萬用串列匯流排（Universal Serial Bus；USB）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，能夠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正陸續不斷地增加當中，而目前市場上幾乎所有的電腦都支援USB的功能。

USB-IF與USB1.0、1.1、2.0的關係

在1994年時，為達成USB規格共同開發及宣傳的目的，Intel、Compaq、DEC、IBM、Microsoft、NEC、Nortel等七家公司成立了USB-IF（USB Implementers Forum）組織，經過了數次的版本更新，於1996年1月15日正式制定USB1.0的規範。而USB-IF為了解決先前規格上的模糊和定義上的修正，並增加中斷型傳輸OUT的傳送模式，特別於1998年9月23日特別發表USB1.1版本規範。Intel為了因應週邊設備更高頻寬的需求，在1999年春季的開發者論壇（Intel Developer Forum；IDF）中提出支援480Mbps高速的USB2.0版計劃，直到2000年4月27日，USB2.0正式對外公佈，該規範的支持者除了原有的Compaq、Intel、Microsoft和NEC四個成員外，還有HP、Lucent和Philips三個新成員。USB2.0可以向下與USB1.1相容，並且在接線、接頭及軟體介面均與USB 1.1相同。在2001年12月18日，USB-IF針對USB主從式架構的不足處再增訂USB2.0的追加規格－USB OTG（On-The-Go），利用此規範可使USB裝置跨出主從式架構，邁向具備獨立運作的能力，使得USB介面能擺脫過去侷限於個人電腦的相關應用領域，深入消費性電子產品。

《圖一 USB OTG產品》

USB OTG創新技術拓展應用範圍

作為USB的主機必須具備大量週邊裝置的驅動程式、有能力提供其他週邊所需的電力、以及要有USB介面所需的「A」型連接器，而在實際應用中，可攜式電子產品並不需要像個人電腦一樣與眾多的週邊裝置溝通，因此USB-IF針對USB2.0既有的規範提出一些補充條款進而推出USB OTG規範，使一些電腦週邊及可攜式電子產品皆具備USB的主機能力。

在USB2.0規範中，定義了標準「A」型連接器與連接座、標準「B」型連接器與連接座、「Mini-B」型連接器與連接座，A型連接器適用於主機端及集線器的上傳端，如(圖一)所示。也就是說，所有USB產品都必須透過A型連接器與主機端或集線器來連接，而B系列之連接器提供了週邊裝置可適用於分離式的連接線，而Mini-B型連接器則主要應用於可攜式電子產品上。

《圖二 USB連接線》 資料來源：USB-IF，工研院IEK，2003/05

在USB OTG中，為了使可攜式電子產品具備主機的能力，首先增加連接器與連接座的型式（增加Mini-A型連接器與連接座、以及Mini-AB型連接座）；另外在連接器的部份，除了原有的D+、D-、Vbus、及地線的接腳外，新增了一根ID（Identification）接腳（Mini-A的連接器必須接到地面上，而Mini-B型連接器則可以選擇不接地或是接一個電阻到地端），藉由ID接腳來分辨所插入的是Mini-A或Mini-B的連接器。而具有雙重角色的裝置則必須擁有唯一的一個Mini-AB型連接座，並根據插入的連接器的型式（Mini-A或Mini-B型）來決定該裝置是主機或是週邊。當可攜式電子裝置處於主機工作狀態時，不必像電腦主機一樣支援大多數的USB週邊裝置，只須支援製造商所提供的某些裝置即可，這種連接器稱為「目標週邊名冊（Targeted Peripheral List）」。

USB OTG亦配合可攜式電子產品在省電上的需求，將Vbus之最大供應電流降至8mA（USB2.0最大可提供500mA），並且為了能夠節省電源，USB OTG允許主機在不用時，可以將Vbus的電源切斷。USB OTG另外增加「SRP（Session Request Protocol）與「HNP（Host Negotiation Protocol）」兩個通訊協定；SRP的主要功能便在於允許週邊裝置（B裝置）請求主機（A裝置）開啟Vbus並啟動對談（Session），而HNP則主要提供主機功能的切換，使具備雙邊功能的裝置能任意的切換自身角色。

USB OTG潛力分析

就傳輸的架構而言，USB OTG並非使用點對點（Peer-to-Peer）的傳輸方式，而是利用主機端的切換來達到點對點傳輸的目的，且實際上仍是沿用USB的主從式架構。

就應用層面而言，主要是以可攜式電子產品為應用市場，此類的產品由於強調輕薄短小、低耗電，故USB OTG特別為此市場提出小型之連接器、增加省電喚醒功能。另外USB OTG禁止所謂「Silent Failure」的情形發生，無論遇到何種錯誤，USB OTG裝置都必須告知使用者發生何事，甚至可以自行修正錯誤，以提供消費者更全面的服務。

就產品面而言，由(圖二)可看出USB OTG於各產品的滲透率，以手機、PDA及數位音樂播放機為較高，而更以手機的量為最大，2002年11月，Qualcomm便宣布將應用TransDimension的USB OTG解決方案於其新一代的手機基頻晶片MSM6250與MSM6500中。而就PDA而言，目前主要使用充電座的USB介面來進行與電腦的同步工作，當USB OTG推出後，可使消費者藉由PDA來與其他電子產品分享影音多媒體等各種內容，目前Samsung的Nexio亦使用TransDimension的USB OTG解決方案，而Sony則將使用Philips的USB OTG晶片ISP1362於其CLIE的PDA中。

在數位音樂播放機的部份，目前使用者利用USB介面從電腦下傳音樂檔案，而在USB OTG的提出後，使用者可以不經過電腦而直接互傳檔案，充分運用可攜式產品的特性來增加不同使用者的互動。另外由於數位相機直接列印的需求，將使得數位相機與印表機亦為USB OTG的潛力市場之一。

《圖三 USB OTG於各產品的滲透率》 資料來源：In-Stat，工研院IEK，2003/05

就市場面而言，根據In-Stat的估計，2002年全球USB OTG產品的出貨量為11萬顆，而在2003年時，全球USB OTG產品的出貨量可達180萬顆，成長率高達1,543%。在2002年至2007年間，全球USB OTG產品出貨量之年複合成長率可高達333.3%，並且到了2007年，USB OTG產品佔整體USB相關產品的比重可提升至15.4%。

《圖四 全球USB OTG產品出貨量》 資料來源：In-Stat，工研院IEK，2003/05

國內廠商發展狀況

目前國外業者如Cypress、Oki、Philips、Seiko-Epson、TransDimension等公司都已提出USB OTG解決方案。不同於國外業者只針對手機、PDA等市場，國內業者如巨盛、揚智、創惟、旺玖等公司則是由電腦週邊產品切進OTG市場中，像是光碟機、硬碟機、印表機等產品。其中巨盛的CSC1000支援全速及低速，整合了8051 MCU及UART、ATAPI、P1284、Flash Card等介面，因此擁有相關介面的可攜式產品透過CSC1000連結並載入相對的驅動程式後，即可支援不同裝置介面的電腦週邊或可攜式產品的互連；未來將提出支援高速的USB 2.0 OTG產品（CSC1301）。

揚智則提出支援高速USB 2.0 OTG之解決方案（M5636、M5637），其中M5636可經由內嵌的高速8/16-bit PIO/DMA多功能控制介面，與客製化晶片或業界通用8/16-bit微控器互動應用於如高階影像掃描器、印表機、數位相機/攝影機、多功能事務機、數位影印機、各項資訊家電、PDA、多媒體手機、可攜式媒體播放機及網路/通訊系統等設備的多功能橋接控制器，而M5637則可支援提供IDE介面作為與ATA/ATAPI等相容介面的儲存週邊元件所需的USB2.0至IDE介面橋接控制器。

結語

由於目前USB OTG的產品處於導入期，符合USB OTG的產品並不普及，所以在應用上仍不方便，也因此與系統廠商的配合、掌握市場先機便成為現行廠商成功的關鍵因素，另外由於可攜式電子產品的記憶體容量限制，使得USB OTG產品僅能支援有限的週邊裝置，因此對於某些必要裝置的支援，將可提高該產品對消費者的吸引力，並可更突顯出與各系統廠商配合的重要性。

目前各種可攜式電子產品有其不同的專利型標準，使得各廠商必須自行研發搭配的週邊裝置或針對特殊週邊裝置研發特殊的傳輸技術，而在USB OTG則提供了各個不同廠商一個低成本的共通介面平台，使各廠商的產品能在相同標準下進行資料傳輸，並使得USB介面能進一步推廣至消費性電子產品上。

（作者任職於工研院IEK產業分析師：ycchen@cise.nctu.edu.tw）

延 伸 閱 讀

USB 2.0的規格從2000年4月確定到現在，經過兩年多的發展，在PC領域的兩大龍頭Microsoft與Intel，確定其產品支援該標準後，加上相關領域廠商技術商品化的動作逐漸開花結果，今年下半年USB 2.0產品如雨後春筍般的推出，市場稱2002年為USB 2.0年，宣告PC週邊傳輸介面改朝換代的時刻來臨，而新一代的盟主正是「USB 2.0」。 USB 2.0的規格在2000年4月訂立之後，經過各方一年多來的努力耕耘，在今年開始有一連串突破性的發展，奠定了USB 2.0在實際應用上的基礎。如微軟推出新一代Windows XP視窗作業系統直接支援USB 2.0；英特爾（Intel）開始銷售最新搭配P4 CPU的845晶片組中，內建USB 2.0主控制器，及國內外主要的電腦、主機板、介面卡及周邊裝置供應廠商的投入下，USB 2.0已成為「電腦與周邊設備」連接上的主要介面之一。 USB 2.0介面磁碟機的最大優點就是可提供使用者簡易的操作模式，與向下相容性（backward compatible），然而這種使用特性事實上是透過許多指令轉譯機制，以及業界標準的支援，讓資料從作業系統（OS）傳送至磁碟機本身時，負責執行各種轉換作業。「USB 2.0儲存裝置應用的技術挑戰」一文有詳細介紹。

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