USB3.0应用与影响因素

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　富士通的USB 3.0 —— SATA芯片解决方案

为了实现可以将SATA硬盘驱动器用于USB 3.0的简单方法，富士通推出了MB86C30A单芯片解决方案，用以将USB 3.0和基于SATA/ATA/ATAPI的大容量存储器进行桥接。这种桥接芯片将USB2.0和USB3.0的海量存储要求转移给SATA和ATA/ATAPI通信协议。

MB86C30A是世界首款USB 3.0从芯片，采用了富士通的高速串行I/O技术。不久的将来，利用65nm CMOS技术构建的芯片，在采用高速USB规格方面，将实现更低的功耗和更大的灵活性。富士通已经在“2009 SuperSpeed USB开发者协商会上”展示了其USB 3.0从芯片，并证明了它具有行业最快的传输速率。

此芯片符合于2008年11月发布的USB 3.0规格1.0以及SATA规格2.6版本的要求。芯片还符合USB Mass Storage 批量传输协议。图1显示了芯片的主要功能。

图1：富士通的MB86C30A USB3.0-SATA桥接芯片

MB86C30A主要特性

高速加密引擎

在安全性方面MB86C30A嵌入式命令解析器支持ATA命令集，带有一个高速加密引擎和DMA控制器。由于加密功能是由硬件而非软件进行控制，因此MB86C30A使得USB 3.0的潜在传输速率（见图2）达到了最大化。芯片支持面向CBC-AEC的128位和256位的主要长度，以及面向XTS-AES的主要长度。加密引擎是基于国家标准与技术研究院标准（NIST）的标准AES代码/解码硬件引擎。

电源管理

MB86C30A支持USB 3.0所推出的许多电源管理功能。例如：当USB 3.0端点准备完成，可以进行数据传输时，它会通知给主机，这样就减少了查询端点过程中所需的功率。其它协议变更也是以类似的方式节约功率，USB 3.0链路层会根据总线的活动自动进入低功耗状态。

USB 2.0/USB 3.0和SATA的PHY和链路集成

MB86C30A整合了一个物理层接口（PHY），在双工线上（即DP和DM）都具有终端电阻。因此，其实施需要最少量的外部元件并可以实现与物理介质的轻松互联。

嵌入式扩展频谱时钟发生器（SSCG）

由于电磁干扰（EMI）在高频状态下容易出现更多问题，因此USB 3.0需要采用一个频谱时钟，这个时钟必须在主机和每个端点中独立生成。富士通桥接芯片的工作频率为75MHz，并整合了一个SSCG。这种集成简化了系统设计，并降低了对于其它除噪元件的需求，如旁路电容器、扼流圈、磁珠等。

图2：针对各种引擎标准的MB86C30A传输速率高性能CPU和其它资源

MB86C30A整合了一个高性能的32位ARM 7处理器（ARM7TDMI），带有一个64Kb的专用程序存储器，工作频率为75MHz。因此，利用可定制的固件，开发者就能够创建差异化更高的外部SATA驱动器。通用I/O（GPIO）进一步扩展了器件的多功能性。

SPI接口选项

MB86C30A具有一个串行外设接口（SPI），用于提供与串行flash和EEPROM的连接。

可定制的功能（VID/PID）

每个USB产品都具有唯一的供应商ID（VID）和产品ID（PID）。MB86C30A允许用户来定制芯片的供应商ID、产品ID及字符串。

轻松移植

为了实现从以往设计到USB 3.0的轻松移植，MB86C30A采用了与过去的USB 2.0桥ASSP相似的封装。这个64引脚LQFP封装具有0.4mm的引脚间距，因此，有助于将PCB的生产成本保持在最低水平。

MB86C30A符合如下标准：

《通用串行总线规格3.0》，1.0版本
　　《通用串行总线规格》，2.0版本
　　《Mass Storage批量传输协议》，1.0版本
　　《串行ATA规格》，2.6版本
　　ATA和ATAPI器件支持

目前，USB类驱动器属于逻辑器件驱动（LDD），提供了通用功能，并符合HDD及Blu-lay的特定器件规格。

图3显示了外部硬件驱动器的框图，这个驱动器可以用于PC或消费类电子应用。

图3-采用富士通MB86C30A桥接芯片的硬件磁盘驱动器应用

总结

PC、外部硬件驱动器、便携式电子器件和基于flash的SSD驱动器间不断增长的信息数据传输的需求推动了对于更快传输方法的研制。借助于比以住USB版本的更高的吞吐量，USB 3.0提供了在未来数年里都能满足多方面要求的传输方式。富士通的MB86C30A USB3.0/SATA桥接器件为开发者提供了一个可以将SATA驱动器应用于USB 3.0的简单方式，从而使客户可以在几秒钟即可完成在之前需要数分钟的数据传输。