打從90年代開始，資訊業者就已積極嘗試跨足到消費性電子領域，如1991年Sun的Green Project（綠色專案，原意在研發STB，之後衍生出Java）、1993年Apple的Newton Message Pad（今日PDA的發想雛形）、1996年Microsoft的Windows CE、乃至1999年的JINI、UPnP等，都是資訊業者嘗試用自身原有的優勢與熟悉的技術，將市場版圖更加擴大的企圖表現。

而就在這眾多的跨足努力中，PC機內的「組件技術標準」與「組件量產規模」成為極大的延伸優勢，成功地將資訊技術打入今日的消費性電子產品中，如智慧型手機Smart Phone可透過USB埠與PC交換資訊，進而充電，電視遊樂器Xbox內具有硬碟，或者是iPod的硬碟型隨身聽，乃至家用的硬碟型錄放影機（PVR）等都是顯例。

若更進一步歸納，可以發現PC最具優勢的組件標準及技術主要有三：即是ATA、PCI及USB，此三者也是讓PC成功跨足CE的三大幕後功臣，直至今日這三項介面仍在不斷演化提升，本文以下將對此更深入的討論。

ATA（AT Attachment或Advanced Technology Attachment）

ATA（也稱為IDE）從80年代末順利取代ST506/412與ESDI後，就一直是PC的主流硬碟介面，之後ATA將傳輸效率提升，成為ATA-2（也稱Fast ATA或EIDE），更之後為了支援CD-ROM光碟機與磁帶機等抽取式儲存裝置而拓展成ATAPI，後續有ATA-3（加增SMART機制），以及1997年ATA-4（Ultra ATA/33）、1999年ATA-5（Ultra ATA/66）、2001年ATA-6（Ultra ATA/100）、2002年ATA-7（Ultra ATA/133）等。

《圖一　CE-ATA的規格標誌，CE所指即是消費性電子，CE-ATA是針對微型硬碟所制訂的ATA介面標準。》

到了Ultra ATA/133後，由於平行傳輸方式已難再提升傳輸率，因此改行串列傳輸，此即為Serial ATA（SATA），而在此之前的所有ATA也都概稱為Parallel ATA（PATA），雖然SATA 1.0早於2000年就訂下，但到了2002年才逐漸有實際產品的展露。

SATA規劃中有1X、2X、4X的倍速傳輸，如今已進展至2X（3Gbps），尚未實現4X（6Gbps），技術版本則至2.5，另外SATA為迎合熱門的網路型儲存設備之需而衍生出External SATA（e-SATA）。

《圖二　CE-ATA的實體介面以MMC 4.0記憶卡介面為基礎所發展。其介面連接器：ZIF Connector在3x4cm的微型硬碟中顯得相當嬌小。》

談論了如此多ATA的發展歷程，接著要談論ATA是如何伸展至消費性電子領域。

首先是DVD，在DVD之前的CD時代，PC所用的CD-ROM、CD-R/RW等碟機，都還有SCSI與ATA之別，原因是CD-ROM最早是以SCSI介面出現，之後迫於ATA的市佔實在太高（在90年代中，ATA與SCSI的出貨比已是9：1，如今則更懸殊），只好也推行ATA介面的版本（即ATAPI），然更之後的DVD-ROM、DVD-R/RW、DVD+R/RW、DVD-RAM等碟機就不再有SCSI介面版本，一起頭即是ATA/ATAPI介面，不再有SCSI版的需要。

簡單地說，ATA為了支援消費性電子的CD、DVD而修改演進成ATAPI。事實上這比較像是消費性電子的技術反攻資訊領域，畢竟CD、DVD是先在消費性電子領域運用，之後才轉移至PC。但反過來看，今日許多消費性電子產品卻也是使用ATA介面的CD/DVD，如PVR、STB、伴唱機、電視遊樂器。

CD/DVD光碟機只是初步，接著是記憶卡，1994年SanDisk以傳統ATA介面為基礎，開發了Compact Flash（CF）的記憶卡介面，雖然之後又有其他業者提出Smart Media（SM）、Multi-Media Card（MMC）、Secure Disc（SD）、Memory Stick（MS）等記憶卡介面，然至今CF依然是用量最大、最普及的記憶卡，此外1999年IBM發表的Micro Drive微型硬碟也同樣採行CF介面（CF Type II）。

《圖三　為Acer筆記型電腦的機背》

＜註：圖左為SO-DIMM記憶體擴充槽，圖右則是Mini PCI擴充槽，可用來彈性擴充、替換各種網路通訊功能，如Ethernet、WiFi、Bluetooth等＞

到了2004年，由於iPod風潮續燒，愈來愈多手持式CE裝置使用微型硬碟，雖然多數的Micro Drive都使用CF介面，但也有些業者使用自訂的專有介面（如：Cornice），加上CF介面是以PATA介面為基礎所發展成，接腳數高達50pin，不利於用在更嬌小體積的CE裝置中，因此有了新改進提議，以MMC記憶卡介面為基礎，再加上SATA的協定技術來發展專供微型硬碟用的新標準介面，此即是CE-ATA，CE-ATA 1.0於2005年3月2日發表，同年9月29日增訂1.1版。

因此，ATA技術已延伸到CE產品所用的硬碟機（ATA）、光碟機（ATAPI）、記憶卡（CF）、微型硬碟（CE-ATA）中，且用量仍在續增。

《圖四　PCMCIA/Cardbus、ExpressCard/54、ExpressCard/34熱擴充卡尺寸比較》

＜註：由左至右分別是PCMCIA/Cardbus、ExpressCard/54、ExpressCard/34，ExpressCard無論實體與接腳規格都與PCMCIA/Cardbus不相容，但ExpressCard/54與/34相互相容，且傳輸率達500MB/Sec，快過典型PCI的132MB/Sec＞

PCI（Peripheral Component Interconnect）

PCI約在1990年由Intel所發想提案，1992年PCI 1.0發表，1.0版僅能用在電路板上的晶片間連接，1993年的2.0版才能夠卡槽化連接，之後有2.1、2.2、2.3版，最新則是3.0版。

PCI成功取代了高階PC架構系統的EISA、MCA（IBM專屬匯流排），也取代了Apple Macintosh電腦所用的NuBus，更取代了VLB（VESA Local Bus）與傳統ISA，並衍生出多種應用需求規格，如筆記型電腦所用的Cardbus（相容並取代PCMCIA），筆記型電腦所用的Mini PCI，低價電腦所用的Low Profile PCI，電信設備用的CompactPCI，嵌入式電腦所用的PC/104-Plus，高階桌上系統所用的64-bit PCI，熱插拔需求的PCI Hot-Plug，以及伺服器所用的PCI-X。

由此可知，PCI的延伸應用非常廣泛。不過，PCI在相同時間面臨與ATA相同的問題：並列傳輸難以再提升效能，這迫使PCI也需朝串列方向轉化，因此有了PCI Express（PCIe），PCIe不僅效能超越過往的PCI，且功效體質也更強，原因是PCIe融入了許多過去InfiniBand才具備的特色機制（如RDMA），PCIe目前為1.1版，之前為1.0a版，而更強悍的2.0版正在研擬中，2.0版除傳輸會再翻升外，預計將會有過去高階運算系統才有的虛擬通道（Virtual Channel）機制。

也因為PCIe（串列型PCI）志在全面取代PCI，所以也相繼擬定以PCIe為基礎的各類延伸規格，例如用CompactPCI Express取代CompactPCI，用ExpressCard取代Cardbus，用PCIe Mini Card取代Mini PCI，用ExpressModule（過去稱為SIOM，Server I/O Module）取代PCI Hot-Plug等，加上PCIe本體規格就足以取代32/64bit PCI、PCI-X，並且也取代AGP，使PCI的所有應用規格都有對應的新接替。

不僅是接替，PCIe還有更遠大的超越企圖，包括將PCIe技術用於電信交換系統中，為此訂立出ASI，或者讓PCIe跨出卡槽界限，如同InfiniBand般能以纜線方式連接，此標準稱為PCI External Cabling，更甚者是往無線化設想，因此而有了PCIe Wireless Form-Factor，不過上述種種新突破的規格想法，多數都還處在草擬階段。

談論了PCI/PCIe的諸多發展後，其在CE領域又是如何應用？答案是用於STB中，且多用在以PC架構為主的STB上，更仔細而言以下列三者較常被運用：Low Profile PCI、Cardbus、Mini PCI。Low Profile PCI多用於STB的機內擴充槽，Cardbus則多用在記憶卡的外接轉換，至於Mini PCI能讓製造商更方便、彈性地換替STB的網路通訊功能。

既然PCIe將逐步全面取代PCI，那麼CE常用的Low Profile PCI、Cardbus、Mini PCI等也都會換成PCIe、ExpressCard、PCIe Mini Card，不過對CE產品而言，現有PCI的132MB/Sec傳輸率已相當寬裕充沛，功能上也都能滿足，短時間沒有太大的誘因換替成更先進的PCIe，僅少數重度視訊應用會率先採行PCIe。

《圖五　USB OTG的接頭與接孔》

＜註：為了實現USB裝置的直接對傳，USB-OTG比傳統USB多定義了一個ID接腳，用以辨識裝置的主從角色，並因此訂出新的Mini USB接頭、接孔，接孔有A、B、AB等三型，接頭則只有A、B兩型，如此是為了避免錯接而設計＞

USB（Universal Serial Bus）

USB是PC產業中最晚成形的介面標準，但如今卻是最興盛廣遍的標準，就連小型電扇、小型照燈、電池充電器等都有USB介面版，其他如錄音筆、數位隨身聽（Apple iPod）、數位相機、個人數位助理（PocketPC）、掌上型遊樂器（Sony PSP）等更是不在話下。

USB 1.0發表於1996年，1998年小幅增修成USB 1.1，基本上USB 1.0與1.1無異，多數的應用產品都標寫著「相容USB 1.0/1.1」。再兩年後USB有了效能與功能上的重大提升，首先是效能，USB 2.0比過去的USB 1.0/1.1快上40倍，達480Mbps傳輸率，致使許多高傳輸應用也能改以USB介面實現，如USB外接硬碟、USB電視盒等。

其次是USB-OTG（On-The-Go）與Mini USB，Mini USB是將傳統USB接頭、接孔更加嬌小化，以便更能設計、運用在手持式CE裝置上，同時USB-OTG可讓USB裝置直接互連通訊，過程中不再需要倚賴PC，Mini USB/USB-OTG頒佈之初僅支援USB 1.0/1.1，然之後也支援USB 2.0。

外接實線的USB規格發展到USB 2.0、USB-OTG階段已至相當理想，進一步的是朝無線化發展，且以超寬頻（Ultra-Wideband；UWB）技術為基礎來實現，業者以MBOA的UWB技術提案：MB-OFDM為基礎發展出Wireless USB（WUSB），1.0版於2005年5月12日發表。

WUSB與USB相同，最高可接127個裝置，在3m距離內可達480Mbps（與USB 2.0相同），另外在10m距離內也仍有110Mbps，不過WUSB畢竟剛起步，目前尚不多見，加上MBOA的UWB技術提案並未獲得IEEE通過，IEEE又解散UWB制訂小組，使UWB、WUSB的推行都蒙上些許隱影。

發展完無線版後，向來只用於外接用途的USB也開始反攻內接介面，2005年11月9日發表Inter-Chip USB 0.9版，但也距1.0正式版不遠，Inter-Chip USB具有原先USB 2.0的多項優點，如今轉戰電路板層級（Board Layer）的介面用途後，勢必與多年來的傳統串列介面（如I2C、SPI、Microwire等）進行一番拉拔相抗。

接著來談論USB在CE領域的發展，事實上前述的Mini USB/USB-OTG正是為CE產品所訂立，不需要PC的介入就可行使裝置資訊互傳，然除了Mini USB/USB-OTG外，就連傳統USB也已被CE產品大量運用，例如Sony PlayStation 2、Nintendo GameCube、Microsoft Xbox/Xbox 360等電視遊樂器都有提供傳統USB埠，甚至STB或部份DTV/HDTV也都具備，且即將推行的WUSB也期望能通跨3C地運用。

《圖六　目前Wireless USB過渡、變通升級方式》

＜註：現有的USB主端（多指PC）可以透過HWA（Host Wireless Adapter）的轉接而變成具有Wireless USB，同樣的USB從端（多指PC週邊裝置）也能透過DWA（Device Wireless Adapter）的轉接而變成Wireless USB裝置，此為原生Wireless USB未普及前的變通升級、過渡方式＞

結語

PC的三項主流介面技術之所以能成功地延伸到CE領域，進而開始倡議DH（Digital Home）數位家庭理念，除了在連接器之類等實體組件上有大規模生產的量價均攤優勢外，另一個優勢來自於介面協定的相容性，即便ATA、PCI、USB等的實體介面如何轉變，其協定多能直接相容延用，至多只要些許調修也依然能適用，大幅減少韌體、軟體層面的開發心力，也使過去開發PC用IC的設計公司能快速開發出CE用的IC。

往未來看，此三種介面都將持續並存、長存，但將會盡可能擺脫傳輸介質的相依性，而往更活性換替傳輸介質為努力方向，例如今日以銅線傳輸，日後也期望能用光纖傳輸、電波（無線）傳輸。

另一方面，此三種介面的實體連接設計將盡可能保持不變，如此才能讓優勢持續最大化。事實上各業者也確實如此實踐，例如串列式傳輸的SCSI：SAS（Serial Attached Scsi）就放棄自行創研，直接沿用SATA的實體接頭、接線，ASI也是以直接取用PCIe的接頭、接線來獲取成本優勢。

＜ATA的另一稱呼是IDE（Integrated Device Electronics），不過此縮寫容易與程式語言開發工具的整合發展環境（Integrated Development Environment；IDE）混淆，因此本文僅用ATA一詞。＞

延 伸 閱 讀

PC能夠長期不在介面上做改良，可能的因素是應用方式集中在低速產品，PC主要的外部輸出入週邊設備、鍵盤、滑鼠都是低速的裝置，掃描器和監視器限於解析度未提昇至相當程度，循序和並行串接埠都可以應付。相關介紹請見「USB介面將發展成3C都接受的介面」一文。 SATA曾一度?廠商所癡迷的存儲連接技術，令用戶心向神往。SATA到底是個什麼技術？它有什麼先進的特性？作為企業級應用，用戶如何將它運用到現有的存儲技術當中去？本文將從技術特徵、發展狀況和應用方向等角度，為大家答疑解惑。你可在「SATA技術介紹」一文中得到進一步的介紹。 桌上型與筆記型電腦的演進永無止境，事實上，在討論筆記型電腦或桌上型電腦時，總是會出現更快、更輕巧或功能更強等字眼。我們總是盤算下次何時為系統進行升級，希望在最快的電腦上讓應用程式發揮更大的效能。在「PCI-E專欄：PCI Express省電模式剖析 行動平台決戰電池續航力」一文為你做了相關的評析。

市場動態

瑞薩科技（Renesas）推出R8A66597雙埠USB主控制器，此低功率裝置可嵌入DVD錄放影機或建有USB埠的音響設備中，可支援所有USB 2.0規格定義的資料傳輸速度，包括高速（480Mbps）、全速（12Mbps）和低速（1.5Mbps），並備有雙埠組態和操作溫度範圍-40°C～85°C的耐溫版本，因此亦可應用於汽車電子中的音響和導航系統。相關介紹請見「瑞薩推出耐溫-40°C～85°C的嵌入式雙埠USB 2.0主控制器」一文。 美商巨積（LSI Logic）宣佈將針對通路商推出其小規格的SATA II 3Gb/s MegaRAID介面卡。這款專為高密度、空間有限的機架式伺服器環境所設計的新款八埠介面卡，是MegaRAID產品系列中的最新成員，可為追求低成本、空間受限的儲存環境提供理想解決方案。你可在「LSI Logic推出小規格SATA II 3Gb/s MegaRAID介面卡」一文中得到進一步的介紹。 矽統科技（SiS）表示，已整合其SiS756 PCIe晶片組與SiS163無線網路晶片，為PC提供新的無線網路平台選擇。SiS756是專為超微（AMD）Athlon 64FX設計，支援PCI Express x16介面，可提供8GB/s資料雙向傳輸頻寬；而802.11b/g的SiS756則支援MAC與基頻發射晶片（BBP），提供54Mb/s雙向傳輸速率。在「矽統發佈整合WLAN的AMD PCIe平台」一文為你做了相關的評析。