USB 3.0规范中译本 第1章 引言

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1.1 动机（Motivation）

Universal Serial Bus (USB) 的原始动机来自于几方面的考虑，最重要的两个方面是：

• 简单易用（Ease-of-use）

在可重配置（reconfiguring）方面缺乏灵活性，已经被确认为是对PC的进一步部署的类似阿基里斯的脚后跟一样的致命弱点。友好的图形界面和新一代总线架构相关的硬件软件机制的结合，已经使得计算机不那么难以琢磨（confrontational），且容易重新配置。但是，从终端用户的角度来看，PC的I/O接口，例如串口/并口，键盘/鼠标/游戏杆接口等等，都没有即插即用（plug-and-play）的属性。

• 端口扩展（Port Expansion）

外围设备的增加继续被端口的可用性所限制。缺少双向的，低造价，低到中等速度的外设总线拉后了外围设备的创新增长，例如存储设备，答录机（answering machines），扫描仪，PDA，键盘以及鼠标。已存在的互连机制只是对一两样产品的优化。随着新功能和能力被添加到PC中，新的接口被定义用来满足这一需求。

最初，USB提供了两个速度供外设使用。随着PC变得更加强劲，能够处理更大量的数据，用户需要与PC间导入导出越来越多的数据。这导致了USB 2.0规范在2000年被定义出来，提供了第3个传输速率480 Mb/s，同时保持了后向兼容性。在2005年，随着无线技术变得越来越有能耐，Wireless USB被引入，给USB提供了新的无需线缆（cable free）的能力。

USB是史上定义出的最成功的PC外围互连技术，并且已经迅猛地被引入到CE和Mobile领域。仅仅在2006年，就有超过20亿USB设备出产，而现在已经有超过60亿的USB产品被安装。终端用户"知道"什么是USB。产品开发者理解构造产品所必需的框架和接口。USB已经远远超越了作为外设连接PC的方式。打印机使用USB来直接与相机连接。PDA使用USB连接键盘和鼠标。USB On-The-Go的定义提供了一种方式，供两个能支持双角色的设备互连并协商哪一个会作为"主机"来操作。USB，作为一个协议，也正在被选择用于许多非传统应用，例如工业自动化。

现在，随着技术创新的不断前进，新式设备，媒体格式，以及便宜的大容量存储在不断涌现。他们都要求更高的带宽来维护用户期望的用户体验。高清摄像机将会具有上百GB的存储内容需要迁移到PC端供用户编辑，查看以及打包存储。进一步，现有的设备，如数码相机继续创新并增加其容量来容纳更多的非压缩图像。从数码相机里下载上百甚至上千个10MB或者更大的原始图片将会是一个十分耗时的过程，除非传输速率得到提高。此外，用户应用要求在PC和这些不断复杂化的外设之间更高的连接带宽。USB 3.0通过增加更高的传输速率来匹配这些新式应用和设备，从而解决这些需求。

因此，USB（有线或者无线）仍然是对PC，消费电子，移动架构之间的连接性问题的答案。它是快速，双向，低成本，动态可拔插的接口，与PC平台当前和今后的需求是一致的。

1.2 规范的目标（Objective of the Specification）

本文档定义下一代USB工业标准，USB 3.0。该规范描述设计和构建兼容于本规范的系统和外设的协议定义，传输事务类型，总线管理，以及编程接口。

USB 3.0 的目标仍然是要使能不同厂商的设备之间在此开放的架构下的互操作，同时维护并利用现有的USB基础设施（设备驱动，软件接口等）。本规范目的在于增强PC架构，横跨移动，商用台式机，以及家庭环境，以及设备到设备（device-to-device）的通信。其目标还在于该规范允许系统OEM厂商和外设开发者足够的空间用于产品功能多样性以及市场区分度，而无需保留过时的接口或者丢失兼容性。

1.3 规范的适用范围（Scope of the Document）

本规范主要受众是外设开发者和平台/转接卡开发者，但是也提供有价值的信息给平台操作系统/BIOS/设备驱动，转接卡IHVs/ISVs，以及系统OEMs。本规范可用于开发新产品和相关的软件。

适用本规范的产品开发者需要知道并理解USB 2.0规范。特别地，USB 3.0设备必须实现在USB 2.0规范中定义的设备框架命令和描述符。

1.4 USB 产品兼容性（USB Product Compliance）

USB3.0规范的采用者已签署USB3.0采用者协议，这为他们提供了从USB规范的发起人和其他采纳者得到一个合理和非歧视（RANDZ）的许可证，从而能使用特定的兼容于USB3.0规范的产品中的知识产权。使用者可以通过由USB实施者论坛定义的测试程序来证明符合规范。证明符合规范的产品将被授予一定的权利，以使用USB实施者论坛的徽标作为产品标志牌。

1.5 规范组织结构（Document Organization）

第1章到第4章为所有读者提供概述，而第5章至第11章包含定义USB 3.0的详细技术信息。读者应该与操作系统厂商联系获取该操作系统特定于USB 3.0的绑定信息。

1.6 设计目标（Design Goals）

USB 3.0是有线USB的下一步发展。我们的目标是，最终用户将其视为与USB 2.0相同，只是速度更快。实现这一目标的几个关键的设计领域如下：

• 维持智能主机和简单设备的USB模式。
• 充分利用现有的USB基础设施。目前在使用的USB产品是一个巨大的数字。他们的成功很大一部分可以追溯到稳定的软件接口的存在，很容易开发的软件设备驱动程序，以及一些通用的标准设备类驱动程序（HID，大容量存储，音频等）。超高速USB设备的设计要能保持该软件基础设施完好无损，这样外设开发人员可以继续使用相同的接口，并利用所有现有的开发工作。
• 显著完善的电源管理。发送数据时减少有功功率，并提供一组更丰富的电源管理机制，让设备驱动总线进入低功耗状态，减少待机功耗。
• 易用性一直是，且仍然是USB所有品种的一个重要设计目标。
• 保护投资。有大量在使用的个人电脑只支持USB 2.0。还有USB 2.0外围设备使用数量较多。在A型连接器上保持向后兼容性，以允许使用USB 2.0的PC使用超高速器件，尽管在较低的速度；并允许使用现有电缆的高速设备连接到USB 3.0的超高速A型连接器上工作。

1.7 相关文档（Related Documents）

• Universal Serial Bus Specification, Revision 2.0
• USB On-the-Go Supplement to the USB 2.0 Specification, Revision 1.3
• Universal Serial Bus Micro-USB Cables and Connectors Specification, Revision 1.01
• EIA-364-1000.01: Environmental Test Methodology for Assessing the Performance of Electrical Connectors and Sockets Used in Business Office Applications
• USB 3.0 Connectors and Cable Assemblies Compliance Document
• USB SuperSpeed Electrical Test Methodology white paper
• USB 3.0 Jitter Budgeting white paper
• INCITS TR-35-2004, INCITS Technical Report for Information Technology – Fibre Channel –Methodologies for Jitter and Signal Quality Specification (FC-MJSQ)