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USB 2.0与 USB 3.0功能特性对比分析

作者:时间:2011-10-10来源:网络收藏
常用设备结构

本文引用地址:http://www.eepw.com.cn/article/155643.htm

  考虑到海量存储设备是市场上最常见的高性能外设,我们会举一个海量存储设备的例子,来精确的其性能。

  

  我们将讨论数据方面,这是因为大部分时间里接口将涉及数据包传输而不是控制包。

  数据传输步骤:

  1.处理器收到一个请求。

  2.处理器处理这个请求。

  3.处理器依次存储读/写请求。

  4.处理器等待传输完成。

  5.处理器发送完成情况到USB host

  这次传输的时间结构

  

  总延时 = X Y Z

  这里,X,Y和Z是主要的延时构成,解释如下:

  1.延时X是传输请求数据包在主机和处理器之间所花的时间。这取决于USB协议和USB设备硬件处理效率。请求数据包大小只有几十个字节,所以延时只有几纳秒。

  2.延时Y代表的是处理器处理USB请求和建立直接存储器存取所需要的时间。这取决于处理器类型,线程/过程数目,软件架构。对于通用处理器处理大量的过程和任务来说,操作系统处理延迟可能很大程度取决于中断延时,内容切换延迟,队列延迟等。最坏的情况下,延时Y可能达到数百微秒。

  3.延迟Z是指数据在USB和存储设备之间传输所需的时间,这取决于请求类型。还取决于直接存储器存取结构和存储设备类型,并不取决于USB速度,因为这里瓶颈会是存储速度而不是USB速度(如SuperSpeed)。延迟Z可能在几毫秒和数微秒之间,取决于存储设备类型和数据大小。

  虽然USB速度快了十倍(从480Mbps 到 5Gbps),但是真正的吞吐量将远远低于理论值,因为USB延时(X)比操作系统处理延迟(Y)和存储传输延迟(Z)都小得多,其相对于总延时可以忽略不计。Z延时可以通过选择更好的存储设备来改进,但是Y延时,则需要通过更有效地系统设计来管理。

  效率

  要发挥USB 的全部潜力,需进行以下变化:

  高性能处理器:处理器由于USB 引起的复杂性和任务处理的数量都将大幅上升。如果希望其他应用性能不受影响,就需要一个强大的处理器。

  影响:这不仅会增加产品成本,而且还会增加功耗,对于手持设备来说,这是很不利的。

  必须改变现有的系统架构来适应USB 。同时,如果USB 3.0的全部潜能都可以实现,就需要大容量和高性能的存储设备。

  影响:这将增加系统的复杂度,因此影响了推向市场的时间和项目风险。 重新设计来提高性能

  



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