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在數位內容的浪潮之下,單是具備文字處理、上網或瀏覽網頁功能的個人電腦,已不能滿足消費者的需求,必須將個人電腦與傳統家電的功能相結合,再加上寬頻與無線網路,才能使消費者感受到前所未有的數位娛樂體驗。在此娛樂化的趨勢之下,消費者期望能擁有兼具多種娛樂功能的個人電腦,以下載與播放電影、音樂,甚至是錄製電視節目等。為了因應大量多媒體影音內容傳輸需求,除了既有寬頻基礎建設佈署快馬加鞭外,也進而催生了USB2.0與IEEE1394等高速傳輸介面技術。
這些高速傳輸介面技術除了強調高傳輸速度外,更注重消費者需易於安裝與使用具備此種介面的產品。而在個人電腦逐漸走向家庭娛樂平台的趨勢下,與之連結的眾多消費性電子產品內建此種如:USB2.0與IEEE1394等高速傳輸介面的比例亦逐年上升,以迎合傳送資料、影像,甚至是動態多媒體等大量資料的趨勢。因此未來高速傳輸介面的應用除電腦相關產品外,在消費性電子產品的出貨量亦逐年增加,成為高速傳輸介面的重要應用之一。
本文將就個人電腦娛樂化的趨勢,針對IEEE1394與USB的發展與應用現況做介紹,並分析比較兩者優劣勢、競爭互補關係,以及未來可能的發展趨勢。
《圖一 全球USB市場規模與預測》 ![](/art/2005/03/051340200949/p1.gif) |
<資料來源:In-Stat,2004/04;工研院IEK,2005/01>
USB2.0與IEEE1394在個人電腦娛樂化趨勢下的發展與應用現況
@內文USB (Universal Serial Bus;通用序列匯流排)主要是用來連接電腦與週邊裝置之間的匯流排,其隨插即用(Plug and Play)的功能,使其不須經過繁複的安裝程序便可任意將週邊裝置連結、配置、使用及移除。而由於USB的彈性與容易使用,使得支援USB的週邊裝置包括滑鼠、鍵盤、喇叭、數據機、掃描機等各種不同的產品逐年增加,時至今日,USB介面已成為自COM port(序列埠)以後,電腦上最成功的週邊連接介面。
早期的USB1.x指的是傳輸速度為1.5Mbps的USB1.0或是傳輸速度為12Mbps的USB1.1,主要採主從架構(Master/Slave),應用於電腦及其週邊產品之靜態資料傳輸,不過在傳輸影像等大量資料時,則顯得不足。為了解決USB1.x傳輸速度過慢的問題,USB-IF(USB Implementer Fourm)提出 USB2.0,將最大傳輸速度一舉提升至480 Mbps,並完全向下相容USB1.x;此外,透過USB2.0集線器可同時連接127個設備。現今市面上幾乎所有的新電腦皆配備USB2.0之連接埠。
至於IEEE1394,另稱i.LINK或Firewire;是由Apple電腦於1986年針對高速傳輸所發展的一項傳輸介面,並於1990年間獲得電機電子工程師協會(IEEE)認可成為正式新標準。IEEE1394 亦提供隨插即用的功能,並具有保證頻寬的傳輸模式(QoS)。現今市面上IEEE1394共有兩個版本,2000年推出的IEEE1394a主要意在加強終端設備間的互動能力,傳輸媒介以纜線為主,具備隨插即用、點對點、非同步傳輸、等時傳輸四大功能特色,且最高傳輸速率/距離可達400Mbps/4.5m水準;不過在傳輸速率更高的USB2.0(480Mbps)興起後,IEEE1394a逐漸在PC 週邊應用領域遭到邊緣化,並促使IEEE 組織進一步於2002年制定出IEEE1394b 規格, 不僅傳輸媒介增加(銅纜線、塑膠光纖、玻璃光纖、CAT-5 無護層雙絞線),傳輸速度/距離也大幅提升,達到800Mbps/100m。參考(表一)。
(表一) IEEE1394b與USB2.0的規格與比較
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IEEE1394b |
USB2.0 |
制定日期 |
2002年12月14日 |
2000年4月27日 |
標準組織 |
IEEE |
USB-IF |
傳輸速度 |
800Mbps |
480Mbps |
傳輸距離 |
100公尺 |
5公尺 |
連接設備數 |
63(無bridge) |
127 |
QoS支援 |
有 |
無 |
連接架構 |
點對點 |
主從式 |
熱插拔 |
支援 |
支援 |
主導/參與廠商 |
Apple、SONY、TI |
Compaq、Intel、Microsoft、NEC、HP、Philips |
晶片供應商 |
TI |
NEC、Cypress、Philips、VIA、SiS…等 |
<資料來源:工研院IEK,2005/01>
而在全球市場規模方面,如(圖一)所示,預估USB的產品出貨量將從2003年的4億9000萬套成長至2008年的11億3000萬套,年複合成長率為18.1%。至於IEEE1394的市場規模則如(圖二),從2003年的7100萬套成長至2008年的19000萬套,年複合成長率為22.2%。
《圖二 全球IEEE1394市場規模與預測》 ![](/art/2005/03/051340200949/p2.gif) |
<資料來源:In-Stat,2004/06;工研院IEK,2005/01>
應用趨勢
如就應用類型區分,在USB的市場應用方面,主要分為電腦相關、消費性電子與通訊三大類,目前最大應用市場為電腦相關產品。如(圖三)所示,估計 2005年時,USB在電腦相關的應用比重佔整體應用的70.2%,而在消費性電子產品與通訊產品的應用則分佔19.8%與10.0%。在電腦相關領域中,由於電腦產業的微利趨勢,免授權費的USB介面相較於IEEE1394介面可說是佔盡優勢。而在USB2.0推出後,達480Mbps 的傳輸速度已能符合目前電腦與週邊傳輸之需求,在成本優勢與合理效能下,目前已是電腦相關週邊的主流規格。
在消費性電子產品方面,USB以應用在非即時性的靜態影像或檔案傳輸為主,如:數位相機、MP3 Player等產品,消費者可利用USB介面將數位相機所攝取的數位影像傳至電腦上儲存或列印,或是透過PC將音樂檔案下載至MP3 Player。至於在通訊方面的應用,包含了外接式的纜線數據機(Cable Modem)、DSL數據機與Router等,未來在USB的應用中所佔的比重將逐年升高。
《圖三 全球USB產品應用比重》 ![](/art/2005/03/051340200949/p3.gif) |
<資料來源:In-Stat,2004/04;工研院IEK,2005/01>
至於在IEEE1394的應用方面,主要以電腦相關與消費性電子產品為主。估計 2005年時,1394在電腦相關的應用上佔1394整體應用的54.0%,而在消費性電子產品的應用則佔了46.0%。在電腦相關產品方面,由於USB 2.0的推出,使得1394在電腦相關應用上原先所具有的高速傳輸優勢受到威脅,預計至2008年,其比重佔整體應用將下降到38.7%。而在消費性電子產品方面,目前應用量最大的產品是電視遊樂器與數位攝影機,而未來在數位影音家電如:數位電視與DVD錄影機等相繼出現,影音多媒體需求增加、家庭網路概念成形下,到了2008年,消費性電子產品將以高達60.9%的比重,成為1394最大的應用市場。如(圖四)。
《圖四 全球IEEE1394產品應用比重》 ![](/art/2005/03/051340200949/p4.gif) |
<資料來源:In-Stat,2004/06;工研院IEK,2005/01>
USB2.0與IEEE1394兩者之間的競爭與互補
由於USB2.0與IEEE1394皆為常見的高速傳輸介面,因此常被相提並論。USB2.0的最大傳輸速度可達480 Mbps,可完全向下相容USB1.x,成本低廉且已在電腦相關領域建立高滲透率,相當適合於不需即時性高速傳輸的個人電腦與週邊產品。至於IEEE1394最大特點就是它優異的傳輸速度,IEEE 1394.b的傳輸速率更達800Mbps;提供點對點傳輸,使得內建IEEE 1394介面的週邊,相互之間不需經過電腦即可傳輸資料及控制的工作,支援等時性(Isochronous)傳輸,可應用在視頻及聲頻之即時資料傳輸上,相當適合消費電子產品。由於USB2.0與IEEE1394的特性不盡相同,可說是在不同領域各有所長,因此兩者並非全處於競爭局面。
整體而言,USB主要是以電腦相關應用為主流,用來傳送非即時性的靜態影像或檔案。至於IEEE1394目前以電腦相關與消費性電子應用並重,未來消費性電子產品將成為IEEE1394的產品主力,主要是用來傳送即時性的動態影音多媒體。在娛樂化的趨勢之下,電腦將與消費性電子產品做緊密的結合,成為兼具多種娛樂功能的個人電腦,傳輸介面將不僅僅只是用來傳送非即時性的靜態影像或檔案,更會作為傳送即時性的動態影音多媒體,IEEE1394具有等時傳輸功能,並提供影音多媒體的服務品質保證,因此在需要動態影音傳送的消費性電子產品上佔有優勢,至於無需即時性的 靜態影像或檔案,則可利用USB2.0傳送。因此,USB2.0與IEEE1394目前在消費性電子產品上的應用可說是各有所長,彼此互補。
不過,USB陣營為了彌補USB2.0在點對點傳輸上的不足,繼USB2.0之後提出了USB On-The-Go標準,將目標鎖定在移動裝置於PDA、Mobile Phones與Digitial Music Players等,不再是主從架構,不需透過PC中央控制,具備較小的傳輸介面,更省電,適合移動性裝置。USB On-The-Go雖然補USB2.0在與IEEE1394競爭上之不足,但其傳輸速度卻僅停留在USB1.x的11 Mbps,因此是否會受到消費者青睞,未來仍有待考驗。
至於IEEE1394則繼續在電腦相關應用上努力,在2003年3月開始發展的1394c規格,最大特色在於使用Gigabit Ethernet 實體層技術,因而可透過CAT-5 纜線同時傳送1394 與Ethernet 訊號,將現在十分普及的乙太網路與1394相結合,允許高速的IP訊號與串流AV信號在相同的傳輸媒介上傳送,將有利於1394在電腦相關應用上的成長。
相關晶片廠商策略現況
在USB方面,基於USB1.x在電腦週邊產品上已建立的應用基礎,使得USB2.0可直接切入對頻寬需求較高的原有USB1.x系列產品,如掃描機、電腦相機(PC Camera)、外接儲存媒體、讀卡機等產品,目前國內廠商已有不少廠商切入USB2.0相關晶片,大多以整合USB2.0收發器的整合型晶片為主,而創惟及世紀民生等廠商亦有獨立式USB2.0收發器之產品推出,整體而言,如(表二)所示,國內廠商之USB2.0產品集中於電腦週邊相關晶片,未來除深耕電腦週邊產品之外,另外可切入消費性應用產品如數位相機、數位攝影機、數位音樂播放機等產品,充分運用USB2.0的頻寬優勢開發新應用以增加自身產品線的廣度,從而獲取最大利潤。
(表二) 國內USB2.0相關晶片供應商
產品應用領域 |
國內廠商 |
晶片組 |
威盛、矽統 |
主控制器 |
威盛、揚智 |
集線器 |
巨盛 |
掃描機 |
創惟、揚智 |
讀卡機 |
創惟、太和、巨盛 |
電腦相機 |
揚智 |
USB隨身碟 |
創惟、旺玖 |
ATA/ATAPI Bridge |
創惟、巨盛、揚智、世紀民生、旺玖 |
Host to Host |
揚智、旺玖 |
收發器 |
創惟、世紀民生 |
<資料來源:工研院IEK,2004/04>
至於IEEE1394晶片方面,比較國內外的晶片供應商,如(表三),可發現國內仍以電腦相關應用為主,鑑於電腦週邊領域遭USB2.0 邊緣化的現象,使國內廠商面臨了不小的隱憂。相較之下, 如(表四)、(表五),國外廠商則相對在消費性電子領域具備長足的優勢,且值得注意的是,目前在1394b PHY(實體層)的晶片部份只有TI 擁有完整技術,具備相當的獨佔地位,由於PHY 晶片技術牽涉到較艱深的類比/混合訊號技術, 而這也是目前國內廠商較弱而有待加強的一環。
(表三) 國內IEEE1394 相關晶片供應商
產品應用領域 |
國內廠商 |
晶片組 |
威盛、矽統 |
主控制器 |
威盛、揚智 |
Bridge |
創惟、旺玖 |
PHY |
瑞昱 |
<資料來源:工研院IEK,2004/09>
(表四) 國外IEEE1394 相關晶片供應商
產品應用領域 |
1394a |
1394b |
晶片組 |
Fujitsu、TI |
TI |
主控制器 |
Agere、Fujitsu 、 NEC、 Philips 、 Wipro |
Agere(IP)、TI 、 Wipro (IP) |
Bridge |
Initio、Oxford |
Initio、Oxford |
PHY |
Agere、Philips 、 Wipro |
TI 、 Wipro (IP) |
<資料來源:工研院IEK,2004/09>
(表五) 國外IEEE1394 供應商相關晶片市場應用
廠商 |
市場應用 |
Agere |
電腦、電腦週邊 |
Fujitsu |
消費性電子、筆記型電腦、電腦週邊 |
Initio |
電腦週邊 |
NEC |
電腦、消費性電子 |
Oxford Semiconductor |
電腦週邊 |
Philips(飛利浦) |
消費性電子 |
Texas Instruments |
電腦、電腦週邊、消費性電子 |
Wipro |
電腦、電腦週邊 |
<資料來源:工研院IEK,2004/09>
結論與建議
電腦相關應用向來是高速傳輸介面的主要應用,隨著個人電腦邁向娛樂化,消費性電子產品與電腦之間的連接成為高速傳輸介面的重要應用,高速傳輸介面在消費性電子產品上的出貨量逐年增加。就高速傳輸介面USB2.0與IEEE1394而言,USB2.0在電腦相關應用上佔有優勢,至於在消費性電子產品的傳輸應用上,則偏重非即時性的靜態影像或檔案;至於IEEE1394雖然在電腦相關應用上失利,但其所具有的點對點與QoS等技術特性,極適於傳送動態影音多媒體,這是目前USB2.0所無法替代的,未來在娛樂化趨勢下,消費性電子產品出貨量增加,也替IEEE1394帶來發展新契機。
對於USB晶片廠商而言,關鍵成功要素首推速度及成本,先進入者方可享有較高的利潤。在投入廠商數日益增加後,USB2.0晶片的價格將迅速下滑,故成本優勢將在價跌的情形上有效地顯現;就目前國內廠商的產品線而言,多屬具備整合USB2.0收發器之整合型晶片,故新進者可適切運用設計服務業者所提供之USB2.0相關IP,配合自身設計核心優勢迅速切入相關市場;另外在產品線的選擇上,切入新的應用也可有效避免因供應廠商眾多而產生的跌價效應。
對於IEEE1394 晶片廠商而言,新版的1394c 預計2005 年才有晶片問世,國內外廠商在產品投入與商品化進程並無太大落差,也為國內業者的投入埋下了良好契機。特別是DVR、數位地面STB、家用閘道器等數位家庭熱門但尚未成熟的產品,皆是值得國內業者及早投入的目標市場所在。然就另一方面而言,國內業者面臨最大的挑戰仍在於產品過度集中PC/PC 週邊領域,且PHY 晶片的自有開發能力不足。由於消費家電成為IEEE1394 應用發展主要方向已是必然趨勢,因此國內業者應大幅轉向數位家電應用1394 晶片的開發,特別是牽涉到類比/混合訊號等較高進入門檻的PHY 晶片技術,在目前僅TI 獨大,且我國類比技術逐漸成形的時機下, 更應積極仿效相關類比技術成功經驗(如USB2.0/WLANPHY 晶片自有開發能力),及早投入1394 PHY 晶片開發,以追上國際大廠腳步。(作者為工研院IEK產業分析師)
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USB已經成為PDA、行動電話、數位音樂播放器及其他通用消費性電子產品首選的連接技術。相關介紹請見「跨出PC周邊應用領域的USB技術」一文。 |
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本文將深入分析USB相容性測試的方法與內容,協助讀者了解不同測試方式的優劣。你可在「USB
相容性測試概述 」一文中得到進一步的介紹。 |
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過去在USB規範中使用的「主從」 架構,從OTG之後已經變更為「點對點」架構,而這樣的連接方式,也代表了USB與1394即將進入短兵相接的階段。在「USB
OTG對1394的影響 」一文為你做了相關的評析。 |
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