USB2.0——讓電腦與周邊設備暢通無阻
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USB2.0是一種目前在PC及周邊設備被廣為應用的通用串列匯流排標準,擺脫了過去侷限於PC的相關應用領域,而更深入地應用在數位電子消費產品當中。 |
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USB2.0是一種目前在PC及周邊設備被廣為應用的通用串列匯流排標準。USB2.0可以隨插即用(Plug and Play;PnP),並且在電腦開機或關機的狀態下,可以新增或移除設備裝置(Hot-Plugging)。因此USB2.0可自動偵測、辨識、設定具備上述功能的硬體周邊設備,使其相互聯繫、或與PC連接運作,免除必須安裝介面卡、重開機和重新設定系統配置(如調IRQ)的麻煩,故而,USB2.0亦有如同IEEE1394的端對端(Peer-to-Peer)的操作功能。此外,USB2.0具備向下相容性(backward compatible)的特色,若將USB 2.0磁碟機插入舊版的USB主控端時,仍可正常運作,反之亦然。
USB2.0的主控制器是放在PC上,採用主從架構,故其主控制器的電路與IEEE1394相比較為複雜、製造成本較高。但Intel將USB2.0整合至南橋後,相對成本幾乎為零,況且現今周邊設備的USB2.0界面IC,主要管理機能皆集中在主控制器,電路可以大幅簡化,因此使得USB2.02k的主控制器加上周邊設備界面IC的成本,要比兩顆1394界面IC來得低,這也是Intel另一利用PC為軸心處理平台、降低IC成本而令人稱讚的例子。
USB2.0採用統一規格的連接器(接Host端的A type與接在Device端的B type),因此可以設計用來取代傳統介面,例如並列埠、序列埠或PS/2介面等。如此作法可簡化系統設計,同時也讓使用者易於運用並減少犯錯。USB的網路允許同時連接的周邊最多可以達到127個,其樹狀結構網路是由根路由器(Root Hub)、路由器和周邊設備裝置(device)所構成,這種樹狀結構最多可以擴展到第五層(Fifth Tier),而每個節點距離路由器最遠距離可達5公尺。
目前USB 2.0傳輸速度可達480Mbps、將近0.5Gb的速度標準,主要應用在各類周邊設備,其中包括主要為硬碟、CD-RW燒錄機、DVD光碟機與快閃記憶卡等的高容量儲存系統(Mass Storage);影像輸出及輸入裝置如數位相機、影像擷取、電視或衛星接收器、家庭保全監視器等;以及寬頻通訊裝置(Broadband)如應用支援在高速的xDSL數據機、ISDN、數位化PBX、WLAN(IEEE 802.11)及Bluetooth等有線無線通訊裝置等等。目前一些智慧財產權(IP)及晶片供應商也推出用以支援數位電子消費產品中的USB應用產品,許多IP及晶片已經可用來實現USB控制器、收發器、集線器及交換器。以IP為基礎的USB控制器通常被整合於基頻晶片組、ASIC或其他可編程邏輯元件中,而外部的收發器、交換器則用來支援這種介面並擴充其功能。
由於USB2.0是在PC基礎下的主從架構作為傳輸模式,在行動通訊越來越發達的現在,許多可攜式周邊設備的資料傳輸倘若還要透過PC,必然會使便利性大打折扣。為了彌補此一缺點,Philips在2001年底發表了USB OTG(On-The-Go)技術,並獲得USB-IF的認可。「Go」是棋盤的意思,意味在棋盤上任一條經線和緯線都可以找到相連的點。任兩個符合規範的OTG裝置都可以互相連結,而不需要透過電腦,它是在USB2.0的範圍內,提供兩個USB裝置得以連結的一種方式。USB OTG 1.0中所具備的雙重角色裝置(Dual-role device)概念,就是OTG裝置本身可扮演主機端抑或設備端的角色,它具備較小的傳輸介面,更省電,適合移動性裝置。利用此規範,可使USB裝置跨出主從架構,邁向具備獨立運作的能力,使得USB介面能擺脫過去侷限於PC的相關應用領域,而使數位電子消費產品──如PDA、Mobile Phone與Digital Music Player能夠更深入地應用之。
如今無線技術日趨發展成熟,尤其是超寬頻(UWB)技術,特別適用於無線USB(WUSB;Wireless USB)。WUSB是由Agere、HP、Intel、Microsoft、NEC、Philips和Samsung共同開發,它的功能在三公尺距離內能實現480Mbps的高頻寬,可免除纜線的複雜程度,也提高PC及周邊設備的可攜性,但目前WUSB也正面臨如何提高安全性、可靠性、降低功耗的挑戰。
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