USB 3.0高速傳輸技術(shù)產(chǎn)品發(fā)展應(yīng)用趨勢(shì)

　　在USB 3.0規(guī)格底定，號(hào)稱傳輸頻寬將一舉拉高至5GBit/sec規(guī)格目標(biāo)越來越近，觀察USB界面發(fā)展，其實(shí)已經(jīng)有近10年未有重大升級(jí)手段，尤其是規(guī)格面的部份也是近來才有大幅變更，在推展USB 3.0應(yīng)用的趨勢(shì)下，不只是終端產(chǎn)品制造商熱衷參與，各主流芯片業(yè)者也積極參與競(jìng)爭(zhēng)，競(jìng)相推出旗下的解決方案，芯片業(yè)者亦樂觀預(yù)期2010年底USB 3.0裝置有機(jī)會(huì)上看2000萬部。。.

　　以往USB界面在導(dǎo)入市場(chǎng)時(shí)，通常都是由主流系統(tǒng)芯片業(yè)者主導(dǎo)成分居多，例如Intel就是其中一個(gè)熱衷推展的業(yè)者，在USB持續(xù)成為主流界面后，USB的重大改版一直遲遲未出現(xiàn)，直至USB第三版規(guī)格底定，USB界面的升級(jí)方向才被確認(rèn)。

　　USB　3.0傳輸效能大升級(jí)，使其認(rèn)證取得難度大幅增加。USB-IF

　　Light　Peak是USB　3.0傳輸效能極致發(fā)展的關(guān)鍵技術(shù)，但目前相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)未定。（Intel）　

　　終端業(yè)者積極搶攻應(yīng)用市場(chǎng)

　　在以前USB標(biāo)準(zhǔn)確認(rèn)到市售產(chǎn)品推出認(rèn)證產(chǎn)品的時(shí)間差，一般都要花上15~20個(gè)月，而在USB 3.0標(biāo)準(zhǔn)確認(rèn)到第一款產(chǎn)品問市，已經(jīng)縮短到僅需要不到10個(gè)月時(shí)間，顯見相關(guān)業(yè)者搶攻終端應(yīng)用的動(dòng)作相當(dāng)積極。

　　此外，根據(jù)USB界面標(biāo)準(zhǔn)過往的發(fā)展脈絡(luò)進(jìn)行觀察，以前大力推行的業(yè)者多半以產(chǎn)制系統(tǒng)芯片組的業(yè)者為多，周邊廠商的動(dòng)作多半較為被動(dòng)，或是觀望態(tài)度，但這次USB 3.0由于改版幅度相當(dāng)大，尤其時(shí)把USB傳輸頻寬推升到5Gb/sec的水平，讓終端應(yīng)用多了更多想象空間，在預(yù)期消費(fèi)者接受的速度可能會(huì)比以往的需求更為強(qiáng)烈，不只終端業(yè)者積極尋求可用的芯片解決方案，同時(shí)也加速催生非系統(tǒng)芯片廠商的解決方案必須更早推出，甚至搶先完成驗(yàn)證，以利終端產(chǎn)品開發(fā)時(shí)程?！?img onload="if(this.width>620)this.width=620;" onclick="window.open(this.src)" style="cursor:pointer" height=1 alt="USB 3.0高速傳輸技術(shù)產(chǎn)品發(fā)展應(yīng)用趨勢(shì)" src="http://editerupload.eepw.com.cn/fetch/20131227/214668_1_2.jpg" width=1 border=0>

　　上游芯片業(yè)者對(duì)USB 3.0控制芯片 抱持積極樂觀看法

　　控制芯片解決方案，可以說是USB 3.0終端應(yīng)用的成敗關(guān)鍵，目前有Renesas Electronics、Fresco、TI等芯片業(yè)者，積極參與相關(guān)規(guī)格制定與解決方案開發(fā)，相關(guān)解決方案均集中在2010年相繼完成驗(yàn)證、量產(chǎn)與供貨，目前多數(shù)仍以小量方式推出的USB 3.0終端裝置，在關(guān)鍵控制芯片量產(chǎn)成本合理化的過程，也能逐漸展現(xiàn)界面升級(jí)后的性/價(jià)比優(yōu)勢(shì)，與現(xiàn)有的舊界面產(chǎn)品同場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)。

　　除芯片業(yè)者表現(xiàn)相當(dāng)積極，搭上Microsoft操作系統(tǒng)Windows 7應(yīng)用熱潮，消費(fèi)者對(duì)高速傳輸界面的需求日殷，系統(tǒng)業(yè)者跟進(jìn)的腳步也不遑多讓。目前USB 3.0多半選擇搭載于高階筆電或是高階主機(jī)板為多，以目前動(dòng)作較積極的Asus，預(yù)期將在筆電、主機(jī)板全產(chǎn)品線積極導(dǎo)入U(xiǎn)SB 3.0界面設(shè)計(jì)，目前號(hào)稱已經(jīng)持續(xù)取得USB Implementers Forum SuperSpeed USB認(rèn)證，此外Gigibyte也預(yù)計(jì)將搭載USB 3.0界面的產(chǎn)品份額，以500萬片/季的目標(biāo)?！?img onload="if(this.width>620)this.width=620;" onclick="window.open(this.src)" style="cursor:pointer" height=1 alt="USB 3.0高速傳輸技術(shù)產(chǎn)品發(fā)展應(yīng)用趨勢(shì)" src="http://editerupload.eepw.com.cn/fetch/20131227/214668_1_2.jpg" width=1 border=0>

　　速度提升相對(duì)也讓設(shè)計(jì)難度增加

　　USB 3.0將傳輸效能理論極限推升到5GBit/sec，引發(fā)的技術(shù)瓶頸相當(dāng)多，尤其是信號(hào)的傳輸要求必須以更高標(biāo)準(zhǔn)檢視每個(gè)細(xì)節(jié)，設(shè)計(jì)人員甚至必須確認(rèn)每一個(gè)環(huán)節(jié)訊號(hào)都能維持相同質(zhì)量與位準(zhǔn)，短期內(nèi)必須以大量額外的元件進(jìn)行輔助設(shè)計(jì)，這可能讓初期USB 3.0相關(guān)應(yīng)用裝置的成本壓不下來，甚至造成產(chǎn)品必須經(jīng)過不斷驗(yàn)證的額外成本，必須持續(xù)透過經(jīng)驗(yàn)與設(shè)計(jì)技術(shù)累積，開發(fā)出更具效益的設(shè)計(jì)方式。

　　但USB 3.0的高速表現(xiàn)其實(shí)實(shí)踐規(guī)格的技術(shù)挑戰(zhàn)相當(dāng)多，除了主控芯片的設(shè)計(jì)復(fù)雜度多了數(shù)倍外，硬件設(shè)計(jì)需要考量的問題更多，例如，USB 3.0的連接器要求會(huì)更高許多，再來就是驅(qū)動(dòng)器、實(shí)體元件、Bridge橋接器、Hub集線器、ESD保護(hù)元件等，這些元件的質(zhì)量與是否針對(duì)USB 3.0高頻寬應(yīng)用進(jìn)行對(duì)應(yīng)最佳化設(shè)計(jì)，將會(huì)影響終端產(chǎn)品甚至是系統(tǒng)主機(jī)板、主機(jī)的開發(fā)難度?！　?img onload="if(this.width>620)this.width=620;" onclick="window.open(this.src)" style="cursor:pointer" height=1 alt="USB 3.0高速傳輸技術(shù)產(chǎn)品發(fā)展應(yīng)用趨勢(shì)" src="http://editerupload.eepw.com.cn/fetch/20131227/214668_1_2.jpg" width=1 border=0>

　　訊號(hào)質(zhì)量是USB 3.0的決勝點(diǎn)

　　5GBit/sec的理論極限，看似不容易達(dá)成，在USB 3.0的終端應(yīng)用中，由于使用者的應(yīng)用環(huán)境、搭配方式相對(duì)實(shí)驗(yàn)室更為復(fù)雜，因此就更容易出現(xiàn)兼容或效能低下問題，此時(shí)，針對(duì)USB 3.0裝置的驗(yàn)證標(biāo)準(zhǔn)與是否有USB Implementers Forum SuperSpeed USB認(rèn)證，就成為產(chǎn)品營(yíng)銷進(jìn)入市場(chǎng)的關(guān)鍵。

　　基本上USB 3.0要能順暢應(yīng)用其優(yōu)點(diǎn)，就必須在傳輸?shù)男盘?hào)盡可能維持最佳狀態(tài)與降低可能的衰減問題，新界面的市場(chǎng)導(dǎo)入，也會(huì)重新對(duì)于技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)的基礎(chǔ)元件、線材、連接器等元件更為重視，尤其在質(zhì)量、元件特性與其相關(guān)的標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)方案等，象是若連接器在阻抗無法達(dá)到要求，極可能造成信號(hào)在連接器部分形成衰減，甚至是連接縣本身的材質(zhì)問題，讓傳輸時(shí)的信號(hào)質(zhì)量無法維持。

　　即便是可能在外部出現(xiàn)的干擾或連接器的材質(zhì)限制，影響了USB 3.0的傳輸信號(hào)質(zhì)量，遇到這種問題也可以藉由外部的驅(qū)動(dòng)器進(jìn)一步修正傳輸信號(hào)，同時(shí)提升信號(hào)質(zhì)量，或在主控芯片中已內(nèi)建信號(hào)放大與位準(zhǔn)提升的相關(guān)設(shè)計(jì)，簡(jiǎn)化外部元件的使用數(shù)量、同時(shí)改善USB 3.0可能的信號(hào)衰減問題。

　　以主機(jī)板為例，有無USB 3.0界面技術(shù)整合，BOM物料清單成本可能會(huì)增加15~20美元，因?yàn)榭赡茉诳刂破鳌Ⅱ?qū)動(dòng)器、ESD元件方面的料件增加成本，筆記型計(jì)算機(jī)的導(dǎo)入成本也是差不了多少，但這些額外的成本未來都可能因主控芯片的整合技術(shù)越來越成熟，導(dǎo)入新的USB 3.0解決方案獲得成本進(jìn)一步壓縮，降低產(chǎn)品導(dǎo)入的成本沖擊。

　　Light Peak提供USB界面更多想象

　　雖然USB 3.0的傳輸效能已有10~15倍大幅提升，但后繼技術(shù)目標(biāo)，也是終端產(chǎn)品、系統(tǒng)業(yè)者與主控芯片業(yè)者積極關(guān)注的目標(biāo)，目前以Light Peak塑料光纖的技術(shù)最為看好，尤其是光纖化的USB 3.0界面技術(shù)，屆時(shí)要面對(duì)的不光是信號(hào)的物理電性問題，還必須加上物理光學(xué)特性的轉(zhuǎn)換與抗干擾技術(shù)導(dǎo)入，不只是主控芯片可能大受影響，連同連接器、傳輸線、終端裝置與系統(tǒng)業(yè)者，沒有一個(gè)環(huán)節(jié)不受此技術(shù)趨勢(shì)影響。

　　Light Peak在線材的轉(zhuǎn)換下，理論極速可以再將USB 3.0推升到25Gb/sec，比金屬線材的USB 3.0有五倍傳輸效能提升，但在USB Implementers Forum仍未對(duì)光纖實(shí)作的USB 3.0提出細(xì)部規(guī)格標(biāo)準(zhǔn)化的同時(shí)，而且目前USB Implementers Forum均把資源擺在現(xiàn)有的USB 3.0認(rèn)證與推廣，看起來短距離光纖傳輸?shù)腢SB 3.0市場(chǎng)尚未成形，但仍須持續(xù)關(guān)注其發(fā)展態(tài)勢(shì)。