USB3.0應用與影響因素

　富士通的USB 3.0 —— SATA芯片解決方案

　　為了實現(xiàn)可以將SATA硬盤驅動器用于USB 3.0的簡單方法，富士通推出了MB86C30A單芯片解決方案，用以將USB 3.0和基于SATA/ATA/ATAPI的大容量存儲器進行橋接。這種橋接芯片將USB2.0和USB3.0的海量存儲要求轉移給SATA和ATA/ATAPI通信協(xié)議。

　　MB86C30A是世界首款USB 3.0從芯片，采用了富士通的高速串行I/O技術。不久的將來，利用65nm CMOS技術構建的芯片，在采用高速USB規(guī)格方面，將實現(xiàn)更低的功耗和更大的靈活性。富士通已經(jīng)在“2009 SuperSpeed USB開發(fā)者協(xié)商會上”展示了其USB 3.0從芯片，并證明了它具有行業(yè)最快的傳輸速率。

　　此芯片符合于2008年11月發(fā)布的USB 3.0規(guī)格1.0以及SATA規(guī)格2.6版本的要求。芯片還符合USB Mass Storage 批量傳輸協(xié)議。圖1顯示了芯片的主要功能。

圖1：富士通的MB86C30A USB3.0-SATA橋接芯片

　　MB86C30A主要特性

　　高速加密引擎

　　在安全性方面MB86C30A嵌入式命令解析器支持ATA命令集，帶有一個高速加密引擎和DMA控制器。由于加密功能是由硬件而非軟件進行控制，因此MB86C30A使得USB 3.0的潛在傳輸速率（見圖2）達到了最大化。芯片支持面向CBC-AEC的128位和256位的主要長度，以及面向XTS-AES的主要長度。加密引擎是基于國家標準與技術研究院標準（NIST）的標準AES代碼/解碼硬件引擎。

　　電源管理

　　MB86C30A支持USB 3.0所推出的許多電源管理功能。例如：當USB 3.0端點準備完成，可以進行數(shù)據(jù)傳輸時，它會通知給主機，這樣就減少了查詢端點過程中所需的功率。其它協(xié)議變更也是以類似的方式節(jié)約功率，USB 3.0鏈路層會根據(jù)總線的活動自動進入低功耗狀態(tài)。

　　USB 2.0/USB 3.0和SATA的PHY和鏈路集成

　　MB86C30A整合了一個物理層接口（PHY），在雙工線上（即DP和DM）都具有終端電阻。因此，其實施需要最少量的外部元件并可以實現(xiàn)與物理介質的輕松互聯(lián)。

　　嵌入式擴展頻譜時鐘發(fā)生器（SSCG）

　　由于電磁干擾（EMI）在高頻狀態(tài)下容易出現(xiàn)更多問題，因此USB 3.0需要采用一個頻譜時鐘，這個時鐘必須在主機和每個端點中獨立生成。富士通橋接芯片的工作頻率為75MHz，并整合了一個SSCG。這種集成簡化了系統(tǒng)設計，并降低了對于其它除噪元件的需求，如旁路電容器、扼流圈、磁珠等。

圖2：針對各種引擎標準的MB86C30A傳輸速率