[導讀]手機接口新功能引發(fā)USB芯片分立？
作為便攜產(chǎn)品中的數(shù)據(jù)交互接口，USB正迅速崛起。In-Stat分析：“到2011年，高速USB將作為便攜產(chǎn)品上的本地接口而統(tǒng)領(lǐng)市場，市場對這種產(chǎn)品的需求將達27億部，復(fù)合年增長率為24.4%。”而手機USB接口除秉承傳統(tǒng)的數(shù)據(jù)傳輸功能外，亦呈現(xiàn)充當充電器接口、耳機接口的趨勢，這將帶來“老”設(shè)計的“新”問題。
應(yīng)用以USB Client為主
USB分為不同的標準，最常見的是USB1.0和USB2.0。按照其工作模式不同，USB也可分為USB Client、USB Host和USB OTG三種。這幾種不同模式的USB接口在設(shè)計時有不同的協(xié)議和硬件要求。上海禹華通信技術(shù)有限公司智能手機部副總裁章?指出，在工作模式中，目前在手機中應(yīng)用最為廣泛的是USB Client，基本能滿足現(xiàn)階段手機設(shè)備的數(shù)據(jù)傳輸要求。就標準而言，USB1.2和USB2.0中的Full Speed應(yīng)用得比較多。相對而言，USB Host和USB OTG設(shè)計難度偏大，成本也偏高，在目前市場上的手機產(chǎn)品中還不是主流。
USB接口在手機中大規(guī)模應(yīng)用從去年開始。隨著手機多媒體功能的普及，手機需要與PC進行快速的數(shù)據(jù)交互，比如下載音樂、圖片等，而USB作為高速數(shù)據(jù)接口，其數(shù)據(jù)傳輸速率比串口快得多，并且實現(xiàn)簡易。
主要通過基帶芯片集成
手機USB接口功能的實現(xiàn)亦走過了一段小小“彎”路。業(yè)內(nèi)人士介紹，兩三年前，手機USB接口需求不多，如果需要這一功能的話，就擴展一個USB的收發(fā)器芯片，這有ST、NXP、Atmel、Cypress、NS等供應(yīng)商。收發(fā)器芯片只是完成物理層的工作，還需要在基帶芯片中將USB的上層協(xié)議實現(xiàn)，這也增加了成本和難度。而隨著基帶芯片集成度的提高，目前市場上多數(shù)基帶芯片都可把原來獨立的USB收發(fā)器功能集成了，因而不再需單獨的USB收發(fā)器芯片。
章也告訴《中國電子報》記者，對于在手機上使用的USB功能，無論是USB Client、USB Host還是USB OTG，一般都不會使用分立的USB控制IC。章?還指出，手機USB接口的發(fā)展方向：一是支持USB 2.0標準，以支持更高的傳輸速率；二是升級到OTG模式，OTG接口可根據(jù)使用情況靈活配置設(shè)備通信中的主從狀態(tài)，但其協(xié)議復(fù)雜，設(shè)計難度較大，未來市場會在成本與性能考量來取得平衡。在主流半導體廠商下一代高端手機芯片產(chǎn)品中，一般都會考慮集成一個USB host口或者USB OTG口，這是一個趨勢。
未來分立還是集成？
目前USB接口主要完成傳統(tǒng)的數(shù)據(jù)傳輸功能，未來隨著手機接口功能的“多樣化”對USB接口提出新的要求。恩智浦半導體大中華區(qū)市場營銷經(jīng)理李嗣浩指出，目前手機面臨的問題是充電接口、耳機接口不統(tǒng)一，因而一些大的手機廠商在考慮將USB接口變成一個通用接口。它帶來的好處在于降低了成本，PCB板空間更少，有利于手機更為輕薄短小。
“目前USB2.0標準的發(fā)展趨勢是將主音頻流功能轉(zhuǎn)移到主設(shè)備的USB連接器上，同時兼有電池充電及個人電腦同步功能?！崩钏煤浦赋?。針對此，恩智浦(NXP)推出了業(yè)界首款USB2.0單芯片的數(shù)字音頻解決方案Nexperia PNX0161，它可提供立體聲回放和錄音以及FM收音機功能。
李嗣浩表示，功耗問題是為耳機提供數(shù)字音頻遇到的最大挑戰(zhàn)，而PNX0161內(nèi)置電源管理功能和智能電源控制也使使其成為強大的省電解決方案。PNX0161為降低主機噪聲特別設(shè)計，它支持兩種版本—可編程Flash或具有成本效益的ROM，并在產(chǎn)品量產(chǎn)期間進行無縫切換。PNX0161的好處還在于其有內(nèi)置的DSP軟件。李嗣浩指出，它可使制造商能夠?qū)馄鬟M行預(yù)設(shè)，最大限度地消除回音，從而得到良好的音質(zhì)?？删幊藺RM7TDMI內(nèi)核內(nèi)置了由USB總線提供電力的DC/DC轉(zhuǎn)換器，這種解決方案支持USB Host和USB OTG。
他還進一步指出，市場上的USB接口只完成傳統(tǒng)的數(shù)據(jù)通信功能，但沒有音頻解碼功能，或者需要外接幾個芯片來完成，其功耗、音質(zhì)都沒法與NXP的解決方案相比。目前NXP正與全球前五大手機廠商之一一起合作開發(fā)這一項目，今年年底將量產(chǎn)，相信中國手機廠商也將跟進。
此外，PNX0161還可在MP3底座、手機底座、筆記本電腦等實現(xiàn)延伸應(yīng)用，加兩個喇叭就可實現(xiàn)電話會議功能。李嗣浩表示，因為加了喇叭，功率要達到10W，因而還需再加一個D類放大器。針對下一步市場，李嗣浩表示，預(yù)見到USB2.0在移動設(shè)備中不斷興起的標準化應(yīng)用，NXP也將不斷擴大USB2.0在GSM/MP3對接站參考設(shè)計的應(yīng)用。NXP推出了SAA9870和NXP TDA8932BTW，SAA9870是單芯片解決方案，集成了功能強大的ARM7內(nèi)核，USB 2.0解碼器和音頻流及麥克風的功能。TDA8932BTW是一個2×15瓦、高效率、D級別放大器，可提供高品質(zhì)的音效。
但業(yè)界也有不一致的看法。章?表示，對于支持數(shù)字音頻的獨立USB解決方案，應(yīng)該不會在手機設(shè)計領(lǐng)域得到廣泛應(yīng)用。目前大部分的手機芯片已經(jīng)具有較強的音頻處理功能，從長遠來看一定是在基帶處理器或應(yīng)用處理器中強化類似的功能，而不會采用單獨的專用芯片方案。
應(yīng)用以USB Client為主
USB分為不同的標準，最常見的是USB1.0和USB2.0。按照其工作模式不同，USB也可分為USB Client、USB Host和USB OTG三種。這幾種不同模式的USB接口在設(shè)計時有不同的協(xié)議和硬件要求。上海禹華通信技術(shù)有限公司智能手機部副總裁章?指出，在工作模式中，目前在手機中應(yīng)用最為廣泛的是USB Client，基本能滿足現(xiàn)階段手機設(shè)備的數(shù)據(jù)傳輸要求。就標準而言，USB1.2和USB2.0中的Full Speed應(yīng)用得比較多。相對而言，USB Host和USB OTG設(shè)計難度偏大，成本也偏高，在目前市場上的手機產(chǎn)品中還不是主流。
USB接口在手機中大規(guī)模應(yīng)用從去年開始。隨著手機多媒體功能的普及，手機需要與PC進行快速的數(shù)據(jù)交互，比如下載音樂、圖片等，而USB作為高速數(shù)據(jù)接口，其數(shù)據(jù)傳輸速率比串口快得多，并且實現(xiàn)簡易。
主要通過基帶芯片集成
手機USB接口功能的實現(xiàn)亦走過了一段小小“彎”路。業(yè)內(nèi)人士介紹，兩三年前，手機USB接口需求不多，如果需要這一功能的話，就擴展一個USB的收發(fā)器芯片，這有ST、NXP、Atmel、Cypress、NS等供應(yīng)商。收發(fā)器芯片只是完成物理層的工作，還需要在基帶芯片中將USB的上層協(xié)議實現(xiàn)，這也增加了成本和難度。而隨著基帶芯片集成度的提高，目前市場上多數(shù)基帶芯片都可把原來獨立的USB收發(fā)器功能集成了，因而不再需單獨的USB收發(fā)器芯片。
章也告訴《中國電子報》記者，對于在手機上使用的USB功能，無論是USB Client、USB Host還是USB OTG，一般都不會使用分立的USB控制IC。章?還指出，手機USB接口的發(fā)展方向：一是支持USB 2.0標準，以支持更高的傳輸速率；二是升級到OTG模式，OTG接口可根據(jù)使用情況靈活配置設(shè)備通信中的主從狀態(tài)，但其協(xié)議復(fù)雜，設(shè)計難度較大，未來市場會在成本與性能考量來取得平衡。在主流半導體廠商下一代高端手機芯片產(chǎn)品中，一般都會考慮集成一個USB host口或者USB OTG口，這是一個趨勢。
未來分立還是集成？
目前USB接口主要完成傳統(tǒng)的數(shù)據(jù)傳輸功能，未來隨著手機接口功能的“多樣化”對USB接口提出新的要求。恩智浦半導體大中華區(qū)市場營銷經(jīng)理李嗣浩指出，目前手機面臨的問題是充電接口、耳機接口不統(tǒng)一，因而一些大的手機廠商在考慮將USB接口變成一個通用接口。它帶來的好處在于降低了成本，PCB板空間更少，有利于手機更為輕薄短小。
“目前USB2.0標準的發(fā)展趨勢是將主音頻流功能轉(zhuǎn)移到主設(shè)備的USB連接器上，同時兼有電池充電及個人電腦同步功能?！崩钏煤浦赋?。針對此，恩智浦(NXP)推出了業(yè)界首款USB2.0單芯片的數(shù)字音頻解決方案Nexperia PNX0161，它可提供立體聲回放和錄音以及FM收音機功能。
李嗣浩表示，功耗問題是為耳機提供數(shù)字音頻遇到的最大挑戰(zhàn)，而PNX0161內(nèi)置電源管理功能和智能電源控制也使使其成為強大的省電解決方案。PNX0161為降低主機噪聲特別設(shè)計，它支持兩種版本—可編程Flash或具有成本效益的ROM，并在產(chǎn)品量產(chǎn)期間進行無縫切換。PNX0161的好處還在于其有內(nèi)置的DSP軟件。李嗣浩指出，它可使制造商能夠?qū)馄鬟M行預(yù)設(shè)，最大限度地消除回音，從而得到良好的音質(zhì)?？删幊藺RM7TDMI內(nèi)核內(nèi)置了由USB總線提供電力的DC/DC轉(zhuǎn)換器，這種解決方案支持USB Host和USB OTG。
他還進一步指出，市場上的USB接口只完成傳統(tǒng)的數(shù)據(jù)通信功能，但沒有音頻解碼功能，或者需要外接幾個芯片來完成，其功耗、音質(zhì)都沒法與NXP的解決方案相比。目前NXP正與全球前五大手機廠商之一一起合作開發(fā)這一項目，今年年底將量產(chǎn)，相信中國手機廠商也將跟進。
此外，PNX0161還可在MP3底座、手機底座、筆記本電腦等實現(xiàn)延伸應(yīng)用，加兩個喇叭就可實現(xiàn)電話會議功能。李嗣浩表示，因為加了喇叭，功率要達到10W，因而還需再加一個D類放大器。針對下一步市場，李嗣浩表示，預(yù)見到USB2.0在移動設(shè)備中不斷興起的標準化應(yīng)用，NXP也將不斷擴大USB2.0在GSM/MP3對接站參考設(shè)計的應(yīng)用。NXP推出了SAA9870和NXP TDA8932BTW，SAA9870是單芯片解決方案，集成了功能強大的ARM7內(nèi)核，USB 2.0解碼器和音頻流及麥克風的功能。TDA8932BTW是一個2×15瓦、高效率、D級別放大器，可提供高品質(zhì)的音效。
但業(yè)界也有不一致的看法。章?表示，對于支持數(shù)字音頻的獨立USB解決方案，應(yīng)該不會在手機設(shè)計領(lǐng)域得到廣泛應(yīng)用。目前大部分的手機芯片已經(jīng)具有較強的音頻處理功能，從長遠來看一定是在基帶處理器或應(yīng)用處理器中強化類似的功能，而不會采用單獨的專用芯片方案。
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