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經(jīng)認(rèn)證的無線USB在易用性上取得重大突破
作者:電子工程專輯
日期:2008-02-20 10:29:19
摘要:USB實現(xiàn)者論壇(USB-IF)已經(jīng)采納經(jīng)認(rèn)證的無線USB(以下簡稱:CW-USB)作為USB的無線擴(kuò)展。利用WiMedia超寬帶(UWB)協(xié)議,CW-USB提供與有線高速USB一樣的帶寬。與其它無線標(biāo)準(zhǔn)如藍(lán)牙相比,這種帶寬幾乎增加了500倍。CW-USB的目標(biāo)是為無線產(chǎn)品帶來簡單性、功能性以及有線USB的自覺用戶體驗。即使是現(xiàn)在,各種基于CW-USB技術(shù)的產(chǎn)品已經(jīng)開始進(jìn)入市場。
USB實現(xiàn)者論壇(USB-IF)已經(jīng)采納經(jīng)認(rèn)證的無線USB(以下簡稱:CW-USB)作為USB的無線擴(kuò)展。利用WiMedia超寬帶(UWB)協(xié)議,CW-USB提供與有線高速USB一樣的帶寬。與其它無線標(biāo)準(zhǔn)如藍(lán)牙相比,這種帶寬幾乎增加了500倍。CW-USB的目標(biāo)是為無線產(chǎn)品帶來簡單性、功能性以及有線USB的自覺用戶體驗。即使是現(xiàn)在,各種基于CW-USB技術(shù)的產(chǎn)品已經(jīng)開始進(jìn)入市場。
有線USB是非常成功的標(biāo)準(zhǔn),全球制造出來的USB外設(shè)有幾十億。不幸的是,這相當(dāng)于要采用幾十億條連線。利用無線USB,用戶不需要拔出存儲卡就可以從攝像機(jī)上下載圖片,不需要專用線纜就可以往MP3播放機(jī)上載歌曲,并且可以把大型打印機(jī)放置在方便的地方,而不是由電纜連接而放置在與計算機(jī)足夠近的地方。
在英特爾、微軟、NEC、HP以及其它行業(yè)領(lǐng)導(dǎo)者的支持下,USB-IF擁抱了CW-USB。作為一種行業(yè)標(biāo)準(zhǔn),由不同供應(yīng)商提供的基于CW-USB技術(shù)的設(shè)備可以互操作,就像現(xiàn)在有線USB設(shè)備所做的那樣。相同的主/外設(shè)用法模式被保留了下來。這就意味著一個主控—個人電腦—就可以連接多個外設(shè)。這種標(biāo)準(zhǔn)不同于聯(lián)網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn),在網(wǎng)絡(luò)連接中僅有一條或多條路徑實現(xiàn)設(shè)備與設(shè)備之間的對等連接。這種差異考慮了USB的易用性及其可買得起的特性。
WiMedia聯(lián)盟的UWB規(guī)范定義了無線USB所采用的射頻協(xié)議。UWB同時發(fā)射一大段頻率信號。無線USB采用從3.4到5.0 GHz的頻率,也稱為第一頻段組。利用這樣寬的頻譜,就容許實現(xiàn)高數(shù)據(jù)率傳輸,并抗窄帶干擾。然而,UWB的缺點在于工作在須授權(quán)的頻段。為了避免干擾現(xiàn)有的廣播,UWB功率必須保持在噪聲電平之下(并且必須符合其它要求)。這個噪聲電平極限把WiMedia UWB的傳輸范圍限制在大約10米。所有的UWB設(shè)備均須經(jīng)過合適的政府機(jī)構(gòu)的認(rèn)證以及批準(zhǔn),包括聯(lián)邦通信委員會。
WiMedia UWB采用分布式預(yù)約協(xié)議(DRP)。在本地組中,每一個WiMedia設(shè)備保留幾個時隙。這就容許不同的協(xié)議—如CW-USB、WiNet和藍(lán)牙—在共享相同的UWB頻譜時并存,也就是說,在不同的時間工作。WiMedia設(shè)備發(fā)射和收聽信標(biāo)幀,以檢測鄰近的設(shè)備以及它們所使用的時隙。該組的預(yù)約被動態(tài)調(diào)節(jié),以避免沖突—即使當(dāng)新設(shè)備和組進(jìn)出通信范圍之時。CW-USB規(guī)范容許外設(shè)或者自我設(shè)置信標(biāo)、或者直接由無線USB主控機(jī)管理信標(biāo)。
CW-USB在主控機(jī)周圍大約10米范圍內(nèi)創(chuàng)建了一個寬帶無線網(wǎng)絡(luò)。各個設(shè)備主動尋找鄰居、管理流量控制并協(xié)調(diào)傳輸時隙。無線流量采用AES-128算法加密,類似于有線連接的自然加密。像USB 2.0一樣,無線USB傳輸速率最高為480 Mbps,保留了相同的主控/外設(shè)模式,并采用相同的驅(qū)動器工作。這意味著新型無線外設(shè)可以采用相同的主控驅(qū)動器作為它們的有線USB版本。然而,與有線USB不同,CW-USB設(shè)備需要建立連接。
建立連接可以在主控機(jī)以及外設(shè)之間建立安全的關(guān)系,在這個過程中,防止未授權(quán)的主控機(jī)訪問各個外設(shè)。建立連接僅僅需要操作一次,一旦建立連接成功,設(shè)備就記住了主控機(jī),并當(dāng)位于其控制范圍內(nèi)時自動連上。盡管一個外設(shè)可以跟一個以上的主控機(jī)被連接在一起,但是,它一次也可以僅僅被一個主控機(jī)連接。
USB-IF規(guī)定了兩種建立連接的方法:電纜連接以及數(shù)字連接法。電纜連接需要用戶在主控機(jī)以及外設(shè)之間用標(biāo)準(zhǔn)USB電纜連接起來。這是唯一的步驟。一旦主控機(jī)顯示成功地建立連接,就可以斷開電纜,再也不需要它了。
數(shù)字連接是一種無線方法。它需要用戶在外設(shè)上按壓一個按鈕,然后,在主控機(jī)上啟動一個向?qū)?,才能建立?shù)字連接。在此,會出現(xiàn)一些數(shù)字交換。一旦完成數(shù)字連接,用戶要確認(rèn)由主控機(jī)提交的數(shù)據(jù)與在外設(shè)上顯示的數(shù)字一致。
所有具有顯示器的外設(shè)必須支持?jǐn)?shù)字協(xié)商連接。具有有線USB端口的外設(shè)必須支持電纜連接。然而,利用任意一種協(xié)商連接方法,就可以把具有有線USB端口的無線USB打印機(jī)與LCD顯示器連接起來,而CW-USB主控機(jī)必須管理這兩種連接方法。
CW-USB規(guī)范提供了橋接有線USB以及無線USB的兩個過渡設(shè)備的細(xì)節(jié)。主控有線適配器(HWA)是一個插入現(xiàn)有個人電腦有線USB端口的軟件狗。把這個軟件狗插入特定個人電腦的有線USB端口,就給那臺個人電腦增加了無線USB主控功能。設(shè)備有線適配器(DWA)包含用來插入現(xiàn)有有線USB外設(shè)的端口。DWA通過無線方式連接無線USB主控機(jī),然后,向有線USB外設(shè)往返傳輸數(shù)據(jù)流。大多數(shù)DWA可以附接多個有線USB外設(shè)。
HWA和DWA并不是點對點設(shè)備。HWA可以跟固有的無線USB外設(shè)鏈接,而DWA只能跟一體化無線USB主控機(jī)連接。這些適配器就像第一個上市的CW-USB終端用戶設(shè)備。
在2008年下半年,固有無線USB外設(shè)有望開始進(jìn)入市場。它們將很可能是具有有線及無線USB連接性功能的個人電腦外設(shè)。然而,因為USB-IF要求每一個設(shè)備具有有線USB端口,以支持電纜連接,設(shè)計工程師不能簡單地增加無線USB。他們還必須修改他們的有線USB固件,以支持電纜連接,而這種修改可能工作量相當(dāng)大。
一種解決方案就是采用控制器芯片,如一種通用目的無線USB外設(shè)控制器—LucidPort Technology公司的L800。通過直接連接到CPU或微控制器的存儲器總線,L800被設(shè)計為可以集成到固有的無線USB外設(shè)之中。L800配備用于高速USB以及CW-USB的連接。因為L800的有線USB端口支持?jǐn)?shù)據(jù)傳輸以及電纜連接,L800的驅(qū)動器不必介入過去沿用下來的USB代碼就可以管理電纜連接。
USB-IF已經(jīng)為CW-USB產(chǎn)品實現(xiàn)了一套認(rèn)證流程。設(shè)備要跑過一系列的測試,以確保它們符合規(guī)范的要求。通過一組互操作性試驗,可以分析各種產(chǎn)品及其供應(yīng)商之間的兼容性。要采用不同的物理設(shè)置來確認(rèn)魯棒的無線接收。為了確保無線USB產(chǎn)品在相同的環(huán)境中像其它WiMedia UWB設(shè)備一樣工作,基于WiMedia公共射頻平臺(CRP)的產(chǎn)品也必須通過一系列的WiMedia核查。只有經(jīng)由USB-IF全面測試通過認(rèn)證的產(chǎn)品,才容許顯示Certified Wireless USB的標(biāo)志。
因為CW-USB產(chǎn)品及其開發(fā)套件已經(jīng)開始供貨,USB-IF下決心創(chuàng)建一種積極的終端用戶體驗。通過撰寫CW-USB規(guī)范,可以確保足夠的帶寬以及安全性,并兼容有線USB。它的使用模式有意以有線USB為基礎(chǔ),以提高簡單性并降低用戶的混淆。認(rèn)證過程要準(zhǔn)備好,以確保所有粘貼了Certified Wireless USB標(biāo)志的產(chǎn)品均能一道工作。各種工具現(xiàn)已準(zhǔn)備就緒,有助于實現(xiàn)Certified Wireless USB的廣泛采納。
Adam Chen (adam@lucidport.com)是LucidPort Technology公司的市場營銷副總裁。
有線USB是非常成功的標(biāo)準(zhǔn),全球制造出來的USB外設(shè)有幾十億。不幸的是,這相當(dāng)于要采用幾十億條連線。利用無線USB,用戶不需要拔出存儲卡就可以從攝像機(jī)上下載圖片,不需要專用線纜就可以往MP3播放機(jī)上載歌曲,并且可以把大型打印機(jī)放置在方便的地方,而不是由電纜連接而放置在與計算機(jī)足夠近的地方。
在英特爾、微軟、NEC、HP以及其它行業(yè)領(lǐng)導(dǎo)者的支持下,USB-IF擁抱了CW-USB。作為一種行業(yè)標(biāo)準(zhǔn),由不同供應(yīng)商提供的基于CW-USB技術(shù)的設(shè)備可以互操作,就像現(xiàn)在有線USB設(shè)備所做的那樣。相同的主/外設(shè)用法模式被保留了下來。這就意味著一個主控—個人電腦—就可以連接多個外設(shè)。這種標(biāo)準(zhǔn)不同于聯(lián)網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn),在網(wǎng)絡(luò)連接中僅有一條或多條路徑實現(xiàn)設(shè)備與設(shè)備之間的對等連接。這種差異考慮了USB的易用性及其可買得起的特性。
WiMedia聯(lián)盟的UWB規(guī)范定義了無線USB所采用的射頻協(xié)議。UWB同時發(fā)射一大段頻率信號。無線USB采用從3.4到5.0 GHz的頻率,也稱為第一頻段組。利用這樣寬的頻譜,就容許實現(xiàn)高數(shù)據(jù)率傳輸,并抗窄帶干擾。然而,UWB的缺點在于工作在須授權(quán)的頻段。為了避免干擾現(xiàn)有的廣播,UWB功率必須保持在噪聲電平之下(并且必須符合其它要求)。這個噪聲電平極限把WiMedia UWB的傳輸范圍限制在大約10米。所有的UWB設(shè)備均須經(jīng)過合適的政府機(jī)構(gòu)的認(rèn)證以及批準(zhǔn),包括聯(lián)邦通信委員會。
WiMedia UWB采用分布式預(yù)約協(xié)議(DRP)。在本地組中,每一個WiMedia設(shè)備保留幾個時隙。這就容許不同的協(xié)議—如CW-USB、WiNet和藍(lán)牙—在共享相同的UWB頻譜時并存,也就是說,在不同的時間工作。WiMedia設(shè)備發(fā)射和收聽信標(biāo)幀,以檢測鄰近的設(shè)備以及它們所使用的時隙。該組的預(yù)約被動態(tài)調(diào)節(jié),以避免沖突—即使當(dāng)新設(shè)備和組進(jìn)出通信范圍之時。CW-USB規(guī)范容許外設(shè)或者自我設(shè)置信標(biāo)、或者直接由無線USB主控機(jī)管理信標(biāo)。
CW-USB在主控機(jī)周圍大約10米范圍內(nèi)創(chuàng)建了一個寬帶無線網(wǎng)絡(luò)。各個設(shè)備主動尋找鄰居、管理流量控制并協(xié)調(diào)傳輸時隙。無線流量采用AES-128算法加密,類似于有線連接的自然加密。像USB 2.0一樣,無線USB傳輸速率最高為480 Mbps,保留了相同的主控/外設(shè)模式,并采用相同的驅(qū)動器工作。這意味著新型無線外設(shè)可以采用相同的主控驅(qū)動器作為它們的有線USB版本。然而,與有線USB不同,CW-USB設(shè)備需要建立連接。
建立連接可以在主控機(jī)以及外設(shè)之間建立安全的關(guān)系,在這個過程中,防止未授權(quán)的主控機(jī)訪問各個外設(shè)。建立連接僅僅需要操作一次,一旦建立連接成功,設(shè)備就記住了主控機(jī),并當(dāng)位于其控制范圍內(nèi)時自動連上。盡管一個外設(shè)可以跟一個以上的主控機(jī)被連接在一起,但是,它一次也可以僅僅被一個主控機(jī)連接。
USB-IF規(guī)定了兩種建立連接的方法:電纜連接以及數(shù)字連接法。電纜連接需要用戶在主控機(jī)以及外設(shè)之間用標(biāo)準(zhǔn)USB電纜連接起來。這是唯一的步驟。一旦主控機(jī)顯示成功地建立連接,就可以斷開電纜,再也不需要它了。
數(shù)字連接是一種無線方法。它需要用戶在外設(shè)上按壓一個按鈕,然后,在主控機(jī)上啟動一個向?qū)?,才能建立?shù)字連接。在此,會出現(xiàn)一些數(shù)字交換。一旦完成數(shù)字連接,用戶要確認(rèn)由主控機(jī)提交的數(shù)據(jù)與在外設(shè)上顯示的數(shù)字一致。
所有具有顯示器的外設(shè)必須支持?jǐn)?shù)字協(xié)商連接。具有有線USB端口的外設(shè)必須支持電纜連接。然而,利用任意一種協(xié)商連接方法,就可以把具有有線USB端口的無線USB打印機(jī)與LCD顯示器連接起來,而CW-USB主控機(jī)必須管理這兩種連接方法。
CW-USB規(guī)范提供了橋接有線USB以及無線USB的兩個過渡設(shè)備的細(xì)節(jié)。主控有線適配器(HWA)是一個插入現(xiàn)有個人電腦有線USB端口的軟件狗。把這個軟件狗插入特定個人電腦的有線USB端口,就給那臺個人電腦增加了無線USB主控功能。設(shè)備有線適配器(DWA)包含用來插入現(xiàn)有有線USB外設(shè)的端口。DWA通過無線方式連接無線USB主控機(jī),然后,向有線USB外設(shè)往返傳輸數(shù)據(jù)流。大多數(shù)DWA可以附接多個有線USB外設(shè)。
HWA和DWA并不是點對點設(shè)備。HWA可以跟固有的無線USB外設(shè)鏈接,而DWA只能跟一體化無線USB主控機(jī)連接。這些適配器就像第一個上市的CW-USB終端用戶設(shè)備。
在2008年下半年,固有無線USB外設(shè)有望開始進(jìn)入市場。它們將很可能是具有有線及無線USB連接性功能的個人電腦外設(shè)。然而,因為USB-IF要求每一個設(shè)備具有有線USB端口,以支持電纜連接,設(shè)計工程師不能簡單地增加無線USB。他們還必須修改他們的有線USB固件,以支持電纜連接,而這種修改可能工作量相當(dāng)大。
一種解決方案就是采用控制器芯片,如一種通用目的無線USB外設(shè)控制器—LucidPort Technology公司的L800。通過直接連接到CPU或微控制器的存儲器總線,L800被設(shè)計為可以集成到固有的無線USB外設(shè)之中。L800配備用于高速USB以及CW-USB的連接。因為L800的有線USB端口支持?jǐn)?shù)據(jù)傳輸以及電纜連接,L800的驅(qū)動器不必介入過去沿用下來的USB代碼就可以管理電纜連接。
USB-IF已經(jīng)為CW-USB產(chǎn)品實現(xiàn)了一套認(rèn)證流程。設(shè)備要跑過一系列的測試,以確保它們符合規(guī)范的要求。通過一組互操作性試驗,可以分析各種產(chǎn)品及其供應(yīng)商之間的兼容性。要采用不同的物理設(shè)置來確認(rèn)魯棒的無線接收。為了確保無線USB產(chǎn)品在相同的環(huán)境中像其它WiMedia UWB設(shè)備一樣工作,基于WiMedia公共射頻平臺(CRP)的產(chǎn)品也必須通過一系列的WiMedia核查。只有經(jīng)由USB-IF全面測試通過認(rèn)證的產(chǎn)品,才容許顯示Certified Wireless USB的標(biāo)志。
因為CW-USB產(chǎn)品及其開發(fā)套件已經(jīng)開始供貨,USB-IF下決心創(chuàng)建一種積極的終端用戶體驗。通過撰寫CW-USB規(guī)范,可以確保足夠的帶寬以及安全性,并兼容有線USB。它的使用模式有意以有線USB為基礎(chǔ),以提高簡單性并降低用戶的混淆。認(rèn)證過程要準(zhǔn)備好,以確保所有粘貼了Certified Wireless USB標(biāo)志的產(chǎn)品均能一道工作。各種工具現(xiàn)已準(zhǔn)備就緒,有助于實現(xiàn)Certified Wireless USB的廣泛采納。
Adam Chen (adam@lucidport.com)是LucidPort Technology公司的市場營銷副總裁。