第三代通用序列傳輸口（USB 3.0）承襲USB的便利性及多樣性,，一舉將傳輸速度提升十倍，且保有對于現(xiàn)存USB裝置的向下兼容性,，預期將迅速普及于個人電腦,，消費電子，通訊等各式應用?，F(xiàn)有的USB 2.0纜線及連接器提供了四條信號線,，包含VBus 5V 500mA直流供電，一對DP/DM半雙工雙向差分信號線,，以及GND接地,，以此四條接線提供了USB 2.0的480Mbps的資料傳輸，及直流供電,。USB 3.0為了提供高達5Gbps的資料傳輸率,，額外增加五條訊號線，包括兩對單向傳輸?shù)某咚伲⊿uperSpeed）差分訊號：SSTX+， SSTX-,， SSRX+,， SSRX-，及多一組的接地接點,，并將直流供電能力提升至5V 900mA,。其中的兩對差分訊號分別負責傳輸及接收，提供雙向全雙工的5Gbps的傳輸能力,。
圖1：USB 3.0連接器,，后排的USB 3.0 SuperSpeed信號接點。
圖2：USB 3.0纜線示意圖,，藍色部分為SuperSpeed 5Gbps信號,。
SuperSpeed 5Gbps信號品質的系統(tǒng)設計及量測挑戰(zhàn)
USB 3.0 SuperSpeed位傳輸率高達5Gbps，且采用開放式接口,，信號品質將直接影響裝置兼容性及傳輸效率,，與使用者體驗息息相關。主控芯片,、印刷電路板,、連接器、纜線甚至裝置端芯片組,，都是影響信號品質的關鍵,。對于芯片廠商的類比傳輸設計能力，半導體制程變異,，系統(tǒng)廠商的印刷電路設計布局都是全新的考驗,。不同于USB 2.0的經(jīng)驗，信號品質的參考指標將不再只是傳輸端的眼圖（Eye diagram）,。USB 3.0獨立的傳輸及接收通道,，系統(tǒng)接收能力也成為信號品質及系統(tǒng)設計的重要量測指標。接收端量測主要考驗待測物對不同頻率的時基誤差容忍能力,。容忍能力越強的芯片,，代表其系統(tǒng)設計可較寬松，可使用較長的信號走線,，也有較佳的裝置兼容性,。
圖3： USB 3.0 SuperSpeed傳輸端信號量測眼圖（Eye diagram）
圖4： USB 3.0接收量測結果。橫軸為時基誤差的頻率,，縱軸為時基誤差的振幅,。綠點表示位錯誤率低于10-12的測試基準點。黑線為測試基準規(guī)范,。
第三代通用序列傳輸口（USB 3.0）承襲USB的便利性及多樣性,，一舉將傳輸速度提升十倍,，且保有對于現(xiàn)存USB裝置的向下兼容性，預期將迅速普及于個人電腦,，消費電子,，通訊等各式應用。現(xiàn)有的USB 2.0纜線及連接器提供了四條信號線,，包含VBus 5V 500mA直流供電,，一對DP/DM半雙工雙向差分信號線，以及GND接地,，以此四條接線提供了USB 2.0的480Mbps的資料傳輸,，及直流供電。USB 3.0為了提供高達5Gbps的資料傳輸率,，額外增加五條訊號線,，包括兩對單向傳輸?shù)某咚伲⊿uperSpeed）差分訊號：SSTX+， SSTX-,， SSRX+,， SSRX-，及多一組的接地接點,，并將直流供電能力提升至5V 900mA,。其中的兩對差分訊號分別負責傳輸及接收，提供雙向全雙工的5Gbps的傳輸能力,。
圖1：USB 3.0連接器,，后排的USB 3.0 SuperSpeed信號接點,。
圖2：USB 3.0纜線示意圖,，藍色部分為SuperSpeed 5Gbps信號。
SuperSpeed 5Gbps信號品質的系統(tǒng)設計及量測挑戰(zhàn)
USB 3.0 SuperSpeed位傳輸率高達5Gbps,，且采用開放式接口,，信號品質將直接影響裝置兼容性及傳輸效率，與使用者體驗息息相關,。主控芯片,、印刷電路板、連接器,、纜線甚至裝置端芯片組,，都是影響信號品質的關鍵。對于芯片廠商的類比傳輸設計能力,，半導體制程變異,，系統(tǒng)廠商的印刷電路設計布局都是全新的考驗。不同于USB 2.0的經(jīng)驗,，信號品質的參考指標將不再只是傳輸端的眼圖（Eye diagram）,。USB 3.0獨立的傳輸及接收通道,，系統(tǒng)接收能力也成為信號品質及系統(tǒng)設計的重要量測指標。接收端量測主要考驗待測物對不同頻率的時基誤差容忍能力,。容忍能力越強的芯片,，代表其系統(tǒng)設計可較寬松，可使用較長的信號走線,，也有較佳的裝置兼容性,。
圖3： USB 3.0 SuperSpeed傳輸端信號量測眼圖（Eye diagram）
圖4： USB 3.0接收量測結果。橫軸為時基誤差的頻率,，縱軸為時基誤差的振幅,。綠點表示位錯誤率低于10-12的測試基準點。黑線為測試基準規(guī)范,。
主機板及筆電的延伸設計
在USB 2.0相當普遍的前端連接口,，以內連接的方式連接主機板及主機外箱，提供使用者方便順手的熱插拔應用,。USB 3.0連接口勢必也將導入前板連接口的設計,，額外的連接器及內部連接線，對于信號品質又是外加的考驗,。
圖5： USB 3.0內部連接口針腳定義,。
此外在筆電設計中，普遍使用軟排線連接不同的子板,，以配合輕薄的外型及機構設計,。軟排線的阻抗控制，軟排線連接器的信號連續(xù)性,，都不如印刷電路板及標準連接頭容易控制,。這些都將是未來筆記型電腦中USB 3.0連接口的設計挑戰(zhàn)。如何在不使用信號調整器（re-driver）的額外成本下,，導入前板及軟排線等系統(tǒng)設計,，又維持良好的5Gbps信號品質，成為重要的組件選擇關鍵,。
圖6： USB 3.0內部連接口及連接線
美商睿思科技的USB3.0主端控制芯片F(xiàn)L1009,，因應前述不同系統(tǒng)設計挑戰(zhàn)，整合高效能類比實體設計,，完整驗證不同系統(tǒng)設計需求,。包含可容許長達23公分（9英吋）的線路布局長度，釋放系統(tǒng)設計在線路布局（layout）上的局限性,，并允許長至45公分的前板USB3.0額外接線,，且不需額外re-driver的成本，使系統(tǒng)商與板卡商得以創(chuàng)造最高性能的產(chǎn)品,，并有效減少設計時間與成本,。除此之外,，F(xiàn)L1009也是全球第一顆支持xHCI 1.0的SuperSpeed USB主控端芯片，提供超高效能及絕佳兼容性,。