手机接口新功能引发USB芯片分立

作为便携产品中的数据交互接口，USB正迅速崛起。In-Stat分析：“到2011年，高速USB将作为便携产品上的本地接口而统领市场，市场对这种产品的需求将达27亿部，复合年增长率为24.4%。”而手机USB接口除秉承传统的数据传输功能外，亦呈现充当充电器接口、耳机接口的趋势，这将带来“老”设计的“新”问题。

应用以USB Client为主

USB分为不同的标准，最常见的是USB1.0和USB2.0。按照其工作模式不同，USB也可分为USB Client、USB Host和USB OTG三种。这几种不同模式的USB接口在设计时有不同的协议和硬件要求。上海禹华通信技术有限公司智能手机部副总裁章指出，在工作模式中，目前在手机中应用最为广泛的是USB Client，基本能满足现阶段手机设备的数据传输要求。就标准而言，USB1.2和USB2.0中的Full Speed应用得比较多。相对而言，USB Host和USB OTG设计难度偏大，成本也偏高，在目前市场上的手机产品中还不是主流。

USB接口在手机中大规模应用从去年开始。随着手机多媒体功能的普及，手机需要与PC进行快速的数据交互，比如下载音乐、图片等，而USB作为高速数据接口，其数据传输速率比串口快得多，并且实现简易。

主要通过基带芯片集成

手机USB接口功能的实现亦走过了一段小小“弯”路。业内人士介绍，两三年前，手机USB接口需求不多，如果需要这一功能的话，就扩展一个USB的收发器芯片，这有ST、NXP、Atmel、Cypress、NS等供应商。收发器芯片只是完成物理层的工作，还需要在基带芯片中将USB的上层协议实现，这也增加了成本和难度。而随着基带芯片集成度的提高，目前市场上多数基带芯片都可把原来独立的USB收发器功能集成了，因而不再需单独的USB收发器芯片。

章也告诉《中国电子报》记者，对于在手机上使用的USB功能，无论是USB Client、USB Host还是USB OTG，一般都不会使用分立的USB控制IC。章还指出，手机USB接口的发展方向：一是支持USB 2.0标准，以支持更高的传输速率；二是升级到OTG模式，OTG接口可根据使用情况灵活配置设备通信中的主从状态，但其协议复杂，设计难度较大，未来市场会在成本与性能考量来取得平衡。在主流半导体厂商下一代高端手机芯片产品中，一般都会考虑集成一个USB host口或者USB OTG口，这是一个趋势。

未来分立还是集成？

目前USB接口主要完成传统的数据传输功能，未来随着手机接口功能的“多样化”对USB接口提出新的要求。恩智浦半导体大中华区市场营销经理李嗣浩指出，目前手机面临的问题是充电接口、耳机接口不统一，因而一些大的手机厂商在考虑将USB接口变成一个通用接口。它带来的好处在于降低了成本，PCB板空间更少，有利于手机更为轻薄短小。

“目前USB2.0标准的发展趋势是将主音频流功能转移到主设备的USB连接器上，同时兼有电池充电及个人电脑同步功能。”李嗣浩指出。针对此，恩智浦(NXP)推出了业界首款USB2.0单芯片的数字音频解决方案Nexperia PNX0161，它可提供立体声回放和录音以及FM收音机功能。

李嗣浩表示，功耗问题是为耳机提供数字音频遇到的最大挑战，而PNX0161内置电源管理功能和智能电源控制也使使其成为强大的省电解决方案。PNX0161为降低主机噪声特别设计，它支持两种版本—可编程Flash或具有成本效益的ROM，并在产品量产期间进行无缝切换。PNX0161的好处还在于其有内置的DSP软件。李嗣浩指出，它可使制造商能够对均衡器进行预设，最大限度地消除回音，从而得到良好的音质。可编程ARM7TDMI内核内置了由USB总线提供电力的DC/DC转换器，这种解决方案支持USB Host和USB OTG。

他还进一步指出，市场上的USB接口只完成传统的数据通信功能，但没有音频解码功能，或者需要外接几个芯片来完成，其功耗、音质都没法与NXP的解决方案相比。目前NXP正与全球前五大手机厂商之一一起合作开发这一项目，今年年底将量产，相信中国手机厂商也将跟进。

此外，PNX0161还可在MP3底座、手机底座、笔记本电脑等实现延伸应用，加两个喇叭就可实现电话会议功能。李嗣浩表示，因为加了喇叭，功率要达到10W，因而还需再加一个D类放大器。针对下一步市场，李嗣浩表示，预见到USB2.0在移动设备中不断兴起的标准化应用，NXP也将不断扩大USB2.0在GSM/MP3对接站参考设计的应用。NXP推出了SAA9870和NXP TDA8932BTW，SAA9870是单芯片解决方案，集成了功能强大的ARM7内核，USB 2.0解码器和音频流及麦克风的功能。TDA8932BTW是一个2×15瓦、高效率、D级别放大器，可提供高品质的音效。

但业界也有不一致的看法。章表示，对于支持数字音频的独立USB解决方案，应该不会在手机设计领域得到广泛应用。目前大部分的手机芯片已经具有较强的音频处理功能，从长远来看一定是在基带处理器或应用处理器中强化类似的功能，而不会采用单独的专用芯片方案。