中心議題：

• 高速USB3.0存儲端設計三大注意點

解決方案：

• 保持高速信號的完整性
• 電源及導熱管理
• 整體BOM成本

USB接口原本就是目前世界上應用最廣泛的接口，以及人們對於10倍速傳輸速率的需求，造就了近一年來備受矚目的焦點技術之一“超高速USB 3.0”。

在高清畫質與藍光的普及下
，USB 3.0大幅減少了檔案傳輸的等待時間。USB 3.0具有向下兼容與超高速兩大優勢，在係統商與芯片廠商的合作下
，我們相信該技術一定會迅速普及。正是由於USB 3.0改變了對傳統USB速度較慢的看法，現小編大家分享關於USB 3.0存儲端設計應注意的事項。

首先，以目前市場上效能最高的產品ASM1051E為例
，主要對外的兩個接口分別為USB 3.0端與SATA 6G端
，根據目前客戶端量產狀況，成功設計USB 3.0模塊主要有三個要點。

保持高速信號的完整性

信號的質量關係到數據的傳輸是否完整或U盤pan的de可ke靠kao性xing。根gen據ju信xin號hao完wan整zheng性xing製zhi定ding出chu電dian路lu板ban的de設she計ji規gui範fan及ji組zu件jian的de擺bai放fang位wei置zhi
，差cha動dong傳chuan輸shu線xian阻zu抗kang控kong製zhi，減jian少shao阻zu抗kang在zai電dian路lu板ban上shang所suo造zao成cheng的de不bu連lian續xu，而er引yin起qi的de信xin號hao多duo重zhong反fan射she及ji損sun失shi，幹gan擾rao控kong製zhi與yu抑yi製zhi等deng
，確que保bao符fu合heUSBIF兼容測量結果。

USB 3.0設計建議如下：

差動特征阻抗為85Ω。印刷電路板的貫孔不能多於二個，以減少信號的衰減。一個信號的貫孔約增加1dB的損失。差動信號長度不超過1.5英寸，預防主控端印刷電路板可能導致的信號損失及USB 3.0連接器與yu電dian纜lan的de良liang莠you不bu齊qi

，以yi達da到dao最zui佳jia的de效xiao能neng。差cha動dong信xin號hao之zhi間jian的de間jian距ju最zui好hao多duo加jia地di信xin號hao

，以yi減jian少shao信xin號hao之zhi間jian的de幹gan擾rao，如ru信xin號hao旁pang邊bian為wei頻pin率lv信xin號hao或huo是shi切qie換huan式shi電dian源yuan信xin號hao，即ji再zai加jia大da3～4倍的間距。在信號交流耦合電容選用0402大小封裝及NPO或是X7R材質，且擺放至接近連接器的位置。如有ESD及EMI組件的選用及擺放，則將組件位置也放在接近連接器的位置，建議的順序為“連接器、ESD
、EMI、交流耦合電容、ASM1051E”

，注意ESD及EMI的零件選用都要能夠符合要求，差動特征阻抗及信號損失非常低。
 

圖1：USB 3.0的眼圖

SATA 6G設計建議如下：除了差動特征阻抗為90Ω及長度要求可放寬至2.5英寸之外
，其它則與USB 3.0上的建議是相同的。
 

圖2：ASTA 6G的眼圖

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電源及導熱管理

在新的USB 3.0係統設計上，由於高速傳輸的關係，其瞬間耗電量較USB 2.0更大
，如何能平均傳導熱能
，除了需慎重選擇芯片廠商外，在模塊的設計上也有其需要加強之處。

設計建議如下：

最好使用線性穩壓器(LDO)，以減少切換式電源噪聲幹擾及EMI問題
，但相對會有轉換效率較差的問題及散熱需要考慮;電源穩壓電容請參照廠商的設計建議，芯片旁的穩壓電容隻需要選用0402大小封裝的0.1μF;ASM1051E已內置一組線性穩壓器，采用QFN封裝，熱阻較小
，有利於散熱，印刷電路板上散熱貫孔的安排，零件層上銅箔裸露均利於將熱傳導至印刷電路板上;注意設計應在不影響量產組裝的前提下實行。

整體BOM成本

設計建議如下：

使用線性穩壓器;二層印刷電路板即可達到預定的效能;使用普通SATA 1.5G/3Gbps的連接器即能實現6Gbps的效能;單麵打件。

除了芯片及USB 3.0標準連接器之外，所有零件包括二層的PCB板都與USB 2.0時相同。

由於USB 3.0比USB 2.0速度高出數倍的產品
，在固件、主控端芯片、線纜
、接口等方麵都有可能因為信號的微小差異而導致不兼容的結果。其係統設計思維也與2.0大不相同，如何兼顧信號質量與成本將會是研發人員的一大考驗。希望大家能由本文中獲得一些設計的新思維，早日推出USB 3.0產品。