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USB 2.0基础架构成形

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  通用串行端口(Universal Serial Bus - USB)的历史可以追溯到1996年,当时所公布USB版本(USB 1.0)的主要目的,是利用统一连接界面及内建绦虼锏郊床寮从眯Ч?Plug & play),简化PC与周边装置之间的连接管道,早期主要应用在键盘、鼠标等输出入装置,最新公布的USB 2.0将传输速率大幅提升到480Mbps高速(Hi-speed),则可望加强PC与周边光电产品的连接性。

高速需求催生USB 2.0

当1998年USB-IF(Universal Serial Bus Implementers Forum)推出更严谨的USB 1.1版本,搭配微软(Microsoft)在Windows 98操作系统中内建驱动程序后,USB装置即插即用与热插拔(Hot swapping)的性能便颇获好评,只不过USB 1.1最高传输速率仅有12Mbps,和IEEE 1394规格所具有400Mbps的传输速率相比,可说是相形见绌,除非新版本USB能解决频宽不足的问题,否则各种资料流量较大的保存装置都不适合用USB作为连接平台。

有鉴于此,惠普(HP)、英特尔(Intel)、朗讯(Lucent)、微软、NEC以及飞利浦(Philips)等IT大厂便组成USB 2.0促进委员会(USB 2.0 Promoter Group),在1999年的Intel开发者论坛(Intel Developer Forum;IDF)中首度提出USB 2.0的概念,并在1年后的WinHEC研讨会中正式底定USB 2.0规格。

USB 2.0本着USB-IF追求便利性的一贯精神,保留USB 1.1原本的热插拔、主从设计、电源管理、拓朴结构等架构,因此可以和USB 1.1达到完全兼容的状态,降低升级到USB 2.0的转换成本,只不过当新旧规格相互连接时,整体效能将受限于USB 1.1的规范。

USB 2.0带动周边应用商品升级

USB 2.0的芯片可区分成主机端(Host Side)以及周边端(Slave Side)两大市场。主机端市场在Intel主导下,包括Intel、威盛、硅统、扬智等厂商都朝向将USB 2.0功能集成进南桥芯片的方向发展,反倒因此侵蚀主机端控制芯片的市场;当前新推出的PC系统与主机板多半已将USB 2.0列为基本配备。

周边端市场则因竞争者众,使得价格一路下滑,以周边芯片龙头厂商美商柏士半导体(Cypress)为例,2002年初连同接收器与ASIC的控制芯片报价约为7美元,半年后的报价腰斩为3.5美元,2003年3月更朝向3美元逼近,使得USB 2.0的周边产品越来越便宜,配合主机端内建USB 2.0主流趋势,将会带动USB 2.0相关产品迅速成长。

由于USB 2.0传输速率够快,除了让外接式硅盘机越来越风行,配备USB 2.0的外接式光盘驱动器也因具有一般光盘驱动器高速烧录效能而渐渐成长,显见USB应用早已跳脱单纯输出入装置与打印机的范围,未来PC还可以利用USB 2.0,加强与多功能事务机(MFP)、数位相机(DSC)等周边光电产品的扩充性,实现PC作为多媒体信息平台的梦想。

USB 2.0 v.s. IEEE 1394

USB 2.0最大突破在于支持高速(Hi-speed)480Mbps的传输模式,无论是高分辨率视讯会议的摄影机、高阶打印机与扫描仪、外接式光盘驱动器、小型记忆卡,或者是网络连接装置等,USB 2.0都可以胜任愉快,而USB-IF对USB相关专利采取开放态度,相较于每使用一个端口就要缴交0.25美元权利金的1394规格,不需缴交权利金的USB确实更吸引制造商,这一点可以由「台湾1394联盟」为了拥抱USB 2.0,选择在2002年底更名为「台湾高速传输界面联盟」(Taiwan High-Speed Connection Forum;HSCF)稍见端倪。

为了让USB装置与PC脱钩,USB-IF更在2001年12月新增USB On-The-Go功能,让使用On-The-Go芯片的USB 2.0产品也能偶尔担当起Host端的角色,直接挑战1394点对点(Peer-to-peer)连接性能,增加USB 2.0弹性运作空间;虽然多数开发周边输出入(I/O)装置的业者认为,以1394偏向消费性电子产品应用的特性,和以PC作为主要连接平台USB,应会形成井水不犯河水的共存关系,不过考虑到USB 2.0不断下滑的芯片价格以及高水平的传输速率,未来这两种规格间应该会生成微妙的竞争关系。

厂商巡礼

Intel-USB-IF主要倡导厂商,在1999年IDF中提出USB 2.0高速传输的概念,2002年5月陆续推出集成USB 2.0功能的南桥芯片,在主机板厂陆续采用后,将可迅速带动USB 2.0市场成长。

Microsoft-自从Windows 98开始,Microsoft各版本的操作系统都支持USB功能,从Windows 2000开始,则已内建支持USB 2.0的驱动程序,是促成USB热插拔的重要推手。

NEC-原本是USB 2.0主机端控制芯片大厂,市场占有率将近7成,但是在台系厂商威盛、扬智的价格竞争下,单月出货量自2002下半年已略逊于威盛,退居第二。

Philips-在2002年3月公布USB OTG(On-The-Go)规格,透过主机协定(Host Negotiation Protocol;HNP)的集成,可以在没有PC的环境下,进行点对点的资料交换。

Cypress-USB 2.0周边产品芯片市场主要供应商,于2002年9月推出符合UTMI(USB2.0 Transceiver Macrocell Interface)规格的独立型高速USB 2.0收发器,并在2003年3月宣布将控制芯片价格调降到3美元,积极捍卫市占率。

Agere-由Lucent独立出来的公司,本身虽然是USB-IF董事会的成员之一,但也同时投入开发IEEE 1394产品,认为1394b高速(800Mbps)与长距离(100公尺)传输的特性,有机会成为另一项网络通讯技术

发表时间:2008年4月4日   

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