USB標(biāo)準(zhǔn)適用于哪些應(yīng)用
表 2. 音頻帶寬要求
類型 | 參數(shù) | 帶寬要求 |
杜比數(shù)碼 | 5.1 聲道 | 448 kbps、384 kbps |
DTS | 5.1 聲道 | 1.5 Mbps、754 kbps |
THX | 6.1 聲道 | 1.5 Mbps |
新一代音頻格式 | 24 位,每通道 96kHz的非壓縮(5、7通道)數(shù)據(jù)流 | 11.5Mbps, 16.1Mbps |
揚(yáng)聲器似乎不太適合作為全面的 OTG 設(shè)備,不過它們可以作為具備OTG功能的外設(shè),支持音頻或視頻播放器,其中包括如 MP3 或便攜式 DVD 播放機(jī)器等。對 WUSB 而言,重點(diǎn)主要是高端揚(yáng)聲器,它們能承受更高的材料清單成本(BOM)。這種揚(yáng)聲器可以作為 PC 的高端游戲音響系統(tǒng),也能作為家庭娛樂系統(tǒng)的低音炮和揚(yáng)聲器組合。一般 PC 揚(yáng)聲器(低成本揚(yáng)聲器,通常都隨 PC 或其它低端專用產(chǎn)品配套提供)不會(huì)采用這種標(biāo)準(zhǔn),因?yàn)檫@會(huì)提高成本,消費(fèi)者也不希望為性能平平的無線揚(yáng)聲器多掏腰包。
相比于揚(yáng)聲器,耳機(jī)的帶寬要求更容易被滿足,全速 USB 完全可以滿足有關(guān)要求。通常說來,耳機(jī)只需要 128 kbps 的帶寬來支持兩個(gè)高質(zhì)量音頻流。耳機(jī)不必支持 OTG 功能,不過作為目標(biāo)外設(shè),還是很不錯(cuò)的解決方案。高端耳機(jī)(平均零售價(jià)在 199 美元以上)可采用 WUSB 技術(shù)連接到 PC,支持 VoIP 等應(yīng)用,也可支持 PDA、移動(dòng)電話等。
未來——今后 USB 將如何發(fā)展?
為了真正評估速率需求,我們應(yīng)了解哪些因素將推動(dòng)速率增長。上述終端設(shè)備的發(fā)展呈現(xiàn)兩大趨勢:一是內(nèi)容越來越豐富,二是存儲(chǔ)容量越來越大。正如蛋和雞的道理,我們說不清楚到底是豐富的內(nèi)容推動(dòng)了存儲(chǔ)容量需求的增長,還是存儲(chǔ)容量的增長催生了消費(fèi)者對內(nèi)容豐富性的需求。
內(nèi)容的豐富性突出表現(xiàn)在數(shù)碼相機(jī)市場上。1998 年,DSC 的平均分辨率為 100 萬像素。2004 年為 500 萬。現(xiàn)在,像素已接近 1000 萬。如今,移動(dòng)電話也具有支持 130 萬像素的拍照功能,今后幾年將向 500 萬像素發(fā)展。沒有任何跡象表明這一發(fā)展趨勢會(huì)減速。
同時(shí),DSC 正從光學(xué)變焦(需要龐大而昂貴的機(jī)電子系統(tǒng))向數(shù)碼變焦發(fā)展。數(shù)碼變焦推動(dòng)了更高分辨率的需求,可支持 DSC 用戶在已捕獲到的數(shù)碼圖像基礎(chǔ)上進(jìn)行放大,同時(shí)又能保持圖像原始的高清晰度。這兩種趨勢均要求具備更大的存儲(chǔ)容量并支持更大圖像文件的傳輸。JPEG 拍照圖像的平均大小已從 1998 年的 100 KB 上升到了目前的 4 MB。此外,還需要頻繁地清空數(shù)碼相機(jī)的存儲(chǔ)空間。用戶希望將內(nèi)容從相機(jī)中移走,以釋放更多剩余空間,接著又會(huì)很快被用完。
內(nèi)容的豐富性還體現(xiàn)在采用了基于硬盤驅(qū)動(dòng)的便攜式媒體播放器上。該播放器包括 MP3 和視頻播放器。大多數(shù)內(nèi)容都應(yīng)支持途中欣賞。電影正從標(biāo)清(需 5.7GB 的存儲(chǔ)空間)向高清格式過渡(25 GB 的存儲(chǔ)空間)。有了 40GB 的存儲(chǔ)空間,MP3 播放器就能存儲(chǔ) 1 萬首歌曲,這一功能正在逐步推廣。
存儲(chǔ)容量的發(fā)展超過了過去幾十年的技術(shù)發(fā)展速度,甚至超過了摩爾定律。就存儲(chǔ)容量而言,我們要考慮到硬盤驅(qū)動(dòng)器 (HDD) 和閃存領(lǐng)域的技術(shù)發(fā)展趨勢。1996 年,普通 HDD 直徑為 3.5 英寸,轉(zhuǎn)速為 3,600 RPM,存儲(chǔ)容量為 540 MB。2004 年,普通 HDD 直徑為 2.5 英寸,轉(zhuǎn)速為 9,600 RPM,存儲(chǔ)容量達(dá) 160 GB。HDD 的尺寸也在不斷縮小,如今有些容量達(dá) 5 GB 的硬盤只有 1 英寸大小,甚至容量為 4 GB 的硬盤,其尺寸僅為0.85 英寸。這種新型 HDD 面向小型化便攜式應(yīng)用,其中包括移動(dòng)電話和 MP3 播放器等。考慮到上述因素,從發(fā)展趨勢上講,我們可以預(yù)計(jì),在保持當(dāng)前 104% 的年容量增幅情況下(這是摩爾定律的兩倍),到 2008 年,普通硬盤的平均容量(不是最高容量)將達(dá) 2,750 GB,直徑將為 2.1 英寸,轉(zhuǎn)速將達(dá) 15,700 RPM。閃存首次出現(xiàn)于 1989 年,容量為 1 MB,到 2004 年,閃存容量達(dá)到了 1 GB。若能繼續(xù)保持這種發(fā)展態(tài)勢,則到 2008 年,閃存芯片將支持 6.4 GB 的容量(存儲(chǔ)容量年增長率達(dá) 58%,僅次于摩爾定律)。
我們從圖 3 可以分析出在電腦和存儲(chǔ)設(shè)備間傳輸 20 GB 數(shù)據(jù)所需的速率,在此我們假定帶寬效率為 50%,設(shè)傳輸時(shí)間分別為 10 秒鐘、1 分鐘和 5 分鐘。通常,多數(shù)用戶對移動(dòng)設(shè)備傳輸時(shí)間的忍耐極限為 5 分鐘,而且大都希望傳輸時(shí)間為一分鐘甚至更短。很少有用戶會(huì)將移動(dòng)設(shè)備中的全部內(nèi)容都發(fā)送出來。因此,我們不妨估計(jì),今后 USB 提速改進(jìn)時(shí)可將 5 Gbps 作為一個(gè)目標(biāo)。圖 4 顯示了在假定帶寬效率為 50% 的情況下,傳輸不同尺寸的數(shù)據(jù)圖像所需的時(shí)間。
圖 3. 在電腦與存儲(chǔ)設(shè)備間傳輸 20GB 數(shù)據(jù)所需的速率分析(假定帶寬效率為 50%,設(shè)傳輸時(shí)間分別為 10 秒鐘、1 分鐘和 5 分鐘)。
圖 4. 傳輸不同尺寸數(shù)據(jù)圖像所需的時(shí)間(假設(shè)帶寬效率為 50%)。
哪種 USB 是您的最佳選擇?
第一部分回顧了 PC 外設(shè)發(fā)展的簡史、對通用接口的需求以及 USB 規(guī)范的演進(jìn)。我們還討論了 USB 規(guī)范本身及其對最終用戶使用體驗(yàn)的影響。最后還回顧了規(guī)范的發(fā)展歷程,介紹了當(dāng)前使用的幾種不同的 USB 版本。
第二部分介紹了常見的應(yīng)用,討論了不同 USB 版本的優(yōu)劣勢,由此確定不同應(yīng)用該如何選擇合適的 USB 版本。之后討論了某些應(yīng)用的未來發(fā)展,指出到 2009 年乃至更遠(yuǎn)的未來,勢必需要更高級的數(shù)據(jù)吞吐管道。
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