什么是eUSB2,?
嵌入式USB2 (eUSB2) 規(guī)格是對(duì)USB 2.0規(guī)格的補(bǔ)充,,前者通過支持USB 2.0接口在1V或1.2V而不是3.3V的I/O電壓下工作,,解決了接口控制器與高級(jí)片上系統(tǒng) (SoC)工藝節(jié)點(diǎn)集成的相關(guān)問題,。eUSB2 可讓SoC體積更小、更節(jié)能,,從而使工藝節(jié)點(diǎn)繼續(xù)擴(kuò)展,,并提高在智能手機(jī)、平板電腦和筆記本電腦等應(yīng)用中的性能,。
eUSB2的重要性
隨著智能手機(jī)和平板電腦等應(yīng)用的尺寸越來越小,、但組裝元件越來越多,縮減接口尺寸也變得尤為重要,。然而,,不斷縮減的SoC節(jié)點(diǎn)尺寸導(dǎo)致柵極氧化層越來越薄,只能支持更低的電壓,。對(duì)于使用USB 2.0接口的器件,,上述趨勢(shì)會(huì)給高級(jí)工藝節(jié)點(diǎn)的設(shè)計(jì)帶來復(fù)雜的挑戰(zhàn)。
當(dāng)工藝節(jié)點(diǎn)達(dá)到7nm時(shí),,量子效應(yīng)開始影響高信號(hào)電壓(如3.3V)的輸入與輸出 (I/O),,而且輸入與輸出將不再能夠輕松地得到設(shè)備支持。許多設(shè)備到設(shè)備的接口已經(jīng)支持低信號(hào)電壓,,但USB 2.0仍需要3.3V的I/O電壓才能工作,。為解決這一難題,USB開發(fā)者論壇?在2018年發(fā)布了eUSB2 規(guī)格,。
USB 2.0和eUSB2的區(qū)別
USB 2.0有線接口在過去20年曾風(fēng)靡一時(shí),,幾乎現(xiàn)在所有的SoC都配備了USB 2.0接口,。USB歷代標(biāo)準(zhǔn)都完好地保留了原始3.3V I/O USB 1.0接口,以保持向后兼容性,,從而實(shí)現(xiàn)了更廣泛的應(yīng)用和更大的生態(tài)系統(tǒng),,同時(shí)確保設(shè)備互操作性。
隨著工藝節(jié)點(diǎn)到達(dá)5nm,,維持USB 2.0 3.3V I/O信號(hào)所需的制造成本呈指數(shù)級(jí)增長(zhǎng),。eUSB2作為對(duì)USB 2.0 規(guī)格的物理層補(bǔ)充,彌補(bǔ)了I/O電壓間隙,,因此,,設(shè)計(jì)人員可在器件級(jí)別集成eUSB2接口,同時(shí)在系統(tǒng)級(jí)利用和重復(fù)使用USB 2.0接口,。
eUSB2支持板載器件間連接(通過直接連接),,也支持通過eUSB2轉(zhuǎn)USB 2.0中繼器(如 TUSB2E22?USB 2.0-eUSB2雙路中繼器)的外露連接器接口,從而進(jìn)行電平轉(zhuǎn)換,,如圖1所述,。
圖1:使用eUSB2中繼器(如 TUSB2E22)的eUSB2應(yīng)用
當(dāng)工藝節(jié)點(diǎn)為7nm及以上時(shí),USB 2.0可繼續(xù)集成到 SoC中,,而當(dāng)工藝節(jié)點(diǎn)為5nm及以下時(shí),,eUSB2則更適合集成到SoC中。如圖1所示,,eUSB2還可集成到其他器件中,,從而作為器件間接口與SoC輕松互連。USB 2.0將繼續(xù)作為標(biāo)準(zhǔn)連接器接口,。
eUSB2可顯著降低I/O功率,提高電源效率,,同時(shí)支持工藝節(jié)點(diǎn)繼續(xù)擴(kuò)展,。表1展示了USB 2.0和eUSB2之間的特性差異。
表1:USB2.0和eUSB2的區(qū)別
eUSB2前景
由于系統(tǒng)功率大幅降低,,eUSB2非常適合用于I/O電壓較小的器件間通信,。當(dāng)使用先進(jìn)的SoC和5nm及以下的工藝節(jié)點(diǎn)時(shí),小型電子產(chǎn)品的設(shè)計(jì)人員可在系統(tǒng)設(shè)計(jì)中采用eUSB2,,同時(shí)繼續(xù)受益于USB 2.0接口的簡(jiǎn)易性,、便于設(shè)計(jì)和廣泛使用的特點(diǎn)。