USB培訓(xùn)完整ppt課件

USB項目培訓(xùn),精選,2,培訓(xùn)內(nèi)容,USB歷史版本比較USB3.1最新Type-C介紹USB版本標(biāo)志及接口認(rèn)識USB3.1TYPE-C未來市場前景USB3.1TYPE-C產(chǎn)品的生產(chǎn)難度USB規(guī)格及標(biāo)準(zhǔn)認(rèn)識USB3.1標(biāo)準(zhǔn)成品線方案USB3.1測試及認(rèn)證,精選,3,培訓(xùn)要求,1.學(xué)會區(qū)分USB各種接頭2.熟悉2.0/3.0/3.1的線材規(guī)格3.熟悉USB3.1Type-C的新特性4.熟悉USB3.1的使用長度限制其它內(nèi)容了解一下就可以了,精選,4,USB歷史版本比較,USB是英文UniversalSerialBus的縮寫，中文含義是“通用串行總線”,1Gbps=1024Mbps1A=1000mA,精選,5,USB3.1Type-C介紹,目前USB最新版本為3.1，有Type-A和Type-B接口，另新增Type-C(24PIN)的接口，目前只有Type-CTOType-C的連接線能達(dá)到10Gbps的傳輸速率,精選,6,USB3.1Type-C介紹,信號理論傳輸速度：10Gbps，未來可達(dá)20Gbps,最高支持影音傳輸4094*230430FPS的4K顯示,最高電力供應(yīng)20V/5A,100W，充電速度更快,可以不分方向正反插，接口友好易用,1,2,3,4,USB3.1Type-C優(yōu)勢,精選,7,USB3.1Type-C介紹,USB3.1TypeC的應(yīng)用:,精選,8,USB版本標(biāo)志及接口認(rèn)識,USB版本標(biāo)志:,用于USB2.0及以下版本,用于USB3.0/3.1,精選,9,USB版本標(biāo)志及接口認(rèn)識,除了Type-C接頭外，USB還有如下的接頭類型：,精選,10,USB版本標(biāo)志及接口認(rèn)識,USB2.0/USB3.0常用接頭：,精選,11,USB版本標(biāo)志及接口認(rèn)識,USB2.0A公最常用的接口，廣泛用于電腦主板上,USB2.0B公，用于打印機(jī)連接,USB2.0MicroB公，最常用的接口，廣泛用于手機(jī)充電接口,USB2.0MiniB公，比MicroB公略大，應(yīng)用不多，一些玩具、U盾上有用到,USB2.0常用接頭：,精選,12,USB版本標(biāo)志及接口認(rèn)識,USB3.0A公最常用的接口，廣泛用于電腦主板上接口默認(rèn)用藍(lán)色的膠,USB3.0B公，用于打印機(jī)連接接口默認(rèn)用藍(lán)色的膠,USB3.0MicroB公，目前三星的一些手機(jī)有配易用性較差，應(yīng)用比不上2.0的MicroB公,USB3.1包括以上三種3.0的接口，另外新增一款Type-C的接口,USB3.0/3.1常用接頭：,精選,13,USB版本標(biāo)志及接口認(rèn)識,接口厚度對比：,USBType-A,DisplayPort,USBMicroB,Power,纖薄USB3.1Type-C,USBType-B,精選,14,USB3.1Type-C未來市場前景,2015年3月，歐洲議會全體會議以550票支持、12票反對的表決通過一項立法草案，在2017年強(qiáng)制統(tǒng)一移動設(shè)備的充電器接口標(biāo)準(zhǔn)為USB3.1Type-C接口。USB3.1除了電腦領(lǐng)域外，手機(jī)、平板也會在明年全速普及，而這項技術(shù)也是得到Intel、谷歌、微軟及蘋果的支持。目前市面上的諾基亞平板N1、蘋果新MacBook筆記本、谷歌AndroidM手機(jī)等設(shè)備已配備了Type-C接口目前移動設(shè)備中更新更換頻率最高的就是智能手機(jī)，其次是平板/筆記本，最后是臺式電腦。當(dāng)下的智能手機(jī)高端一些基本都是配高通的810CPU、夏普的屏幕、索尼的攝像頭、三星的內(nèi)存這些頂級的配置，而電池技術(shù)目前沒有突破，外觀設(shè)計也難以突破，再加上現(xiàn)在很多手機(jī)支持4K拍攝，據(jù)以上信息可以預(yù)測到，在2016年的新手機(jī)，USB3.1TypeC接口將成為一個最大賣點，那么最先火起來的就是C對A的連接線以及C對C的連接線。綜上所述，USB3.1中的TypeC最有可能成為未來的連接標(biāo)準(zhǔn)，提供數(shù)據(jù)傳輸、外設(shè)連接、顯示輸出等一體化的連接方案。,精選,15,USB3.1Type-C的生產(chǎn)難度,目前USB3.1Gen2的最高速度10Gbps，測試的頻率是15GHz，在線材押出、連接器設(shè)計、線束加工三個方面都面臨著巨大挑戰(zhàn)。線材押出方面，從理論計算，32#對絞版的3.1線材最多能做到1米，而同軸版是1.2米，這只是理論推算，實際制程不可能達(dá)到理論長度，目前只有日本住友的USB3.1同軸版能量產(chǎn)穩(wěn)定通過1米，國內(nèi)最多能做到0.8米，量產(chǎn)還不一定非常穩(wěn)定。所以線材方面對材料選擇、設(shè)備穩(wěn)定性、制程控制都達(dá)到瓶頸。沒有絞線退扭的設(shè)備和TDR測試儀作為基礎(chǔ)，則無法保證量產(chǎn)穩(wěn)定，制程管控則無從談起。故供應(yīng)商方面，如果沒有這兩種設(shè)備，量產(chǎn)也說能保證就是在吹牛。,精選,16,USB3.1Type-C的生產(chǎn)難度,連接器方面，Type-C多針腳、高功率、高頻寬及小體積，傳輸時衍生更嚴(yán)重的散熱、電源雜訊和電磁干擾(EMI)、結(jié)構(gòu)強(qiáng)度、使用壽命等問題，所以在連接器方面，PCB設(shè)計、產(chǎn)能開出、良率提升、制程優(yōu)化才剛起步，專利也在此展開，溫度方面，協(xié)會用紅外線檢測接頭的溫度不能超過30攝氏度。,精選,17,USB3.1Type-C的生產(chǎn)難度,加工方面，也要預(yù)先了解連接器和線材的阻抗是否匹配，以在后續(xù)減少回波損耗造成的干擾，加工要重點控制EMI，開芯線5-7mm，盡可能的開短，以減少對鋁箔和芯線的破壞、預(yù)防焊接PIN腳電弧積炭、優(yōu)化焊接排線距離、提高設(shè)備穩(wěn)定性等手段來控制EMI，一旦信號受到干擾，傳輸速度就會下降，達(dá)不到10Gbps的速率。目前只有同軸結(jié)構(gòu)的加工損耗比較小，因為開線距離可以比較短，信號損失也就小。而對絞結(jié)構(gòu)的開線距離就相對同軸的要長了，如果像HDMI那樣開15mm，EMI影響就大很多，導(dǎo)致加工極其困難，良率很低。,精選,18,USB3.1Type-C的生產(chǎn)難度,USB協(xié)會認(rèn)證3.1的成品線，只接受1米頭到頭的長度。穩(wěn)定有余量加工的線材、設(shè)計良好的連接器再加上加工方面的控制，才能真正做出滿足10Gbps速率的USB3.1連接線。,精選,19,USB規(guī)格及標(biāo)準(zhǔn)認(rèn)識,USB2.0線材截面圖(協(xié)會標(biāo)準(zhǔn)):(1P+2C)+ADB,UTP對絞(白*綠)信號對絕緣為HDPED+/D-只對絞，不另外包鋁箔屏蔽,GND地線絕緣為PVC,+5V電源絕緣為PVC,編織屏蔽網(wǎng),USB2.0的工藝要求比較簡單，信號對不需要做發(fā)泡也可以，也沒有額外加鋁箔屏蔽信號對?；蛘甙拙G不對絞，直接四芯總絞也可以，但白芯和綠芯要挨在一起即可。目前一些低端市場直接做單股銅導(dǎo)體，甚至做CCS，也不做屏蔽。USB2.0數(shù)據(jù)是單向傳輸，不能同時進(jìn)行雙向傳輸。最大傳輸速率為480Mbps。,精選,20,USB規(guī)格及標(biāo)準(zhǔn)認(rèn)識,USB2.0主要物理電氣性能指標(biāo),1秒等于1000,000,000,000皮秒(ps)，即1ps等于億萬分之一秒,精選,21,USB規(guī)格及標(biāo)準(zhǔn)認(rèn)識,特性阻抗Impedance：指信號線傳輸過程中的電流電壓比，當(dāng)電壓電流發(fā)生變化時，電磁場也跟著變化，就會導(dǎo)致信號反射等問題而影響信號傳輸質(zhì)量(衰減變大)，所以要保證線材到接頭段/設(shè)備端的阻抗穩(wěn)定以減少信號反射。阻抗波動受芯線發(fā)泡結(jié)構(gòu)、導(dǎo)體ID、芯線ID、包帶松緊度、屏蔽等因素的影響，另外線材和連接器的阻抗也要接近，差距越小越好。,專有名詞解釋,精選,22,USB規(guī)格及標(biāo)準(zhǔn)認(rèn)識,插入衰減Attenuation:信號在傳輸介質(zhì)中傳播時，將會有一部分能量轉(zhuǎn)化成熱能或者被傳輸介質(zhì)吸收或被反射，從而造成信號強(qiáng)度不斷減弱(甚至失真造成接收端無法識別信號)，這種現(xiàn)象稱為衰減。信號傳輸?shù)念l率越高，反射串?dāng)_的問題就越嚴(yán)重，衰減值用于判斷信號傳輸?shù)馁|(zhì)量。衰減值受阻抗波動(反射、串?dāng)_)、導(dǎo)體材質(zhì)及表面光潔度、絕緣材質(zhì)及結(jié)構(gòu)、使用長度等因素影響,專有名詞解釋,精選,23,USB規(guī)格及標(biāo)準(zhǔn)認(rèn)識,延時差DelaySkew：該值反映信號傳輸?shù)耐叫?，如果信號傳輸不同步會造成傳輸失敗。該值受芯線的物理長度(物理張力造成不一致)及芯線的質(zhì)量影響(阻抗/發(fā)泡結(jié)構(gòu))等,專有名詞解釋,延時差=A芯線的傳輸時間-B芯線的傳輸時間而Delay延時的意思是信號發(fā)出到被接收的時間為延時,精選,24,USB規(guī)格及標(biāo)準(zhǔn)認(rèn)識,USB2.0規(guī)格對應(yīng)最大使用長度,精選,25,USB規(guī)格及標(biāo)準(zhǔn)認(rèn)識,USB3.0線材結(jié)構(gòu),USB3.0線材對絞結(jié)構(gòu)(1P+D+AL)*2P+1P+2C+ADB,USB3.0線材同軸結(jié)構(gòu)(1C+SP+AL/MY+MY)*4COAX+1P+2C+ADB,USB3.0增加兩對高速SDP信號對，用于雙向高速傳輸數(shù)據(jù)，最高速率達(dá)5Gbps,精選,26,USB規(guī)格及標(biāo)準(zhǔn)認(rèn)識,USB3.0主要電氣性能標(biāo)準(zhǔn),精選,27,USB規(guī)格及標(biāo)準(zhǔn)認(rèn)識,回波損耗DifferentialReturnLoss:回波損耗，又稱為反射損耗。是電纜鏈路由于阻抗不匹配所產(chǎn)生的反射，是一對線自身的反射。不匹配主要發(fā)生在連接器的地方，但也可能發(fā)生于電纜中特性阻抗發(fā)生變化的地方?；夭〒p耗嚴(yán)重時可使圖像發(fā)生重影等問題。提高芯線的同心度、兩根芯線盡量工藝一致、采用芯線退扭技術(shù)可以改善回波損耗的情況,專有名詞解釋,精選,28,USB規(guī)格及標(biāo)準(zhǔn)認(rèn)識,差分轉(zhuǎn)共模DifferentialtoCommonModeConversion(Scd21):該參數(shù)用來體現(xiàn)EMI電磁干擾情況，當(dāng)兩根正負(fù)極芯線的參數(shù)(ID、電容、阻抗波動等)不相等時，原本可以相互抵消的差模信號就會衍生出共模干擾信號，共模信號不能相互抵消，所以會干擾到信號的傳輸。,專有名詞解釋,精選,29,USB規(guī)格及標(biāo)準(zhǔn)認(rèn)識,USB3.0規(guī)格對應(yīng)最大使用長度,精選,30,USB規(guī)格及標(biāo)準(zhǔn)認(rèn)識,USB3.1同軸結(jié)構(gòu)(10GbpsGen2使用)(8COAX+1C+(1P+4C+2D+AL/MY)+ADB,高速信號對(8同軸)：(導(dǎo)體+FEP+SP+CU/MY)*8COAX,1C電源線,2C電源線,2C電子線(CC&Vconn),USB2.0白*綠1P,2C地線回路,鋁箔,精選,31,USB規(guī)格及標(biāo)準(zhǔn)認(rèn)識,FEP為鐵氟龍芯線，該膠料對信號傳輸好，但價格貴。FPE為PE發(fā)泡，可用于代替FEP，成本低，但信號效果及穩(wěn)定性沒有FEP那么好,目前同軸版USB3.1的同軸屏蔽處理方案,精選,32,USB規(guī)格及標(biāo)準(zhǔn)認(rèn)識,USB3.1主要電氣性能指標(biāo),精選,33,USB規(guī)格及標(biāo)準(zhǔn)認(rèn)識,USB3.1衰減指標(biāo),以上指標(biāo)為協(xié)會暫定指標(biāo)，正式版規(guī)范出來后可能會有變動,精選,34,USB規(guī)格及標(biāo)準(zhǔn)認(rèn)識,USB3.1規(guī)格對應(yīng)最大使用長度,以上高速信號對的使用長度為理論情況下能達(dá)到的使用長度。連接器兩端最多允許-3.7dB的損耗,精選,35,USB規(guī)格及標(biāo)準(zhǔn)認(rèn)識,(32AWG*8COAX+26AWG*1C+(34AWG*1P+32AWG*4C+26AWG*2D+AL/MY)+ADB以上規(guī)格目前最長能做1米(2015-7-27日本住友),(30AWG*8COAX+24AWG*1C+(32AWG*1P+30AWG*4C+24AWG*2D+AL/MY)+ADB以上規(guī)格目前最長能做1.5米(2015-7-27日本住友),精選,36,USB3.1標(biāo)準(zhǔn)成品線方案,TypeCtoC線材均可通過CC線，支持PowerDelivery(PD)的BMC通訊全功能的USB3.1線材必須帶eMarkIC只有USB2.0TypeC3A線材可以選配IC2.0的CtoC需要用1P+2C+1C的線連接，增加的1根電子線為CC3.0的CtoC需要用2P+1P+2C+1C的線連接，同樣增加CC芯線,2.03.1GEN13.1GEN2,TypeCtoCcable：,精選,37,USB3.1標(biāo)準(zhǔn)成品線方案,1.偵測傳輸線的連接或斷開2.偵測線材插入的正反面3.初始化主/從設(shè)備及充電供需關(guān)系4.偵測USBType-C的VBUS電流及其用量5.作為USBPD的通訊通道6.偵測并架構(gòu)擴(kuò)展功能(替代或輔助模式)另外Vconn是給eMark供電，eMarkIC是用來實現(xiàn)以上功能,Type-C線材CCPIN功能：,精選,38,USB3.1標(biāo)準(zhǔn)成品線方案,1.建立供電協(xié)議，使電壓、電流超出USB2.0和USB3.1標(biāo)準(zhǔn)規(guī)格2.改變Vbus的供電端口3.改變Vconn的供電端口4.切換主/從設(shè)備關(guān)系的角色5.和線材通訊,Type-CPowerDelivery功能：,精選,39,USB3.1標(biāo)準(zhǔn)成品線方案,TypeCtoLegacycable：,TypeCtoLegacycable(USB2.0Type-CtoUSB2.0mini-B除外)標(biāo)配至少3A的電流傳輸若要支持5A供電，則需要使用PD版本的Legacy連接品，且Type-C端需要有eMark標(biāo)示,精選,40,USB3.1標(biāo)準(zhǔn)成品線方案,TypeCtoLegacycable：,TypeCtoLegacycable(USB2.0Type-CtoUSB2.0mini-B除外)標(biāo)配至少3A的電流傳輸若要支持5A供電，則需要使用PD版本的Legacy連接品，且Type-C端需要有eMark標(biāo)示,精選,41,USB3.1測試及認(rèn)證,USB3.1信號傳輸可以用TDR來測出好壞，除了要測傳統(tǒng)參數(shù)，還要測試綜合參數(shù)。傳統(tǒng)參數(shù)有衰減、回波損耗、對內(nèi)延