FTDI 的 Chee Ee Lee 與 EETOP 談論有關(guān)USB3.0 在未來的展望
2015-10-10 08:56:44 EETOP
簡介: 總部設(shè)在新加坡，Chee Ee Lee是FTDI的產(chǎn)品研發(fā)部負責人，擁有超過20年的行業(yè)經(jīng)驗，之前曾就職於ST-Ericsson與飛利浦半導體。
EETOP: 你覺得USB3.0最大的好處在哪里?
Chee Ee: USB3.0 SuperSpeed在數(shù)據(jù)傳輸速率上比USB2.0提升了相當大的幅度，而工程師們也從之前的USB經(jīng)驗上相當熟悉隨插即用的連接方式（這也是它最大的優(yōu)勢）。由于它提供了更高的數(shù)據(jù)傳輸能力 - 通過全雙工高達5Gbits/ s的硬件結(jié)構(gòu) ， 這將讓工程師們能夠解決比之前更多需要高數(shù)據(jù)的應用。另外，新規(guī)格的電力輸出可達100W（相對于前一代為10W）。與舊的USB向后兼容則意味著原有設(shè)備升級到USB 3.0是簡單和合乎成本效益的。最后，配上小巧的連接器，在現(xiàn)代有限空間的設(shè)計下可高度優(yōu)化。
EETOP: 該標準已經(jīng)存在了相當長一段時間。那么，為什么到目前為止很少出現(xiàn)在嵌入式系統(tǒng)設(shè)計上？
Chee Ee: 最初，是許多系統(tǒng)內(nèi)的其他元件沒有能跟上而導致的瓶頸，就算遷移到更高速互連技術(shù)在整體系統(tǒng)上也看不到所帶來的好處。如果在系統(tǒng)設(shè)計上的各元器件（如傳感器，存儲器等）也可達到更高速的性能， USB 3.0就會變得更加令人注目。另外，操作系統(tǒng)（OS）的支持也帶來一定程度的影響。這意味著，雖然USB3.0在過去的幾年里看到在消費市場的需求比較強勁，隨著平板電腦和筆記本產(chǎn)品將其納入，將使得這樣的產(chǎn)品在嵌入式領(lǐng)域?qū)⒏衅浒l(fā)展的空間，隨著操作系統(tǒng)更廣泛的支持（特別是Linux和Windows10），這一切都非常迅速地開始改變。
EETOP: 所以，現(xiàn)在的操作系統(tǒng)支持的問題已經(jīng)解決了，代表USB 3.0的配置將普遍地用於嵌入式系統(tǒng)設(shè)計嗎？
Chee Ee: 恩，無疑是有潛在的問題和挑戰(zhàn)需要被克服，這些都反映在本身的技術(shù)和成本考量上。
EETOP: 你認為什么是USB 3.0技術(shù)在未來幾年最重要的應用？
Chee Ee: 使用USB3.0進行批量的數(shù)據(jù)傳送至外部存儲設(shè)備顯然是一個非常重要的因素，另一個則是不斷增長的市場，在各不同工業(yè)領(lǐng)域利用高清視頻內(nèi)容的所產(chǎn)生的需求，這些應用首要是要有先進的機器視覺系統(tǒng)，包括監(jiān)控設(shè)備丶數(shù)字標牌丶醫(yī)療成像丶工業(yè)數(shù)據(jù)記錄和終端銷售系統(tǒng)（POS）等。我們在FTDI已經(jīng)看到許多不勝枚舉的例子，包括：
• 管道的流體監(jiān)測 － 監(jiān)測數(shù)據(jù)以確保防止任何泄漏或堵塞問題。
• 視頻圖像的應用，如安全/樓宇門禁系統(tǒng)等。更高質(zhì)量的視頻內(nèi)容不斷推陳出新。如USB3.0可以以120Hz的速度支持1920×1080像素的分辨率的視頻，它提供了超過足夠的帶寬以提供足夠的高清圖像數(shù)據(jù)并維持其幀速率，以保持不產(chǎn)生滯后或失真的流暢的視頻播放。
• 環(huán)境感應系統(tǒng)用于檢查潛在的空氣中有害的化學化合物水平 - 以確保安全值不超標。
• 工廠的生產(chǎn)線 - 機器視覺在過去的幾年里蓬勃發(fā)展，對更精細的圖像的需求不斷地增加，這些使用更高分辨率的傳感器需要高速數(shù)據(jù)接口來達成整個系統(tǒng)運作。在這些更復雜的系統(tǒng)的控制下，可以達到更高水平的質(zhì)量控制指標和更多的產(chǎn)量。
• 三維成像 －例如銀行同時用多個攝像機從多個角度拍照一樣，用此技術(shù)可以用于在逼真的游戲或捕捉身體或肢體影像以做更多的應用。
• 交通監(jiān)測系統(tǒng) - 在這里，可以由高分辨率的圖像傳感器，輔之以的USB 3.0接口可帶來更清晰的圖像，安裝相機在馬路上，系統(tǒng)將能夠管控流量和識別車輛的車牌號碼等，以杜絕違規(guī)。
EETOP: 什麼樣的接口標準將是在這些類型應用的對手，或是說因此會被邊緣化？
Chee Ee: 對于許多應用而言還尚待討論，USB3.0競爭者主要是FireWire，HDMI，以太網(wǎng)和CameraLink等。從速度的角度來看，它可以超越以太網(wǎng)，FireWire和CameraLink，同時具有比HDMI更大的靈活性。數(shù)據(jù)和功率可以通過只是一條電纜被供給，則是必須考慮的另一個重要的優(yōu)點。這意味著，就如同USB 3.0攝像系統(tǒng)的部署，更簡單，成本更低，以及占用更小的空間。
EETOP: 你覺得什么是USB3.0技術(shù)在短/中期實現(xiàn)上的挑戰(zhàn)？
Chee Ee: 雖然，前面已經(jīng)討論過，USB 3.0的應用前景十分廣闊，但半導體產(chǎn)業(yè)需要能夠提供芯片解決方案，我們充分意識到，工程師正在努力克服開發(fā)上的難題。目前市面上的芯片有很大一部分都無法做到這一點的主要原因，這是因為大多數(shù)的USB 3.0的IC在嵌入式系統(tǒng)中都是基于微控制器架構(gòu)。這具有許多重大影響 － 不止系統(tǒng)成本變高，必須有更多的工程資源。在微控制器上需要創(chuàng)建，編譯和調(diào)試大量代碼。這需要時間和相當?shù)膶I(yè)知識開發(fā)。另外，這樣的微控制器內(nèi)核所要搭配的資源將推高單位成本，并多占用了寶貴的電路板空間，提高整體的功率消耗。
EETOP: 那么，有什么替代微控制器的方法嗎？
Chee Ee: 許多人現(xiàn)在有硬件連線方案，而不是微控制器的解決方案，這樣的觀點將是最有吸引力的方式來完成的USB 3.0部署。在FTDI，我們堅持這一觀點。很顯然，采用微控制器為基礎(chǔ)的架構(gòu)為USB 3.0是根本沒有效率。可編程的方面是，在大多數(shù)情況下是不實際需要的東西，它只是增加了預算丶浪費開發(fā)時間丶增加功率消耗及PCB空間等。工程師需要使用另一種方式來將USB3.0技術(shù)應用到他們的系統(tǒng)，使預算，電源和空間的限制一并整體考量。在我們最近推出FT60X系列的每個USB 3.0接口設(shè)備的集成電路具有專有的硬連線的32位處理核心（在100MHz運行）。這比剛剛討論過的微控制器解決方案更加簡化。不需大量的代碼的創(chuàng)建和調(diào)試是可以避免的，開發(fā)時間可以縮短，元件和材料成本也可有效控制。
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