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看準趨勢 連接器廠商紛搶食USB3.0市場大餅

USB(Universal Serial Bus)可以說是目前電子週邊產品最普遍的傳輸介面,而USB Implementers Forum(USBIF),在2008年完成3.0版正式規格,將展現其搶進主流介面的無限潛力。USB 3.0在單向傳輸速率方面將有機會提升5倍以上,在Full Duplex全雙工傳輸模式下,其數率更可達至10倍以上。USB在3.0改版也將規格提升近1倍,單埠輸出可達900mA,這對於耗電的外接裝置而言,可解決電源設計困擾,簡化電腦週邊硬體電源線路設計,降低其裝置開發成本。但高傳輸量也代表高耗能,USB 3.0在規格規劃上,也有導入電源管理設計,管理其線路閒置時期的功耗限制,例如於高傳輸量時才提供較高效能因應系統傳輸需求,而低量傳輸應用則採低功耗模式運作,以達到省電目的。

另外「速度」一直是各方關注USB規格改版的焦點,對於效能的要求,也成為產品實做新門檻。雖然規格得到提升,但也將遇到眾多設計方面所產生的問題,對於穩定度與硬體環境要求,也會面臨更多設計挑戰。

USB之所以成為最普遍的傳輸介面,其最大的因素在於USB介面提供舊式介面所沒有的使用體驗與便利性,例如,Hot plug、Plug&Play就是相當重要的功能設計。Hot plug與Plug&Play需要與作業系統緊密結合,在介面規格制定之初,就要與主流系統開發商進行技術整合,例如,開發相關系統核心支援與公版驅動程式開發,讓相關應用廠商降低導入新介面的技術門檻,同時縮短其開發時程。

在高速傳輸前提下,介面設計的複雜度,也讓連接器的成本提升不少,例如,原有USB 2.0的連接器僅地線、電源與兩對訊號線,場景換到USB 3.0,連接器除了既有的電源地線,其為了提升傳輸效能也讓資料傳輸線路除原有的兩對線路再額外增加4條線路,等於是單一連接器就有8個主要接點,而傳輸線的基本線材要求,也至少有8條線路這麼多。以線材的設計規範中,主要由UTP信號對、SDP信號對(2組)與供電線、地線所組成,線材內針對每組信號對還需處理抗干擾的屏蔽層,線材本身的複雜度相較舊版本,在成本與複雜度要增加2-3倍。因此在USB3.0的趨勢帶動之下,只要市場一旦打開,連接器的爆發力道可期。

在USB 3.0規格內容中,其實沒有什麼高深的新技術導入,也是因為原有的資料傳輸線因應提升效能而增加設置,並提供高速的全雙工傳輸模式規劃,以前USB 2.0介面因採半雙工設計,介面常處於等待連接端回應的狀態,影響其傳輸效能,而USB 3.0可在連接端未回應前持續進行資料傳輸,採全雙工更可達到接近理論傳輸極限的效能表現,但全雙工在硬體、軟體、韌體各方面協調設計更為複雜,相對USB 2.0設計方案,必須以更嚴謹的方式進行相關開發設計。


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