为什么USB RX、TX 只用2 根线而不是多根数据线?

电器工程 USB
2022-02-01 12:12:01

如果有多条数据线(比如 8 条)来传输/接收数据(比如顺序字节)而不是使用单条线来传输顺序位,会不会更快?

4个回答

如果您在同一个符号时钟上输入多行而不是一行,那确实会更快。

但是,USB 的首要目标是通过低成本、轻量级的电缆在低成本设备(因此 USB 中的 U)之间提供简单的串行(USB 中的 S)接口。

所以,这就是 USB 不做并行数据线的原因:它根本不是它应该填补的利基市场。

此外,不要忽视拥有多个高速并行通道需要收发器系统引入相对较高的工作量来补偿不同线路上的不同偏移,这在高速率下是不可避免的。

制造速度比构建两个较慢的变体快两倍的成本通常会变得更便宜,除非您真的直接与原始原理位并行的硬件(例如 DDR 内存芯片)对话。

任何类型的并行总线的主要障碍之一是倾斜如果您有 8 条单独的线路都承载数据,那么所有位几乎同时到达是很重要的。否则,字节 A 的位可能会与字节 B 的位混淆。这意味着这些并行线的长度必须在时钟速度的某个百分比范围内匹配,以便信号沿线的传播时间大致相同。时钟速度越快,平行线之间的长度公差越小。

在诸如主板之类的 PCB 设计中,非常严格的设计约束是司空见惯的。PCB 走线可以实现 1 mil 或更好的长度匹配,这足以实现高速并行接口。一个常见的例子是DDR 存储器接口该接口依赖于并行通信以非常高的速率移动数据,但只能(以经济实惠的方式)在内部实现这些接口。

想象一下,尝试构建具有 30 多个电线连接的外部计算机电缆,所有长度匹配在千分之一英寸以内!与 USB 电缆相比,这些电缆将非常昂贵。

较旧的计算机确实使用了Parallel Port,它有 8 条数据线,但只能达到大约 2.5 MB/s 的数据速率。与 60 MB/s 的 USB 2.0 相比,更不用说 USB 的更新版本了。

虽然 Marcus 的回答是 100% 正确,但我想补充一点,USB 3.2 Gen 1x2 和 Gen 2x2 在每个方向上使用两个数据通道,而通道仍然分别以 5Gbit/s 运行。每个 10Gbit/s。

USB 没有 Rx 和 Tx 线。它有一对差分线,类似于 RS485,将数据和时钟信号编码在一起。发送方使用两条线路以一种方式发送数据,接收方使用两条线路以另一种方式发送回数据。

否则,是的,信号的并行总线可以非常快。由于已经提到的原因,最适合短距离。

USB 数据传输示例:

在此处输入图像描述