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多媒體處理資料持續增加 高速傳輸介面成為使用體驗關鍵

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USB 3.0可延續2.0介面使用體驗,並擁有更高的傳輸效能,未來發展極具潛力。
USB 3.0可延續2.0介面使用體驗,並擁有更高的傳輸效能,未來發展極具潛力。

隨著行動裝置對於多媒體處理的應用需求漸增,尤其在1080p高清視訊方面的支援越來越多,因應影音巨量資料的傳輸處理要求也不斷增加,舊有的傳輸介面在因應高清視訊、轉送、處理應用方面顯得有些力有未逮,而在眾多傳輸技術方面,目前以USB 3.0介面最被看好...

USB 3.0在介面與應用架構上,主要是延續USB 2.0,在以USB 2.0為成功發展基礎下,佔有絕對的發展優勢,加上近來CE(Consumer Electronics)產品紛紛把高清視訊列為基本功能要求,衍生的巨量資訊傳輸需求在眼前成為產品開發必須面對的關鍵問題。

USB 3.0主控晶片業者隨著系統晶片計畫整合相同功能,目前多數朝嵌入式應用發展。TI

USB 3.0主控晶片業者隨著系統晶片計畫整合相同功能,目前多數朝嵌入式應用發展。TI

利用USB 3.0傳輸的高效能優勢,可以滿足大部分視訊、音訊的輸出應用需求。(Blackmagic design)

利用USB 3.0傳輸的高效能優勢,可以滿足大部分視訊、音訊的輸出應用需求。(Blackmagic design)

現有的傳輸介面技術,尤其在因應外接周邊方面,傳輸效能明顯不敷所需,尤其是在強調必須處理高速即時解碼的應用環境下,數位媒體的傳輸速率多半受限於傳輸介面的實體效能。

挾高速應用特性 USB 3.0進入高清視訊傳輸應用

USB 3.0具高達5Gbit/s的傳輸性能,在實際應用方面,除可節省資料傳輸的停等時間,最重要的,目前已有USB 3.0控制晶片業者進一步善用USB 3.0高速介面特性,發展即時影音資料傳輸應用模式。

現階段USB 3.0介面應用產品,多集中在硬碟控制晶片、Hub控制晶片或Host主控晶片方面,這是初期在系統晶片尚未具完善因應方案時,充當電腦端或是產品端多數應用的解決方案,而除了裝置連接需求外,要擴充USB 3.0在多媒體應用方面的使用領域,影音視訊的同步高速傳輸,也是相當熱門的一個發展方向。

目前開發以USB 3.0中介,來擔當影音資料的傳輸、即時播放應用的晶片業者相當多,例如原昶科技積極開發Audio與Video over USB 3.0的系統整合單晶片產品,即利用SoC的整合特性,以單晶片解決方案來作為USB 3.0介面連接的顯示器應用形式。

相同的模式亦可複製到如LCD TV、投影機或微投影器等產品,在商務簡報用途中尤其具備實用價值。除原昶科技外,創惟科技也鎖定USB 3.0的高速傳輸特性,發展可支援即時傳輸、播放影音資料的USB 3.0應用架構。

PC大廠力拱 USB 3.0裝置端應用成長可期

以現階段的整合趨勢觀察,核心晶片大廠如英特爾(Intel)、超微(AMD),都將在系統晶片組導入USB 3.0介面支援,除了電腦端應用,在CE應用方面的晶片大廠,也有近似的發展策略與產品推出。

例如聯發科針對電視應用設計的處理器晶片,即有加入USB 3.0的支援功能,而針對行動裝置整合需求開發的Tegra SoC晶片,NVIDIA亦針對USB 3.0加入延伸應用支援,此外,ARM也嘗試將USB 3.0整合以IP(矽智財)形式,提供給相關業者進行產品整合。

未來的電腦系統大廠,在產品端提供USB 3.0高速介面支援,已經成為必然的應用導入趨勢,此也會相對刺激終端使用者,接受USB 3.0裝置、產品的使用意願,更可望進一步擴大USB 3.0裝置端晶片市場。

此外,USB 3.0相關主控晶片廠商,以系統晶片業者在USB 3.0的發展速度較快,例如英特爾、超微在支援USB 3.0的晶片組產品,預計2011年3Q~4Q會推出市面,其中Intel的桌上型晶片組,預計至少會支援4埠USB 3.0介面,屆時勢必會壓縮到非系統晶片的USB 3.0主控晶片開發業者,例如TI、Renesas Electronics等,也開始嘗試將研發成果轉戰嵌入式系統產品(Embedded System)應用市場。

功耗降低不易 USB 3.0與行動裝置整合困難

USB 3.0的主控晶片技術雖然成熟,加上USB 2.0介面應用普及,在新介面轉換到行動裝置的方向勢必多了更多助力,但實際上目前USB 3.0控制晶片的運行功耗,礙於USB 3.0介面在電氣規格方面的強化,反倒成為行動裝置整合的一大限制。

因為當介面的供電規格提升後,也代表主控晶片的運行功耗相對增加,再加上因應資料高速傳輸需求,讓USB 3.0高速介面在功耗方面的表現一直較難達到USB 2.0於行動裝置的整合優勢,這個現象可以在近來發表的數款平板電腦中發現,多數推出的產品仍以USB 2.0介面支援為主。

在電氣規格上,USB 3.0連接器供電可達900mA水準,但此部分的運行方式為從裝置的主控電路板進行電源汲取,在有市電供應的狀態下(如桌上型電腦或筆電連接市電運行),使用者不會對USB 3.0裝置特別耗電感到困擾。但若手機、平板裝置想整合USB 3.0介面,這類對電池續航力要求極高的產品項目,就會明顯感受到USB 3.0介面產生的高耗能問題。

MyDP使用近似USB概念 直接壓縮USB 3.0的行動應用機會

另在CE應用市場方面,DisplayPort與HDMI為了擴展熱門的行動應用產品領域,正嘗試透過整合行動裝置需求較高的數據傳輸應用,藉由擴展功能性來滿足行動裝置的整合需求。

尤其是DisplayPort陣營,以MyDP(Mobility DisplayPort)架構,直接運用現存大量用於行動裝置的micro-USB介面,利用主控晶片的功能強化,來進行MyDP介面連接與擴充因應數據傳輸的要求,MyDP架構特色在於裝置可以延續使用DisplayPort在娛樂裝置、電腦系統方面的連接優勢。

同時,MyDP介面又可延伸高速資料傳輸應用,甚至整合了與USB 3.0相同的介面同步充電功能,讓行動裝置也可透過MyDP介面進行充電。MyDP介面的資料傳輸設計,需藉由支援MyDP的介面控制晶片提供功能,加上micro-USB介面與DisplayPort一樣均無需額外支付連接器使用的授權金,因此,具低成本、高效益的整合優勢。

MyDP介面可支援5.4Gbit/s的頻寬,支援60fps/1,080p高清或3D影音內容傳輸,尤其可因應目前3D手機、平板電腦或行動裝置想將3D或1,080p影音視訊透過線路傳輸到LCD TV播放的娛樂需求。

MyDP介面還有多項應用優勢,以MyDP介面的直接競爭介面技術MHL為例,MHL只是HDMI的簡易行動版本,其時脈控制線路依舊佔據1條線路使用,相對的MyDP為延續DisplayPort傳輸技術,應用上是將時脈整合到紅綠藍(RGB)傳輸線路中,使用MyDP介面可減少電磁干擾(Electromagnetic Interference;EMI)問題,在實務的產品設計上可以較簡單的方式完成線路規劃。


議題精選-COMPUTEX 2011