对更高处理能力和更低功耗的需求正推动处理器和片上系统 (SoC) 向更先进的低工艺节点发展。对于适用于手机、平板电脑和笔记本电脑的 1.2V 供电 SoC 而言，使用 USB 2.0 接口面临挑战，因为难以支持 3.3V 的 I/O 单元。因此，需要一种低电压 USB 2.0 解决方案来弥补这一差距。
嵌入式 USB 2 (eUSB2) 物理层补充标准是 USB 2.0 规范的补充，旨在满足低电压、高能效 USB 2.0 PHY 解决方案的需求。它消除了小型工艺技术中对 3.3V I/O 信号的需求。
eUSB2 支持 USB 高速、全速和低速三种运行模式，并满足 USB 2.0 L1/L2 链路的电源管理要求。此外，eUSB2 无需对现有的 USB 2.0 软件编程模型进行任何更改。eUSB2 也采用与 USB 2.0 D+ 和 D- 相同的双数据线配置 eD+ 和 eD-。eUSB2 不会影响 Vbus 和电源传输。
eUSB2 PHY 的主要特性：
- 支持高速、全速和低速运行
- 支持单端数字低压信号
- 支持在原生模式下选择单速配置（USB设备通常支持多个速度等级（如Low Speed、Full Speed、High Speed等），连接时会进行速度协商，从最高速度开始尝试，逐步降级，设备需要实现多套PHY和协议栈。这里提到的eUSB的单速度配置，指的是eUSB设备在设计时就预先确定一个特定的速度等级，不进行动态速度协商，只实现该特定速度所需的硬件和软件。这样，设备可以只实现一套Phy 电路，节省成本。）
- 支持基于中继器架构的 USB 2.0 操作
- 支持链路电源管理 LPM-L1 (L1) 和挂起 (L2)
- 支持 eUSB2 设备或中继器配置的寄存器访问协议 (RAP)
- 完全符合 USB 2.0 协议层基本规范
- USB2.0软件编程模型没有变化
- 与 USB 2.0 定义的物理层不兼容
- 与 USB2.0 及其衍生标准定义的 USB2.0 连接器不兼容
eUSB2 有两种主要工作模式：原生模式和中继器模式。
原生模式
eUSB2接口可用于连接同一电路板上的两个设备，如下图所示，其中主机SoC连接到设备SoC。这称为原生模式。原生模式是USB主机和设备之间专用的内部连接。
中继模式
虽然原生模式解决了低电压和低功耗连接的难题，但 eUSB2 信号与 USB2 信号不兼容，因此无法与外部 USB 端口兼容。这就需要 eUSB2 中继器模式。任何支持 eUSB2 的 SoC 都可以与 eUSB2 中继器配合使用，以保持与 USB 生态系统（包括主机、集线器和设备）的互操作性和向下兼容性。
从上面的拓扑图中可以看出，eUSB2 中继器是一个用于在 eUSB2 信号和 USB2 信号之间进行转换的组件。eUSB2 中继器还可以分为两种类型：eUSB2 主机中继器和 eUSB2 外设中继器，如图所示，以方便连接各种类型的设备。
如果用高速公路系统做一个类比的话：
主机中继器 = 高速公路收费站和调度中心（管理交通流量，决定路线）
外设中继器 = 各个出入口匝道（只负责车辆进出，不做路线规划）
可以看到，通常情况下，我们需要的只是外设中继。
Cadence 拥有成熟的验证 IP 解决方案，可用于验证 eUSB2 设计中原生模式和中继模式的各种方面和拓扑结构。更多详情，请参阅Cadence eUSB2 VIP页面或发送电子邮件至support@cadence.com。