万用串列汇流排（Universal Serial Bus；USB）主要是用来连接电脑与周边装置之间的汇流排，其随插即用（Plug and Play）的功能，能够不须经过繁复的安装程序便可任意将周边装置连结、配置、使用及移除。而由于USB的弹性与容易使用，使得支援USB的周边装置包括滑鼠、键盘、喇叭、数据机、扫描机等各种不同的产品正陆续不断地增加当中，而目前市场上几乎所有的电脑都支援USB的功能。

USB-IF与USB1.0、1.1、2.0的关系

在1994年时，为达成USB规格共同开发及宣传的目的，Intel、Compaq、DEC、IBM、Microsoft、NEC、Nortel等七家公司成立了USB-IF（USB Implementers Forum）组织，经过了数次的版本更新，于1996年1月15日正式制定USB1.0的规范。而USB-IF为了解决先前规格上的模糊和定义上的修正，并增加中断型传输OUT的传送模式，特别于1998年9月23日特别发表USB1.1版本规范。Intel为了因应周边设备更高频宽的需求，在1999年春季的开发者论坛（Intel Developer Forum；IDF）中提出支援480Mbps高速的USB2.0版计划，直到2000年4月27日，USB2.0正式对外公布，该规范的支持者除了原有的Compaq、Intel、Microsoft和NEC四个成员外，还有HP、Lucent和Philips三个新成员。 USB2.0可以向下与USB1.1相容，并且在接线、接头及软体介面均与USB 1.1相同。在2001年12月18日，USB-IF针对USB主从式架构的不足处再增订USB2.0的追加规格－USB OTG（On-The-Go），利用此规范可使USB装置跨出主从式架构，迈向具备独立运作的能力，使得USB介面能摆脱过去局限于个人电脑的相关应用领域，深入消费性电子产品。

《图一 USB OTG产品》

USB OTG创新技术拓展应用范围

作为USB的主机必须具备大量周边装置的驱动程式、有能力提供其他周边所需的电力、以及要有USB介面所需的「A」型连接器，而在实际应用中，可携式电子产品并不需要像个人电脑一样与众多的周边装置沟通，因此USB-IF针对USB2.0既有的规范提出一些补充条款进而推出USB OTG规范，使一些电脑周边及可携式电子产品皆具备USB的主机能力。

在USB2.0规范中，定义了标准「A」型连接器与连接座、标准「B」型连接器与连接座、「Mini-B」型连接器与连接座，A型连接器适用于主机端及集线器的上传端，如(图一)所示。也就是说，所有USB产品都必须透过A型连接器与主机端或集线器来连接，而B系列之连接器提供了周边装置可适用于分离式的连接线，而Mini-B型连接器则主要应用于可携式电子产品上。

《图二 USB连接线》 数据源：USB-IF，工研院IEK，2003/05

在USB OTG中，为了使可携式电子产品具备主机的能力，首先增加连接器与连接座的型式（增加Mini-A型连接器与连接座、以及Mini-AB型连接座）；另外在连接器的部份，除了原有的D+、D-、Vbus、及地线的接脚外，新增了一根ID（Identification）接脚（Mini-A的连接器必须接到地面上，而Mini -B型连接器则可以选择不接地或是接一个电阻到地端），藉由ID接脚来分辨所插入的是Mini-A或Mini-B的连接器。而具有双重角色​​的装置则必须拥有唯一的一个Mini-AB型连接座，并根据插入的连接器的型式（Mini-A或Mini-B型）来决定该装置是主机或是周边。当可携式电子装置处于主机工作状态时，不必像电脑主机一样支援大多数的USB周边装置，只须支援制造商所提供的某些装置即可，这种连接器称为「目标周边名册（ Targeted Peripheral List）」。

USB OTG亦配合可携式电子产品在省电上的需求，将Vbus之最大供应电流降至8mA（USB2.0最大可提供500mA），并且为了能够节省电源，USB OTG允许主机在不用时，可以将Vbus的电源切断。 USB OTG另外增加「SRP（Session Request Protocol）与「HNP（Host Negotiation Protocol）」两个通讯协定；SRP的主要功能便在于允许周边装置（B装置）请求主机（A装置）开启Vbus并启动对谈（Session），而HNP则主要提供主机功能的切换，使具备双边功能的装置能任意的切换自身角色。

USB OTG潜力分析

就传输的架构而言，USB OTG并非使用点对点（Peer-to-Peer）的传输方式，而是利用主机端的切换来达到点对点传输的目的，且实际上仍是沿用USB的主从式架构。

就应用层面而言，主要是以可携式电子产品为应用市场，此类的产品由于强调轻薄短小、低耗电，故USB OTG特别为此市场提出小型之连接器、增加省电唤醒功能。另外USB OTG禁止所谓「Silent Failure」的情形发生，无论遇到何种错误，USB OTG装置都必须告知使用者发生何事，甚至可以自行修正错误，以提供消费者更全面的服务。

就产品面而言，由(图二)可看出USB OTG于各产品的渗透率，以手机、PDA及数位音乐播放机为较高，而更以手机的量为最大，2002年11月， Qualcomm便宣布将应用TransDimension的USB OTG解决方案于其新一代的手机基频晶片MSM6250与MSM6500中。而就PDA而言，目前主要使用充电座的USB介面来进行与电脑的同步工作，当USB OTG推出后，可使消费者藉由PDA来与其他电子产品分享影音多媒体等各种内容，目前Samsung的Nexio亦使用TransDimension的USB OTG解决方案，而Sony则将使用Philips的USB OTG晶片ISP1362于其CLIE的PDA中。

在数位音乐播放机的部份，目前使用者利用USB介面从电脑下传音乐档案，而在USB OTG的提出后，使用者可以不经过电脑而直接互传档案，充分运用可携式产品的特性来增加不同使用者的互动。另外由于数位相机直接列印的需求，将使得数位相机与印表机亦为USB OTG的潜力市场之一。

《图三 USB OTG于各产品的渗透率》 数据源：In-Stat，工研院IEK，2003/05

就市场面而言，根据In-Stat的估计，2002年全球USB OTG产品的出货量为11万颗，而在2003年时，全球USB OTG产品的出货量可达180万颗，成长率高达1,543%。在2002年至2007年间，全球USB OTG产品出货量之年复合成长率可高达333.3%，并且到了2007年，USB OTG产品占整体USB相关产品的比重可提升至15.4%。

《图四 全球USB OTG产品出货量》 数据源：In-Stat，工研院IEK，2003/05

国内厂商发展状况

目前国外业者如Cypress、Oki、Philips、Seiko-Epson、TransDimension等公司都已提出USB OTG解决方案。不同于国外业者只针对手机、PDA等市场，国内业者如巨盛、扬智、创惟、旺玖等公司则是由电脑周边产品切进OTG市场中，像是光碟机、硬碟机、印表机等产品。其中巨盛的CSC1000支援全速及低速，整合了8051 MCU及UART、ATAPI、P1284、Flash Card等介面，因此拥有相关介面的可携式产品透过CSC1000连结并载入相对的驱动程式后，即可​​支援不同装置介面的电脑周边或可携式产品的互连；未来将提出支援高速的USB 2.0 OTG产品（CSC1301）。

扬智则提出支援高速USB 2.0 OTG之解决方案（M5636、M5637），其中M5636可经由内嵌的高速8/16-bit PIO/DMA多功能控制介面，与客制化晶片或业界通用8/16- bit微控器互动应用于如高阶影像扫描器、印表机、数位相机/摄影机、多功能事务机、数位影印机、各项资讯家电、PDA、多媒体手机、可携式媒体播放机及网路/通讯系统等设备的多功能桥接控制器，而M5637则可支援提供IDE介面作为与ATA/ATAPI等相容介面的储存周边元件所需的USB2.0至IDE介面桥接控制器。

结语

由于目前USB OTG的产品处于导入期，符合USB OTG的产品并不普及，所以在应用上仍不方便，也因此与系统厂商的配合、掌握市场先机便成为现行厂商成功的关键因素，另外由于可携式电子产品的记忆体容量限制，使得USB OTG产品仅能支援有限的周边装置，因此对于某些必要装置的支援，将可提高该产品对消费者的吸引力，并可更突显出与各系统厂商配合的重要性。

目前各种可携式电子产品有其不同的专利型标准，使得各厂商必须自行研发搭配的周边装置或针对特殊周边装置研发特殊的传输技术，而在USB OTG则提供了各个不同厂商一个低成本的共通介面平台，使各厂商的产品能在相同标准下进行资料传输，并使得USB介面能进一步推广至消费性电子产品上。

（作者任职于工研院IEK产业分析师：ycchen@cise.nctu.edu.tw）

延 伸 阅 读

USB 2.0的规格从2000年4月确定到现在，经过两年多的发展，在PC领域的两大龙头Microsoft与Intel，确定其产品支援该标准后，加上相关领域厂商技术商品化的动作逐渐开花结果，今年下半年USB 2.0产品如雨后春笋般的推出，市场称2002年为USB 2.0年，宣告PC周边传输介面改朝换代的时​​刻来临，而新一代的盟主正是「USB 2.0」。 USB 2.0的规格在2000年4月订立之后，经过各方一年多来的努力耕耘，在今年开始有一连串突破性的发展，奠定了USB 2.0在实际应用上的基础。如微软推出新一代Windows XP视窗作业系统直接支援USB 2.0；英特尔（Intel）开始销售最新搭配P4 CPU的845晶片组中，内建USB 2.0主控制器，及国内外主要的电脑、主机板、介面卡及周边装置供应厂商的投入下，USB 2.0已成为「电脑与周边设备」连接上的主要介面之一。 USB 2.0介面磁碟机的最大优点就是可提供使用者简易的操作模式，与向下相容性（backward compatible），然而这种使用特性事实上是透过许多指令转译机制，以及业界标准的支援，让资料从作业系统（OS）传送至磁碟机本身时，负责执行各种转换作业。「USB 2.0储存装置应用的技术挑战」一文有详细介绍。

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