無(wú)線USB技術(shù)探微

無(wú)線USB技術(shù)探微
飛利浦半導(dǎo)體主任工程師   張振宇
飛利浦半導(dǎo)體高級(jí)工程師   Saravana Kumar

隨著超帶寬（UWB）技術(shù)的普及無(wú)線技術(shù)日趨成熟，成本的日益降低, 無(wú)線USB（Wireless USB）也浮出水面，WUSB是由杰爾系統(tǒng)、惠普、英特爾、微軟、NEC、飛利浦和三星共同開(kāi)發(fā)的，能在3米的距離內(nèi)實(shí)現(xiàn)480 Mbps的等效帶寬。通過(guò)兼顧安全性、可靠性、降低功耗及其他挑戰(zhàn)，和提供移動(dòng)外設(shè)連接，WUSB 擺脫了繁多的線纜，增強(qiáng)了用戶體驗(yàn)。
為USB廠商向WUSB演進(jìn)提供了正確的途徑。

無(wú)線USB綜述
WUSB的運(yùn)行利用了MBOA-MAC架構(gòu)，同時(shí)保留了主從架構(gòu)，和USB 2.0一樣，它也能處理控制、突發(fā)、中斷和同步所有這4種傳輸形式。主機(jī)和WUSB設(shè)備合稱(chēng)WUSB集群，采用星型拓?fù)?；與USB 2.0. A的樹(shù)型拓?fù)洳煌恍枰猈USB 集線器 （HUB）, WUSB主機(jī)能直接連接多達(dá)127個(gè)設(shè)備。另外由于 WUSB沒(méi)有線纜，所有的WUSB設(shè)備都是自行供電的。
USB 2.0支持高速480 Mbps、全速12 Mbps和低速1.5 Mbps的數(shù)據(jù)傳輸。WUSB主機(jī)支持以下數(shù)據(jù)率：53.3 Mbps、80 Mbps、106.7 Mbps、200 Mbps、160 Mbps、320 Mbps、400 Mbps和480 Mbps。WUSB設(shè)備必須支持53.3 Mbps、106.7 Mbps和200 Mbps，其他5種為可選數(shù)據(jù)率。53.3 Mbps為基本信號(hào)速率具有最高的可靠性。所有的標(biāo)準(zhǔn)USB控制請(qǐng)求、MMC(微調(diào)度管理指令)特殊控制令牌、應(yīng)答交換和設(shè)備請(qǐng)求（DN）都使用這個(gè)基本信號(hào)速率。
WUSB主機(jī)必須符合MBOA 信標(biāo)協(xié)議，以解決多集群共存、干擾問(wèn)題。WUSB設(shè)備有以下3種選擇：
* 全面支持MBOA 信標(biāo)協(xié)議，成為獨(dú)立的信標(biāo)設(shè)備。 這一選擇會(huì)有最大的功耗。
* 作為 WUSB主機(jī)引導(dǎo)信標(biāo)設(shè)備，以避免將功率浪費(fèi)在指示每個(gè)超級(jí)幀上，并可降低處理的復(fù)雜性。這一選擇會(huì)有適中的功耗。
* 將所有相鄰設(shè)備整合在主機(jī)內(nèi)，作為非信標(biāo)設(shè)備部署。 這一選擇會(huì)有最低的功耗。
WUSB和USB 2.0的數(shù)據(jù)通信拓?fù)漕?lèi)似，共分3層：功能層、設(shè)備層和總線層。除了準(zhǔn)同步設(shè)備之外，USB 2.0的其他大多數(shù)功能層軟件, 無(wú)需修改可以直接在WUSB中重新使用。WUSB設(shè)備需要 一個(gè)重試機(jī)制，以在欠佳的無(wú)線媒體上進(jìn)行可靠的數(shù)據(jù)包傳輸；由于服務(wù)周期從1毫秒延伸至4毫秒或更長(zhǎng), WUSB設(shè)備還需要一個(gè)更大的緩沖器。通過(guò)在設(shè)備層加密與擴(kuò)展無(wú)線媒體管理，WUSB設(shè)備可以安全可靠地與主機(jī)通訊。因傳輸媒體性質(zhì)的不同，總線層將被完全替換。

WUSB的數(shù)據(jù)傳輸  
一般而論，每次USB傳輸都需要經(jīng)過(guò)3個(gè)階段：令牌、數(shù)據(jù)和應(yīng)答交換。在一次集總（integral）傳輸中，令牌、數(shù)據(jù)和應(yīng)答交換階段是不分割的，階段間的周轉(zhuǎn)時(shí)間為18全速位時(shí)間（18納秒