USB 3.0为移动设备带来超快的连接速度

要点

1,移动设备上多媒体内容的增长要求有更大的存储容量和更快的连接速度。

2,USB 3.0 5Gbps原生信号速率可以承担大容量多媒体内容的传输，以及高清视频流。

3,USB 3.0微型连接器小于USB 2.0和HDMI微型连接器之和，从而节省了移动系统设计中的资源。

4,虽然Wi-Fi有无线的便利，但USB 3.0具有电池充电能力和超高的数据速率，使之成为最万能的连接选择。

移动手持设备逐渐成为我们生活中不可缺少的一部分，开发人员每天都在发明新的应用，以支持我们忙碌的生活方式。例如，智能手机和平板电脑都越来越多地用于媒体的回放。但是，增加内容及其传送速度已成为最具挑战性的工作之一。因此，提高存储容量和数据传输速率都是移动系统设计中的关键。尽管移动设备的存储容量每年翻番，能跟上内容的增长，但数据传输速率却一直上不去。

USB 3.0的诞生

据In-Stat的数据，2015年，厂商将交付2.8亿部有USB 3.0功能的手机。USB 3.0的带宽较USB 2.0增长了10倍，实现了5Gbps的原始吞吐率，约600MB/s，考虑到20%的协议开销后，这近乎于480MB/s的实际数据吞吐率。由于USB3.0是与数据无关的，因此可以传送任何类型的内容，包括高清视频。USB 3.0亦提高了电源供应与管理的门槛。它允许设备在工作时从PC拉出最多900mA电流，并且仍然保持了即插即用的能力。USB 3.0有多种节能模式，如空闲、睡眠与挂起，优化了电池供电移动设备的使用寿命。

现在已有60多亿部设备有USB功能，并且在移动手持设备中几乎有100%的占有率，USB成为最普及的接口。由于USB 3.0与USB 2.0反向兼容，消费者应能毫无困难地理解并使用它。

消费者和平板电脑设计者对USB 3.0一样熟悉。当移动计算转向平板电脑这种尺度时，存在着两种设计哲学。传统笔记本电脑制造商(包括华硕、宏基和东芝)都选择从上至下的微型化，而手机制造商(包括苹果、三星和HTC)则采用自下至上的方案。因为两种方法都已存在了USB 2.0固件，因此无论是笔电背景还是手机背景的平板电脑设计者，都会把转向USB 3.0看作一个简单直接的过程。

连接器问题

虽然USB 3.0的标准A型连接器与USB 2.0尺寸相同，但对于手机、平板电脑和其它手持设备上使用的USB 3.0微型连接器则存在着一些问题。USB 3.0微型连接器有独特的结构，USB 3.0线要从USB 2.0连接器穿过(图1)。制造商在为系统增加其它大型连接器方面持谨慎态度。USB 3.0微型连接器的总宽度为12.85mm (图2)。这种连接器的外形要大于USB2.0，而对渴望获得极小尺寸的移动设备制造商而言，这就带来了问题。

图1，在USB 3.0微型连接器中，USB 3.0线要通过USB 2.0连接器。该连接器尺寸大于USB 2.0连接器，从而引发了移动设备制造商的关切。

图2，连接器总宽为12.85mm，大于USB 2.0连接器(数字来自USB 3.0规格)。

除了USB 2.0微型连接器以外，今天大多数高清手持设备都有一个HDMI(高清晰度多媒体接口)微型连接器，用于传送高清视频流。但是，制造商可以省略掉微型HDMI接口，而代之采用MHL(移动高清链接)接口传送高清视频，MHL是一个新提出的移动音/视频接口，可将移动设备直接连接到高清电视机和外接显示器上。由于MHL与连接无关，因此USB 3.0可以替代它承载音视频信号，从而避免了对其它HDMI微连接器的需求。

USB 3.0微型连接器小于USB和HDMI微型连接器两者之和。HDMI微型连接器尺寸为6.4mm长，而USB2.0微型连接器长度为7.8mm。考虑到两者之间要有一个间距，则总连接器的长度就达到约15mm~16mm，超出USB3.0微型连接器25%以上。因此，移动设备制造商可以用一个多功能USB 3.0微型连接器做出精致的设计，获得更快的内容传输速度、电池充电速度，以及通过MHL的高清视频流。

拓展了吞吐量

大多数移动设备中的存储器采用的是SD(安全数字)卡或eMMC(嵌入多媒体卡)闪存技术。SD 2.0标准支持最大25MB/s速度，而eMMC 4.3标准支持最大52MB/s。两者均不能有效地利用USB3.0的全部数据带宽。不过，新的SD 3.0标准改变了这种局面，新标准将SD性能提高到104MB/s。同样，最新的eMMC 4.41规范将升级到104MB/s。SD 3.0已面世，micro-SD版随后就到，而符合eMMC 4.41的闪存器件则已量产。

USB 2.0几乎不支持当前的存储标准(图3)。到2012年底，基于UHS(超高速)II和UFS(通用闪存)的器件进入市场时，USB 2.0将很快成为整体数据传输路径上的速率瓶颈。移动系统制造商必须在自己的新设计中采用USB 3.0，才能充分利用到这些存储提升的优势。

图3，作为接口演化的一部分，USB 2.0勉强支持着今天的存储标准。

伴随高清视频记录功能的渗透，移动设