The full name of USB4 is universalserialbusgeneration4. The USB interface was released in 1996 0 specification, the transmission speed supports low-speed 1.5mbps and full-speed 12mbps, and then successively published the support speeds of 480mbps, 5Gbps, 10Gbps, 20gbps, etc., and released the latest generation USB4 specification in September 2019, supporting 20gbps and 40Gbps. For the evolution of USB interface and the corresponding logo, please refer to figure 1.

Three key features of USB4

1. USB4 only adopts usbtype-c সংযোগকারী, and USB4 signal adopts dual channel transmission; In the past, সংযোগকারীs such as usbtype-a or micro-b only supported single channel transmission and could not support USB4.

2. The fastest USB transmission speed supports 40g (20gbpsx2) and can transmit DisplayPort video and audio at the same time. It aims to combine multiple protocols into a single physical interface, which can dynamically share the overall speed and performance of USB4 architecture.

3. Downward compatibility USB2 0 and usb3 2 and support thunderbolt 3.

USB4 সংযোগকারী এবং তারের মূল পয়েন্ট

1. USB4 only uses usbtype-c সংযোগকারী.

2. Usb4cable প্যাসিভ ক্যাবল। সমর্থিত প্যাসিভ তারের দৈর্ঘ্য 3gen1-এর usb2 2 মিটার দ্বারা নির্ধারিত হয়, usb0.8gen4-এর 3 মিটারে হ্রাস করা হয়।

3. If you need a long cable, such as connecting a large screen or VR application, you can use an active cable. USB4 active cables are cables containing repeater elements (such as re timer, re driver and other active elements), as well as optical fiber cables. As for the active cable that can be supported, the maximum length is 5 meters.

USB4 architecture focus

The main components of USB4 include router, adapter and TMU (time management unit).

1. The router is a main construction module of USB4. The router converts the tunnel protocol into USB4 packets for transmission, and performs time synchronization through TMU. It is mainly detected and managed by the ConnectionManager built in usbhost.

2. অ্যাডাপ্টার রাউটার মধ্যে নির্মিত হয়. এর প্রধান কাজ হল রাউটার এবং বাহ্যিক উপাদানগুলির মধ্যে প্রোটোকল রূপান্তর করা। উদাহরণস্বরূপ, যখন usb4host usb3 ডেটা প্রেরণ করে (চিত্র 2 এ দেখানো হয়েছে), অভ্যন্তরীণ usb3host প্রোটোকলটিকে usb4adapter এর মাধ্যমে usb3tunneledpacket-এ এনক্যাপসুলেট করে। একটি রাউটার 64টি অ্যাডাপ্টার পর্যন্ত সমর্থন করতে পারে।

3. টিএমইউ রাউটারে তৈরি করা হয় এবং রাউটারের মধ্যে সময় সিঙ্ক্রোনাইজ করতে ডিস্ট্রিবিউটেড টাইম ম্যানেজমেন্ট ইউনিট (টিএমইউ) ব্যবহার করে।

চিত্র II

USB4 is divided into five levels by function

1. Protocoladapterlayer: it is responsible for the correspondence between USB4 and different protocols, encapsulating different protocols into tunneledpackets and transmitting them in the USB4 interface.

2. কনফিগারেশন লেয়ার: এটি সংযোগ ব্যবস্থাপকের দ্বারা প্রেরিত নিয়ন্ত্রণ প্যাকেট প্রক্রিয়াকরণ এবং এর নির্ভরযোগ্য ট্রান্সমিশন প্রক্রিয়া নিশ্চিত করতে পাথে সংশ্লিষ্ট ঠিকানা সংযুক্ত করার জন্য দায়ী।

3. ট্রান্সপোর্টলেয়ার: প্যাকেট বিন্যাস, পথ, প্রবাহ নিয়ন্ত্রণ এবং সময় নিয়ন্ত্রণ নির্ধারণ করুন এবং সময় সমন্বয় প্যাকেট, প্রবাহ নিয়ন্ত্রণ প্যাকেট ইত্যাদি প্রদানের জন্য লিঙ্ক ব্যবস্থাপনা প্যাকেট তৈরি করুন।

4. Logicallayer: it is responsible for establishing USB4 connection between the two devices, providing data transmission and reception, encoding and decoding, power management, error detection and recovery mechanism, and conducting channel initialization communication through sideband channel, including speed and dual channel communication.

5. Electrical layer: defines the characteristics of USB4 electrical signal, such as voltage, jitter, coding, etc.

চিত্র III

As shown in Figure 4, taking usb3tunneling as an example, usb4host transfers usb3protocol to usb4hubelectricallayer through usb4transportlayer, usb4logichlayer and usb4electricallayer through usb3protocoladapter. Then carry out a series of usb3 / USB4 conversion according to the sequence of Figure 4 to transmit the signal to usb4device.

চিত্র IV

ইউএসবি 3 টানেল প্রোটোকল

The USB4 signal consists of PCIe, usb3 and DisplayPort tunnel protocols. This space sheet explains the usb3 tunnel protocol. Usb3 tunneling protocol refers to encapsulating the original usb3 packet into a tunneled packet via the protocoladapterlayer. It can be clearly seen from Figure 5 that the red part is the usb3 packet and the blue part is the tunneled packet. The physical layer will be used between UFP (upstream facing port) and DFP (downstream facing port).

চিত্র ভি

USB4 product type

1. Usb4host: পণ্যটিতে কোনো UFP ছাড়া একাধিক DFP আছে।

2. Usb4hub: পণ্যটিতে একটি UFP এবং এক বা একাধিক DFPS রয়েছে৷

3. USB4 baseddock: the product has one UFP and one or more DFPS, and the product also has the functions of other components, such as storage device or network function.

4. Usb4device: পণ্যটিতে কোনো DFP ছাড়াই একটি UFP আছে।

Tunnel protocol supported by USB4

স্পেসিফিকেশন অনুযায়ী, টানেল প্রোটোকলের জন্য বিভিন্ন প্রয়োজনীয়তা রয়েছে যা হোস্ট/হাব/ডক/ডিভাইস দ্বারা সমর্থিত হতে হবে। নীচের চিত্রে দেখানো হিসাবে, এটি "V" চিহ্নিত করা প্রয়োজন, এবং বাকি সমর্থন করা যেতে পারে বা না হতে পারে।

উদাহরণস্বরূপ, usbhost অবশ্যই usb3, DisplayPort এবং হোস্ট টু হোস্ট টানেলিং সমর্থন করবে, কিন্তু pciexpress এবং tbt3tunneling সমর্থিত নয়।

চিত্র VI

Transmission rate supported by USB4

USB4 supports 20gbps of usb4gen2 and 40Gbps of usb4gen3. Is it necessary to support these two speeds when announcing support for USB4?

The usb4hub and USB4 baseddock must support both 20gbps and 40Gbps.

usb4host এবং usb4device-এর জন্য, শুধুমাত্র 20gbps সমর্থিত হতে পারে। (40Gbps অতিরিক্ত সমর্থন হিসাবে তালিকাভুক্ত করা যেতে পারে, অ অপরিহার্য সমর্থন গতি)।

চিত্র VII

উপসংহার

The USB4 transmission rate is increased to 40Gbps and can dynamically share the bandwidth. When using a usbtype-c connection line, it can be compatible with thunderbolt 3 and DisplayPort products on the market, which is a more convenient interface for consumers. However, for product developers, USB4 is a big challenge. In addition to the differences in architecture between product design and previous usb3 products, and the attenuation of high-frequency signals on PCB and সংযোগকারীs, উন্নয়ন পর্যায়ে প্রেরিত সংকেতের গুণমান নিশ্চিত করতে আমাদের অবশ্যই উচ্চ-ফ্রিকোয়েন্সি ইম্পিডেন্স ম্যাচিংয়ে আরও মনোযোগ দিতে হবে।

ইউএসবি সংযোগকারী