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USB連接自從首次推出到現(xiàn)在已經(jīng)有23年，這種技術在全球電子行業(yè)中的擴展速度前所未有。USB現(xiàn)在已經(jīng)擁有超過30億端口的年出貨量，是迄今為止最常用的接口技術，筆記本電腦、平板電腦、智能手機和其他各種設備都依賴于這種技術來進行功率和數(shù)據(jù)傳輸。今天USB已經(jīng)遠遠超出其最初提供的功能，所支持的數(shù)據(jù)速率和功率水平都提高了幾個數(shù)量級。而且，由于這種不斷發(fā)展的推動，USB技術已經(jīng)比任何其他連接解決方案都更加普及。

通過Type-C連接器，現(xiàn)在已經(jīng)能夠實現(xiàn)具備更小巧外形的USB接口，這對OEM來說非常有利，使他們能夠為其產(chǎn)品開發(fā)更時尚、更美觀的設計。這也意味著，USB連接器相對于端口的方向在配對插接時終于不再那么重要，而過去這些對于用戶則是一個很大的挫折感。除此之外，現(xiàn)在也可以通過USB技術達到更高速率數(shù)據(jù)傳輸。USB3.1標準可以實現(xiàn)高達10Gbps的速度，從而使USB標準能夠達到與以太網(wǎng)、DisplayPort、HDMI等媲美的帶寬，并且在很多應用場景中能夠取代其他連接技術。 有許多尖端的半導體芯片可以幫助工程師在其設計項目中實現(xiàn)USB技術。Microchip的USB7002（圖1）是一款符合USB3.1標準的四端口控制器IC，可以處理兩個帶有USBType-C連接器的USB 3.1 Gen 1下游端口，以及兩個帶有傳統(tǒng)Type-A連接器的USB2.0 SuperSpeed端口。它采用12mmx12mmx0.9mm VQFN-100封裝，可將電路板空間占用降至最低，目標應用包括家庭媒體中心（mediahubs）和車載信息娛樂系統(tǒng)。

圖1：Microchip的USB7002 USB技術現(xiàn)在可以提供更高數(shù)據(jù)速率，這當然也會增加信號完整性問題。當用USB技術傳輸高清視頻內容時，尤其是進行遠距離傳輸，信號完整性問題必須考慮，需要減輕所有抖動、串擾和信道損耗等影響。德州儀器（Texas Instruments）的的HD3SS3212x（圖2）雙通道、雙向差分多路復用器/多路解復用器開關針對USB Type-C系統(tǒng)設計，支持USB 3.1 Gen 1和Gen 2數(shù)據(jù)速率。它具有-32dB（典型值）的串擾數(shù)值和-12dB的回波損耗，強大的動態(tài)特性意味著該IC能夠進行高速開關而不會產(chǎn)生較大抖動。

圖2：德州儀器的HD3SS3212x 對于USB技術，不僅僅是數(shù)據(jù)速率和信噪比重要，通過相同的接口傳輸功率和數(shù)據(jù)一直是USB的魅力所在，并且對于該標準的未來發(fā)展至關重要。近年來，通過USB傳輸功率的能力已大大增強，USB功率傳輸規(guī)范（USB Power Delivery Specification）3.0版本的出現(xiàn)將功率水平提高到驚人的100W（最初的USB規(guī)范只能承載2.5W）。此外，作為該標準的一部分，充電方向不再固定，在適當?shù)那闆r下，被充電設備（PD）也能夠充當電源。 去年年底Diodes公司還推出了AP22815和AP22615（圖3），在電壓升高時，這些3A單通道高端USB電源開關IC將能夠保護便攜式電子設備和計算機外圍設備免受熱交換帶來的潛在威脅。與FTDI IC一樣，它們完全符合最新的USB功率傳輸標準，并可提供過壓、過流、短路和過溫保護等機制，以及欠壓鎖定和受控上升時間、外部存儲電容的放電等功能。AP22815采用TSOT25封裝，具有固定限流功能，而AP22615采用TSOT26封裝，具有可調電流限制。由于采用了該公司專有的銅柱（copper-pillar）封裝技術，這些IC具有超低的導通電阻值（通常為40mΩ），能夠在150μs內檢測并響應電源軌的存在（或不存在）。

圖3：Diodes公司的AP22815和AP22615 最新的USB技術能夠提供更高性能和更多的便利性，因而受到消費者和原始設備制造商的歡迎。但這種技術未來仍然存在一些重大障礙，其中包括與數(shù)據(jù)安全性和確保高功率充電模式的可靠性等相關問題，還需要考慮OEM兼容性問題。例如，當連接到競爭對手的設備時，不同的消費電子產(chǎn)品制造商一般不允許通過其適配器進行快速充電。這違背了USB努力在行業(yè)中提倡的整體精神，并有望在不久的將來能夠解決這些問題。展望未來，USB3.2將開辟更多信道以進一步擴展可用帶寬，從而可支持20Gbps的數(shù)據(jù)速率。但同樣需要面對一些技術挑戰(zhàn)，包括維護信號完整性，免受電壓浪涌、ESD沖擊和電磁干擾（EMI）等問題。