FTDI 的 Chee Ee Lee 与 EETOP 谈论有关USB3.0 在未来的展望

jackzhang

简介: 总部设在新加坡，Chee Ee Lee是FTDI的产品研发部负责人，拥有超过20年的行业经验，之前曾就职於ST-Ericsson与飞利浦半导体。

                               
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EETOP: 你觉得USB3.0最大的好处在哪里?

Chee Ee: USB3.0SuperSpeed在数据传输速率上比USB2.0提升了相当大的幅度，而工程师们也从之前的USB经验上相当熟悉随插即用的连接方式（这也是它最大的优势）。由于它提供了更高的数据传输能力 - 通过全双工高达5Gbits/ s的硬件结构
，
这将让工程师们能够解决比之前更多需要高数据的应用。另外，新规格的电力输出可达100W（相对于前一代为10W）。与旧的USB向后兼容则意味着原有设备升级到USB 3.0是简单和合乎成本效益的。最后，配上小巧的连接器，在现代有限空间的设计下可高度优化。

EETOP:
该标准已经存在了相当长一段时间。那么，为什么到目前为止很少出现在嵌入式系统设计上？

Chee Ee: 最初，是许多系统内的其他元件没有能跟上而导致的瓶颈，就算迁移到更高速互连技术在整体系统上也看不到所带来的好处。如果在系统设计上的各元器件（如传感器，存储器等）也可达到更高速的性能， USB 3.0就会变得更加令人注目。另外，操作系统（OS）的支持也带来一定程度的影响。这意味着，虽然USB3.0在过去的几年里看到在消费市场的需求比较强劲，随着平板电脑和笔记本产品将其纳入，将使得这样的产品在嵌入式领域将更有其发展的空间，随着操作系统更广泛的支持（特别是Linux和Windows10），这一切都非常迅速地开始改变。

EETOP: 所以，现在的操作系统支持的问题已经解决了，代表USB 3.0的配置将普遍地用於嵌入式系统设计吗？

Chee Ee:
恩，无疑是有潜在的问题和挑战需要被克服，这些都反映在本身的技术和成本考量上。

EETOP: 你认为什么是USB 3.0技术在未来几年最重要的应用？

Chee Ee:
使用USB3.0进行批量的数据传送至外部存储设备显然是一个非常重要的因素，另一个则是不断增长的市场，在各不同工业领域利用高清视频内容的所产生的需求，这些应用首要是要有先进的机器视觉系统，包括监控设备丶数字标牌丶医疗成像丶工业数据记录和终端销售系统（POS）等。我们在FTDI已经看到许多不胜枚举的例子，包括：

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管道的流体监测
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监测数据以确保防止任何泄漏或堵塞问题。

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视频图像的应用，如安全/楼宇门禁系统等。更高质量的视频内容不断推陈出新。如USB3.0可以以120Hz的速度支持1920×1080像素的分辨率的视频，它提供了超过足够的带宽以提供足够的高清图像数据并维持其帧速率，以保持不产生滞后或失真的流畅的视频播放。

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环境感应系统用于检查潜在的空气中有害的化学化合物水平 - 以确保安全值不超标。

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工厂的生产线 - 机器视觉在过去的几年里蓬勃发展，对更精细的图像的需求不断地增加，这些使用更高分辨率的传感器需要高速数据接口来达成整个系统运作。在这些更复杂的系统的控制下，可以达到更高水平的质量控制指标和更多的产量。

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三维成像
－例如银行同时用多个摄像机从多个角度拍照一样，用此技术可以用于在逼真的游戏或捕捉身体或肢体影像以做更多的应用。

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交通监测系统 - 在这里，可以由高分辨率的图像传感器，辅之以的USB 3.0接口可带来更清晰的图像，安装相机在马路上，系统将能够管控流量和识别车辆的车牌号码等，以杜绝违规。

EETOP: 什麽样的接口标准将是在这些类型应用的对手，或是说因此会被边缘化？

Chee Ee:
对于许多应用而言还尚待讨论，USB3.0竞争者主要是FireWire，HDMI，以太网和CameraLink等。从速度的角度来看，它可以超越以太网，FireWire和CameraLink，同时具有比HDMI更大的灵活性。数据和功率可以通过只是一条电缆被供给，则是必须考虑的另一个重要的优点。这意味着，就如同USB 3.0摄像系统的部署，更简单，成本更低，以及占用更小的空间。

EETOP:
你觉得什么是USB3.0技术在短/中期实现上的挑战？

Chee Ee:
虽然，前面已经讨论过，USB 3.0的应用前景十分广阔，但半导体产业需要能够提供芯片解决方案，我们充分意识到，工程师正在努力克服开发上的难题。目前市面上的芯片有很大一部分都无法做到这一点的主要原因，这是因为大多数的USB 3.0的IC在嵌入式系统中都是基于微控制器架构。这具有许多重大影响
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不止系统成本变高，必须有更多的工程资源。在微控制器上需要创建，编译和调试大量代码。这需要时间和相当的专业知识开发。另外，这样的微控制器内核所要搭配的资源将推高单位成本，并多占用了宝贵的电路板空间，提高整体的功率消耗。

EETOP: 那么，有什么替代微控制器的方法吗？

Chee Ee:
许多人现在有硬件连线方案，而不是微控制器的解决方案，这样的观点将是最有吸引力的方式来完成的USB 3.0部署。在FTDI，我们坚持这一观点。很显然，采用微控制器为基础的架构为USB 3.0是根本没有效率。可编程的方面是，在大多数情况下是不实际需要的东西，它只是增加了预算丶浪费开发时间丶增加功率消耗及PCB空间等。工程师需要使用另一种方式来将USB3.0技术应用到他们的系统，使预算，电源和空间的限制一并整体考量。在我们最近推出FT60X系列的每个USB 3.0接口设备的集成电路具有专有的硬连线的32位处理核心（在100MHz运行）。这比刚刚讨论过的微控制器解决方案更加简化。不需大量的代码的创建和调试是可以避免的，开发时间可以缩短，元件和材料成本也可有效控制。