传统扩展坞

如今的便携式设备采用紧实型设计，仅可以支持少数外设，通常不包括串行接口、HDMI、以太网等端口。为了让设备能够连接更多外设，扩展坞的设计集合了 USB、串行、VGA、以太网等其他端口。图 4 显示了传统笔记本电脑扩展坞的框图。

如图 4 所示，传统的 USB 3.0 扩展坞需要 6 - 8 个 USB 端口（包括嵌入式端口）。设计采用了配有 2 个四端口集线器控制器集成电路级联。为了支持千兆以太网和 HDMI 等高带宽外设，扩展坞除了要有外置 USB 3.0 端口，还必须配有 USB 3.0 集线器。添加 USB 3.0 集线器只是用于连接鼠标，键盘，串行端口等的较慢速的外设，成本效益会非常低。因此，传统的扩展坞同时配备了 USB 3.0 集线器和 USB 2.0 集线器。然而，采用两个集线器会增加印制电路板面积、功率需求、布线的复杂性以及无源组件数量，总体上明显加大了物料成本。

图 4传统扩展坞设计（来源：赛普拉斯)

共享链路扩展坞

在配置了共享链路功能的四端口 HX3 控制器上，我们最多可以使用 8 个端口、4 个嵌入式超高速端口和 4 个标准 USB 2.0 端口。图 5 显示了共享链路如何实现低成本的笔记本电脑扩展坞设计。与图 4 的传统扩展坞设计相比，赛普拉斯的共享链路功能为客户提供了最优的高成本效益解决方案。

图 5扩展坞配置共享链路 USB 3.0 集线器（来源：赛普拉斯)

如图 5 所示，下游端口 DS3 和 DS4 为标准 USB 3.0 端口，而 DS1 和 DS2 为共享链路端口。共享链路端口 DS1 和 DS2 的超高速嵌入式端口专用于高速通信端口，例如 HDMI 和以太网端口。使用 DS1 共享链路端口的标准 USB 2.0 端口，可以为扩展坞新增 RS232 端口。还可以使用 DS2 中的外置 USB 2.0 标准端口连接可插拔设备，如键盘、鼠标、移动硬盘等。

其他嵌入式应用

随着 USB 3.0 应用在过去几年里迅速增长，USB 3.0 主机端口已成为所有新款个人电脑和笔记本电脑的标准配置。另外，人们对实时高清质量视频的需求日益增长，因此消费者电子设备也采用 USB 3.0 标准。共享链路功能可应用于大多数消费者设备中，包括 CPU 主板、扩展坞、显示器、电视机顶盒、游戏设备和医疗设备等。

USB 3.0 标准能够支持 5-Gbps 超高速 (SS) 操作，比 USB 2.0 标准快 10 倍。因此，USB 3.0 不仅适用于连接高清摄像机等高带宽外设，而且还可以用作系统总线，从而支持嵌入式设备间的系统内连接，如图 6 所示。

嵌入式应用中的共享链路可以把更多的设备连接到 USB 主机，从而降低物料成本、印制电路板复杂性和功耗。此外，由于 DS 端口布置在印制电路板的边缘，因此很难在超高速和高速嵌入式应用中部署较短的布线。HX3 控制器配有灵活的、可编程的 USB 3.0 和 USB 2.0 PHY，相对于典型接口的 6 英寸，HX3能够支持长达 11 英寸的布线。

便携式计算设备

在笔记本电脑、平板电脑和智能手机等便携式设备中，USB 3.0 通常用作内部系统总线。如图 6 所示，CPU 集成电路通常支持单个 USB 3.0 主机。在本应用中，集线器的上游端口通过物理印制电路板布线永久连接到嵌入式 USB 3.0 主机。集线器的 DS 端口可以连接到支持嵌入式 USB 3.0 功能的集成电路，或作为通用 USB 3.0 外置端口使用。

图 6超极本笔记本电脑的设计使用了两个集线器控制器 IC（来源：赛普拉斯)

图 7 显示了超极本笔记本电脑设计如何实现共享链路以降低物料成本和设计复杂性。

图 7支持共享链路的超极本笔记本电脑 （来源：赛普拉斯)

USB 3.0 扩展坞应用

USB 3.0 扩展坞可分为通用型和专用型。通用型扩展坞和专用型扩展坞之间的主要区别是扩展坞的上行连接。通用扩展坞一般支持标准的 USB 3.0 上行端口，而专用型扩展坞能够支持某些笔记本电脑的定制端口。

由于共享链路超高速端口没有 USB 2.0 线路，因此当扩展坞连接到 USB 2.0 主机时，连接了该端口的嵌入式超高速设备将无法工作。为了避免无意地连接到 USB 2.0 主机，不建议在通用扩展坞上使用共享链路。