USB标准适用于哪些应用
打印机的需要,这种打印机甚至开始配置小型数码显示器,不仅能显示图片和文件,而且还可进行图文编辑。尽管这在连接到 PC 时没什么用,不过对两用 OTG 设备来说还是非常有用的。
PC 摄像头或网络摄像头
网络摄像头通常分为两类,一是采用压缩技术的设备,二是发送原始数据流的设备。这两种类型的设备都支持同步数据流。第一种设备通常以每秒 30 帧的速率对未压缩视频数据进行播放,分辨率为 640x480 百万像素;第二种设备以每秒 24 帧的速率进行播放,分辨率为 1024x768,支持 RGB-24 (24 位,数百万种色彩)。此外,大多数网络摄像头通过总线供电。与喷墨打印机一样,这种设备不同品牌差别也不大,都是价格敏感型产品。表 1 和图 2 显示了使用不同摄像头对非压缩数据的带宽要求。
表 1. 网络摄像头的带宽要求
摄像头 1 | 摄像头 2 | 摄像头 3 | 摄像头 4 | |
横向像素 | 640 | 800 | 1024 | 1280 |
纵向像素 | 480 | 600 | 768 | 1024 |
每秒帧数 | 30 | 27 | 24 | 15 |
位数/像素 | 24 | 24 | 24 | 24 |
原始带宽 (Mbps) | 221 | 311 | 453 | 472 |
图 2. 网络摄像头的带宽要求
图 2 显示出,在使用非压缩摄像头时,必须采用高速 USB 标准。即便摄像头采用压缩数据,吞吐能力仍然要达到 30 Mbps 乃至更高。因此,这时我们必须使用高速 USB 连接。
USB OTG 不适用于网络摄像头应用,摄像头功能无需作为主机使用。同样,摄像头也不适合作 OTG 设备的外设,因为摄像头会要求 OTG 主机提供超过 8mA 的电流,而且这样一来会增加外接电源或要求采用电池。
同样,就 Certified WUSB 而言,功耗和成本问题也会使摄像头不适于采用 Certified WUSB 连接。摄像头的平均售价约为 60 至 100 美元。从经济角度来说,如果采用WUSB 硅技术将使摄像头的成本相应提高5至10美元甚至更高,这是不可行的。此外,要支持 WUSB 的话,摄像头制造商还必须提供 AC 电源转换器,这不仅会提高成本,而且还会让 WUSB 的便捷优势大打折扣。
扬声器/耳机
我们在考虑扬声器的同步带宽要求时,首先要做的就是了解其支持哪种音频格式,具体包括杜比数码 (AC-3)、DTS 数字环绕音响、THX 和新一代非压缩音响等。杜比数码是一种 5.1 声道的环绕音响格式,也是 DVD 视频的标准。DTS数字环绕音响也是一种 5.1 声道的环绕音响格式,是一种能够与杜比数码相媲美的类似技术。THX Surround EX 也称作杜比数码 EX,指的是支持最新 6.1 声道环绕音响格式的新版杜比数码,它通过新增位于观众身后的一个或两个扬声器,改进了原先的 5.1 声道效果。此外,还有几种音频格式也能与杜比数码相提并论,如顶级扬声器可支持 24 位、每声道 96kHz 的非压缩数据流。表 2 总结了不同格式的带宽要求,其中唯一超越全速 USB 支持能力的格式就是新一代非压缩音频。
表 2. 音频带宽要求
类型 | 参数 | 带宽要求 |
杜比数码 | 5.1 声道 | 448 kbps、384 kbps |
DTS | 5.1 声道 | 1.5 Mbps、754 kbps |
THX | 6.1 声道 | 1.5 Mbps |
新一代音频格式 | 24 位,每通道 96kHz的非压缩(5、7通道)数据流 | 11.5Mbps, 16.1Mbps |
扬声器似乎不太适合作为全面的 OTG 设备,不过它们可以作为具备OTG功能的外设,支持音频或视频播放器,其中包括如 MP3 或便携式 DVD 播放机器等。对 WUSB 而言,重点主要是高端扬声器,它们能承受更高的材料清单成本(BOM)。这种扬声器可以作为 PC 的高端游戏音响系统,也能作为家庭娱乐系统的低音炮和扬声器组合。一般 PC 扬声器(低成本扬声器,通常都随 PC 或其它低端专用产品配套提供)不会采用这种标准,因为这会提高成本,消费者也不希望为性能平平的无线扬声器多掏腰包。
相比于扬声器,耳机的带宽要求更容易被满足,全速 USB 完全可以满足有关要求。通常说来,耳机只需要 128 kbps 的带宽来支持两个高质量音频流。耳机不必支持 OTG 功能,不过作为目标外设,还是很不错的解决方案。高端耳机(平均零售价在 199 美元以上)可采用 WUSB 技术连接到 PC,支持 VoIP 等应用,也可支持 PDA、移动电话等。
未来——今后 USB 将如何发展?
为了真正评估速率需求,我们应了解哪些因素将推动速率增长。上述终端设备的发展呈现两大趋势:一是内容越来越丰富,二是存储容量越来越大。正如蛋和鸡的道理,我们说不清楚到底是丰富的内容推动了存储容量需求的增长,还是存储容量的增长催生了消费者对内容丰富性的需求。
内容的丰富性突出表现在数码相机市场上。1998 年,DSC 的平均分辨率为 100 万像素。2004 年为 500 万。现在,像素已接近 1000 万。如今,移动电话也具有支持 130 万像素的拍照功能,今后几年将向 500 万像素发展。没有任何迹象表明这一发展趋势会减速。
同时,D
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