2024年6月6日发(作者：巩冰蝶)
USB3.0 Hub方案
概述
USB（Universal Serial Bus，通用串行总线）是一种用于在计算机系统之间传输
数据和供电的通用接口标准。 USB接口得到了广泛应用，如连接打印机、键盘、
鼠标、摄像头、存储设备等。随着需求的增加，USB集线器（Hub）变得不可或缺。
本文将介绍一种USB3.0集线器方案，以满足高速数据传输需求。
USB3.0技术概述
USB3.0是USB接口的升级版本，提供更高的数据传输速度和更高的功率输出。
相对于USB2.0，USB3.0的主要改进有： - 更高的传输速度：USB3.0的传输速度最
高可达到5 Gbit/s，比USB2.0的480 Mbit/s要快10倍。 - 增加带宽：USB3.0使
用双向数据传输，在USB2.0的基础上新增了四条数据线，分别用于接收和发送数
据。 - 更强大的供电能力：USB3.0接口提供更高的功率输出，最高可达到4.5 W。
USB3.0 Hub方案设计
为了实现高速数据传输，USB3.0集线器需要具备以下关键特性： 1. 快速传输
速度：支持USB3.0的5 Gbit/s传输速度。 2. 多口输出：提供多个USB接口，方
便用户同时连接多个USB设备。 3. 适配器供电：为连接的USB设备提供稳定的电
力。 4. 多系统兼容性：兼容与USB2.0和USB1.1设备的连接，并自动适配传输速
度。
USB3.0集线器芯片选择
选择一款适合的USB3.0集线器芯片对方案的成功至关重要。以下是一些常见
的USB3.0集线器芯片供参考： - 瑞萨电子（Renesas）的µPD720210：该芯片集
成了USB3.0 Hub控制器和USB接口电路，支持4个USB3.0端口和电源管理功能。
- VIA Technologies的VL812：该芯片支持7个USB3.0端口，提供72 Mhz的内部
晶振，并通过FIFO（先进先出）架构来提供高传输速度。 - Genesys Logic的
GL3520：该芯片支持4个USB3.0端口，并具备多种保护功能，如过流保护、超
过温度保护等。
硬件设计
在设计USB3.0 Hub方案时，需要考虑以下硬件设计要点： - PCB布局：合理
的PCB布局可以减少信号干扰，提高信号传输质量。将高速信号差分对放置在一
起，尽量减少走线长度，使用正确的层堆叠和阻抗控制。 - 电源电路：为USB3.0
Hub提供稳定的电源，使用高质量的电感、电容和稳压器来减少电源波动和噪声。
- 信号线保护：使用屏蔽线缆和滤波电容来保护信号线免受干扰，保证信号传输的
稳定性。 - EMI设计：采取必要的措施来降低电磁辐射干扰，如使用屏蔽罩、添加
地线等。
软件设计
USB3.0 Hub的软件设计主要包括以下几个方面： - 驱动程序：为集线器设计适
配的设备驱动程序，以向上层应用程序提供接口。 - 固件开发：开发集线器的固件，
实现信号的处理和转发。 - 协议兼容性：确保集线器与各种USB设备的兼容性，
支持USB1.1和USB2.0的传输速度自适应。
总结
USB3.0 Hub方案是为满足高速数据传输需求而设计的。通过选择适合的
USB3.0集线器芯片，合理的硬件设计和软件开发，可以实现高速传输、多口输出、
适配器供电和多系统兼容性等重要特性。 在实际设计过程中，还需要综合考虑成
本、功耗、可靠性等因素，以找到最佳的解决方案。希望本文提供的信息对你的
USB3.0 Hub方案设计有所帮助。
2024年6月6日发(作者：巩冰蝶)
USB3.0 Hub方案
概述
USB（Universal Serial Bus，通用串行总线）是一种用于在计算机系统之间传输
数据和供电的通用接口标准。 USB接口得到了广泛应用，如连接打印机、键盘、
鼠标、摄像头、存储设备等。随着需求的增加，USB集线器（Hub）变得不可或缺。
本文将介绍一种USB3.0集线器方案，以满足高速数据传输需求。
USB3.0技术概述
USB3.0是USB接口的升级版本，提供更高的数据传输速度和更高的功率输出。
相对于USB2.0，USB3.0的主要改进有： - 更高的传输速度：USB3.0的传输速度最
高可达到5 Gbit/s，比USB2.0的480 Mbit/s要快10倍。 - 增加带宽：USB3.0使
用双向数据传输，在USB2.0的基础上新增了四条数据线，分别用于接收和发送数
据。 - 更强大的供电能力：USB3.0接口提供更高的功率输出，最高可达到4.5 W。
USB3.0 Hub方案设计
为了实现高速数据传输，USB3.0集线器需要具备以下关键特性： 1. 快速传输
速度：支持USB3.0的5 Gbit/s传输速度。 2. 多口输出：提供多个USB接口，方
便用户同时连接多个USB设备。 3. 适配器供电：为连接的USB设备提供稳定的电
力。 4. 多系统兼容性：兼容与USB2.0和USB1.1设备的连接，并自动适配传输速
度。
USB3.0集线器芯片选择
选择一款适合的USB3.0集线器芯片对方案的成功至关重要。以下是一些常见
的USB3.0集线器芯片供参考： - 瑞萨电子（Renesas）的µPD720210：该芯片集
成了USB3.0 Hub控制器和USB接口电路，支持4个USB3.0端口和电源管理功能。
- VIA Technologies的VL812：该芯片支持7个USB3.0端口，提供72 Mhz的内部
晶振，并通过FIFO（先进先出）架构来提供高传输速度。 - Genesys Logic的
GL3520：该芯片支持4个USB3.0端口，并具备多种保护功能，如过流保护、超
过温度保护等。
硬件设计
在设计USB3.0 Hub方案时，需要考虑以下硬件设计要点： - PCB布局：合理
的PCB布局可以减少信号干扰，提高信号传输质量。将高速信号差分对放置在一
起，尽量减少走线长度，使用正确的层堆叠和阻抗控制。 - 电源电路：为USB3.0
Hub提供稳定的电源，使用高质量的电感、电容和稳压器来减少电源波动和噪声。
- 信号线保护：使用屏蔽线缆和滤波电容来保护信号线免受干扰，保证信号传输的
稳定性。 - EMI设计：采取必要的措施来降低电磁辐射干扰，如使用屏蔽罩、添加
地线等。
软件设计
USB3.0 Hub的软件设计主要包括以下几个方面： - 驱动程序：为集线器设计适
配的设备驱动程序，以向上层应用程序提供接口。 - 固件开发：开发集线器的固件，
实现信号的处理和转发。 - 协议兼容性：确保集线器与各种USB设备的兼容性，
支持USB1.1和USB2.0的传输速度自适应。
总结
USB3.0 Hub方案是为满足高速数据传输需求而设计的。通过选择适合的
USB3.0集线器芯片，合理的硬件设计和软件开发，可以实现高速传输、多口输出、
适配器供电和多系统兼容性等重要特性。 在实际设计过程中，还需要综合考虑成
本、功耗、可靠性等因素，以找到最佳的解决方案。希望本文提供的信息对你的
USB3.0 Hub方案设计有所帮助。