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新一代消费电子接口技术争奇斗艳
2011/12/5 13:43:45    

消费电子行业充满机遇和挑战,从来不乏亮点。电视的出现改变了人们的娱乐方式,电脑的出现改变了人们的工作方式,手机的问世改变了大家的沟通方式,互联网的出现则彻底颠覆了地球人的生活方式。正当笔记本、上网

本、手机为争夺互联市场难分难解的时候,大洋彼岸的史蒂夫·乔布斯(Steve Jobs)于2010 年1 月27 日在美国旧金山欧巴布也那艺术中心(芳草地艺术中心)发布了苹果公司的创新产品——iPad 平板电脑。iPad 对业界

的最大贡献是创造了一种介于智能手机和笔记本电脑产品之间的“异类”,而且目前这种“异类”目前异军突起,进一步扩大了数码产品的阵营。

事实上,消费电子产品是一个丰富多彩的世界,包括多种我们熟悉的产品,消费者每天都会用到,如电视、立体声和音频设备、便携媒体播放器、机顶盒、游戏机、DVD 和蓝光播放器、数码相机、投影仪和摄像机、数码相框

、电子书阅读器,以及洗衣机、冰箱、微波炉、空调器、热水器、饮水机等传统家用电器。统计显示,消费电子产品,特别是新一代便携式数码产品市场最易受到创新技术、杀手级应用(killer application)、经济环境和

假日活动的影响。

在消费电子产品的发展中,系统芯片(SoC)至关重要,新一代接口和连接技术对产品的普及功不可没, 例如USB、HDMI、Displayport、DVI 等。这些方便实用的接口不但扩展了产品的功能,而且将它们与周边设备连接起来

,便于数据交换和信息处理,提升了用户体验。


(1)USB 接口霸主地位难撼


USB 是目前应用最为广泛的接口技术,拥有广泛的用户支持,目前每年产出的USB 装置数量高达30亿台,2010 年大约有12 亿部手机支持USB。在PC和笔记本电脑领域,USB 是标准配置;在其他便携式领域,USB 如果不是唯一

接口,也是主导型接口。

USB-IF 组织主席暨英特尔移动系统架构师BradSaunders 表示,新的USB 供电规格将会突破原本简单的电池充电能力。举例来说,将可以对笔记本电脑进行充电,未来将可能仅仅使用USB 作为唯一的电源供应方式。

目前,USB 3.0 推广小组正在研拟一份新的规格强化在电力方面的能力,目标是要能提供个人计算机周边超过100W 的供电,也将保留目前在1.2 板的规格中对于电池充电的应用。USB 3.0 推广小组由惠普(HP)、英特尔

(Intel)、微软(Microsoft)、瑞萨电子(Renesas)、ST-Ericsson、德州仪器(TI)所组成。先前的USB 3.0 规格让传输速度达到5Gbps,较2.0 版的要快十倍,而150mA 的电流也比2.0 多了50%。新的USB 3.0 电力规格

将会更进一步的驱动如LCD 或是高速外接硬盘这种较为耗能的设备,而不需要额外的电缆。如果一切顺利的话,明年开发人员将可以进行未来产品的开发动作,不过用户不会那么快看到产品上市。

新的USB3.0 供电规格将会与现有2.0 与3.0 规格兼容,但是消费者必须要更新USB 电缆与集线器,以便支持新技术与更大的电流供给。Saunders 表示,新的供电标准需要在VBUS 电力线路上作变更,现有的USB 集线器不可能

传递100W 的供电能力,因为其设计规格上仅能提供7.5W 的供电能力。要使用更大的电力,电缆也必须更新才能被新的规格侦测并支持,不过新电缆也会支持原先的USB 接口。

根据In-Stat 预计,2011 年将会有8000 万台出货的装置可支持USB 3.0。虽然面临价格因素和Thunderbolt 的骚扰,USB 3.0 作为移动接口霸主的地位短期内难以动摇。不过,首款支持USB 3.0 的手机可能要等到2013 年才

会出现在市面上。

PC 制造商方面,全球老大惠普(HP)2011 年5月表示,已经决定支持现有的USB 3.0,而非转移到新的Thunderbolt,理由是现有的周边都支持USB 3.0标准,而支持Thunderbolt 的周边还没有出现。惠普表示,至少在PC 方面

,USB 3.0 似乎是制造商们目前的选择。

值得注意的是,Wireless USB 也是一项很有前景的技术,它可以彻底减少周边的缆线,并且还有可能推出通用的无线扩充基座。通用的无线扩充基座对于移动用户将会有两大影响:它将会让基座变得更便宜,而且能摆放基座

的场所也变得更多。例如,办公室与其他场所可以设定公共工作区域,员工们随时可以使用基座,不论他们的平台是Windows、Mac、Linux、iPad 等,只要有Wireless USB 即可。


(2)HDMI 将是主要影音设备接口


HDMI 于2002 年下半年上市,现在已被多种产品采用,包括数字电视、机顶盒、蓝光播放器和游戏机。在2010 年付运的所有数字电视、蓝光播放机、刻录机、标清DVD 播放机和刻录机、高清机顶盒中,几乎都采用了HDMI 技

术。同时,HDMI 在移动PC、图形卡、PC 监视器中的市场份额也在不断增加。另外,带有HDMI 接口的移动电话付运量在2010 年也首次突破了100 万部。

IHS iSuppli 公司显示及消费电子首席分析师Randy Lawson 表示,2010 年HDMI 在全球电视市场的占有率超过75%,到2012 年末将超过90%。诸多因素将促进HDMI 在这些领域中的发展,包括采用数字格式的内容增多、支持数

字编码内容的显示器和音像设备数量增长以及1080p 全高清电视不断发展。

在液晶电视和其它高级数字设备中,HDMI 是事实上的连接标准,2011 年将有近6.3 亿个消费电子产品采用,并充当主要的设备接口。今年支持HDMI的设备的全球工厂出货量将从2010 年的4.777 亿个增长到6.291 亿个,增幅

高达44%。而2009 年的增长率更高,达到53%。未来三年的增长速度将有所放缓,但仍将保持在20-35%,到2014 年将有大约13亿个设备采用HDMI。

HDMI 规范不仅在消费电子领域继续保持强势,近年来已进入PC、监视器和手机之中。实际上,IHS公司预测,到2014 年这些设备将占总体HDMI 设备的51%,一举改变传统消费电子领域占多数的局面。


(3)DisplayPort 将扮演与HDMI 互补的角色


随着使用了数十年的VGA 接口终于开始更换,DisplayPort 在计算设备市场越来越多地得到采纳,用于移动PC、台式PC、显卡、平板监视器和商用投影仪。DisplayPort 早期支持者包括戴尔和惠普,它们推出了少数采用

DisplayPort 接口的笔记本电脑和台式电脑,其中联想集团(LENOVO)把DisplayPort 接口加入了几种Thinkpad 扩展坞产品线。此后,DisplayPort 进一步发展,尤其是三大中央处理器和显卡生产商——英特尔、AMD 和英伟

达,都把DisplayPort 集成到了它们现有的产品之中,这些公司暗示将在五年内停止支持VGA。

苹果公司2009 年在其台式电脑和笔记本电脑中采用了DisplayPort 接口,为当时出现不久的这种以PC 为中心的标准提供了急需的动力,将其推到一个高点。在苹果采用之前,市场中只能偶尔看到采用这种接口的产品。特别

是2010 年,所有苹果电脑全部采用了DisplayPort 技术。

目前,DisplayPort 的衍生品也已问世,如iDP( 内部DisplayPort) 和eDP( 嵌入式DisplayPort),用来代替基于低电压差分信号(LVDS)的笨拙的老式解决方案,以提供更加简单、成本更低的串行接口方案。LVDS 用于

把视频及图像数据从PC 和电视主板传送到集成LCD 面板。

IHS iSuppli 公司的研究显示,有了CPU 厂商的大力支持,同时厂商对集成VGA 的支持减弱,采用DisplayPort 的设备的年度出货量到2014 年将达到4.452 亿个,2009-2014 年的复合年度增长率高达102%。在计算设备市场,

今年全球支持DisplayPort的PC 出货量将从2010 年的2010 万台增长到5410万台,预计到2014 年将达到3.412 亿台。未来四年,由于多数OEM 厂商和所有个人电脑CPU 以及图形处理单元(GPU)厂商将逐渐停止支持VGA 连接

器,DisplayPort 在台式电脑和移动PC 市场的份额将迅速上升,这是其增长的主要动力。

应用方面,DisplayPort 正在成为与HDMI 互补的接口。虽然HDMI 与DisplayPort 在潜在应用与功能方面存在许多重叠之处,但HDMI 在多数消费电子产品中以视频为主,而DisplayPort 则主要充当PC图形输出端口,具有一系

列可扩展的双向接口特点。


(4)中国DiiVA 接口参与竞争


尽管HDMI 取得明显成功,DiiVA 似乎想统领中国消费电子市场。DiiVA 是由中国数字家庭产业联盟重点推广的技术,标准的推广者主要是中国厂商海信、TCL、创维、长虹、康佳、海尔、上广电、熊猫、凌旭等9 家企业,以

及索尼、三星电子。

DiiVA 背后有强大的中国政府,包括工信部、广东省信息产业厅、广州市政府等等,推广者主要是目前中国市场最重要的数字电视、机顶盒、DVD 厂商,芯片目前主要由凌旭(Synerchip)提供,同时靠山寨手机名噪一时的联

发科(MediaTek)也作为标准贡献者,将以物美价廉的芯片来支持这个标准的发展壮大。

DiiVA 是一种强大的高清接口,将提供可与HDMI 媲美的高清能力,甚至强于HDMI,而且可以避开HDMI 的许可费用。虽然HDMI 得到了各类设备的支持,这点不容忽视,但相关机构可能指令厂商采用DiiVA——即使只是为了促

进在技术领域的地区利益,也可能在未来几年给HDMI 进入快速增长的中国消费市场造成麻烦。

IHS 公司认为,虽然DiiVA 在产品发布方面仍然处于相对早期阶段,但仍需密切关注。中国市场已显示出推出自己技术标准的明显倾向,而且DiiVA接口很可能得到希望扩大中国市场份额的外国品牌的支持。在DiiVA 创始成员

中,索尼也是HDMI 接口的最初创始人及支持者。


(5)Thunderbolt伺机而动


Thunderbolt具有一系列颇具吸引力的新特点,可能导致台式电脑和笔记本电脑的显示与数据接口融合。但是,Thunderbolt 只是PC 产业试图吸收的多种新型接口技术之一,初期将在高档系统占有相对较小的份额,而且这类

系统的出货量将较低。

快速浏览一下Thunderbolt 的主要技术参数,就可以很快了解该接口技术可以向市场提供的潜力。这种新型接口技术支持通过五线接口实现每秒10Gb的双通道双向(全双向)数据传输。它与苹果mini-DisplayPort 外部连接器

物理兼容,也支持最高达10W 的功率,允许便携设备通过该接口充电,类似于USB 端口。

由于支持每秒40Gb 的带宽——两个通道每个方向均为每秒10Gb,Thunderbolt 在速度与功率方面均大大强于USB 3.0,也支持DisplayPort 的大部分工作宽带,以及最流行的分辨率和帧速率。

Thunderbolt 为多种标准数据与互连协议——甚至自有接口解决方案提供了一种机制,使其可以集中到一个共同的物理层之中。对于某些设备和应用来说,这种整合到雏菊链(Daisy Chain)接口的做法是一种增值,允许采取

新的部件和设备配置,并为许多存储应用提供了走向高于每秒10Gb 的数据传输的路线图。

近期之内,Thunderbolt 可能在存储领域对其它接口技术构成竞争,主要是USB 3.0 外围存储产品方面。但是,Thunderbolt 在该领域的成功将取决于苹果以外的其它主要PC OEM 厂商对该接口技术的接受率。Thunderbolt 可

能局限于范围较小的高价应用,在这些领域新接口进入市场面临的障碍要少一些。

目前,延缓市场初期接受Thunderbolt 速度的主要问题,也是过去20 年新接口技术进入PC 和消费电子市场时曾经普遍遇到的问题。其中包括硅片与线缆方面较高的实施成本、来自现有I/O 解决方案的竞争、多数信息技术与

消费设备需要向后兼容原有的接口。另外,需要如此高数据率的高端应用在一段时间以后才能逐渐被消费者广为使用,这也会减慢Thunderbolt 得到广泛采纳的速度。(《国际线缆与连接》)

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