USB 3.0為移動設備帶來超快的連接速度

2013-08-27 16:39 來源:電子信息網(wǎng) 作者:鈴鐺

要點

1,移動設備上多媒體內容的增長要求有更大的存儲容量和更快的連接速度。

2,USB 3.0 5Gbps原生信號速率可以承擔大容量多媒體內容的傳輸,以及高清視頻流。

3,USB 3.0微型連接器小于USB 2.0和HDMI微型連接器之和,從而節(jié)省了移動系統(tǒng)設計中的資源。

4,雖然Wi-Fi有無線的便利,但USB 3.0具有電池充電能力和超高的數(shù)據(jù)速率,使之成為最萬能的連接選擇。

移動手持設備逐漸成為我們生活中不可缺少的一部分,開發(fā)人員每天都在發(fā)明新的應用,以支持我們忙碌的生活方式。例如,智能手機和平板電腦都越來越多地用于媒體的回放。但是,增加內容及其傳送速度已成為最具挑戰(zhàn)性的工作之一。因此,提高存儲容量和數(shù)據(jù)傳輸速率都是移動系統(tǒng)設計中的關鍵。盡管移動設備的存儲容量每年翻番,能跟上內容的增長,但數(shù)據(jù)傳輸速率卻一直上不去。

USB 3.0的誕生

據(jù)In-Stat的數(shù)據(jù),2015年,廠商將交付2.8億部有USB 3.0功能的手機。USB 3.0的帶寬較USB 2.0增長了10倍,實現(xiàn)了5Gbps的原始吞吐率,約600MB/s,考慮到20%的協(xié)議開銷后,這近乎于480MB/s的實際數(shù)據(jù)吞吐率。由于USB3.0是與數(shù)據(jù)無關的,因此可以傳送任何類型的內容,包括高清視頻。USB 3.0亦提高了電源供應與管理的門檻。它允許設備在工作時從PC拉出最多900mA電流,并且仍然保持了即插即用的能力。USB 3.0有多種節(jié)能模式,如空閑、睡眠與掛起,優(yōu)化了電池供電移動設備的使用壽命。

現(xiàn)在已有60多億部設備有USB功能,并且在移動手持設備中幾乎有100%的占有率,USB成為最普及的接口。由于USB 3.0與USB 2.0反向兼容,消費者應能毫無困難地理解并使用它。

消費者和平板電腦設計者對USB 3.0一樣熟悉。當移動計算轉向平板電腦這種尺度時,存在著兩種設計哲學。傳統(tǒng)筆記本電腦制造商(包括華碩、宏基和東芝)都選擇從上至下的微型化,而手機制造商(包括蘋果、三星和HTC)則采用自下至上的方案。因為兩種方法都已存在了USB 2.0固件,因此無論是筆電背景還是手機背景的平板電腦設計者,都會把轉向USB 3.0看作一個簡單直接的過程。

連接器問題

雖然USB 3.0的標準A型連接器與USB 2.0尺寸相同,但對于手機、平板電腦和其它手持設備上使用的USB 3.0微型連接器則存在著一些問題。USB 3.0微型連接器有獨特的結構,USB 3.0線要從USB 2.0連接器穿過(圖1)。制造商在為系統(tǒng)增加其它大型連接器方面持謹慎態(tài)度。USB 3.0微型連接器的總寬度為12.85mm (圖2)。這種連接器的外形要大于USB2.0,而對渴望獲得極小尺寸的移動設備制造商而言,這就帶來了問題。

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圖1,在USB 3.0微型連接器中,USB 3.0線要通過USB 2.0連接器。該連接器尺寸大于USB 2.0連接器,從而引發(fā)了移動設備制造商的關切。

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圖2,連接器總寬為12.85mm,大于USB 2.0連接器(數(shù)字來自USB 3.0規(guī)格)。

除了USB 2.0微型連接器以外,今天大多數(shù)高清手持設備都有一個HDMI(高清晰度多媒體接口)微型連接器,用于傳送高清視頻流。但是,制造商可以省略掉微型HDMI接口,而代之采用MHL(移動高清鏈接)接口傳送高清視頻,MHL是一個新提出的移動音/視頻接口,可將移動設備直接連接到高清電視機和外接顯示器上。由于MHL與連接無關,因此USB 3.0可以替代它承載音視頻信號,從而避免了對其它HDMI微連接器的需求。

USB 3.0微型連接器小于USB和HDMI微型連接器兩者之和。HDMI微型連接器尺寸為6.4mm長,而USB2.0微型連接器長度為7.8mm。考慮到兩者之間要有一個間距,則總連接器的長度就達到約15mm~16mm,超出USB3.0微型連接器25%以上。因此,移動設備制造商可以用一個多功能USB 3.0微型連接器做出精致的設計,獲得更快的內容傳輸速度、電池充電速度,以及通過MHL的高清視頻流。

拓展了吞吐量

大多數(shù)移動設備中的存儲器采用的是SD(安全數(shù)字)卡或eMMC(嵌入多媒體卡)閃存技術。SD 2.0標準支持最大25MB/s速度,而eMMC 4.3標準支持最大52MB/s。兩者均不能有效地利用USB3.0的全部數(shù)據(jù)帶寬。不過,新的SD 3.0標準改變了這種局面,新標準將SD性能提高到104MB/s。同樣,最新的eMMC 4.41規(guī)范將升級到104MB/s。SD 3.0已面世,micro-SD版隨后就到,而符合eMMC 4.41的閃存器件則已量產(chǎn)。

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USB 移動設備 3.0

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