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机箱内部互联新标准:eUSB2 与 eUSB2V2 技术详解

作者: 时间:2026-05-21 来源:EEPW编译 收藏

对于不少工程师而言, 及其升级版本 V2 仍较为陌生。这类基于 USB 架构的内置接口尚处于普及阶段,但如今其行业价值愈发凸显,尤其适用于研发 5 纳米及更先进工艺系统级芯片、或是完成先进制程芯片与成熟制程配套芯片互联的研发场景。在边缘 AI 与各类系统中,设备间海量数据高频交互,该类接口更是不可或缺。

简单来说, 是适配当代芯片设计需求重新优化的 USB2.0。早在 2010 年代中期,USB 实施者论坛便着手推进 USB2.0 标准革新,正式推出 eUSB2。

初代 eUSB2(eUSB2 V1)保留原有 USB2.0 信号机制与软件兼容性,仅将传统物理层(PHY)替换为低电压、适配系统级芯片的全新架构。

随着边缘 AI 设备对传输带宽需求持续攀升,eUSB2 第二版()于 2024 年末正式面世,传输速率最高提升至 4.8 吉比特每秒,同时向下兼容完整 USB2.0 生态。在多数硬件设计中,若不想直接升级至 USB3.x 系列规范, 是兼顾功耗与性能的最优简易方案。

什么是 eUSB2

可将 eUSB2 与 理解为专为机箱内部互联重新设计的 USB2.0。eUSB2 将传统 USB2.0 3.3 伏输入输出电压降至1.2 伏及以下,完美契合先进制程系统级芯片供电特性;该接口主打芯片间板内互联,而非设备外置连接,同时可严格满足更低功耗、电磁干扰、射频干扰的设计限值要求。

eUSB2V2 在前者基础上完成性能升级:除保留 480 兆比特每秒基础速率模式外,单向最高传输速率可达 4.8 吉比特每秒,反向链路则维持低速高效运行。实际应用中,eUSB2 可直接用于芯片直连,也可通过中继芯片对接传统 USB2.0 外设。

典型应用场景:AI 个人电脑、搭载边缘 AI 功能的物联网设备、融合先进制程与成熟制程芯片的无线终端产品。

为何不直接选用 USB3.x

USB3.x 非常适合设备外置接口与超高速大吞吐量传输场景,但存在明显短板:物理层架构复杂、功耗偏高、电磁与射频干扰管控难度大。

对于设备内部调试链路、板载摄像头、本地数据通路等场景,USB3.x 性能过剩。而 eUSB2 与 eUSB2V2 定位介于 USB2.0 与 USB3.x 之间,以简洁架构、低功耗实现千兆级传输能力,更适配设备使用环境。

USB2.0、eUSB2、eUSB2V2 核心区别

传统 USB2.0 最高速率 480Mb/s,物理层采用 3.3V 输入输出电压。image.png

图1 该表突出显示了eUSB2 版本 1 与 eUSB2 版本 2 相对于传统 USB 2.0 的主要差异。

eUSB2 V1:沿用 USB2.0 通信协议与 480Mb/s 速率,改用 1.2V 及以下低电压输入输出设计,适配先进制程 SoC;既支持芯片直连,也可通过中继拓展外接 USB2.0 接口。

eUSB2V2:延续低电压设计,进一步将单向带宽提升至 4.8Gb/s,仅面向板内芯片互联场景。

应用范围是否仅限内置连接

并非全部如此。eUSB2V2仅用于设备内部芯片互联;而初代 eUSB2 V1 通用性更强,可同时满足机箱内部互联与外接标准 USB2.0 设备两类需求。

image.png

图2 这两种操作模式说明了 eUSB2 和 eUSB2 第二版在不同使用案例中的应用。

eUSB2V2 核心应用价值

该接口十分适配需高带宽、严控功耗与电磁干扰的新一代边缘 AI 硬件设计。在 AI PC 与边缘终端中,传感器、高清摄像头、AI 加速芯片、先进制程 SoC 之间存在海量实时数据交互,eUSB2V2 可高效搭建高速板内互联通道,在无需承担 USB3.x 高功耗、高干扰、高设计复杂度的前提下,轻松达成整机性能设计指标,尤其适配高清摄像模组互联、高低工艺芯片配对互联场景。

优化功耗与电磁干扰的实现方式

非对称速率传输是 eUSB2V2 实现低功耗、低干扰的核心手段,让通信双方仅按实际需求匹配传输速度。以摄像头对接处理器为例,绝大部分数据为单向上行传输,eUSB2V2 可让上行链路跑满 4.8Gb/s 高速,下行仅保留低速传输控制与状态指令。此举大幅减少高速信号翻转次数,有效降低整体功耗,同时减少电路板高频干扰源,轻松管控电磁干扰与射频干扰问题。

是否沿用 UTMI 接口标准

基本沿用。初代 eUSB2 V1 依旧采用通用的 UTMI/UTMI + 接口;eUSB2V2 升级搭载UTMI 2.0接口,突破 480Mb/s 速率上限,可适配更高带宽与灵活链路配置需求。

目前是否已有成熟量产芯片方案

已有落地成果。业内已完成多组端到端 eUSB2V2 系统公开演示,包含基于现场可编程门阵列的主从控制器、采用 3 纳米工艺测试流片的物理层芯片。在 2026 年国际消费电子展上,该方案已完成实机实测,可流畅传输 4K 原始视频、UVC 视频流与大容量批量数据,充分验证系统级传输性能与设备互通性。

如何选择 eUSB2 V1 与 eUSB2V2

主要依据带宽需求与连接对象(内置芯片互联 / 外接通用设备)判定:优先选用 eUSB2 V1 的场景:

实际所需带宽低于 480Mb/s,该规格足以满足需求且设计更简易

需要直连外置集线器、老式 USB 外设,必须兼容标准 USB 协议

系统设计选型建议

若你的项目原本采用 USB2.0 方案,同时搭载先进制程 SoC、需要跨工艺芯片互联,且认为 USB3.x 方案过于臃肿繁琐,优先考虑 eUSB2 系列,尤其 eUSB2V2。该标准以低电压嵌入式信号架构实现千兆级内置传输带宽,无需承担高速 USB 完整架构带来的高昂成本与复杂设计难度。

eUSB2 并非用来彻底替代外置 USB2.0,而是作为有力补充,为当代嵌入式设备与边缘 AI 硬件提供更均衡、更贴合需求的板内互联解决方案。


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