科技典故
 
 
USB2.0——让计算机与接口设备畅通无阻
USB2.0是一种目前在PC及接口设备被广为应用的通用串行总线标准,摆脱了过去局限于PC的相关应用领域,而更深入地应用在数字电子消费产品当中。
USB2.0是一种目前在PC及接口设备被广为应用的通用串行总线标准。USB2.0可以即插即用(Plug and Play;PnP),并且在计算机开机或关机的状态下,可以新增或移除设备装置(Hot-Plugging)。因此USB2.0可自动侦测、辨识、设定具备上述功能的硬件接口设备,使其相互联系、或与PC连接运作,免除必须安装适配卡、重开机和重新设定系统配置(如调IRQ)的麻烦,故而,USB2.0亦有如同IEEE1394的端对端(Peer-to-Peer)的操作功能。此外,USB2.0具备向下兼容性(backward compatible)的特色,若将USB 2.0磁盘驱动器插入旧版的USB主控端时,仍可正常运作,反之亦然。 USB2.0的主控制器是放在PC上,采用主从架构,故其主控制器的电路与IEEE1394相比较为复杂、制造成本较高。但Intel将USB2.0整合至南桥后,相对成本几乎为零,况且现今接口设备的USB2.0界面IC,主要管理机能皆集中在主控制器,电路可以大幅简化,因此使得USB2.02k的主控制器加上接口设备界面IC的成本,要比两颗1394界面IC来得低,这也是Intel另一利用PC为轴心处理平台、降低IC成本而令人称赞的例子。 USB2.0采用统一规格的连接器(接Host端的A type与接在Device端的B type),因此可以设计用来取代传统接口,例如并列埠、串行端口或PS/2接口等。如此作法可简化系统设计,同时也让用户易于运用并减少犯错。USB的网络允许同时连接的周边最多可以达到127个,其树状结构网络是由根路由器(Root Hub)、路由器和接口设备装置(device)所构成,这种树状结构最多可以扩展到第五层(Fifth Tier),而每个节点距离路由器最远距离可达5公尺。 目前USB 2.0传输速度可达480Mbps、将近0.5Gb的速度标准,主要应用在各类接口设备,其中包括主要为硬盘、CD-RW刻录机、DVD光驱与快闪记忆卡等的高容量储存系统(Mass Storage);影像输出及输入设备如数字相机、影像撷取、电视或卫星接收器、家庭保全监视器等;以及宽带通讯装置(Broadband)如应用支持在高速的xDSL调制解调器、ISDN、数字化PBX、WLAN(IEEE 802.11)及Bluetooth等有线无线通信装置等等。目前一些知识产权(IP)及芯片供货商也推出用以支持数字电子消费产品中的USB应用产品,许多IP及芯片已经可用来实现USB控制器、收发器、集线器及交换器。以IP为基础的USB控制器通常被整合于基频芯片组、ASIC或其他可编程逻辑组件中,而外部的收发器、交换器则用来支持这种接口并扩充其功能。 由于USB2.0是在PC基础下的主从架构作为传输模式,在行动通讯越来越发达的现在,许多可携式接口设备的数据传输倘若还要透过PC,必然会使便利性大打折扣。为了弥补此一缺点,Philips在2001年底发表了USB OTG(On-The-Go)技术,并获得USB-IF的认可。「Go」是棋盘的意思,意味在棋盘上任一条经线和纬线都可以找到相连的点。任两个符合规范的OTG装置都可以互相链接,而不需要透过计算机,它是在USB2.0的范围内,提供两个USB装置得以链接的一种方式。USB OTG 1.0中所具备的双重角色装置(Dual-role device)概念,就是OTG装置本身可扮演主机端抑或设备端的角色,它具备较小的传输接口,更省电,适合移动性装置。利用此规范,可使USB装置跨出主从架构,迈向具备独立运作的能力,使得USB接口能摆脱过去局限于PC的相关应用领域,而使数字电子消费产品──如PDA、Mobile Phone与Digital Music Player能够更深入地应用之。 如今无线技术日趋发展成熟,尤其是超宽带(UWB)技术,特别适用于无线USB(WUSB;Wireless USB)。WUSB是由Agere、HP、Intel、Microsoft、NEC、Philips和Samsung共同开发,它的功能在三公尺距离内能实现480Mbps的高带宽,可免除缆线的复杂程度,也提高PC及接口设备的可移植性,但目前WUSB也正面临如何提高安全性、可靠性、降低功耗的挑战。