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可攜式資訊產品USB 2.0橋接解決方案
 

【作者: Chris Belanger】   2002年09月05日 星期四

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USB是個人電腦歷史上最成功的週邊裝置界面,(圖一)為全球歷年PC、NB與周邊裝置支援USB的數量,USB 2.0正逐漸取代第一代標準,特別適合應用於個人電腦的大量儲存週邊裝置,包括外接式硬碟、ZIP磁碟機、MO機、CD燒錄機、DVD燒錄機和其它裝置。USB 1.0是最早推出的USB標準,但它的頻寬太低,無法讓這些儲存裝置發揮最佳效能;USB 2.0的傳輸速率大幅提升至480Mbps,可以滿足大量儲存裝置的高頻寬需求,許多高效能大量儲存裝置都已採用這種高速連接埠。



《圖一 為全球歷年PC、NB與周邊裝置支援USB的數量》
《圖一 為全球歷年PC、NB與周邊裝置支援USB的數量》

內建硬碟的可攜式消費性產品

內建硬碟的娛樂產品是近來的市場發展趨勢,例如數位音訊播放機就非常受到歡迎,這些產品使用體積很小的硬碟來儲存音樂和資料,利用內建的5和10 GB超小型硬碟,消費者可將音樂資料庫隨身攜帶;此外,內建硬碟的可攜式視訊播放機也已經問市了。


和個人電腦大量儲存週邊裝置相同,搭載硬碟的音訊和視訊播放機也需要速度極快的「資料管道」或高速連線,以便將電腦的音訊或視訊檔案傳送至可攜式播放機,然而傳統連線解決方案卻缺乏足夠頻寬,無法執行這項工作,於是高速USB 2.0和Firewire(IEEE 1394)解決方案因應而生,滿足市場對於這類高速連線的需求。有些廠商選擇400Mbps的Firewire連線,其它消費性家電製造商發現這些內建硬碟的新產品很受歡迎,於是紛紛在市場上推出類似產品,其中許多採用USB 2.0做為連線解決方案,把內建硬碟的音訊或視訊播放機連接至儲存音訊和視訊檔案的個人電腦。


需要橋接電路板

不管是USB 2.0大量儲存週邊裝置,或是內建硬碟的可攜式資訊娛樂家電,都需要USB 2.0至ATA/ATAPI橋接電路板。週邊裝置和消費性家電相關廠商都希望更快在市場推出新產品,因此廠商必須使用現成ATA/ATAPI儲存裝置,這些產品都採用某種型式的ATA/ATAPI連接器,所以被業界稱為ATA/ATAPI裝置,它們可以處理來自ATA/ATAPI連接器或匯流排的ATA/ATAPI命令,但USB 2.0匯流排卻無法辨識ATA/ATAPI的命令,也無法透過它進行溝通,因此需要USB 2.0至ATA/ATAPI橋接電路板,擔任兩種匯流排之間的指令轉譯器和資料管理器。


USB儲存裝置的多種選擇

週邊儲存裝置和可攜式音訊/視訊播放機廠商選擇USB 2.0至ATA/ATAPI橋接解決方案之前,有多項發展需求必須事先滿足,包括橋接器必須能與各種ATA和ATAPI儲存裝置正確相互操作,各種新功能的應用能力也很重要,包括連接埠供電的產品,發展廠商可利用這些新功能區隔自己與競爭對手的產品;廠商想要滿足這些要求,讓新產品更快上市,選擇正確的USB 2.0橋接解決方案就變得極為重要。


連接埠供電

市場上已有多種低功率硬碟,只須搭配一張橋接電路板,即可自USB連接埠取得所須電力;100 mA工作電流(enumeration current)和500 uA暫停模式電流(suspend mode current)也是USB重要規格,發展廠商必須滿足兩個電流要求,才能取得USB應用者論壇(USB Implementers Forum;USB IF)認證。


有些時候,USB連接埠可能無法提供足夠電力給廠商所希望使用的硬碟,此時可改用智慧型電池輔助解決方案,在硬碟旁邊增加可重複充電的鋰離子電池以及智慧型電池管理元件,由電池提供大部份的硬碟工作電流。在這種環境下,橋接電路板的低電流消耗依然很重要,因為應用系統必須提供充份電流給智慧型電池管理元件,才能於必要時對電池進行充電,否則就可能會發生電池電力不足的情形,造成資料漏失或毀損。(作者任職於德州儀器)


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