无需重新计就可升级至高速USB手机的方法

蜂窝服务提供商一直在努力向用户提供更多的功能，在日趋饱和的市场中这些新功能可以增加人均收入(ARPU)值。过去几年来，手机一直在集成数码相机(DSC)功能。
现在，各地商店中的大部分手机都已将数码相机作为标准配置。其驱动力是用户在打电话时有可能需要拍照并与朋友分享，从而为蜂窝服务提供商带来新的收入来源。

在最近几年中已经开始的新的发展趋势包括了将便携式媒体播放器(PMP)功能集成进手机中。这样，当用户通过网络下载喜爱的媒体数据时，蜂窝服务提供商就可以在收取通话费用的同时对音乐和视频内容进行收费。

随着移动手机不断地集成诸如高分辨率数码相机、PMP以及PDA等新功能，用户需要方便地在手机和PC之间传递数据。作为MP3播放器(PMP)、数码相机(DSC)、闪盘、硬盘中普遍使用的标准数据传送方法的USB将成为最佳替代方案。

全速与高速USB

目前大部分手机支持全速(FS)USB(12Mbits/s)，这对地址薄等少量数据传输来说已经足够了。但当增加了MP3播放器和高分辨率数码相机后，FS USB就显得有些落后了，因为此时的手机和PC之间需要传输大量的数据。用户已经被专用PMP和DSC采用的高速(HS)USB的480Mbit/s速度宠坏了。在传送MP3和图像文件时必须使用全速传输只能使用户感到失望。

比较用HS USB和FS USB进行手机到PC的数据传输可以发现，采用HS USB从PC主机到手持设备传送105MB的数据需要大约33秒的时间，而FS USB完成同样的传送几乎要花上13分钟的时间。

目前采用闪存的先进手持设备支持高达8GB的数据存储量，如果采用全速USB传送这些数据要花上超过17个小时的时间，而高速USB只需44分钟。采用硬盘的先进手持设备存储容量更是高达80GB，此时采用全速USB的传送时间将增加10倍，达到170小时，而高速USB只需7.3小时(440分钟)。

目前的手机使用FS USB有好几个原因，包括诊断和制造可测试性以及modem的连接。前者可以为手机OEM商提供在生产线上测试手机的便利方法，以便确保质量，减小或消除现场故障。FS USB的带宽对这些任务来说足够了。后者可以为用户提供将手机作为modem使用的途径，作为modem的手机可以连接到笔记本电脑上实现无线互联网访问。FS USB提供高达12Mbits/s的带宽，已经足够(至少理论上)支持现有的2G数据标准，如GSM的GPRS和EDGE以及CDMA的1xEV-DO和1xEV-DO Rev.A，甚至可以支持新兴的3G标准，如HSDPA和HSUPA。

因为FS USB可以为这些功能提供足够的带宽，手机OEM商更倾向于保留已有的技术，并在设计中使用HS USB控制器或物理芯片来简单地增加对HS USB的支持。这样做只是增加了大容量存储要求的高带宽通道，因此在集成PMP和DSC功能方面可以获得更好的消费体验。这种方法只需在FS USB旁增加对HS USB的支持就可以使现有平台简单地升级到HS USB。通过两步方式引入HS USB，OEM商可以将用于多媒体数据输送的HS USB连接更快地推向市场，这要比整个重新设计HS USB系统要快得多。

以这种方式增加HS USB的另外一个原因是目前HS USB控制器支持的端点数量有限。在PC应用中，HS USB控制器通常有特殊的用途，只要求很少量的端点(也就是说对大多数应用来说4个或8个端点就足够了)。但移动手机要利用USB提供许多功能，因此对端点的要求有显著的提高，已经有12个或16个甚至多至20个端点的建议。移动手机支持的功能例子(每个功能要求一个或多个端点)包括：大容量存储、媒体传送协议(MTP)、modem(CDC)、设备管理、对象交换(OBEX)以及调试/测试。基于这个原因，手机设计师可以同时使用FS和HS USB数据路径来支持比单独使用HS USB数据路径更多的端点。

全速和高速做在一起

那么如何在支持FS USB的现有手机OEM设计中增加HS USB功能呢？显然，不能简单地作为独立实体增加，否则手机上需要两个迷你或微型USB连接器，这样做只会增加成本，并使用户感到困惑。最具性价比也能减少用户困惑的方法是，将两个USB数据管道合并到一个连接器上(图1)。

每个设计过高速信号的设计师都知道，虽然FS链路侥幸能满负荷工作，但HS链路可能根本无法建立。这是因为FS走线会成为HS传输线的分支和天线，从而引起信号质量的严重下降以及信号眼图的关闭。这种结构还需要假设HS和FS USB输出可以支持某种类型的三态模式才能使设计成功(也就是在FS工作时HS信号呈三态，反之亦然)。这是大多数USB设备无法支持的功能，也是PC等传统设备所无法支持的。对PC来说，有多个连接器是很正常的，根本无需将多个USB信号合并到一个连接器上。

隔离全速和高速信号走线

因此工程师必须完全隔离FS和HS USB信号走线。目前将HS USB集成