USB 3.0高速傳輸技術(shù)產(chǎn)品發(fā)展應用趨勢

　　在USB 3.0規格底定，號稱(chēng)傳輸頻寬將一舉拉高至5GBit/sec規格目標越來(lái)越近，觀(guān)察USB界面發(fā)展，其實(shí)已經(jīng)有近10年未有重大升級手段，尤其是規格面的部份也是近來(lái)才有大幅變更，在推展USB 3.0應用的趨勢下，不只是終端產(chǎn)品制造商熱衷參與，各主流芯片業(yè)者也積極參與競爭，競相推出旗下的解決方案，芯片業(yè)者亦樂(lè )觀(guān)預期2010年底USB 3.0裝置有機會(huì )上看2000萬(wàn)部。。.

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

　　USB　3.0傳輸效能大升級，使其認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)標準未定。（Intel）　

　　終端業(yè)者積極搶攻應用市場(chǎng)

　　在以前USB標準確認到市售產(chǎn)品推出認證產(chǎn)品的時(shí)間差，一般都要花上15~20個(gè)月，而在USB 3.0標準確認到第一款產(chǎn)品問(wèn)市，已經(jīng)縮短到僅需要不到10個(gè)月時(shí)間，顯見(jiàn)相關(guān)業(yè)者搶攻終端應用的動(dòng)作相當積極。

　　此外，根據USB界面標準過(guò)往的發(fā)展脈絡(luò )進(jìn)行觀(guān)察，以前大力推行的業(yè)者多半以產(chǎn)制系統芯片組的業(yè)者為多，周邊廠(chǎng)商的動(dòng)作多半較為被動(dòng)，或是觀(guān)望態(tài)度，但這次USB 3.0由于改版幅度相當大，尤其時(shí)把USB傳輸頻寬推升到5Gb/sec的水平，讓終端應用多了更多想象空間，在預期消費者接受的速度可能會(huì )比以往的需求更為強烈，不只終端業(yè)者積極尋求可用的芯片解決方案，同時(shí)也加速催生非系統芯片廠(chǎng)商的解決方案必須更早推出，甚至搶先完成驗證，以利終端產(chǎn)品開(kāi)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)展應用趨勢" src="http://editerupload.eepw.com.cn/fetch/20131227/214668_1_2.jpg" width=1 border=0>

　　上游芯片業(yè)者對USB 3.0控制芯片 抱持積極樂(lè )觀(guān)看法

　　控制芯片解決方案，可以說(shuō)是USB 3.0終端應用的成敗關(guān)鍵，目前有Renesas Electronics、Fresco、TI等芯片業(yè)者，積極參與相關(guān)規格制定與解決方案開(kāi)發(fā)，相關(guān)解決方案均集中在2010年相繼完成驗證、量產(chǎn)與供貨，目前多數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(guò)程，也能逐漸展現界面升級后的性/價(jià)比優(yōu)勢，與現有的舊界面產(chǎn)品同場(chǎng)競爭。

　　除芯片業(yè)者表現相當積極，搭上Microsoft操作系統Windows 7應用熱潮，消費者對高速傳輸界面的需求日殷，系統業(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板為多，以目前動(dòng)作較積極的Asus，預期將在筆電、主機板全產(chǎn)品線(xiàn)積極導入USB 3.0界面設計，目前號稱(chēng)已經(jīng)持續取得USB Implementers Forum SuperSpeed USB認證，此外Gigibyte也預計將搭載USB 3.0界面的產(chǎn)品份額，以500萬(wàn)片/季的目標?！?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)展應用趨勢" src="http://editerupload.eepw.com.cn/fetch/20131227/214668_1_2.jpg" width=1 border=0>

　　速度提升相對也讓設計難度增加

　　USB 3.0將傳輸效能理論極限推升到5GBit/sec，引發(fā)的技術(shù)瓶頸相當多，尤其是信號的傳輸要求必須以更高標準檢視每個(gè)細節，設計人員甚至必須確認每一個(gè)環(huán)節訊號都能維持相同質(zhì)量與位準，短期內必須以大量額外的元件進(jìn)行輔助設計，這可能讓初期USB 3.0相關(guān)應用裝置的成本壓不下來(lái)，甚至造成產(chǎn)品必須經(jīng)過(guò)不斷驗證的額外成本，必須持續透過(guò)經(jīng)驗與設計技術(shù)累積，開(kāi)發(fā)出更具效益的設計方式。

　　但USB 3.0的高速表現其實(shí)實(shí)踐規格的技術(shù)挑戰相當多，除了主控芯片的設計復雜度多了數倍外，硬件設計需要考量的問(wèn)題更多，例如，USB 3.0的連接器要求會(huì )更高許多，再來(lái)就是驅動(dòng)器、實(shí)體元件、Bridge橋接器、Hub集線(xiàn)器、ESD保護元件等，這些元件的質(zhì)量與是否針對USB 3.0高頻寬應用進(jìn)行對應最佳化設計，將會(huì )影響終端產(chǎn)品甚至是系統主機板、主機的開(kāi)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)展應用趨勢" src="http://editerupload.eepw.com.cn/fetch/20131227/214668_1_2.jpg" width=1 border=0>

　　訊號質(zhì)量是USB 3.0的決勝點(diǎn)

　　5GBit/sec的理論極限，看似不容易達成，在USB 3.0的終端應用中，由于使用者的應用環(huán)境、搭配方式相對實(shí)驗室更為復雜，因此就更容易出現兼容或效能低下問(wèn)題，此時(shí)，針對USB 3.0裝置的驗證標準與是否有USB Implementers Forum SuperSpeed USB認證，就成為產(chǎn)品營(yíng)銷(xiāo)進(jìn)入市場(chǎng)的關(guān)鍵。

　　基本上USB 3.0要能順暢應用其優(yōu)點(diǎn)，就必須在傳輸的信號盡可能維持最佳狀態(tài)與降低可能的衰減問(wèn)題，新界面的市場(chǎng)導入，也會(huì )重新對于技術(shù)標準的基礎元件、線(xiàn)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)的標準設計方案等，象是若連接器在阻抗無(wú)法達到要求，極可能造成信號在連接器部分形成衰減，甚至是連接縣本身的材質(zhì)問(wèn)題，讓傳輸時(shí)的信號質(zhì)量無(wú)法維持。

　　即便是可能在外部出現的干擾或連接器的材質(zhì)限制，影響了USB 3.0的傳輸信號質(zhì)量，遇到這種問(wèn)題也可以藉由外部的驅動(dòng)器進(jìn)一步修正傳輸信號，同時(shí)提升信號質(zhì)量，或在主控芯片中已內建信號放大與位準提升的相關(guān)設計，簡(jiǎn)化外部元件的使用數量、同時(shí)改善USB 3.0可能的信號衰減問(wèn)題。

　　以主機板為例，有無(wú)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，因為可能在控制器、驅動(dòng)器、ESD元件方面的料件增加成本，筆記型計算機的導入成本也是差不了多少，但這些額外的成本未來(lái)都可能因主控芯片的整合技術(shù)越來(lái)越成熟，導入新的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，也是終端產(chǎn)品、系統業(yè)者與主控芯片業(yè)者積極關(guān)注的目標，目前以L(fǎng)ight 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)要面對的不光是信號的物理電性問(wèn)題，還必須加上物理光學(xué)特性的轉換與抗干擾技術(shù)導入，不只是主控芯片可能大受影響，連同連接器、傳輸線(xiàn)、終端裝置與系統業(yè)者，沒(méi)有一個(gè)環(huán)節不受此技術(shù)趨勢影響。

　　Light Peak在線(xiàn)材的轉換下，理論極速可以再將USB 3.0推升到25Gb/sec，比金屬線(xiàn)材的USB 3.0有五倍傳輸效能提升，但在USB Implementers Forum仍未對光纖實(shí)作的USB 3.0提出細部規格標準化的同時(shí)，而且目前USB Implementers Forum均把資源擺在現有的USB 3.0認證與推廣，看起來(lái)短距離光纖傳輸的USB 3.0市場(chǎng)尚未成形，但仍須持續關(guān)注其發(fā)展態(tài)勢。