A separate USB3.0 HUB with extremely high frequency microwave, including a USB3.0 microwave transmitter and a USB3.0 microwave receiver, the frequency is extremely high frequency van 60GHz EHF (Extremely High Frequency), microwave communications between the two can be automatically negotiated through custom communication rules, at the same time connect the four ultra high speed USB3.0 terminal peripherals in USB3.0 microwave receiver USB3.0 HUB; USB3.0 in the microwave communication process, microwave transmission equipment will not add any additional data in the data stream, so the USB3.0 signal using micro wave transmission equipment in the transmission process is transparent, all in line with the USB3.0 standard ultra high speed USB3.0 terminal peripherals can be normal connection.
【技术实现步骤摘要】
一种采用极高频微波隔离的USB3.0HUB
本专利技术涉及USB3.0通信领域,特别涉及多种USB3.0终端设备与计算机之间进行隔离通信的
,具体是指一种采用极高频微波隔离的USB3.0HUB。本专利技术还涉及一种对USB3.0微波发送端和USB3.0微波接收端之间微波通信的控制方法。
技术介绍
随着工业电子设备对数据交换速度的要求越来越高,越来越多的工业设备也开始使用USB接口,对通讯的可靠性要求也越来越高。但现有的USB通讯电路对抗运行环境干扰的能力差,极易受到工业环境中的静电与电磁波干扰,而且由于工业环境的复杂性,主机端和设备端接口电平可能不同,连接后可能使两侧的设备都无法正常工作,并且任一侧的干扰会沿着USB接口传递到主机/设备端,容易对整个系统造成严重损坏,目前在国内外广泛使用的电源与信号隔离保护装置主要分为三种:光电隔离式,变压器隔离式,电容隔离式。目前,国外有几家半导体公司对于USB2.0信号的隔离提供了解决方案,但是售价高昂,方案设计复杂,极难推广到实际应用。而且,随着USB3.0对传输速度进行了大幅提升,它基于全双工数据传输协议,理论传输速率高达5Gbps(即625MB/秒),实际数据传输速率也将高达3.2Gbps(即400MB/秒),相比USB2.0时代有了将近10倍的提升,而现在最新的USB3.1Gen2标准又将传输速率提升到了10Gbps,因此数据的传输距离遇到了前所未有的挑战。如中国专利申请号201410572419.4,提供一种全速USB3.0接口隔离保护装置,这种装置的变压器隔离相比光电隔离,虽然传输速度提升到了5Gbp ...
【技术保护点】
一种采用极高频微波隔离的USB3.0 HUB,其特征在于:在与计算机主机连接的一端有一个USB3.0微波发送端,在与USB终端设备连接的一端有一个USB3.0微波接收端,采用频率范为60GHz的极高频 EHF,两者之间通信的微波通信可以通过自定义通信规则进行自动协商,在USB3.0微波接收端的USB3.0 HUB可以同时连接四个超高速USB3.0终端外设;利用USB3.0接口的超速数据差分接口:SSTX+/‑和SSRX+/‑,实现USB3.0的超高速通信链接,速率可以提高到10Gbps,芯片非接触性直接信号耦合距离可以达到5cm,如果采用其它波导材料可以使传输距离延长几米至十几米的距离,本专利技术所采用技术方案传输的数据是原生的USB3.0数据格式, USB3.0信号使用微波传输设备在传输过程中是透明的,所有符合USB3.0标准的超高速USB3.0终端外设都可以正常连接。
【技术特征摘要】
1.一种采用极高频微波隔离的USB3.0HUB,其特征在于:在与计算机主机连接的一端有一个USB3.0微波发送端,在与USB终端设备连接的一端有一个USB3.0微波接收端,采用频率范为60GHz的极高频EHF,两者之间通信的微波通信可以通过自定义通信规则进行自动协商,在USB3.0微波接收端的USB3.0HUB可以同时连接四个超高速USB3.0终端外设;利用USB3.0接口的超速数据差分接口:SSTX+/-和SSRX+/-,实现USB3.0的超高速通信链接,速率可以提高到10Gbps,芯片非接触性直接信号耦合距离可以达到5cm,如果采用其它波导材料可以使传输距离延长几米至十几米的距离,本发明所采用技术方案传输的数据是原生的USB3.0数据格式,USB3.0信号使用微波传输设备在传输过程中是透明的,所有符合USB3.0标准的超高速USB3.0终端外设都可以正常连接。2.如权利要求1所述的一种采用极高频微波隔离的USB3.0HUB,其特征在于:在USB3.0微波发送端内部包含一个USB3.0EHF收发器,优选地,USB3.0EHF收发器由KSS104-TX和KSS104-RX组成,在芯片内部集成了电磁波导,因此不必外接微波天线,工作速率为6Gbps,更换同类型的其它芯片型号可以到12Gbps,因此可以满足USB3.1Gen2要求的10Gbps速率,KSS104-TX用来将计算机主机USB3.0主控制器输出的USB3.0电信号转换成极高频微波信号,KSS104-RX用来将收到的极高频微波信号转换成USB3.0电信号送到计算机主机USB3.0主控制器信号输入端。3.如权利要求1所述的一种采用极高频微波隔离的USB3.0HUB,其特征在于:在USB3.0微波接收端内部同样包含一个USB3.0EHF收发器,优选地,USB3.0EHF收发器由KSS104-TX和KSS104-RX组成,在芯片内部集成了电磁波导,因此不必外接微波天线,工作速率为6Gbps,更换同类型的其它芯片型号可以到12Gbps,因此可以满足USB3.1Gen2要求的10Gbps速率,KSS104-TX用来将USB3.0HUB主控芯片上行接口输出的USB3.0电信号转换成极高频微波信号,KSS104-RX用来将收到的极高频微波信号转换成USB3.0电信号送到USB3.0HUB主控芯片上行接口信号输入端。4.如权利要求1所述的一种采用极高频微波隔离的USB3.0HUB,其特征在于:在一个USB3.0微波发送端和一个USB3.0微波接收端,都有一个MCU控制单元,可以用来实现对USB3.0微波发送端和个USB3.0微波接收端的数字诊断及USB3.0终端设备远程控制,以及USB3.0微波发送端和USB3.0微波接收端之间微波通信的自动协商。5.如权利要求1所述的一种采用极高频微波隔离的USB3.0HUB,其特征在于:在USB3.0微波接收端的有一个多端口USB3.0HUB可以同时连接四个超高速USB3.0终端外设,USB3.0HUB主控芯片为μPD720210。6.如权利要求1所述的一种采用极高频微波隔离的USB3.0HUB,其特征在于:在USB3.0微波接收端的多端口HUB,也可以是USB3.1HUB,可以同时连接四个超高速USB3.1终端外设,优选地,USB3.1HUB主控芯片为VL820。7.如权利要求1所述的一种采用极高频微波隔离的USB3.0HUB,其特征在于:在USB3.0微波发送端和一个USB3.0微波接收端都有一个侦测电路,在发送端和接收端都有一对霍尔传感器和磁性元件、一对收发光耦元件,USB3.0微波发送端和USB3.0微波接收端之间可以通过光耦元件进行双向通信,而采用霍尔传感器和磁性元件来确立USB3.0微波发送端和USB3.0微波接收端之间的物理连接,当USB3.0微波接收端的磁性元件接近USB3.0微波发送端的霍尔传感器时,霍尔传感器会输出一个固定的电平信号,用来确定USB3.0微波发送端和USB3.0微波接收端两者相互靠近在有效区间,从而两者会根据此信...
【专利技术属性】
技术研发人员:胡承恩,
申请(专利权)人:东莞市启鼎光电科技有限公司,
类型:发明
国别省市:广东,44
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