USB3.1突破技术难点 市场崛起指日可待

2015-01-26 17:48:14 来源:|6 作者:何秋芳 点击:1591

连接器USB3.1
(USB3.1示意图)

异军突起

在本月初举办的CES上,USB 3.1连接器无疑是其中的一大亮点,尤其是其新增加的C型连接器,更是凭借杰出的性能被广为看好。过去,USB 2.0连接器被许多智能型手机等移动装置所使用,到USB 3.0则因为其宽度超过USB2.0的两倍,所以即使传输速度大幅提升,却还是因为宽度问题而被对轻薄化要求高的智能型手机所放弃。因此USB协会希望通过推出新一代USB3.1C型连接器来统一移动装置的传输线规格,让其能成为所有装置在数据、电力和影音传输上都可通用的唯一接口标准。

首先,USB3.1 C型连接器有一个非常突出的优点,那就是正反可插而且体积也变得更小,和手机充电接口差不多,另外支持正反拔插,我们再也不用看哪个是正面哪个是反面,这也降低了USB接口的损坏故障率。

其次,C型连接器速度更快,可以达到最新的USB3.1标准,高达10Gbps的速度是USB 3.0标准的两倍;有人使用RAID组建RAID之后的USB3.1读写性能达到了读取822.3MB/s、写入826.0MB/s的恐怖成绩,完胜SATA3.0等硬盘接口。

再者,C型连接器可以提供更大的输出功率,最高功率能够达到100瓦,而且在没有适配器的情况下也可以给笔记本电脑、手机等小型的电子设备充电。更重要的是USB3.1支持双向供电,装上一个USB接口即能给自己充电,也能对外给设备供电,使用USB 3.1之后,只要一个接口就可以给所有的外设提供足够的电量。

“因为USB3.1技术用的是比之前都高效的数据编码系统,能够提供一倍以上的有效数据吞吐率,向下可以完全兼容现有的USB连接器与线缆。电脑一般有多个USB接口,可以同时连接几个设备,假如接上一个有四个端口的USB HUB就能再连上四个USB设备,以此类推,即使将家里的设备连在一台电脑上都不会有问题”东莞伸东塑胶五金厂的赵工在提到USB3.1的时候如此表示。

再加上USB3.1可以热插拔,在使用外接设备时,使用者只需要直接在电脑工作就可以将USB连接器插上使用,完全不需要重复“关机将并口或串口电缆接上再开机”这样的动作。

苹果意图打造顶级的MacBook已是人所共知,因而其在USB3.1上表现得尤为积极,新一代的MacBook已经把所有的USB接头全面升级至USB 3.1最高阶的C型连接器。除了苹果之外,台湾系统制造商微星科技日前在CES上展示的游戏主板也用到了USB 3.1,并且是带有C型连接器接口的USB3.1。诺基亚的N1平板电脑也是现已发布的第一批拥有USB3.1C型连接器端口的产品,诺基亚方面已经表示,这款平板电脑产品将于今年二月开始在中国大陆发售,之后会在其他国家上市。

进入2015年以来,包括微软、英特尔、苹果在内的电子设备巨头纷纷将新款电脑全面升级至USB 3.1,而且欧盟、中国大陆等官方机构也陆续通过USB 3.1认证程序,再加上2014年第4季USB 3.0连接器报价突然从0.7美元降至低于0.5美元,业界有评论认为今年上半年USB3.1即可进入量产。

 [page]  技术要求

USB 3.1是由英特尔等大公司发起的最新USB规范,USB3.1的数据传输速度已经提升到10Gbps。与现有的USB技术相比,USB3.1技术使用的是一个更高效的数据编码系统,并能提供一倍以上的有效数据吞吐率。而且向下可以完全兼容现有的USB连接器与线缆,包括现有的USB3.0软件堆栈和设备协议、5Gbps的集线器与设备和USB 2.0产品等。

USB

得意精密电子有限公司的田秀成在接受大比特资讯记者采访时就表示:“现在与USB 3.1相关的规定已经对外发布,但是目前 USB3.1与USB3.0的尺寸差距比较大,所以我们不仅要想办法按照USB3.1厂商定下的尺寸来定做,而且还要满足厂商所提出的性能要求,这对于我们的技术要求比较高。”

深圳市信而昌电子有限公司的何建成则认为USB3.1在结构上的技术难点不是最大的困难,而且USB3.1的技术的难点是所有厂商都需要去突破的。他表示“现在 USB3.1在生产技术上最大的困难就是要满足厂商的高频传输等方面的要求,现在有些厂商甚至要采用超高频传输技术。再加上USB协会进一步提升了高频传输标准,原有的一般传输接口速率也随着拉高,这给连接器厂商的设计及生产带来更大的麻烦。”

据了解,USB3.1设计还必须满足极具挑战性的新要求,如128b/132b编码、更低的抖动预算、更高的损耗(可能会使用集成中继器)、更加复杂的均衡功能。既然USB3.1的技术要求远超过去的水平,那么这是否能代表USB3.1连接器的复杂程度呢?

随着USB产品的速度不断提高,USB测试的复杂程度也远超过去的水平。测试对USB3.1芯片和产品设计的成功至关重要,其必须满足性能预期、能够向下兼容以前的USB规范,与其他低成本USB产品平滑地互操作。由于USB功率输出现在比过去更加复杂,因此GRL-USB-PD之类的测试解决方案对高效调试和验证新的USB功率输出IC和系统设计至关重要。

[page]  市场前景

既然对于USB 3.1来说,技术难点已经突破,那么接下来USB3.1就应该进入市场了,业界的大多数人都看好USB3.1市场的未来发展,由于Wintel阵营及苹果全力支援USB 3.1规格,加上欧盟、大陆等官方机构亦陆续通过对于USB 3.1规格认证程序,业界预测USB 3.1介面应用市场酝酿快速成长。

当然,也有人对USB3.1的市场前景持怀疑态度,在说起USB 3.1的相关话题时,有工程师向大比特记者坦言:“现在USB 3.1的技术难点,包括高频在内都可以解决,对USB 3.1的发展不会有太大的影响,但是影响USB3.1进入市场最关键的因素是它的使用平台太高,USB 3.0推出这么久了也没能普及开来,现在要让USB3.1快速打入连接器市场的难度很高,整个行业还有一段很长的路要走。”

何建成则认为USB3.1不会重滔3.0的覆辙,USB 3.1要普及关键要看价格。他表示:“因为USB 3.1和USB 3.0的出发点有所区别,当初推出USB3.0就是要让它成为整个电子领域的通用标准接口,而USB 3.1则不同,虽然USB3.1的应用最终还是整个电子领域,但是它会先从手机领域开始发展。”

田秀成也认为USB3.1在手机的应用速度会更快,应用数量会更多:“电脑台式机目前还没有应用到USB3.1连接器,以后会慢慢采用,但会比手机稍晚一段时间。”

尽管业界普遍看好USB3.1在手机市场的应用,但东莞扬明精密的张修峰经理认为USB3.1在高端手机应用的可能性比较大:“高端和低端手机之间的差价达到几千元,它们所使用的器件配置是不一样的,配备了高规格元件的高端手机就可能使用USB3.1,而低端机只是满足基本需要,器件的性能不一定能达到那么高的要求。”

显然,业界普遍看好USB3.1在手机等移动设备领域的应用,而对电脑台式机的应用有一些质疑,但是USB芯片的商机向来是跟着主机走的,近段时间,台湾的设计服务及USB芯片供应商对USB3.1表现得相当积极。智原、创意、世芯等不仅在进行相关USB 3.1 IP及芯片设计委托方案,而且预期2015年上半即可配合客户开始导入量产,加上创惟、安国、翔硕、旺玖和群联等USB芯片供应商也有意抢在今年第2季度推出相关芯片解决方案。甚至连台系专业静电防护(ESD)元件供应大厂晶焱也投入到了USB 3.1的大潮流中,2015年出货动能可望向上飙高。台系IC设计业者表示,观察笔记型电脑代工厂产品动向,2015年新款NB产品大多会增加USB 3.1的界面。

从近期品牌客户突然爆大量的订单来看,不止是台湾,国外的厂商也很有可能在今年全面更换为USB 3.1新介面,而相关芯片出货量可望在2015年第1季底、第2季初提前起飞。

今年USB 3.1在苹果大力推崇和Wintel阵营的合力支持之下,周边产品及相关芯片商机将正式引爆。通过CES展的宣传作用,现在USB3.1的客户询问度和普及程度在不断提高,USB 3.1的一线代工厂也已经提前下单,业界普遍认为电脑的主机采用USB 3.1已是大势所趋。

USB 3.1周边应用产品和USB 3.1芯片商机将会迅速崛起,USB 3.1现在已经吸引了不少国内、外芯片厂目光,有国外的芯片大厂透露,今年USB 3.1应用将全面窜起,相关周边产品及芯片出货量有望在今年上半年提前腾飞。

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