手機(jī)接口新功能引發(fā)USB芯片分立？

作為便攜產(chǎn)品中的數(shù)據(jù)交互接口，USB正迅速崛起。In-Stat分析：“到2011年，高速USB將作為便攜產(chǎn)品上的本地接口而統(tǒng)領(lǐng)市場，市場對(duì)這種產(chǎn)品的需求將達(dá)27億部，復(fù)合年增長率為24.4%。”而手機(jī)USB接口除秉承傳統(tǒng)的數(shù)據(jù)傳輸功能外，亦呈現(xiàn)充當(dāng)充電器接口、耳機(jī)接口的趨勢，這將帶來“老”設(shè)計(jì)的“新”問題。

應(yīng)用以USB Client為主 

USB分為不同的標(biāo)準(zhǔn)，最常見的是USB1.0和USB2.0。按照其工作模式不同，USB也可分為USB Client、USB Host和USB OTG三種。這幾種不同模式的USB接口在設(shè)計(jì)時(shí)有不同的協(xié)議和硬件要求。上海禹華通信技術(shù)有限公司智能手機(jī)部副總裁章?指出，在工作模式中，目前在手機(jī)中應(yīng)用最為廣泛的是USB Client，基本能滿足現(xiàn)階段手機(jī)設(shè)備的數(shù)據(jù)傳輸要求。就標(biāo)準(zhǔn)而言，USB1.2和USB2.0中的Full Speed應(yīng)用得比較多。相對(duì)而言，USB Host和USB OTG設(shè)計(jì)難度偏大，成本也偏高，在目前市場上的手機(jī)產(chǎn)品中還不是主流。 

USB接口在手機(jī)中大規(guī)模應(yīng)用從去年開始。隨著手機(jī)多媒體功能的普及，手機(jī)需要與PC進(jìn)行快速的數(shù)據(jù)交互，比如下載音樂、圖片等，而USB作為高速數(shù)據(jù)接口，其數(shù)據(jù)傳輸速率比串口快得多，并且實(shí)現(xiàn)簡易。 

主要通過基帶芯片集成 

手機(jī)USB接口功能的實(shí)現(xiàn)亦走過了一段小小“彎”路。業(yè)內(nèi)人士介紹，兩三年前，手機(jī)USB接口需求不多，如果需要這一功能的話，就擴(kuò)展一個(gè)USB的收發(fā)器芯片，這有ST、NXP、Atmel、Cypress、NS等供應(yīng)商。收發(fā)器芯片只是完成物理層的工作，還需要在基帶芯片中將USB的上層協(xié)議實(shí)現(xiàn)，這也增加了成本和難度。而隨著基帶芯片集成度的提高，目前市場上多數(shù)基帶芯片都可把原來獨(dú)立的USB收發(fā)器功能集成了，因而不再需單獨(dú)的USB收發(fā)器芯片。 

章也告訴《中國電子報(bào)》記者，對(duì)于在手機(jī)上使用的USB功能，無論是USB Client、USB Host還是USB OTG，一般都不會(huì)使用分立的USB控制IC。章?還指出，手機(jī)USB接口的發(fā)展方向：一是支持USB 2.0標(biāo)準(zhǔn)，以支持更高的傳輸速率；二是升級(jí)到OTG模式，OTG接口可根據(jù)使用情況靈活配置設(shè)備通信中的主從狀態(tài)，但其協(xié)議復(fù)雜，設(shè)計(jì)難度較大，未來市場會(huì)在成本與性能考量來取得平衡。在主流半導(dǎo)體廠商下一代高端手機(jī)芯片產(chǎn)品中，一般都會(huì)考慮集成一個(gè)USB host口或者USB OTG口，這是一個(gè)趨勢。 

未來分立還是集成？ 

目前USB接口主要完成傳統(tǒng)的數(shù)據(jù)傳輸功能，未來隨著手機(jī)接口功能的“多樣化”對(duì)USB接口提出新的要求。恩智浦半導(dǎo)體大中華區(qū)市場營銷經(jīng)理李嗣浩指出，目前手機(jī)面臨的問題是充電接口、耳機(jī)接口不統(tǒng)一，因而一些大的手機(jī)廠商在考慮將USB接口變成一個(gè)通用接口。它帶來的好處在于降低了成本，PCB板空間更少，有利于手機(jī)更為輕薄短小。 

“目前USB2.0標(biāo)準(zhǔn)的發(fā)展趨勢是將主音頻流功能轉(zhuǎn)移到主設(shè)備的USB連接器上，同時(shí)兼有電池充電及個(gè)人電腦同步功能?！崩钏煤浦赋?。針對(duì)此，恩智浦(NXP)推出了業(yè)界首款USB2.0單芯片的數(shù)字音頻解決方案Nexperia PNX0161，它可提供立體聲回放和錄音以及FM收音機(jī)功能。 

李嗣浩表示，功耗問題是為耳機(jī)提供數(shù)字音頻遇到的最大挑戰(zhàn)，而PNX0161內(nèi)置電源管理功能和智能電源控制也使使其成為強(qiáng)大的省電解決方案。PNX0161為降低主機(jī)噪聲特別設(shè)計(jì)，它支持兩種版本—可編程Flash或具有成本效益的ROM，并在產(chǎn)品量產(chǎn)期間進(jìn)行無縫切換。PNX0161的好處還在于其有內(nèi)置的DSP軟件。李嗣浩指出，它可使制造商能夠?qū)馄鬟M(jìn)行預(yù)設(shè)，最大限度地消除回音，從而得到良好的音質(zhì)。可編程ARM7TDMI內(nèi)核內(nèi)置了由USB總線提供電力的DC/DC轉(zhuǎn)換器，這種解決方案支持USB Host和USB OTG。 

他還進(jìn)一步指出，市場上的USB接口只完成傳統(tǒng)的數(shù)據(jù)通信功能，但沒有音頻解碼功能，或者需要外接幾個(gè)芯片來完成，其功耗、音質(zhì)都沒法與NXP的解決方案相比。目前NXP正與全球前五大手機(jī)廠商之一一起合作開發(fā)這一項(xiàng)目，今年年底將量產(chǎn)，相信中國手機(jī)廠商也將跟進(jìn)。 

此外，PNX0161還可在MP3底座、手機(jī)底座、筆記本電腦等實(shí)現(xiàn)延伸應(yīng)用，加兩個(gè)喇叭就可實(shí)現(xiàn)電話會(huì)議功能。李嗣浩表示，因?yàn)榧恿死?，功率要達(dá)到10W，因而還需再加一個(gè)D類放大器。針對(duì)下一步市場，李嗣浩表示，預(yù)見到USB2.0在移動(dòng)設(shè)備中不斷興起的標(biāo)準(zhǔn)化應(yīng)用，NXP也將不斷擴(kuò)大USB2.0在GSM/MP3對(duì)接站參考設(shè)計(jì)的應(yīng)用。NXP推出了SAA9870和NXP TDA8932BTW，SAA9870是單芯片解決方案，集成了功能強(qiáng)大的ARM7內(nèi)核，USB 2.0解碼器和音頻流及麥克風(fēng)的功能。TDA8932BTW是一個(gè)2