设计一个使用高速信号进行数据传输的系统有时是十分困难的，尤其是当可供选择的通信协议十分繁多的时候。虽然很多通信协议都是高速信号的理想选择，但其中有一个协议特别受欢迎，那就是USB协议。它通常和游戏、<a href="https://www.ti.com.cn/solution/cn/automotive-head-unit">汽车音响主机</a>、<a href="https://www.ti.com.cn/zh-cn/applications/personal-electronics/pc-notebo…。由于支持多种类型的数据传输和高功率充电，USB协议已成为一种更通用的高速数据协议、接口和电缆规范。图1展示了USB自1998年发布以来的发展历程。
<center><img width="600" src="http://mcu.eetrend.com/files/2020-08/wen_zhang_/100051921-105220-hyuj.p…; alt="设计USB协议接口时的六个关键问题"></center><center><font color="#9a9a9a"><em>图1：USB协议的发展历程——2019年发布USB 4.0</em></font></center><br>
![http://mcu.eetrend.com/files/2020-08/wen_zhang_/100051921-105220-hyuj.p…](http://mcu.eetrend.com/files/2020-08/wen_zhang_/100051921-105220-hyuj.png"){kind=link}
为了让您了解USB协议是否适合您的系统并满足您的高速接口需求，我们为您列出了设计师通常需要考虑的六个关键问题:
<strong>1.您的CPU或MCU的接口功能是什么？</strong>
当使用USB时，首先需要考虑中央处理器（CPU）或<a href="https://www.ti.com.cn/zh-cn/microcontrollers/overview.html">微控制器（MCU）</a>的接口能力，因为该器件是您设计中高速数据传输的基础。如果您发现需要将数据从CPU或MCU传输到连接的外围设备，且数据传输速率大于10 Mbps，USB则是一个很好的选择。
<strong>2.当接口的数据链路缺乏可靠性时，您如何远距离传输数据？</strong>
USB可以通过现有的集成电路解决方案取代这种连接，从而扩展接口的通信能力。USB转接驱动器有助于在远距离传输时保持信号完整性。像<a href="https://www.ti.com.cn/product/cn/TUSB216">TUSB216</a>（USB 2.0）和<a href="https://www.ti.com.cn/product/cn/TUSB1002A">TUSB1002A</a>（USB 3.0）这样的器件具有特定于USB协议的功能，可以简化USB中转接驱动器的实现。
<strong>3.如果您的MCU或CPU只有一个USB接口实例怎么办？</strong>
USB包括一种称为USB集线器的器件，它可以轻松地将一个端口转换为多个端口。<a href="https://www.ti.com.cn/product/cn/TUSB4041I">TUSB4041I</a>、<a href="https://www.ti.com.cn/product/cn/TUSB8041A">TUSB8041A</a>和<a href="https://www.ti.com.cn/product/cn/TUSB8042A">TUSB8042A</a>等四端口高速USB集线器有助…。
<strong>4.如果您的CPU或MCU接口的接口选项有限怎么办？</strong>
USB解决方案已经取得进展，可以转换到其他接口，如<a href="https://www.ti.com.cn/zh-cn/interface/uarts/overview.html">通用异步收发器(UART… href="https://www.ti.com.cn/zh-cn/interface/pcie-sas-sata/overview.html">串行高级…;。USB桥接器可支持USB到UART和SATA的转换。如果您的MCU或CPU没有连接到UART或SATA的接口，或者对于普通的UART或SATA接口来说传输距离太远，请考虑使用像<a href="https://www.ti.com.cn/product/cn/TUSB3410">TUSB3410</a>和<a href="https://www.ti.com.cn/product/cn/TUSB9261">TUSB9261</a>这样的USB桥接器。
<strong>5.所有的USB连接都需要外部连接吗？</strong>
虽然在消费电子产品中到处都可以看到外部USB端口，但USB连接并不一定要在外部。如果您选择的MCU或CPU具有USB功能，也可以考虑使用USB与系统中其他MCU或CPU进行嵌入式连接。USB有内置的数据编码，能够减少电磁干扰和链路电源管理以实现高功效。USB还为有许多低级驱动程序的客户软件增加了灵活性。
<strong>6.如果您需要的灵活性比标准USB连接能提供的高怎么办？</strong>
USB Type-C®协议的出现大大提高了USB的灵活性。USB Type-C可以创建充当USB主机或USB设备的外围设备，从而使系统能够以多种方式对不同类型的连接做出反应。USB Type-C有源多路复用器还可以确保接口配置正确，同时提供符合USB规范的信号完整性。
<a href="https://www.ti.com.cn/product/cn/TUSB542">TUSB542</a>和<a href="https://www.ti.com.cn/product/cn/TUSB1042I">TUSB1042I</a>等有源多路复用器应在您的标准…。USB Type-C还有利于在同一个接口上传输多种类型的高速数据，如<a href="https://www.ti.com.cn/zh-cn/interface/hdmi-displayport-mipi/products.ht…、高清多媒体接口</a>、UART和其他视频或自定义接口。<a href="https://www.ti.com.cn/product/cn/TUSB1146">TUSB1146</a>和<a href="https://www.ti.com.cn/product/cn/TUSB1064">TUSB1064</a>对于系统启用其交替模式功能至关重要。
有关USB协议和USB实现的技术细节，请查看下面的资源。如果您遇到USB技术问题，并且需要帮助，以为您的系统选择合适的产品，可在<a href="https://e2echina.ti.com/question_answer/analog/interface_and_clocks/">TI E2E</a><a href="https://e2echina.ti.com/question_answer/analog/interface_and_clocks/">T… href="https://e2echina.ti.com/question_answer/analog/interface_and_clocks/">接…。
<strong>其他资源</strong>
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<li>“<a href="http://www.ti.com/lit/slay014">超低功耗USB革命：</a><a href="http://www.ti.com/lit/slay014">提高便携式嵌入式应用USB的电源效率和简便性</a>。”</li>
<li>“<a href="http://www.ti.com/lit/slyy145">USB Type-C™和USB电力输送电源路径的设计注意事项</a>。”</li>
<li>“<a href="http://www.ti.com/lit/slyy109">了解USB Type-C和电力传输应用和要求的入门知识</a>。”</li>
<li>“<a href="http://www.ti.com/lit/slly021">USB Type-C的交替模式：</a><a href="http://www.ti.com/lit/slly021">超越USB</a>。”</li>
</ul>