設計一個使用高速信號進行資料傳輸的系統有時是十分困難的，尤其是當可供選擇的通信協議十分繁多的時候。。雖然很多通信協定都是高速信號的理想選擇，但其中有一個協議特別受歡迎，那就是USB協議。它通常和遊戲、汽車音響主機、PC和筆記型電腦應用聯繫在一起。由於支持多種類型的資料傳輸和高功率充電，USB協定已成為一種更通用的高速資料協定、介面和電纜規範。圖1展示了USB自1998年發佈以來的發展歷程。
圖1：USB協定的發展歷程——2019年發佈USB 4.0
為了讓您瞭解USB協定是否適合您的系統並滿足您的高速介面需求，我們為您列出了設計師通常需要考慮的六個關鍵問題:
1. 您的CPU或MCU的介面功能是什麼？
當使用USB時，首先需要考慮中央處理器（CPU）或微控制器（MCU）的介面能力，因為該器件是您設計中高速資料傳輸的基礎。如果您發現需要將資料從CPU或MCU傳輸到連接的週邊設備，且資料傳輸速率大於10 Mbps，USB則是一個很好的選擇。
2. 當介面的資料連結缺乏可靠性時，您如何遠距離傳輸資料？
USB可以通過現有的積體電路解決方案取代這種連接，從而擴展介面的通信能力。USB轉接驅動器有助於在遠距離傳輸時保持信號完整性。像TUSB216（USB 2.0）和TUSB1002A（USB 3.0）這樣的器件具有特定於USB協議的功能，可以簡化USB中轉接驅動器的實現。
3. 如果您的MCU或CPU只有一個USB介面實例怎麼辦？
USB包括一種稱為USB集線器的器件，它可以輕鬆地將一個埠轉換為多個埠。TUSB4041I、TUSB8041A和TUSB8042A等四埠高速USB集線器有助於增加可同時使用的設備數量。
4. 如果您的CPU或MCU介面的介面選項有限怎麼辦？
USB解決方案已經取得進展，可以轉換到其他介面，如通用非同步收發器(UART)或串列高級技術附件(SATA)。USB橋接器可支援USB到UART和SATA的轉換。如果您的MCU或CPU沒有連接到UART或SATA的介面，或者對於普通的UART或SATA介面來說傳輸距離太遠，請考慮使用像TUSB3410和TUSB9261這樣的USB橋接器。
5. 所有的USB連接都需要外部連接嗎？
雖然在消費電子產品中到處都可以看到外部USB埠，但USB連接並不一定要在外部。如果您選擇的MCU或CPU具有USB功能，也可以考慮使用USB與系統中其他MCU或CPU進行嵌入式連接。USB有內置的資料編碼，能夠減少電磁干擾和鏈路電源管理以實現高功效。USB還為有許多低級驅動程式的客戶軟體增加了靈活性。
6. 如果您需要的靈活性比標準USB連接能提供的高怎麼辦？
USB Type-C®協議的出現大大提高了USB的靈活性。USB Type-C可以創建充當USB主機或USB設備的週邊設備，從而使系統能夠以多種方式對不同類型的連接做出反應。USB Type-C有源多工器還可以確保介面配置正確，同時提供符合USB規範的信號完整性。
TUSB542和TUSB1042I等有源多工器應在您的標準Type-C設計中使用。USB Type-C還有利於在同一個介面上傳輸多種類型的高速資料，如DisplayPort、高清多媒體介面、UART和其他視頻或自訂介面。TUSB1146和TUSB1064對於系統啟用其交替模式功能至關重要。
有關USB協定和USB實現的技術細節，請查看下面的資源。如果您遇到USB技術問題，並且需要幫助，以為您的系統選擇合適的產品，可在TI E2ETM介面論壇上發帖交流。
其他資源
“超低功耗USB革命：提高可擕式嵌入式應用USB的電源效率和簡便性。”
“USB Type-C™和USB電力輸送電源路徑的設計注意事項。”
“瞭解USB Type-C和電力傳輸應用和要求的入門知識。”
“USB Type-C的交替模式：超越USB。”
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