ОБЗОР

Финальная версия спецификации универсальной последовательной шины USB 2.0 (Universal Serial Bus) готова и доступна на Web-сайте организации USB Implementers Forum (www.usb.org). Об этом в конце апреля на конференции WinHEC (Windows Hardware Engineering Conference) заявил Пэт Гетсингер - вице-президент подразделения настольных продуктов корпорации Intel (www.intel.com). Напомним, что группа компаний-промоутеров (в нее вошли такие известные фирмы, как Compaq, Hewlett-Packard, Intel, Lucent Technologies, Microsoft, NEC и Philips Semiconductor) начала работать над проектом стандарта USB 2.0 еще в феврале прошлого года. Причем заявления, сделанные отдельными участниками весеннего форума разработчиков Intel в Палм-Спрингсе в 1999 г., внесли в компьютерное сообщество если не сумятицу, то уж, по крайней мере, некоторое замешательство.

Интерфейс USB

Дело в том, что скоростная версия USB претендовала на ряд областей применения интерфейса IEEE1394, по-видимому, не оправдавшего ожиданий. Интерфейс FireWire (с 1995 г. его официальное название IEEE1394) был впервые предложен фирмой Apple Computers. Его дальнейшим совершенствованием занимаются теперь компании Texas Instruments, Symbios Logic и Adaptec. Отметим, что одним из несомненных преимуществ IEEE1394 является изохронность, т. е. транспортировка данных с гарантированной скоростью 100, 200 или 400 Мбит/с. А USB (версия 1.1) обмен информацией с быстрыми устройствами (цифровыми камерами, принтерами, сканерами) идет на скорости 12 Мбит/с, а с медленными (клавиатурой, мышью, джойстиком) - 1,5 Мбит/с. В новой версии последовательной шины данные будут передаваться в 40 раз быстрее - скорость обмена достигнет 480 Мбит/с.

Вообще говоря, создатели новой спецификации предполагают, что в зависимости от решаемых задач скорости использования USB 2.0 можно условно подразделить на три диапазона. На низких скоростях (low-speed) в 10-100 Кбит/с будут работать клавиатуры, мыши, различные указательные устройства, а также игровые консоли. Полная скорость (full-speed) 0,5-10 Мбит/с понадобится в основном звуковым устройствам. Для накопителей информации и устройств обработки изображений предусмотрена высокая скорость (high-speed) 25-400 Мбит/с.

Для успеха внедрения немаловажна полная обратная совместимость USB 2.0 с предыдущей версией стандарта. Существующие USB-устройства могут использовать те же самые кабели, разъемы и программные интерфейсы. USB 2.0 сохраняет функции динамического подсоединения и отключения устройств, распределения напряжения питания, а также управления энергопотреблением, которые были введены в версии спецификации USB 1.1. Основные преимущества остались прежними: шина обеспечивает простое подключение и конфигурирование новых устройств, а также уменьшает число используемых портов в ПК. Стоит отметить, что, по некоторым данным, уже существует свыше 100 млн. портов, с которыми могут работать приборы, оснащенные новым интерфейсом USB 2.0.

Со временем оценки дальнейшей судьбы интерфейса IEEE1394, которые дают разработчики USB 2.0, несколько смягчились. Правда, для него оставлена ниша, связанная даже не с периферийными, а с мультимедийными AV (аудио-видео) устройствами, ожидаемыми на рынке потребительской электроники. Говорят также о камкодерах, цифровых VHS-устройствах, DVD, телевизионных приставках для выхода в Интернет и цифровых телевизорах. По крайней мере, в пресс-релизе, выпущенном совместно компаниями-промоутерами USB 2.0, есть слова о мирном сосуществовании обоих интерфейсов и их безоблачном будущем.

Что же касается USB 2.0, то здесь для объединения периферийных устройств открываются просто невиданные возможности. Действительно, если современная цифровая USB-камера обменивается с ПК данными со скоростью 6 Мбит/с, то занято 50% полосы пропускания интерфейса USB 1.1. В случае USB 2.0 подобная нагрузка составит не более 2%, тем самым шина освобождается для совместного использования ее другими устройствами.

Впрочем, полностью возможности новой шины будут реализованы при эксплуатации камер для видеоконференций с высоким разрешением, нового поколения сканеров и принтеров, вторичных запоминающих устройств и устройств быстрого доступа в Интернет.

Камеры для видеоконференций используют полосу пропускания до 70 Мбит/с и могут поддерживать видео качества MPEG 2 без сжатия. Благодаря высокой скорости обмена (около 100 Мбит/с) новые USB-сканеры обеспечивают достаточное разрешение и приемлемое время сканирования даже без SCSI-интерфейса. При такой же полосе пропускания USB-принтеры не только печатают быстрее, но при этом еще и отображают больше цветов. Внешние запоминающие устройства обычно базируются на накопителях со сменным носителем: CD-ROM, CD-R, CD-RW, для которых приемлемой скоростью передачи является уже 240 Мбит/с. Новый интерфейс найдет свое применение для кабельных и DSL-модемов, Ethernet и иных сетевых плат.

Надо отметить, что одной из основных причин создания новой версии USB, по словам самих же разработчиков, является необходимость более полной интеграции между персональным компьютером и телефоном. Как известно, именно слияние вычислительной и коммуникационной составляющих послужит основой для приложений и устройств следующего поколения. К сожалению, индустрии компьютеров и связи развивались до недавнего времени практически независимо друг от друга. Однако в последнее время ситуация существенно изменилась. За примером далеко ходить не надо. Если разработчиками первых версий стандарта USB были только компьютерные компании, то к работе над новой версией спецификации подключился уже такой гигант телекоммуникационного бизнеса, как Lucent Technologies.

Поддержка индустрией

По понятным причинам огромное значение для продвижения нового интерфейса имеет поддержка со стороны фирм - производителей не только оборудования, но и полупроводниковых микросхем. Разумеется, тон задают Philips Semiconductors, Intel и Lucent Microelectronics, хотя немаловажным фактором стала позиция таких известных компаний, как Fujitsu, InSilicon, Kawasaki LSI, ST Microelectronics, Texas Instruments и др. Например, по данным Dataquest, фирма Cypress Semiconductor является лидером рынка USB-микросхем. В этом году планируется продать 50 млн. USB-устройств. Недавно эта компания анонсировала новый USB-контроллер, работающий на тактовой частоте 48 МГц. Семейство устройств EZ-USB FX позволяет обеспечить высокоскоростной ввод-вывод информации и настраиваемый интерфейс для сканеров, принтеров, DSL, кабельных модемов, адаптеров беспроводных сетей и другого оборудования USB 2.0. Кстати, аббревиатура FX (Fast/Extended) означает, что в новом семействе микросхем реализованы функции прямого доступа к памяти DMA, встроенного буфера FIFO и программируемого интерфейса общего назначения GPIF. При использовании чипов CY7C646XX, входящих в семейство EZ-USB FX, пиковая скорость обмена может достигать 96 Мб/с. Вообще говоря, семейство EZ-USB FX состоит из семи различных продуктов, которые выполнены в корпусах PQFP с 52-, 80- и 128-контактными выводами.

Практически одновременно с объявлением о готовности новой спецификации USB 2.0 корпорация Philips Semiconductors анонсировала периферийный полнофункциональный приемопередатчик ISP 1501, специально предназначенный для обновленной версии интерфейса. Дело в том, что более высокие скорости работы накладывают свои ограничения на используемые чипы. Например, если версия интерфейса USB 1.1 позволяет передать 1 Гб данных с жесткого диска компьютера примерно за 15 мин, то при использовании USB 2.0 эта операция займет всего около 1 мин. Микросхема ISP 1501 тактируется частотой 30 МГц и обеспечивает двунаправленную передачу 16-разрядных данных. Она выполнена в 48-контактном корпусе LQFP и предлагается по цене 2 долл. в партии из 50 тыс. штук.

Компания Terayon Communications Systems начала использовать микросхемы USB-контроллеров EL1210A фирмы Computer Access Technology Corp. (CATC, www.catc.com) в своих современных Ethernet-адаптерах. Эти устройства позволяют подключать высокоскоростные кабельные модемы к USB-портам ПК, Macintosh и рабочих станций Unix.

Микросхема CATC EL1210A представляет собой заказной интегральный чип, в котором объединены USB- и Ethernet-контроллеры. Результаты независимого тестирования, по данным фирмы-производителя, показывают увеличение пропускной способности на 30% по сравнению со стандартной конфигурацией сети. CATC поставляет широкий набор программ-драйверов для большинства ОС, включая Microsoft Windows 95/98/2000.

Корпорация ScanLogic (www.scanlogic.com) предложила интересную разработку, реализованную в двух микросхемах SL811HS и SL1612HS, способных выполнять функции управляющих и управляемых (master-slave) контроллеров. Это особенно важно для мобильного оборудования: сотовых телефонов, МР3-плейеров и карманных компьютеров. Так как режим работы определяется и выбирается автоматически, то при подключении к ним периферийного оборудования (например, принтеров, сканеров, запоминающих устройств, клавиатур, джойстиков, игровых консолей) данные устройства берут на себя функции управляющих. В то же время при соединении их с ПК они переходят в управляемый режим.

Как известно, одной из отличительных особенностей современных мобильных устройств является наличие сменных носителей, например сменных карт типа CompactFlash Card, SmartMedia Card или Memory Stick. В отличие от дисковых носителей они не имеют движущихся частей, поэтому практически не боятся механических воздействий. Емкость подобных носителей варьируется от 4 до 32 Мб (для Memory Stick) и даже до 96 Мб (для CompactFlash). Традиционно специальные считыватели информации с этих сменных носителей имеют интерфейс IEEE1394. И вот тайваньская корпорация DataFab Systems (www.datafab.com) объявила, что на компьютерном шоу Computex’2000 в Тайбэе она впервые продемонстрирует USB-считыватель с двойным слотом: для карт типа CompactFlash и Memory Stick, которые могут подключаться как к ПК, так и к Macintosh. По прогнозу на основе маркетинговых исследований самой фирмы, количество проданных к 2001 г. носителей Memory Stick достигнет 10 млн., а к 2002 г. - 20 млн. шт.

Массовый выпуск систем и устройств, включающих в себя возможности USB 2.0, начнется, по мнению аналитиков, не ранее IV квартала (скорее всего, к рождественским распродажам). А вот наступление на широком фронте ожидается уже в 2001 г.

Версия для печати