手机外用传输介面技术发展.doc

手机外用传输介面技术发展 /　2006年6月7日　我爱研发网　雷宇宏   毫无疑问的，今日是手持装置的时代，而其中就属手机的市场最广、用量最大，也因此手机技术的进步也格外神速，此点可从其相关的介面技术来看出。举例而言，为了更精确管控手持装置内的晶片用电，因而提出了PowerWise的电源管理介面（简称PWI）；为了让手持装置日渐常用的微型硬碟能更易内嵌设计与换用，因而提出了CE-ATA的储存传输介面。此外，为了因应手持装置视频功效的快速提升，各业者纷纷提出新的视频传输介面，如Qualcomm提出MDDI、ROHM提出MSDL、Seiko Epson与Renesas共同提出MVI、NS提出MPL、NEC提出Mobile CMADS、以及以MIPI为基础所提出的DSI等，其中MIPI的前身为TI与ST所联合制订的OMAPI。上述所言的，皆属于手机内的介面标准，然而其外部的介面标准也在演化，且复杂多样性与内部相较可说是不徨多让，本文以下将针对手机的外部传输介面（不含通信介面）进行更多的说明与分析。  有线传输、同步介面：USB手机具备USB埠已相当普遍，最初是用来与PC连接，以便资讯的上下传及同步，然而手机用的USB埠近年来又有2项发展趋势，一是透过USB埠为手机充电，另一则是传输速率的升级，自USB 1.1提升至USB 2.0。 ■USB充电之所以要透过USB埠充电，主要是因为手机的应用功能愈来愈多，用电也愈来愈快速，使待机时间缩短，因此必须尽可能争取充电机会，不过不会因此而废止原有的充电方式，理由是USB的供电功效有特性上的限制（5V、500mA），USB埠充电仅被视为选用。今日许多针对手持式装置而提出的电源管理晶片、DC-DC转换晶片多具有USB埠充电功能，如Maxim的MAX1874，或TI的bq2501x（x=0,1,2，併自Benchmarq）。　 图1 手机运用USB埠充电已成趋势，图为TI的DC-DC转换晶片：bg25012（併自Benchmarq）的典型应用电路，接脚6即用来连接USB埠的VBUS供电线路。（图片来源：TI.com）　 ■USB 2.0除充电外，由于手机的储存容量愈来愈大，可用来播放多媒体影音，如此若持续以USB 1.1的12Mbps传输实在过慢，逐渐有升级至USB 2.0的压力，USB 2.0最高传输可达480Mbps，可因应今日大容量多媒体档案的传输。今日许多手持式处理晶片已内建USB 2.0埠（手机属週边角色，主控角色仍为PC），即便处理器无内建USB 2.0埠，也可追加使用分离（或称：离散、独立）封装的USB 2.0週边控制晶片来实现，如Philips的ISP1582/1583、或TI的TUSB6250。 ■USB OTG更进一步的，USB衍生出可跳略过PC的週边对传技术：USB OTG，USB OTG可让两个USB週边装置直接互连并进行双向传输，不过这并不表示USB OTG为Peer-to-Peer传输，而仍是传统USB的Host-to-Peripheral传输，只是两装置相连时有一个装置暂时扮演Host的角色，此外也允许角色互换，即左右装置互连时，此时左装置为Host、右装置为Peripheral，彼时变成左装置为Peripheral、右装置为Host。USB OTG也同样有Full Speed（USB 1.0/1.1的12Mbps）与High Speed（USB 2.0的480Mbps）之分，不过手机应用逐渐倾向採行高速的480Mbps，如TI的OMAP2430（OMAP 2）。此外，即便原有的手机设计中不具USB OTG，但只要有USB 2.0控制器，仍可透过转接晶片来实现USB OTG，或者直接加添USB OTG控制晶片，如Philips的ISP1761（USB 2.0 OTG）、ISP1362（USB 1.1 OTG），或Oxford（收併TransDimension）的TD243。附带一提的是，伴随USB OTG而来的是USB接头、接孔的改变，USB OTG採行Mini-USB接头、接孔，过去手持装置的机体过小，PC所用的USB接孔不适合设置于装置上，对此业者多半採自有专属设计的USB接孔来因应，然Mini-USB出现后也逐渐让专属情形收敛。（附註：由于USB OTG允许时为Host、时为Peripheral，所以有的USB OTG控制晶片并无Host与Peripheral之分，此称为Dual-Role。）　 图2 USB OTG也为手机装置带来更适用的娇小型Mini-USB接头、接孔，且为了辨别主控与週边角色而增设了第5脚位：ID，图为Mini-USB的A型接孔与B型接孔。（图片来源：.tw