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USB3.0为移动设备带来超快的连接速度

作者: 时间:2013-08-06 来源:网络 收藏

除了USB 2.0微型连接器以外,今天大多数高清手持设备都有一个HDMI(高清晰度多媒体接口)微型连接器,用于传送高清视频流。但是,制造商可以省略掉微型HDMI接口,而代之采用MHL(移动高清链接)接口传送高清视频,MHL是一个新提出的移动音/视频接口,可将直接连接到高清电视机和外接显示器上。由于MHL与连接无关,因此USB 3.0可以替代它承载音视频信号,从而避免了对其它HDMI微连接器的需求。

  USB 3.0微型连接器小于USB和HDMI微型连接器两者之和。HDMI微型连接器尺寸为6.4mm长,而USB2.0微型连接器长度为7.8mm。考虑到两者之间要有一个间距,则总连接器的长度就达到约15mm~16mm,超出微型连接器25%以上。因此,制造商可以用一个多功能USB 3.0微型连接器做出精致的设计,获得更快的内容传输速度、电池充电速度,以及通过MHL的高清视频流。

  拓展了吞吐量

  大多数中的存储器采用的是SD(安全数字)卡或eMMC(嵌入多媒体卡)闪存技术。SD 2.0标准支持最大25MB/s速度,而eMMC 4.3标准支持最大52MB/s。两者均不能有效地利用的全部数据带宽。不过,新的SD 3.0标准改变了这种局面,新标准将SD性能提高到104MB/s。同样,最新的eMMC 4.41规范将升级到104MB/s。SD 3.0已面世,micro-SD版随后就到,而符合eMMC 4.41的闪存器件则已量产。

  USB 2.0几乎不支持当前的存储标准(图3)。到2012年底,基于UHS(超高速)II和UFS(通用闪存)的器件进入市场时,USB 2.0将很快成为整体数据传输路径上的速率瓶颈。移动系统制造商必须在自己的新设计中采用USB 3.0,才能充分利用到这些存储提升的优势。

  图3,作为接口演化的一部分,USB 2.0勉强支持着今天的存储标准。

  伴随高清视频记录功能的渗透,移动设备中数字内容量也在持续增长。一个10分钟的家庭电影可以很容易地占到数吉兆的存储量。今天,用户一般会将这些电影传送到PC上,做编辑、分享和回放。这对USB2.0尚算一个勉强的工作,而USB 3.0 SuperSpeed则可提供几乎无等待的即时感受。

  由于存储数据量太大,手机和平板供应商都在寻求用RAID(独立磁盘冗余阵列)技术来提高数据流量。采用RAID-0结构时,大数据被分成条带,同时存储在两个SD或eMMC卡上。RAID-0与USB 3.0同时使用时,存储设备的最大吞吐量可以翻番,更有效地使用USB 3.0的可用带宽。今天,一台有最快USB2.0接口的手机要传送一部8GB的电影,需要花7min,速度是18MB/s。升级到USB 3.0后,拓宽了数据传输通路,数据传输可以达到当前存储器的峰值极限,这意味着,一个支持USB 3.0端口和两个存储设备的RAID-0结构的内部桥可以运行在存储设备的最高性能。这个速度现在大约为150MB/s~200MB/s。以此速度,一部8GB电影的传送时间减少到41s(图4和图5)。

  图4,USB 3.0理论上可提供高达600MB/s的数据传输速率(a),因此一个8GB的文件,只需要不到14s的传输时间(b)。而实际上,存储器的速度限制了数据传输速率。通过采用内部桥和RAID-0结构,存储器的速度可达到150MB/s~200MB/s,因此一个8GB要花41s。

  图5,Cypress公司Benicia USB 3.0存储控制器作为内部桥,能够实现高效率的便携设备数据流,并提供RAID-0结构。



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