智能設備的興起對USB接口提出新挑戰

USB是在1994年底由英特爾等多家公司聯合在1996年推出后，已成功替代串口和并口，已成為當今電腦與手機等智能設備的必配接口。USB版本經歷多年的發展，到如今USB3.0已經普及，隨著硬件設備的不斷發展進步，更高的傳輸速度和更大的帶寬越來越被人們所重視。每秒5.0Gb/s的傳輸速度將會越來越難以讓人們安于現狀，最新版本USB3.1應運而生，USB 3.1標準的速度提升至10Gb/s。

　　USB總線接口較傳統串行通信標準接口而言，具有許多優點。USB是一個外部總線標準，用于規范電腦與外部設備的連接和通訊。USB接口具備即插即用、熱插拔功能、自帶電源和地線、單獨使用自己的保留中斷大大節省系統資源、統一的物理協議和連接器能滿足多種外設需求，且低功耗外設無需外接電源，非常適合于便攜設備。

　　日前，TE消費電子產品部全球市場策略總監Eric Braddom接受電子發燒網專訪，發表了USB接口方面的獨到見解。

TE消費電子產品部全球市場策略總監Eric Braddom

　　智能設備高速率需求帶來的新挑戰

　　受到消費類電子器件不斷增加地分辨率和存儲性能需求的推動，希望通過寬帶互聯網連接能夠實現更寬的媒體應用，因此，用戶需要更快速的傳輸性能，以簡化下載、存儲以及對于多媒體的大量內容的共享。而傳統串行通信標準的數據傳輸率比較低，在使用上也很不方便，特別是雙向通信能力和多接口擴展能力非常有限，而且難以滿足數量眾多、種類不一的計算機外設的數據傳輸需求。反觀USB 接口在為消費者提供其所需的簡易連接性方面則起到了至關重要的作用。

　　在通過高速U盤、搭載SSD的移動硬盤等使得外接存儲設備迅猛提速的今天，甚至于USB3.0接口的速度都不能夠滿足消費者所需。更何況基于傳統I/0模式的外設必須占用PC主機的中斷請求、I/0地址等系統資源，而這些有限的主機資源不可共享，容易發生沖突，更是無法滿足眾多外設連接的需要。特別是隨著智能便攜設備的逐漸普及，對USB接口提出了更高的要求，最新版的USB3.1使用了更高效的數據編碼技術，有效數據傳輸性能可以達到USB 3.0現有水平的兩倍，并且基于現有的USB 3.0軟件堆棧和設備級協議，因此完全向下兼容現有的USB 3.0接口、數據線，也依然支持USB 2.0產品。

　　TE消費電子產品部全球市場策略總監Eric Braddom表示，智能設備的蓬勃發展令人興奮。然而，它也為制造商乃至整個行業帶來新的挑戰——即如何在支持高速增長的數據與功耗需求的同時，開發出更為纖薄智能的傳輸設備。舉例來說，不同的外部設備，如智能手機、平板電腦、筆記本電腦和超薄電腦、照相機以及外置硬盤驅動器，它們都使用不同的電源充電器和數據線，這在人為上帶來極大的不便。因此，眾多企業已經采用單一USB傳輸線來同時傳輸電力與數據，或者在智能手機中采用單一的多重I/O傳輸線。這種趨勢正為各家標準組織所支持，比如USB Power Delivery與USB Newark等標準組織就明確規定了下一代電力傳輸需求、數據傳輸速度及產品規格。

　　智能設備充電需求推動USB接口的變革

　　USB 之所以有“超速”的表現，完全得益于技術的改進。比如USB 3.0相比USB 2.0接口增加了更多并行模式的物理總線。而隨著智能設備和USB接口的普及，對USB接口的功能也提出了新的要求，現在一般的智能設備都能夠直接由USB總線進行供電。PC機可以通過USB電纜給外設設備提供5V的直流電壓，電流最高可達500mA。外設設備可以直接通用USB電纜來獲取電源，對于功耗較小的設備來說這是非常有效的。USB設備3ms內沒有動作則自動進入掛起狀態，這時消耗的電流不超過500uA。最新的USB 3.0能夠提供50%—80%更多的電力支持那些需要更多電能驅動的設備，而那些通過USB來充電的設備，則預示著能夠更快的完成充電。

　　TE消費電子產品部全球市場策略總監Eric Braddom表示，USB2.0連接線能夠在以480Mb/s的速度傳輸數據的同時，為功能手機或MP3播放器充電。最近，電池充電規范（Battery Charging Specification）對USB2.0標準進行了升級，使智能手機的充電輸出達到了1.5A；而使用USB3.0，數據傳輸速度增加到了5.0Gb/s，充電則仍然保持在最大1.5A的外部電流消耗。如今在給平板電腦和高端智能手機充電時，許多個人電腦（PC）主板可支持3倍USB電源，即電流達到USB3.0標準900mA的三倍——2.7A。