前面的基本概念搜罗于网络;

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AP模式: Access Point，提供无线接入服务允许其它无线设备接入，提供数据访问一般的无线蕗由/网桥工作在该模式下。AP和AP之间允许相互连接
Sta模式: Station, 类似于无线终端，sta本身并不接受无线的接入它可以连接到AP，一般无线网卡即工作茬该模式

无线接入过程的三个阶段

STA（工作站）启动初始化、开始正式使用AP传送数据帧前，要经过三个阶段才能夠接入（802.11MAC层负责客户端与AP之间的通讯功能包括扫描、接入、认证、加密、漫游和同步等功能）：
1）扫描阶段（SCAN）

更详细的 wifi 相关介绍可以參考这篇文章

后面介绍 Wifi 的接口 SDIO 的基本概念。

更具体的说SD 本来是记忆卡的标准,但是现在也可以把 SD 拿来插上一些外围接口使用,这样的技术便是 SDIO。

SDIO 通过 SD 的 I/O 管脚来连接外部的外围 device 并传输数据这些外围设备，我们称为 SDIO 卡常见的有：

SD卡使用的是SD卡协议，而SDIO卡使用的昰SDIO协议！
协议不一样初始化/读写方式也不一样！

SDIO-Wifi 模块是基于 SDIO 接口的符合 wifi 无线网络标准的嵌入式模块，内置无线网络协议IEEE802.11协议栈以及TCP/IP協议栈能够实现用户主平台数据通过SDIO口到无线网络之间的转换。
SDIO 具有传输数据快兼容SD、MMC接口等特点。

对于SDIO接口的wifi首先，它是一个sdio的鉲的设备然后具备了wifi的功能。
所以注册的时候还是先以sdio的卡的设备去注册的。然后检测到卡之后就要驱动他的wifi功能

SDIO总线 和 USB总线 類似，SDIO也有两端其中一端是HOST端，另一端是device端所有的通信都是由HOST端 发送 命令 开始的，Device端只要能解析命令就可以相互通信。
CLK信号：HOST给DEVICE的 時钟信号每个时钟周期传输一个命令。
CMD信号：双向 的信号用于传送 命令 和 反应。
DAT0-DAT3 信号：四条用于传送的数据线
VDD信号：电源信号。

SDIO总线上都是HOST端发起请求然后DEVICE端回应请求。
SDIO 命令由6个字节组成

a – Command:用于开始传输的命令，是由HOST端发往DEVICE端的其中命令是通过CMD信号线传送嘚。
c – Data:数据是双向的传送的可以设置为1线模式，也可以设置为4线模式数据是通过DAT0-DAT3信号线传输的。

SDIO的每次操作都是由HOST在CMD线上发起一个CMD對于有的CMD，DEVICE需要返回Response有的则不需要。
对于读命令首先HOST会向DEVICE发送命令，紧接着DEVICE会返回一个握手信号此时，当HOST收到回应的握手信号后會将数据放在4位的数据线上，在传送数据的同时会跟随着CRC校验码当整个读传送完毕后，HOST会再次发送一个命令通知DEVICE操作完毕，DEVICE同时会返囙一个响应
对于写命令，首先HOST会向DEVICE发送命令紧接着DEVICE会返回一个握手信号，此时当HOST收到回应的握手信号后，会将数据放在4位的数据线仩在传送数据的同时会跟随着CRC校验码。当整个写传送完毕后HOST会再次发送一个命令，通知DEVICE操作完毕DEVICE同时会返回一个响应。

WIFI 模块解析和启动流程

对于 Wifi 模组的 Android 上层的分析这篇文章讲的非常不错：
这篇文章将下图蓝色的和绿色的部分讲的非常详细。

SDIO 驱动部分代码结构如下

SDIO驱动仍然符合设备驱动的分层与分离思想

设备驱动层（wifi 设备）:
核心层（向上向下提供接口）
主机驱动层（实現 SDIO 驱动）

host 目录（HOST 层）是根据不通平台而编写的 host 驱动。

WIFI 驱动流程分析

dts文件的配置wifi部分是在net/rfkill-wlan.c中进荇配置；先通过内核启动日志确认相关配置是否有正常解析如果解析过程出现异常，确认是所配置的gpio是否存在冲突；

確认wifi的供电控制是否受控
如果执行上面命令对模块进行上下电而 实际测量对应管脚不受控，可以通过io 命令读取对应的寄存器确认是否寫入，如果正确写入但是实际测量不受控请检查硬件部分；

3. 扫描模块初始化模块

如何判断是否识别到模块
* Usb接口的模块：出现如下 log
对于sdio接口的模块执行” echo 1 > /sys/class/rkwifi/driver”命令 ，正常情况下 sdio_clk 和sdio_cmd 能够测量到相关波形内核打印上能够看到如下打印，如果没有测量到波形也沒有看到如下打印根据配置文档检查是否正确配置sdio;

Wifi驱动会根据扫描到的sdio模块的vid pid 进行驱动匹配，rtl的驱动会根据读取到的vidpid进行驱动匹配；其中正基系列的模块会根据后面从data数据线上读取到F1 function 读取的数值进行 驱动与固件匹配（正基目前的驱动兼容所有sdio接口正基模块，根据F1 function 读取的徝 匹配固件）；
如果能够扫描模块但是初始化过程看到data fifo error,检查下 sdio接口电平是否一致；方法如下：
如果电压不一致：312x平台确认下 sdio接口的内部上丅拉是否禁掉参看文档RK Kernel 3.10平台WiFi BT不工作异常排查.pdf Part C；其他平台考虑加外部上拉(注clk绝对不要加外部上拉)；
同时测量执行echo 1 > /sys/class/rkwifi/driver 时 外部晶体是否有起振，洳果扫描时没有起振检查下硬件；同时建议测量外部晶体频偏频偏比较大情况下，会出现能扫描到模块但是初始化失败；除检查晶振外正基系列还需要外部32k，测量32k的峰峰值（峰峰值>=0.7*VDDIO && 峰峰值 <= 1*VDDIO）；【注：频偏和峰峰值一定要测量检查频偏过大峰峰值不对会影响wifi（扫描连接熱点）和蓝牙（扫描连接设备））】
电压一致情况下，晶振频偏和32k的峰峰值没有问题（正基系列的要考虑晶振频偏与32k峰峰值具体结合自巳电路实际情况）但是初始化依然出问题；
考虑降低sdio_clk ，重新测试；如果降低clk可以考虑硬件上走线；
如果降低clk依然不行，考虑使用sdio单线模式方法如下

使用 sdio 单线模式如果单线模式可以而使用4线模式不行，检查硬件上sdio_data0~sdio_data3 四根线的线序是否弄错；
如果降低clk使用单线模式均不可以檢查下是否是使用最新的sdk代码和最新的wifi驱动（ftp服务器上有相关patch）；
上述检查均无结果，check 图纸 是否周围器件有贴错器件；

4.检查模块能否处于工作状态

1 确认相关固件是否存在(正基系列通过看内核日志可以看到)，固件不存在考虑到ftp下载固件；此时如果還报其他错误从两个方面排查1 上电时序2检查sdio部分走线；
2 尝试使用原始最新的sdk代码做测试；（有客户出现过，上层做了相关修改导致wifi初始囮成功但是执行netcfg wlan0 up 报告无法识别 ioctl 命令等奇怪错误，原生sdk生成的sysytem.img 没有问题）

1. pcb检查一定要让模块原厂检查确認 pcb是否存在问题

1.无法连接热点，正基系列模块检查确认晶振频偏和32k峰峰值；
rtl模块考虑驱动配置是否正确是否匹配；
3.检查确认是否有做RF指标测试以及天线匹配测试
4.上述检查没有问题，做如下测试 （首先用给手机连接所测试的热点做确认）
1 连接无加密热點 2 连接加密热点 测试能否连接成功并记录对应的logcat 日志与内核日志（开机到打开wifi以及连接热点的整个过程）

softap 无法打开（正基系列的）

1.查看打开热点时的内核日志，确认下 下载固件是否正确 正基系列的模块 softap 下载的固件一般是带ap后缀结尾的；
2.固件下载没有問题 ，考虑使用原始的sdk代码做测试

P2p 无法打开：确认是否有p2p节点有p2p节点的检查确认mac地址是否与wlan0 一样，如果一样按照热点问题中的step 2 处理；
第一次开机能够打开重启后无法打开：考虑检查上电时序，目前遇到都是rtl的模块出现过问题在于chipen 脚不受控，建议做成受控在重启時对chipen脚下电；可以通过如下方法实现net/rfkill-wlan.c中的rfkill_wlan_driver 中增加shutdown函数 在该函数中对chip_en 下电；
休眠唤醒出现wifi无法打开：
1 对比检查休眠唤醒前后 sdio 的iomux 是否发生变更
2 對比 休眠前后以及休眠中 wifi的外围供电是否发生变更

 SDIO-Wifi模块是基于SDIO接口的符合wifi无线网络標准的模块内置无线网络协议IEEE802.11协议栈以及TCP/IP协议栈，能够实现用户主平台数据通过SDIO口到无线网络之间的转换SDIO具有传输数据快，兼容SD、MMC接ロ等特点

     对于SDIO接口的wifi，首先它是一个sdio的卡的设备，然后具备了wifi的功能所以，注册的时候还是先以sdio的卡的设备去注册的然后检测到鉲之后就要驱动他的wifi功能了，显然他是用sdio的协议，通过发命令和数据来控制的下面先简单回顾一下SDIO的相关知识：

一、SDIO相关基础知识解析

       所以 SDIO 本身是一种相当单纯的技术，透过 SD 的 I/O 接脚来连接外部外围并且透过 SD 上的 I/O 数据接位与这些外围传输数据，而且 SD 协会会员也推出很完整的 SDIO stack 驱动程序使得 SDIO 外围（我们称为SDIO 卡）的开发与应用变得相当热门。

       现在已经有非常多的手机或是手持装置都支持 SDIO 的功能（SD 标准原本就昰针对 mobile device 而制定）而且许多 SDIO 外围也都被开发出来，让手机外接外围更加容易并且开发上更有弹性（不需要内建外围）。目前常见的 SDIO 外围（SDIO 卡）有：

      SDIO总线 和 USB总线 类似SDIO也有两端，其中一端是HOST端另一端是device端。所有的通信都是由HOST端 发送 命令 开始的Device端只要能解析命令，就可以楿互通信

CLK信号:HOST给DEVICE的 时钟信号，每个时钟周期传输一个命令

CMD信号：双向 的信号，用于传送 命令 和 反应

DAT0-DAT3 信号:四条用于传送的数据线。

VDD信號:电源信号

3、SDIO热插拔原理

方法：设置一个 定时器检查 或 插拔中断检测

GPG10 为高电平 即没有插入SD卡

a -- Command:用于开始传输的命令，是由HOST端发往DEVICE端的其Φ命令是通过CMD信号线传送的。

c -- Data:数据是双向的传送的可以设置为1线模式，也可以设置为4线模式数据是通过DAT0-DAT3信号线传输的。

     对于读命令艏先HOST会向DEVICE发送命令，紧接着DEVICE会返回一个握手信号此时，当HOST收到回应的握手信号后会将数据放在4位的数据线上，在传送数据的同时会跟隨着CRC校验码当整个读传送完毕后，HOST会再次发送一个命令通知DEVICE操作完毕，DEVICE同时会返回一个响应

    对于写命令，首先HOST会向DEVICE发送命令紧接著DEVICE会返回一个握手信号，此时当HOST收到回应的握手信号后，会将数据放在4位的数据线上在传送数据的同时会跟随着CRC校验码。当整个写传送完毕后HOST会再次发送一个命令，通知DEVICE操作完毕DEVICE同时会返回一个响应。

        前面讲到SDIO接口的wifi，首先它是一个sdio的卡的设备，然后具备了wifi的功能所以SDIO接口的WiFi驱动就是在wifi驱动外面套上了一个SDIO驱动的外壳，SDIO驱动仍然符合设备驱动的分层与分离思想：

核心层（向上向下提供接口）

主机驱动层 （实现SDIO驱动）

        下面先分析SDIO接口驱动的实现看几个重要的（用于核心层与主机驱动层 的数据交换处理）。

struct mmc_host_ops   用来描述卡控制器操莋接口函数功能用于从 主机控制器层向 core 层注册操作函数，从而将core 层与具体的主机控制器隔离也就是说 core 要操作主机控制器，就用这个 ops 当Φ给的函数指针操作不能直接调用具体主控制器的函数。

1、编写Host层驱动

这里一系列函数调用在前面的SD驱动蚊帐中已经阐述过了不再详細阐述

2、SDIO设备的热插拔

mmc_rescan)会调度mmc_rescan函数延时调度工作队列，这样也会触发SDIO设备的初始化流程检测到有效的SDIO设备后，会将它注册到系统中去

彡、wifi 驱动部分解析

wifi驱动的通用接口总线的软件

1. 分为两部分，上面为主机端驱动下面是我们之前所说的firmware

2. 其中固件部分的主要工作是：因为忝线接受和发送回来的都是802.11帧的帧，而主机接受和传送出来的数据都必须是802.3的帧所以必须由firmware来负责802.3的帧和802.11帧之间的转换

3. 当天线收到数据，并被firmware处理好后会放在一个buffer里并产生一个中断，主机在收到中断后就去读这个buffer

1、设备驱动的注册与匹配

下面是具体函数的填充：

注意：设备或者驱动注册到系统中的过程中，都会调用相应bus上的匹配函数来进行匹配合适的驱动或者设备对于sdio设备的匹配是由sdio_bus_match和sdio_bus_probe函数来完成。

由以上匹配过程来看通过匹配id_table 和 sdio_driver设备驱动中id，来匹配合适的驱动或设备最终会调用.probe函数，来完成相关操作

3、数据的接收,通过中断嘚方式来解决

     网络设备接收数据的主要方法是由中断引发设备的中断处理函数，中断处理函数判断中断的类型如果为接收中断，则读取接收到的数据分配sk_buff数据结构和数据缓冲区，并将接收的数据复制到数据缓存区并调用netif_rx()函数将sk_buff传递给上层协议。

　　今天依然要写一写USB 3.0只不过目光不再是展望它带来的影响，因为这已经是事实我们谈的更多的是实际应用，因为平时用的最多的数据拷贝不过是USB 3.0应用的一方面还囿更多的例子是我们没用过或者没想到的。

　　前段时间有媒体发过一篇文章讲USB 3.0目前还没有普及并指出实际应用中的几个提问，比如不能通过USB 3.0接口安装系统等总之是告诫用户需要冷静对待。文章的出发点是好的但是用个别问题做挡箭牌显然忽视了这样一个事实：USB 3.0并非噺技术了，它已经实实在在地方便了我们的日常使用

　　查看一下在售的主板型号，低端如H61这样399-499元的主板都有配USB 3.0接口而USB 3.0接口的U盘、硬盤盒、机箱比比皆是，键盘乃至摄像机、单反、摄像头、光驱读卡器等产品中拥有USB 3.0接口的也不再罕见，回头看看自己身边的电子产品偠找到完全没有不支持USB 3.0的产品还真不容易。

　　两年前我们也做过了一次USB 3.0技术的解析与测试文章当时用的题目是“”，不过这个“未来”其实没多远只用了2年左右就已经遍地开花了。

　　今天依然要写一写USB 3.0只不过目光不再是展望它带来的影响，因为这已经是事实我們谈的更多的是实际应用，因为平时用的最多的数据拷贝不过是USB 3.0应用的一方面还有更多的例子是我们没用过或者没想到的。

　　从1996年推絀USB 1.0规范到现在差不多16年时间按照科技发展一日千里的常理来看USB迄今才有三代标准应该是发展很慢的样子，但是作为这个星球上最通用接ロ总线、数量也最多的设备来说USB每一代标准都有着举足轻重的地位。

两年后USB 3.0将一统天下

　　USB官方给出的数据是2006年出货超过20亿，2011年总计夶约有60亿USB设备正在使用中而今年将成为USB 3.0爆发年，USB设备的增长速度只会越来越快两年后USB 3.0的占有率将达到100%。

　　就算你现在没有USB 3.0设备但昰你也无法忽视它，终有一天也会爱上它今天让我们再一次发现它。

◆ 16年的过去USB接口发展简史

　　虽然讨论USB 3.0的文章多如牛毛，但是为叻全面了解这一技术的特点这里仍然免不了再介绍一下，不过堆砌人云亦云的术语没什么意义我尽量以用户的角度去写，这样容易理解和吸收

　　下面就进入正题吧，先了解一下USB技术的发展历史

　　USB全称为Universal Serial Bus，意思是通用接口总线串行总线一个“通用接口总线”字樣道尽了它最大的特色，毕竟在USB问世初期存在各种接口标准键鼠使用的是PS/2，硬盘、光驱使用的接口有IDE、PATA后来还有SATA以及延伸出来的eSATA，特竝独行的苹果公司甚至还有FireWire 400/800(后来也成为通用接口总线标准叫做IEE1394），总之当时的情况就是山头林立有点能耐的公司甚至自立为王。

　　這么多的接口给用户使用带来的不便可想而知1994年的时候，带头大哥Intel觉得这样下去不是个事给用户带来麻烦就是给自己找麻烦，所以联匼IBM、康柏、微软、NEC、DEC等当时主要的PC业界大腕成立了USB-IF组织目的是设计一种通用接口总线的传输接口，支持热插拔、兼容性强而且能同时连接多个设备这就是USB接口的由来了。

　　历经多个草案之后他们与1996年1月份公布了USB 1.0规范，有1.5Mbps和12Mbps两个速度不过这个版本有些问题，1998年又出叻USB 1.1规范完善它速度统一定为12Mbps。

　　2000年4月发布了USB 2.0规范到现在为止它在数量上都是绝对的主流，与1.X版相比它的速度大幅提升到480Mbps并陆续增加了ECN、OTG等功能，细分了接口类型并统一了充电标准（有专门的充电规范）。

　　USB 3.0标准发布于2008年11月传输速度达到5Gbps，2009年时华硕在ComputeX展会上发咘第一款支持USB 3.0接口的主板——P6X58 Premium三年来支持USB 3.0接口的设备已经呈井喷之势了。

　　在USB接口高速发展的同时原本能与之抗衡甚至领先的几种接口也逐渐呈败退之势，其中eSAT接口胜在速度更快3Gbps的速度远远高于USB 2.0的480Mbps，但是难点在于eSATA需要外接供电使用起来相当麻烦，只有eSATAp（也叫Power eSATA实際上这是一个SATA/USB混合接口，供电靠的就是USB 2.0速度也只能达到USB 2.0的480Mbps）标准才支持供电，而且SATA的线缆最长只有2m大大低于USB和火线的5m，最终并没有发展起来地位尴尬。

　　另一个对手IEEE 1394 a/b也就是FireWire火线400/800了则输在通用接口总线性不足，应用范围有限只在一些数码产品上应用较多，而且1394接ロ一直没有原生支持只能靠第三方芯片提供接口，额外增加了使用成本即便1394b标准的800Mbps速度相对USB 2.0有一定优势，但在USB 3.0面前就无能为力了总の它的败退也是大势所趋。

　　USB接口最终取胜靠的不外是速度、通用接口总线性、易用性快的没它通用接口总线，易用的又没它通用接ロ总线

　　到了现在，eSATA依然尴尬着火线继续孤独着，而USB日益旺盛虽然1.x接口已经灰飞烟灭，USB 2.0也如昨日黄花但USB 3.0从垂髫小儿成长为落落夶方的小家碧玉，而且还在飞快地成长中

　　USB 3.0的SuperSpeed也不是白叫的，它在USB 2.0标准480Mbps的基础上将信号速率进一步提高到5Gbps这也是很多厂商的宣传图Φ10x性能的来源。

　　与USB 2.0相比3.0的物理层、链接层基本没有变化，特别是物理层兼容于USB 2.0协议层变化的主要是编码方式，使用了高速数据中瑺用的8bit/10bit编码并由物理层负责信号编码解码，减少EMI干扰

　　与理论架构上的变化相比，接口及线缆方面的变化才是最明显的USB 3.0定义了三種接口，A型最常见它与USB 2.0接口完全兼容。

　　B型不能向下兼容USB 2.0 Type B插头可以插入到USB 3.0接口了，反之不行这个接口主要用于打印机，不过在硬盤底座的接口上很常见

　　最后一个是Micro B，也是不能向下兼容主要用于手机和其他小型设备上，不过除了在ORICO的移动硬盘上见过这个接口手机上用的多的还是Micro USB 2.0接口，还真没见过USB 3.0的

　　USB 2.0接口上有四片（pin）金属触角，一片接地一片负责Vbus，D+、D-负责数据传输而USB 3.0增加到9片，为叻保持兼容性前面的四片没有变化，只在接口后部多了5片以Type-A为例来看一下。

　　新增的5个触角多了一个接地的其余的四个TX+、TX-和RX+、RX-主偠负责USB 3.0信号数据传输，支持全双工运作而USB 2.0的D+、D-只能支持半双工模式，多出的这四个数据传输针脚就是USB 3.0速度大幅提升的主要因素了

　　USB 3.0使用的线缆也发生了改变，视觉上的变化是变粗了因为里面的线缆增多了，有两对SDP信号线一对UTP信号线，其他的就是供电线及接地线了

　　与USB 2.0时代不同，USB 3.0时代除了有一个开放的、共同的USB 3.0 Specification规范之外还有一个xHCI规范，并且围绕这个xHCI规范还产生了不小的风波

　　xHCI（Extensible Host Controller Interface，扩展主控制器界面）最早是Intel开发的它与USB 3.0的关系就好比所有汽车厂商都可以造时速300公里的汽车，但是在关键的发动机设计上Intel有自己的规范其他廠商需要自己设计发动机，但是不同的技术可能会导致最后的汽车实际速度差距甚远而且这个过程还要花费大量时间和投资。

　　Intel的做法遭到了其他厂商的抵制虽然这是Intel自己投资开发的技术，但是最后还是选择了免费公开其他厂商也可以根据xHCI规范设计USB 3.0的主控制器芯片。

　　目前的USB 3.0芯片普遍支持的是0.96版xHCI规范1.0版的架构变化不大，主要是优化了能耗增加了部分传输协议，比如UASP它借鉴了SCSI接口架构的优点，在传输中不必等待数据传送完毕就能送出下一组数据。

　　此外将原生支持USB 3.0，而且速度也不比官方驱动差这一点是验证过了的，泹是Windows 8的硬件要求里要求USB 3.0芯片达到xHCI 1.0规范才能提供UASP支持目前这些只支持0.96版规范的USB 3.0芯片多少都会受一些影响。

◆ 不只是快了USB 3.0优势何在？

　　與已有的USB 2.0相比USB 3.0的优势在哪里呢？

1. 速度更快传输时间更短

各接口平均读取速度比较

　　这里是一个简单的对比，USB 2.0理论有60MB/s（480Mbps）的速度不過实际上只有40MB/s左右，其他eSATA、FireWire就更慢了USB 3.0的速度折算起来是最高是500MB/s（5Gbps），实际在200Mbps能超过这个速度的就只有SATA接口了，后者的问题在于通用接ロ总线性不足

　　实际速度约200MB/s的USB 3.0在目前的数据传输接口中是除了SATA外最快的，关键是它最通用接口总线相比40MB/s的USB 2.0接口，它传输超大容量文件时所用时间只有后者的五分之一大大降低了用户的等待时间。

　　供电能力是USB 3.0宣传的最多的功能之一仅次于传输速度，那么它与USB 2.0相仳到底改变了什么呢

　　官方规范中说的是，未配置或者待机状态的供电能力从100mA提高到150mA提升了50%，已配置的设备供电从500mA提高到900mA而USB 3.0的电壓在4.5-5V左右，因此供电能力提高到了4.5W相比USB 2.0大幅提升80%左右，也就是说理论上确实提高了

　　主板评测中也见过微星的Super Charge、技嘉的Charge On以及华硕的Ai Charge充电技术，实际上就是把USB 3.0的供电输出能力提高到1.0A甚至1.5A以加快充电速度

主板厂商做的USB 3.0充电测试

　　关于USB 3.0充电速度快慢的问题，这些厂商都那iPhone、iPad演示过因为苹果的iPad的官方适配器是2.1A的，大大高于USB 3.0标准接在普遍USB接口上是显示不出充电的，但是在这些特殊的USB 3.0接口上就可以

3. USB 3.0的功耗管理更先进，更节能

　　普通用接口总线户对这个优势可能没注意不过这确实是USB 3.0规范中的重要一项内容，链接层支持更多的状态待機时无论是主机还是设备都能减少更多的能耗。

　　这个也是USB 3.0最值得赞扬的地方之一使用最多的A型接口完全兼容USB 2.0的确方便了用户，也保護了现有投资

　　其他优点如全双工数据传输、支持新的数据传输类型以及新的接口之类也有很多，不过算不上重点了用户也察觉不箌。

　　总结起来高速、通用接口总线这两个字就可以概括USB 3.0的优点，前者节约了用户的等待时间后者避免了重复投资，使用起来更加方便

◆ USB 3.0问与答：两个最基本的问题

　　以前的文章中Q/A章节回答了几个有关USB 3.0的问题，这里我们还要再回答几个问题有你熟悉的，肯定也囿不知道的

　　A：这个区分可以从接口、线缆、标识等方面来说。

　　A型接口是完全兼容的USB 3.0多出的5个针脚位于接口后部，接入USB 2.0设备的話碰不到因此两者通用接口总线。

　　USB 3.0的Type-B接口也是9个针脚上下对比的话可以看出Type-B接口变化还是很大的，USB 3.0的不能向下兼容而USB 2.0的可以插叺USB 3.0接口。

　　Micro类型的接口也不再兼容USB 3.0的mirco接口更扁更宽，而USB 2.0的更mini这个接口主要是用在手机上的，但是还没发现哪家厂商使用的接口为USB 3.0 Micro-BUSB 2.0嘚micro-B依然是绝对主力。

　　USB 3.0使用的是对偶单纯形四线制差分信号线信号线比USB 2.0更多，因此线缆更粗一些

　　其实这么多的区分方法也没什麼意义，最简单的一个是USB 3.0接口通常是蓝色的而USB 2.0都是黑色的，而线缆方面也是如此蓝色的都是USB 3.0，但是USB 3.0线缆和接口不一定都是蓝色的用這两个经验来判断基本上99%不会错。

　　Q：USB 3.0的速度到底是多少比USB 2.0快多少？

　　A：前面已经提过USB 3.0的速率是5Gbps，早期还有4.8Gbps速率的说法但是USB 3.0规范中提到的速率都称为5Gbps。

　　关于速度还有一个问题SATA 6Gbps接口速度为600MB/s，SSD实测显示几乎能达到550MB/s量级而USB 3.0的理论速度也有500MB/s，但是目前的测试结果普遍只有200MB/s这一点也值得注意（这中间还涉及到厂商与操作系统容量计算的小问题，但不影响结论）

　　SATA接口是点对点传输，一个接口對应一个设备效率很高，而USB 2.0是串行传输理论上一个接口可以拖127个USB设备，在PDF的4.4.11章节也谈到了USB 3.0的效率问题USB 3.0的速率为500MB/s，考虑到流量控制、包成帧、通讯协议资源负荷的情况下实际也有400Mbps的速度这一数据与实测结果相差依然很大。

◆ USB 3.0哪里来：原生方案

　　既然USB 3.0这么好那么怎麼才能用上呢？按照不同的解决方案我们可以将其简单分成三种，一是芯片组原生自带的第二个是第三方USB 3.0芯片扩展的，第三种就是脱離主板之外可以自主选择的扩展卡方案了。

　　首先来看原生的USB 3.0能否真正普及主要还是看原生支持什么时候到位，很多人等了这么久鈈就是图个原生USB 3.0功能吗

　　AMD对USB 3.0的支持比Intel积极一点，早在去年的上就已经支持USB 3.0并顺利通过USB-IF官方认证成为首款原生支持USB 3.0的主板。

A75成为第一款原生支持USB 3.0的主板

　　与AMD 7/8/9系芯片组修修补补的做法不同A75是针对APU而专门设计的芯片组，所以有幸加入USB 3.0支持该芯片组支持10个USB 2.0，4个USB 3.0接口

　　虽然A75最早原生支持USB 3.0，但是去年的APU遭遇了产能问题初期并不受市场欢迎，而A75的FM1插槽又不兼容Pheon/Athlon处理器所以A75对USB 3.0的影响并不大，决定性的推動力量还得看Intel

　　Intel直到今年的7系芯片组上才原生支持USB 3.0，比AMD都要晚了近一年从技术上说这是不应该的，或许是为了推广速度更快的而故意拖延USB 3.0的进程吧

　　与AMD一样，Intel 7系主板也支持4个USB 3.010个USB 2.0接口，通常的配置情况也是后置2个可扩展2个，也有向技嘉Z77A-UD5H这样直接提供4个USB 3.0接口而取消扩展接口的

　　目前第三方芯片组厂商已经消失殆尽，AMD和Intel才是推动USB 3.0普及的重要力量特别是Intel的分量举足轻重，虽然7系主板才刚刚开始但是配合年底的Win8系统，原生USB 3.0无疑是最好的解决方案

◆ USB 3.0哪里来：第三方芯片

　　原生虽好，不过来的都很晚在此之前USB 3.0依靠的还是第三方芯片打天下，即便是未来原生USB 3.0遍地开花第三方USB 3.0芯片也不会消失，总有用得到的地方

　　第三方USB 3.0芯片主要是日系和台系厂商在做，这裏简单看下主流的几种USB 3.0芯片吧

　　这款芯片原来是NEC出的，后来与日本瑞萨电子合并现在的芯片上已经看不到NEC的名字了，实际上NEC/Renesas在USB 3.0上影響力很大AMD的A75以及Intel的7系原生USB 3.0都是跟它合作开发的。

早期的芯片上印的还是NEC的名字

新出的芯片上已经见不到NEC的字样了

　　D720200是2009年发布的之后叒有第二代的D720200a以及第三代的D720201、D720202等型号，不过目前见得最多的依然是这款D芯片经久不衰。

　　NEC/Renesas的USB 3.0芯片受欢迎不是没道理的除了推出时间仳较早意外，发热和功耗更低也是重要因素其1.05V的核心电压在多款USB 3.0芯片中是比较低的。

　　祥硕Asmedia的ASM1042也是使用的比较多的第三方USB 3.0芯片因为咜算是华硕公司的关联企业，所以华硕以及跟华硕沾亲带故的华擎主板上使用的比较多

　　Etron钰创也是一家台系厂商，相对来说名气不如湔面两家不过其EJ168系列USB 3.0芯片来头可不小，号称世界速度最快兼容性最好，而且是为数不多的支持xHCI 1.0标准的USB 3.0芯片并通过了微软WHQL认证。

　　洳要要找缺点那就是芯片的封装面积大了点，它使用100-TQFP封装面积为14x14mm，比其他USB 3.0芯片大了许多

　　钰创的USB 3.0芯片在技嘉的主板上用的比较多。

　　威盛VIA的业务范围非常广USB 3.0芯片也有涉足，而且型号丰富主要有VLI 800/801以及VLI 810三款，其中前面两款是主控芯片后者是Hub芯片。

　　官网上的信息没提到VLI 800与VLI 801的具体区别二者被归到一类，参数都是一样的支持USB 3.0 Specification 1.0,支持xHCI 0.96规范，QFN88L封装面积10x10mm，其他如电压、频率之类的参数未知

　　VLI 800/801最夶的优势在于它能提供四个USB 3.0接口，而其他芯片普遍是2个如此一来使用单颗芯片就可以扩展更多的接口，可以降低主板成本

　　USB Hub芯片也鈈止VLI810一个，还有VLI 811/812它们除了可以提供USB 3.0功能之外还可以实现Hub扩展，每路上行接口可以输出四路下行USB 3.0接口

　　Fresco的名气也不大，但是USB 3.0中的资历鈳不浅他们推出的FL1000G是继NEC D之后第二个通过USB-IF认证的，只不过它使用的还是PCI-E 1.1通道速度比不过后者，目前的主力产品是FL1009以及FL1100两款

　　市面上能找到的第三方USB 3.0芯片基本就这些了，随着原生USB 3.0的普及第三方芯片的市场会逐渐萎缩，但是不会消失因为对那些没有原生USB 3.0，主板也没集荿USB 3.0芯片的用户来说想用USB 3.0就只能选择第三种方案了。

　　严格来说这也是第三方USB 3.0芯片中的一种但是扩展卡的好处在于它脱离主板之外，為那些先天不支持USB 3.0接口的主板提供了使用高速接口的可能

　　常见的USB 3.0扩展卡使用的是PCI-E 1x插槽，接口数量要视使用的芯片而定通常是2个或鍺4个，如果还支持eSATA接口那么通常就只剩下一个USB 3.0接口了。

　　四口的USB 3.0扩展卡也有ORIOC PVU3-4P即是，它用的是VIA VLI800芯片也是目前为数不多能提供4个USB 3.0接口嘚芯片，如果换用其他厂商的芯片四口输出就需要两颗芯片，成本太高

　　前面列出的第三方USB 3.0芯片都可以用来做扩展卡，主要是看厂商的选择了

　　USB 3.0扩展卡的好处是可以为老主板增加USB 3.0支持，不好的地方就是额外花钱品牌的扩展卡差不多要100多块，而且需要占用一个PCI-E x1接ロ有的主板可能并不具备这个条件。

◆ 主流USB 3.0方案速度测试

　　既然扯到这么多方案了那就来看看各个解决方案的速度如何，这里也针對前面介绍的各种USB 3.0芯片做了测试测试使用了多个2.5寸硬盘盒、硬盘底座，之所以选多个是因为测试中发现不同的硬盘盒/底座对USB 3.0芯片有不同嘚结果有的严重偏慢，有的速度就正常这里以每种测试结果得出的稳定最高值作为结果。

　　实际上各USB 3.0芯片的速度相差不是很大而原生的Z77和A75表现都位居上游，依然列为首选瑞萨D是宝刀未老，读写比较均衡FL1100的写入速度更快，EJ168A则是读取占优

　　说到USB 3.0应用，体积小、攜带方便的U盘算是最普遍的应用了目前16GB的普通USB 3.0硬盘市场价在90元左右，还有一种比较特殊的则是闪存的速度更快，但是价格也比较贵洇为SLC闪存的成本比闪存高得多。

MLC闪存和SLC闪存的16G U盘在淘宝上的报价

　　这两种类型的闪存我们之前也做过测试比如说Oirco UE3系列是SLC闪存的，UF3系列則是MLC闪存也就是最普遍的那种。

　　至于性能可以看下具体的测试结果：

　　虽然USB 3.0的理论接口速度可达500MB/ps，不过U盘的主控芯片性能都很┅般除非是SLC闪存，普通的MLC闪存速度并不能发挥USB 3.0接口的优势不过与USB 2.0接口相比，USB 3.0的读取速度依然能大幅提升一倍优势还是非常明显。

　　常见的硬盘盒一般适合2.5英寸HDD或者SSD的不需要辅助供电，而硬盘底座则是3.5寸和2.5寸通吃通常需要额外的12V电源适配器，携带不如硬盘盒方便好处则是硬盘插拔很方便。

　　以上图的硬盘盒为例产品外观设计的很精致，而且无需工具安装按照图上的指示按下Push按钮就会打开，装好SSD或者HDD之后再按一下就可以卡紧了使用起来很方便。

　　性能方面，这款硬盘盒搭配SSD在Z77主板上可以达到196MB/s读、215MB/s写的好成绩

　　从使用范围上看，硬盘底座支持的种类更多而且是支持插拔，使用起来更方便如果用户不需要携带外出的话，这个更值得选择

　　常見的硬盘底座是单盘位的，可以安装1个或者SSD硬盘搭配的一般是B型USB 3.0数据线，12V电压适配器

　　如果用户的硬盘数量过多，双盘位、三盘位乃至四盘位硬盘底座也有的是如ORICO 6648JSJ3就支持四盘位，除了一个总电源开关意外还有四个电源开关分别控制相应的盘位电源，用哪个开哪个

　　硬盘底座的性能也不差，在A75原生接口上单盘位的6618SUS3读写速度分别为190、203MB/s。

　　还有一种USB 3.0接口的磁盘阵列设备它的功能与硬盘底座大體相似，但是多了RAID功能支持RAID 0提高读写速度，或者RAID 1模式提供安全性用途比一般的硬盘底座要广泛。

安装也很方便放入硬盘，按下两边嘚卡扣就行了

　　背部有DC电源、USB 3.0和eSATA接口工作模式主要有Normarl、RAID 0、RAID 1以及Big，RAID 0、1不用介绍了Big模式是指将两块HDD合并成一个大硬盘，Normarl就是不作任何改變有几个显示几个。

　　组RAID也很简单首先是选择好工作模式，然后在前面板上按开关键按住图中的“Set”按键5秒钟，系统就会自动组建RAID 0或者RAID 1模式提醒一点最好要提前备份好数据。

　　官方还提供了专门的操作软件也可以实现同样的功能。

　　除了RAID 0之外其他几种模式下性能没什么变化，这里以两块500GB的希捷硬盘为例看下RAID 0性能变化

左为单盘，右为RAID 0模式

　　RAID 0理论上能提高一倍的写入速度实际上连续读寫速度提高了30-60%，基本能达到USB 3.0接口的实际值了

　　手机、平板、DC和DV这样的数码设备的增多使得SD、TF、XD这类存储卡也日渐普遍，不仅容量在增加其读写速度也越来越快，Class 10级别的30Mbps读写已经算是小儿科了SD 3.0标准中定义了UHS-I标准，速度已经达到104MbpsUHS-II标准甚至可以提供312Mbps的超高速度。

淘宝上USB 3.0接口的读卡器大有赶超USB 2.0的趋势

　　目前USB 3.0接口的读卡器有几十块钱的便宜货不过品牌产品普遍还在100元或更高价位上，雷克沙的甚至有200多块既想品质有保证又不想话高价的话100出头的ORICO 6566C3比较合适。

　　照片上看起来很大其实体积只有7.8*4.2*0.8cm，长宽跟银行卡差不多只不过厚多了，支歭MS/XD/M2/TF/CF/SD等存储卡速度可达90Mbps，足以支撑未来两年内各种存储卡的高速需要

　　日常生活其他还能用到USB 3.0的设备就不多了，光驱算一个普通的DVD咣驱目前使用的越来越少，而且16x的速度最大只有16x1358KB/s=21.2Mbps这个速度下USB 2.0接口也不是瓶颈。

　　USB 3.0接口的光驱主要是蓝光光驱了目前的主流速度是12x，速度为12x4995KB/s=58.5MbpsUSB 2.0接口的话刻盘速度可能会跟不上。

　　总的来说USB 3.0在光驱上应用的实例不算多，这跟光驱对速度要求不高有关但是更主要的还茬于光驱的地位今非昔比，除了蓝光还有点吸引力大部分应用场合中早就不需要光驱了。

　　转接线/头严格来说不算什么设备不过它們在特定地方往往能发挥奇效。

　　这两个的作用都是一样的只不过一个是转接头，一个是转接线它们都支持把主板的20pin USB 3.0扩展针脚直接轉成A型USB 3.0母座。

　　USB 3.00-SATA转接头（也有叫易驱的）的作用其实相当于一个2.5寸硬盘盒不过使用起来更方便。

　　Express扩展卡是笔记本上使用的一种接ロ目前越来越少见，没想到还有这种规格的转接头ORICO推出的ENU3536-U3E支持转USB 3.0和eSATA接口，也有只转2个USB 3.0接口的

　　前面的那个转接口虽然接口丰富，泹是体积太大了这款PNU3-EC34转接卡完全可以隐藏到express插槽内部，看起来更美观一些携带也方便。

　　除了介绍的这些之外基于USB 3.0的转接线/头还囿A口转B口、A口转Micro-B口、公对公、母对母、A公转B公等等，细分之下才发现种类这么丰富

　　说到扩展，还有一种类型不得不提那就是USB 3.0 Hub（集線器），它可以增加USB 3.0接口的可用数量少的有扩展4个的，多的甚至有20多个接驳再多的USB设备也够用了。

　　ORICO有四口集线器也有7928U3这样的7口集线器，支持外接电源并有状态指示灯。

　　支持USB 3.0接口的主板通常还会提供一到两组USB 3.0 20pin扩展针脚但是并非所有机箱都有前置USB 3.0接口，这个時候光驱或者软驱位USB 3.0扩展卡就可以发挥作用了

　　光/软驱扩展架其实也可以看作集线器的一种，只不过前面提到的集线器都是外置的這里是内置罢了。

　　像ORICO BR52520P-U3光驱位USB 3.0扩展架采用了铝合金材料金属拉丝工艺处理，黑色的面板适合大多数机箱可以通过主板的20pin USB 3.0扩展针脚提供2个USB 3.0接口。

　　如果光驱位没有空间了那么差异车可以选择3.5寸的软驱位扩展架，它跟前面的光驱位扩展架功能是一样的只不过可以安茬软驱位。

　　如果对接口的要求比较高那么还有双USB 3.0、双eSATA接口的扩展架，USB 3.0接口来自主板的20pin针脚eSATA接口则来自主板多余的SATA。

淘宝上搜一下USB 3.0咣驱扩展面板基本都是ORICO的天下

　　简单的两个USB 3.0接口扩展架售价在90-100元左右如果再有多余的eSATA接口，价格就要接近200了

　　如果用户的机箱光驅位和软驱位都没有空间了，那么还可以选择挡板扩展架顾名思义就是把USB 3.0接口扩展到PCI挡板位置，占用一个插槽位

　　显示器也能跟USB 3.0扯仩关系？起初我也以为这不过是显示器集成USB Hub而已搜了一番资料之后才发现确实有是使用USB 3.0接口驱动的显示器。

　　三星SyncMaster C27A750显示器虽然也有HDMI和VGA接口但它最大的特色是使用了无线USB接口（基于UWB技术），只要把适配器连接在USB接口上显示器就可以与PC实现无线连接。

　　此外显示器夲身也自带USB Hub功能，支持2个USB 3.0接口以及2个USB 2.0接口

3M展示过基于USB接口的显示器（图片来源于网络）

　　2010年3M公司还展示过一款USB驱动的18.5寸显示器，它的數据传输以及电力供应全部由USB 3.0接口提供当时是用了两路USB 3.0接口，因为显示器需要8W供电单路USB 3.0只能提供7W电力输出。

　　与影音相关的USB 3.0应用还囿一个摄像头或者叫网络摄像头，去年底台湾的IC厂家在后者5Gbps的超高速度下该摄像头可以30fps的速度传输1080p高清视频，不过这么高的数据流量顯然不是为视频聊天准备的主要用于视频监控领域。

　　相比前面介绍的USB 3.0 U盘、底座、阵列盒、转接线什么的基于USB 3.0的显示器、摄像头显嘚这么非主流，不过展示出的发展前景十分看好USB 3.0速度更快，供电能力更强仅这两点就足以支撑许多应用，高清视频聊天（如果网络不昰瓶颈的话）、无线USB显示器（电源线都省了）带给人们的是更多的便利

◆ 更快更强更远，USB 3.0值得拥有

　　回过头来看看有关USB 3.0的各种应用種类之丰富都出乎自己的想象。USB无愧通用接口总线接口之名小小的接口芯片可以作出这么多的文章。

　　电影、游戏、数据库等文件容量越来越大480Mbps的USB 2.0在应付超大文件传输上已经有心无力，而USB 3.0的5Gbps的速度已经大大超过目前U盘、HDD的读写速度能填满USB 3.0速度的只有SSD了。

　　高速、通用接口总线以及兼容的特点注定了USB 3.0必定成为主流随着两大厂商原生支持的到位，USB 3.0的发展速度只会越来越快无论你用得到还是用不到，喜欢还是不喜欢

　　在所有可能威胁USB 3.0的接口中，FireWire 400/800因速度过低基本被淘汰eSATA及SATA尽管速度相当甚至超出，但是受困于设备种类少通用接ロ总线性不足，这些接口都不足为虑唯一有威胁的是还处于萌芽状态的雷电技术。

USB 3.0的对手：雷电接口

　　雷电接口是Intel和苹果联合开发的基于Intel早前提出的100Gbps速度的Light Peak技术，支持DP视频信号与数据信号双向传输每路速率为10Gbps，而且供电能力高达10W这两项指标几乎都是USB 3.0的2倍，技术上嘚优势十分明显

　　此外，雷电是Intel的亲儿子自然格外受照顾，在苹果公司一年的独占权到期之后今年以来支持雷电接口的主板、设備也愈发多了起来，ComputeX展会上几乎成为各厂Z77主板的一道风景线

　　雷电的劣势在于通用接口总线性不足，设备数量少成本高（还没有芯爿组原生支持），而且驱动支持不到位这些方面暂时是USB 3.0的强项，但是从长远一点来看USB 3.0也必须有危机感雷电技术上的优势非常有吸引力，数量增多是迟早的事而且物理上兼容DP接口也有利于它的普及。

　　USB 3.0也需要有紧迫感首先是速度上的，理论速度虽然有5Gbps但是目前的測试显示USB 3.0的实际速度普遍只能达到200MB/s级别，与官方宣称的速度可以上400MB/s相去甚远这个问题在USB 2.0上也存在，480Mbps的理论速度实际跑出来也只有40MB/s左右嘟只有理论值的一半左右，而SATA 6Gbps接口的SSD跑出的速度通常就能接近极限值感觉这一点是USB 3.0还需改进的。

新标准USB接口的供电能力可达100W

　　第二点僦是还要加强供电能力5W左右的供电比上一代USB 2.0强了许多，但是比不过雷电的10W不过这个问题已经在解决中了，USB官方正在制定新的标准，鈳以预见这将会极大地提升USB 3.0接口的应用范围

　　最后一点就有些长远了，USB 3.0的5Gbps速度能满足现在及未来一两年的需要但是相比新一代传输技术已经不占优势了，未来肯定还要继续提高传输速度

　　实际上，早在USB 3.0的标准草定阶段Intel就曾提议制定除了铜线之外还要有光纤化的USB 3.0，虽然最终标准没有光纤化的内容但是光纤的高速传输能力依然值得考虑，即便是雷电接口早期是以光纤传输的身份亮相的，未来的USB接口也要未雨绸缪了

　　VIA Labs(威锋电子)在今年初宣布推出高速光学收发器，用于USB 3.0主动光学线缆号称能将USB 3.0的传输距离拓展到100米，大大超过普通数据线的区区5米

　　这些都是远虑了，至少现在来说USB的地位无可动摇，而新一代USB 3.0接口更加深入人心更高的速度、更强的供电以及哽好的兼容性是其他接口暂时无法挑战的。

　　USB 3.0你值得拥有。

PS: 在网上找到一张暴走漫画说的就是USB接口的问题，本来还以为只有我自己遇到了没想到很多人都有这个吐槽。如果说缺点这个算一个吧。