智能设备的兴起对USB接口提出新挑战

USB是在1994年底由英特尔等多家公司联合在1996年推出后，已成功替代串口和并口，已成为当今电脑与手机等智能设备的必配接口。USB版本经历多年的发展，到如今USB3.0已经普及，随着硬件设备的不断发展进步，更高的传输速度和更大的带宽越来越被人们所重视。每秒5.0Gb/s的传输速度将会越来越难以让人们安于现状，最新版本USB3.1应运而生，USB 3.1标准的速度提升至10Gb/s。

　　USB总线接口较传统串行通信标准接口而言，具有许多优点。USB是一个外部总线标准，用于规范电脑与外部设备的连接和通讯。USB接口具备即插即用、热插拔功能、自带电源和地线、单独使用自己的保留中断大大节省系统资源、统一的物理协议和连接器能满足多种外设需求，且低功耗外设无需外接电源，非常适合于便携设备。

　　日前，TE消费电子产品部全球市场策略总监Eric Braddom接受电子发烧网专访，发表了USB接口方面的独到见解。
 

TE消费电子产品部全球市场策略总监Eric Braddom

　　智能设备高速率需求带来的新挑战

　　受到消费类电子器件不断增加地分辨率和存储性能需求的推动，希望通过宽带互联网连接能够实现更宽的媒体应用，因此，用户需要更快速的传输性能，以简化下载、存储以及对于多媒体的大量内容的共享。而传统串行通信标准的数据传输率比较低，在使用上也很不方便，特别是双向通信能力和多接口扩展能力非常有限，而且难以满足数量众多、种类不一的计算机外设的数据传输需求。反观USB 接口在为消费者提供其所需的简易连接性方面则起到了至关重要的作用。

　　在通过高速U盘、搭载SSD的移动硬盘等使得外接存储设备迅猛提速的今天，甚至于USB3.0接口的速度都不能够满足消费者所需。更何况基于传统I/0模式的外设必须占用PC主机的中断请求、I/0地址等系统资源，而这些有限的主机资源不可共享，容易发生冲突，更是无法满足众多外设连接的需要。特别是随着智能便携设备的逐渐普及，对USB接口提出了更高的要求，最新版的USB3.1使用了更高效的数据编码技术，有效数据传输性能可以达到USB 3.0现有水平的两倍，并且基于现有的USB 3.0软件堆栈和设备级协议，因此完全向下兼容现有的USB 3.0接口、数据线，也依然支持USB 2.0产品。

　　TE消费电子产品部全球市场策略总监Eric Braddom表示，智能设备的蓬勃发展令人兴奋。然而，它也为制造商乃至整个行业带来新的挑战——即如何在支持高速增长的数据与功耗需求的同时，开发出更为纤薄智能的传输设备。举例来说，不同的外部设备，如智能手机、平板电脑、笔记本电脑和超薄电脑、照相机以及外置硬盘驱动器，它们都使用不同的电源充电器和数据线，这在人为上带来极大的不便。因此，众多企业已经采用单一USB传输线来同时传输电力与数据，或者在智能手机中采用单一的多重I/O传输线。这种趋势正为各家标准组织所支持，比如USB Power Delivery与USB Newark等标准组织就明确规定了下一代电力传输需求、数据传输速度及产品规格。

　　智能设备充电需求推动USB接口的变革

　　USB 之所以有“超速”的表现，完全得益于技术的改进。比如USB 3.0相比USB 2.0接口增加了更多并行模式的物理总线。而随着智能设备和USB接口的普及，对USB接口的功能也提出了新的要求，现在一般的智能设备都能够直接由USB总线进行供电。PC机可以通过USB电缆给外设设备提供5V的直流电压，电流最高可达500mA。外设设备可以直接通用USB电缆来获取电源，对于功耗较小的设备来说这是非常有效的。USB设备3ms内没有动作则自动进入挂起状态，这时消耗的电流不超过500uA。最新的USB 3.0能够提供50%—80%更多的电力支持那些需要更多电能驱动的设备，而那些通过USB来充电的设备，则预示着能够更快的完成充电。

　　TE消费电子产品部全球市场策略总监Eric Braddom表示，USB2.0连接线能够在以480Mb/s的速度传输数据的同时，为功能手机或MP3播放器充电。最近，电池充电规范（Battery Charging Specification）对USB2.0标准进行了升级，使智能手机的充电输出达到了1.5A；而使用USB3.0，数据传输速度增加到了5.0Gb/s，充电则仍然保持在最大1.5A的外部电流消耗。如今在给平板电脑和高端智能手机充电时，许多个人电脑（PC）主板可支持3倍USB电源，即电流达到USB3.0标准900mA的三倍——2.7A。