Czym to jest eUSB2? Jest to specyfikacja USB 2 dla systemów wbudowanych. Stanowi ona uzupełnienie specyfikacji USB 2.0, która rozwiązuje problemy związane z integracją kontrolera interfejsu z zaawansowanymi układami SoC (system-on-chip), produkowanymi w technologiach o wysokiej rozdzielczości. Ma ona umożliwić interfejsom USB 2.0 działanie przy napięciach na poziomie 1 V lub 1,2 V, zamiast typowych 3,3 V. eUSB2 może pozwolić na budowanie nowych, bardziej energooszczędne układów SoC, co z kolei ma umożliwić dalsze kontynuowanie skalowania układów, przy jednoczesnym zwiększeniu wydajności w aplikacjach takich jak smartfony, tablety i notebooki.
Dlaczego eUSB2 ma znaczenie
Ponieważ aplikacje, takie jak smartfony i tablety, wciąż umieszczają coraz więcej komponentów w coraz mniejszym rozmiarze, istotne jest, aby interfejsy również się kurczyły. Jednak ciągłe zmniejszanie się wielkości SoC doprowadziło do coraz cieńszej grubości tlenku bramki, który może obsługiwać tylko niższe napięcia. W przypadku urządzeń opartych na interfejsach USB 2.0 trend ten może prowadzić do skomplikowanych wyzwań projektowych dla zaawansowanych węzłów procesowych, aby urządzenia te mogły pracować przy napięciu 3,3 V.
W momencie, gdy technologia półprzewodnikowa dotarła do 7 nm, efekty kwantowe zaczęły oddziaływać na linie IO, które korzystają z wysokiego napięcia, takiego jak 3,3 V. Przez to, takie wejścia po prostu nie są w stanie normalnie działać. Wiele interfejsów urządzenie-urządzenie obsługuje już niższe napięcia, ale USB 2.0 nadal wymaga do pracy napięcia 3,3 V. Aby sprostać temu wyzwaniu, Forum Implementatorów USB zaprezentowało specyfikację eUSB2. Została ona opublikowana już w 2018 roku.
Różnice między USB 2.0 a eUSB2
USB 2.0 jest najpopularniejszym interfejsem przewodowym, używanym w ciągu ostatnich 20 lat. Prawie wszystkie SoC są obecnie wyposażone w ten interfejs. Ewolucja standardów USB utrzymała nienaruszony oryginalny interfejs od czasów USB 1.0 na poziomie 3.3 V dla zachowania kompatybilności wstecznej, pomagając w szerszej adaptacji i zwiększeniu ekosystemu, jednocześnie zachowując interoperacyjność urządzeń.
Gdy układy zbliżają się do 5 nm, koszt produkcji interfejsów USB 2.0 z 3,3 V rośnie wykładniczo. eUSB2 zajmuje lukę, zmniejszając to napięcie. Ma ono być uzupełnieniem warstwy fizycznej specyfikacji USB 2.0, dzięki czemu projektanci mogą zintegrować interfejs eUSB2 na poziomie urządzenia, wykorzystując interfejs USB 2.0 na poziomie systemu.
Interfejs eUSB2 może obsługiwać łączność między urządzeniami za pośrednictwem bezpośrednich połączeń, a także zewnętrzne interfejsy za pośrednictwem repeatera eUSB2-USB 2.0, w celu zmiany poziomów, jak pokazano na rysunku 1.
Podczas gdy USB 2.0 nadal może być integrowane z SoC produkowanymi w technologii 7 nm i wyższymi, eUSB2 nadaje się do układów produkowanych w technologii 5 nm i mniej. eUSB2 można również zintegrować z innymi urządzeniami, również pokazanymi na rysunku 1, w celu łatwego połączenia z SoC jako interfejsem urządzenie-urządzenie. USB 2.0 będzie nadal służyć jako standardowy interfejs złącza zewnętrznego.
Interfejs eUSB2 pozwala także na redukcję zużycia mocy w systemie. Jego zastosowanie poprawia wydajność energetyczną, jednocześnie umożliwiając skalowanie procesów. Tabela poniżej podsumowuje najważniejsze różnice i wskazuje na podobieństwa pomiędzy USB 2.0 i eUSB2.
Przyszłość eUSB2
Interfejs eUSB2 idealnie nadaje się do komunikacji między urządzeniami z mniejszymi napięciami, ponieważ moc systemu wykorzystujący ten interfejs jest znacznie zmniejszona. Projektanci kompaktowych urządzeń elektronicznych mogą ponadto stosować eUSB2 w projektach systemów, które używają najnowocześniejszych układów SoC, produkowanumi w technologii 5 nm lub mniej, jednocześnie korzystając z prostoty, łatwości projektowania i wszechobecności interfejsu USB 2.0.
Źródło: http://e2e.ti.com/blogs_/b/analogwire/archive/2019/08/19/understanding-embedded-usb2-eusb2
Dlaczego eUSB2 ma znaczenie
Ponieważ aplikacje, takie jak smartfony i tablety, wciąż umieszczają coraz więcej komponentów w coraz mniejszym rozmiarze, istotne jest, aby interfejsy również się kurczyły. Jednak ciągłe zmniejszanie się wielkości SoC doprowadziło do coraz cieńszej grubości tlenku bramki, który może obsługiwać tylko niższe napięcia. W przypadku urządzeń opartych na interfejsach USB 2.0 trend ten może prowadzić do skomplikowanych wyzwań projektowych dla zaawansowanych węzłów procesowych, aby urządzenia te mogły pracować przy napięciu 3,3 V.
W momencie, gdy technologia półprzewodnikowa dotarła do 7 nm, efekty kwantowe zaczęły oddziaływać na linie IO, które korzystają z wysokiego napięcia, takiego jak 3,3 V. Przez to, takie wejścia po prostu nie są w stanie normalnie działać. Wiele interfejsów urządzenie-urządzenie obsługuje już niższe napięcia, ale USB 2.0 nadal wymaga do pracy napięcia 3,3 V. Aby sprostać temu wyzwaniu, Forum Implementatorów USB zaprezentowało specyfikację eUSB2. Została ona opublikowana już w 2018 roku.
Różnice między USB 2.0 a eUSB2
USB 2.0 jest najpopularniejszym interfejsem przewodowym, używanym w ciągu ostatnich 20 lat. Prawie wszystkie SoC są obecnie wyposażone w ten interfejs. Ewolucja standardów USB utrzymała nienaruszony oryginalny interfejs od czasów USB 1.0 na poziomie 3.3 V dla zachowania kompatybilności wstecznej, pomagając w szerszej adaptacji i zwiększeniu ekosystemu, jednocześnie zachowując interoperacyjność urządzeń.
Gdy układy zbliżają się do 5 nm, koszt produkcji interfejsów USB 2.0 z 3,3 V rośnie wykładniczo. eUSB2 zajmuje lukę, zmniejszając to napięcie. Ma ono być uzupełnieniem warstwy fizycznej specyfikacji USB 2.0, dzięki czemu projektanci mogą zintegrować interfejs eUSB2 na poziomie urządzenia, wykorzystując interfejs USB 2.0 na poziomie systemu.
Interfejs eUSB2 może obsługiwać łączność między urządzeniami za pośrednictwem bezpośrednich połączeń, a także zewnętrzne interfejsy za pośrednictwem repeatera eUSB2-USB 2.0, w celu zmiany poziomów, jak pokazano na rysunku 1.
Podczas gdy USB 2.0 nadal może być integrowane z SoC produkowanymi w technologii 7 nm i wyższymi, eUSB2 nadaje się do układów produkowanych w technologii 5 nm i mniej. eUSB2 można również zintegrować z innymi urządzeniami, również pokazanymi na rysunku 1, w celu łatwego połączenia z SoC jako interfejsem urządzenie-urządzenie. USB 2.0 będzie nadal służyć jako standardowy interfejs złącza zewnętrznego.
Interfejs eUSB2 pozwala także na redukcję zużycia mocy w systemie. Jego zastosowanie poprawia wydajność energetyczną, jednocześnie umożliwiając skalowanie procesów. Tabela poniżej podsumowuje najważniejsze różnice i wskazuje na podobieństwa pomiędzy USB 2.0 i eUSB2.
| Cecha | USB 2.0 | eUSB2 | Linie sygnałowe | D+, D- | eD+, eD- | Napięcie pracy | 3,3 V | 1 V lub 1,2 V | Wspierane prędkości | Low speed: (1.5Mbps); Full speed: (12Mbps); High speed:(480Mbps) | Low speed: (1.5Mbps); Full speed: (12Mbps); High speed:(480Mbps) | Wspierane rodzaje łączności | Pomiędzy urządzeniami – domyślnie i bez dodatków | Pomiędzy urządzeniami – domyślnie i bez dodatków. Z urządzeniami USB 2.0 – z pomocą reapetera |
Przyszłość eUSB2
Interfejs eUSB2 idealnie nadaje się do komunikacji między urządzeniami z mniejszymi napięciami, ponieważ moc systemu wykorzystujący ten interfejs jest znacznie zmniejszona. Projektanci kompaktowych urządzeń elektronicznych mogą ponadto stosować eUSB2 w projektach systemów, które używają najnowocześniejszych układów SoC, produkowanumi w technologii 5 nm lub mniej, jednocześnie korzystając z prostoty, łatwości projektowania i wszechobecności interfejsu USB 2.0.
Źródło: http://e2e.ti.com/blogs_/b/analogwire/archive/2019/08/19/understanding-embedded-usb2-eusb2
Fajne? Ranking DIY
