本帖最后由 wing 于 2013-4-21 22:37 编辑
USB-IF（USB标准制订者论坛）已经正式宣布新一代USB 3.0标准，而早前的10Gbps带宽以及100W供电能力等特性也包含在内。
因为最新的Thunderbolt带宽为10Gbps，因此新标准对于带宽的提升，并没有出乎各位的意料。但是100W的电力提供则引发了各路的口水战，甚至有人简单地怀疑：多写了一个0吗？
于是笔者从网友们提供的链接（后附）下载了新标准的spec文档，和大家一起来看一看。
电力供应标准
首先来看一看，这个100W到底是真是假。
翻开
USB_PD_V10+Errata Oct31，在1.2节Purpose就已经提到了如下内容：
The USB Power Delivery specification defines a power delivery system covering all elements of a USB system including: Hosts, Devices, Hubs and Chargers. This specification describes the architecture, protocols, power supply behavior, connectors and cabling necessary for managing power delivery over USB at up to 100W.
现在基本的结论已经有了，提供最高100W的电力输出，确实是已经在供电标准方案中明确了。
当然，标准的制定总是要留有余量，并且具有一定的前瞻性，这个100W的标准制定和最终实现间的距离可不是目前就能确定的。
我们继续翻到书的末尾，附录A部分，可以看到关于USB_PD（USB3.0电力分配）供电标准的几个方案：
A Power Profiles
Power Profiles are optional normative. They define a standardized set of voltages at several current ranges that are offered by USB Power Delivery Sources. The profiles are defined for Sources only.
The Power Profiles are optional but are intended to provide a finite set of power levels to:
 Limit the number of voltages and current combinations a Source has to supply
 Provide a well-defined set of voltage and current combinations from which a Sink can choose
 Provide a selection of power ranging from 10W to 100W in approximately 2x steps
 Limit the number of valid combinations
A.1 Profile Definitions
There are the following profiles based on Fixed Supply Objects:
 Profile 0 reserved
 Profile 1 capable of supplying 5V @ 2.0A
 Profile 2 ports are capable of supplying 5V@ 2.0A, 12V @ 1.5A.
 Profile 3 ports are capable of supplying 5V @ 2.0A, 12V @ 3A.
 Profile 4 ports are capable of supplying 5V @ 2.0A, 12V and 20V at 3A respectively.
 Profile 5 ports are capable of supplying 5V @ 2.0A, 12V and 20V at 5A respectively.
Power Profiles are defined to overlap such that a Device that requires a Profile 2 Source will operate equally well when connected to a Profile 2 or any higher Profile Source.
Sources may have additional capabilities. For example a Source might advertise 5V @ 2.0A, 12V and 15V at 1.5A respectively. It is a Profile 2 Source because it meets the Profile 2 requirements to supply 5V @ 2.0A and 12V @ 1.5A. The fact that it can also supply 15V will have no effect on a Device that wants a Profile 2 source.
Profile 5 Sources that are capable of 100W operation are subject to various worldwide safety standards. In order to meet the most common safety standards, the continuous output power cannot exceed 100W and the continuous output current cannot exceed 5A. The industry is well versed in meeting the safety requirements for such power sources (e.g. Wall Warts). Refer to Figure A-1 for an interpretation of the safety requirements imposed by IEC/UL60950 Table 2B.
对于接口的设计，一共有6种标准，其中profile 0保留。而Profile 4和Profile 5则留有一定的弹性，根据图示，实际方案实施时，会综合考虑全球各路电力安全标准，在12.5V/8A~30V/3.3A间徘徊的方式来实现各种达标。
接口机械规格
那么问题就来了，众所周知，现在实行的USB3.0标准总共有9根线，一对电源，一对USB2.0信号，一根数字地，两对USB3.0信号。那么，USB3.0是想仅靠一对电源的触点想达到5A甚至8A的供电吗？
打开USB PD的文档查找一下对于接口的定义，可以看到USB PD有了新的接口定义：
USB 2.0 PD Standard-A（USB 2.0“电力配给”标准A口）
USB 3.0 PD Standard-A（USB 3.0“电力配给”标准A口）
USB 2.0 PD Standard-B（USB 2.0“电力配给”标准B口）
USB 3.0 PD Standard-B（USB 3.0“电力配给”标准B口）
仔细看其中的定义，会发现，这些定义上比之老标准多了两个PD探测针（下图为USB2.0 PD接口，图中的10和11两针），专门用作线缆是否符合PD标准的检测。接触顺序为Last，也就是说，在插入时最后才接触上。
只有符合PD标准的线缆，设备才会启用PD标准的电力配给方案。
但是，同时也看到了，USB PD只增加了这两根安全防护用的针，供电方面的接头照旧。按照旧标准，USB3.0线缆的电源线是AWG20~28。如果按5A、AWG20线缆的情况计算的话，线上损耗会在1.6W左右。这个数据并不好看，但是也不至于太难看。那么大家可能更关心的便是如何解决仅有的一对电源触点的接触电阻问题。
PD线缆的标准
即然有标准，那么我们自然要看这标准是什么。
可以看到，和我们想的一样，USB-IF也很关注接触电阻问题，在第一条中就把它定了下来。接着我们来看看它的内容。
The following requirement applies to the power contacts of a 3A PD cable assembly:
 20mΩ (Max) initial for VBUS and GND contacts.
 Maximum change (delta) of +10mΩ after environmental stresses.
 Measure at 20mV (Max) open circuit at 100mA.
The following requirement applies to the power contacts of a 5A PD cable assembly:
 20mΩ (Max) initial for VBUS and GND contacts.
 Maximum change (delta) of +10mΩ after environmental stresses.
 Measure at 20mV (Max) open circuit at 100mA.
很明显，只提了要求，没有讲办法，也就是说：就只有一对触点了，你们自己去想办法吧！另外，这个20mΩ+10mΩ也是一个不小的值，把线路损耗提高了0.75W/1.5W（单插头/双插头）。
关于时间轴
时间轴的故事一：
其实目前这些文档并不是最近才写好的。笔者硬盘里有幸有一份2012年7月版的USB3.0/USB PD的文档。对比了一下，主体部分并没有太多的变化。所以，所谓的新闻或许只是USB 3.0沉寂太久，需要一个“新闻”而已。
时间轴的故事二：
很明显，目前的文档来看，USB PD部分的设计并没有像USB3.0那么明确，更多的是在提“要求”。触点电阻和线缆电阻带来的损耗虽然并非超出忍受范围，但是从长远看来，不像是一个准备大规模投入应用的标准。至于说实物，我想还是等等吧……
现在来看，USB PD和USB3.0是两条互有交叉的发展线路，因此USB PD未必会急于在USB3.0时代大显身手。期望越大，失望越大，所以我想，USB PD一定不会让我大失所望的（笑）！
附注
参考资料
USB 3.0 spec：http://www.usb.org/developers/docs/
相关新闻：http://www.expreview.com/24825.html
转自http://www.chiphell.com/thread-731652-1-1.html |
发表于 2013-4-21 22:36:12
楼主
这么大的功率
发表于 2013-4-22 17:05:18
