無線USB技術探微

無線USB技術探微
飛利浦半導體主任工程師   張振宇
飛利浦半導體高級工程師   Saravana Kumar

隨著超帶寬（UWB）技術的普及無線技術日趨成熟，成本的日益降低, 無線USB（Wireless USB）也浮出水面，WUSB是由杰爾系統(tǒng)、惠普、英特爾、微軟、NEC、飛利浦和三星共同開發(fā)的，能在3米的距離內(nèi)實現(xiàn)480 Mbps的等效帶寬。通過兼顧安全性、可靠性、降低功耗及其他挑戰(zhàn)，和提供移動外設連接，WUSB 擺脫了繁多的線纜，增強了用戶體驗。
為USB廠商向WUSB演進提供了正確的途徑。

無線USB綜述
WUSB的運行利用了MBOA-MAC架構，同時保留了主從架構，和USB 2.0一樣，它也能處理控制、突發(fā)、中斷和同步所有這4種傳輸形式。主機和WUSB設備合稱WUSB集群，采用星型拓撲；與USB 2.0. A的樹型拓撲不同，不需要WUSB 集線器 （HUB）, WUSB主機能直接連接多達127個設備。另外由于 WUSB沒有線纜，所有的WUSB設備都是自行供電的。
USB 2.0支持高速480 Mbps、全速12 Mbps和低速1.5 Mbps的數(shù)據(jù)傳輸。WUSB主機支持以下數(shù)據(jù)率：53.3 Mbps、80 Mbps、106.7 Mbps、200 Mbps、160 Mbps、320 Mbps、400 Mbps和480 Mbps。WUSB設備必須支持53.3 Mbps、106.7 Mbps和200 Mbps，其他5種為可選數(shù)據(jù)率。53.3 Mbps為基本信號速率具有最高的可靠性。所有的標準USB控制請求、MMC(微調(diào)度管理指令)特殊控制令牌、應答交換和設備請求（DN）都使用這個基本信號速率。
WUSB主機必須符合MBOA 信標協(xié)議，以解決多集群共存、干擾問題。WUSB設備有以下3種選擇：
* 全面支持MBOA 信標協(xié)議，成為獨立的信標設備。 這一選擇會有最大的功耗。
* 作為 WUSB主機引導信標設備，以避免將功率浪費在指示每個超級幀上，并可降低處理的復雜性。這一選擇會有適中的功耗。
* 將所有相鄰設備整合在主機內(nèi)，作為非信標設備部署。 這一選擇會有最低的功耗。
WUSB和USB 2.0的數(shù)據(jù)通信拓撲類似，共分3層：功能層、設備層和總線層。除了準同步設備之外，USB 2.0的其他大多數(shù)功能層軟件, 無需修改可以直接在WUSB中重新使用。WUSB設備需要 一個重試機制，以在欠佳的無線媒體上進行可靠的數(shù)據(jù)包傳輸；由于服務周期從1毫秒延伸至4毫秒或更長, WUSB設備還需要一個更大的緩沖器。通過在設備層加密與擴展無線媒體管理，WUSB設備可以安全可靠地與主機通訊。因傳輸媒體性質(zhì)的不同，總線層將被完全替換。

WUSB的數(shù)據(jù)傳輸  
一般而論，每次USB傳輸都需要經(jīng)過3個階段：令牌、數(shù)據(jù)和應答交換。在一次集總（integral）傳輸中，令牌、數(shù)據(jù)和應答交換階段是不分割的，階段間的周轉(zhuǎn)時間為18全速位時間（18納秒