用QFN封装,热阻较小,有利于散热,印刷电路板上散热贯孔的安排,零件层上铜箔裸露均利于将热传导至印刷电路板上;注意设计应在不影响量产组装的前提下实行。

  整体BOM成本

  设计建议如下:使用线性稳压器;二层印刷电路板即可达到预定的效能;使用普通SATA 1.5G/3Gbps的连接器即能实现6Gbps的效能;单面打件。

  除了芯片及USB 3.0标准连接器之外,所有零件包括二层的PCB板都与USB 2.0时相同。

  由于USB 3.0比USB 2.0速度高出数倍的产品,在固件、主控端芯片、线缆、接口等方面都有可能因为信号的微小差异而导致不兼容的结果。其系统设计思维也与2.0大不相同,如何兼顾信号质量与成本将会是研发人员的一大考验。