前言

PC、NB等系统与周边装置之间的多媒体视讯传输应用需求越来越高，因而驱动高速串行传输标准朝向Gigabit级不断提升，USB 3.0、IEEE 1394-2008、UWB这三大主要系统装置高速传输标准的发展进程也有一段时间，从去年底开始彼此之间的竞争态势也有了此消彼长的变化，今年度或许便可分晓究竟何种标准即将脱颖而出。

USB 3.0 市场应用前景可期

USB-IF最打动消费者的形容，便是可使用USB 3.0在70秒内完成传输一张27GB的HD DVD，加上可大幅缩短复制高画质多媒体视讯影片的时间，这无疑相当吸引消费者的目光。根据In-Stat所公布的「有线USB 2008：SuperSpeed时代即将来临」（Wired USB 2008：SuperSpeed is Coming）报告中指出，从2009至2012年，USB3.0市场的年复合成长率将超过100％，到2012年将达到超过5亿个装置的出货量。In-Stat并预估，高速直接链接储存（DAS）装置的整体全球市场正以每年将近20％的成长率持续成长，预计到2010年，会达到超过4700万台的规模。而具成本效益的高速储存接口控制芯片方案，包括FireWire 1600/3200与USB 3.0等新一代技术，将进一步推动DAS市场的快速成长。

以Intel为主导的USB-IF（USB Implements Forum）期许USB3.0成为SuperSpeed USB，是希望其能真正发挥最大传输速率4.8Gbps、以及具备双向并进数据传输的设计特性，因应之间在多媒体视讯影音高容量传输的应用需求，以及满足内建闪存的装置在传输速度上的需求。

《图一 SuperSpeed USB验证商标示意图》

USB 3.0开放规格授权有助扩展影响力

USB 3.0在Intel主导加上USB 3.0 Promoter Group的推波助澜下，预计将在今年底进一步与硬件厂商合作推出相关产品，支持USB 3.0的商业化控制器预计将在今年下半年问世、USB 3.0接口 IC预计明年初问世。支持USB 3.0的消费电子产品也可望于明年正式推出。USB 3.0在技术上有其新意，但简化相关设计与找到应用最佳切入点，会是USB 3.0能否在今年全球市场经济衰退的阴影中站稳根基的重要关键。

数据传输速率可达4.8Gbps的USB 3.0，是由USB 3.0 Promoter Group共同开发，主要成员包括Intel、HP、Microsoft、NEC、NXP与TI等。USB 3.0 Promoter Group已经有超过200家企业加入，也包含AMD与NVIDIA。去年8月Intel以行动粉碎可能暂缓开放USB 3.0标准细节的传言，公布扩展主控制器界面（Extensible Host Controller Interface；xHCI）草案规范0.9版，以免专利费的授权协议公布提供给USB 3.0 Promoter Group成员。今年1月中Intel也已经开放USB 3.0标准细节及USB 3.0主控制器（Host Controller）规范，这些均有效化解AMD、NVIDIA、VIA等疑虑，不再考虑另外开发一套独立标准为USB 3.0应用影响力的扩展奠定良好的基础。

《图二 USB 3.0在Intel主导加上USB 3.0 Promoter Group的推波助澜，可望在今年底推出商业化的控制器 》 数据源：Intel

USB 3.0芯片Demo已经公开展示

目前包括Fujitsu Microelectronics、Fresco Logic、NEC、PLDA及芯微科技（Symwave），正在进行USB 3.0芯片demo设计；市场传言AMD也开始跟NEC购买相关IP；而作为USB 3.0 Promoter Group的成员，Microsoft、HP、TI、NEC、ST-NXP和LSI也全力支持推动USB 3.0的市场普及度。去年11月在SuperSpeed USB开发者大会（SuperSpeed USB Developer Conference）上，Symwave便以发表首款USB 3.0物理层方案，美国Fresco Logic则展示利用USB 3.0主控制器和设备控制器IP Core原型，架构一套FPGA展示系统。法国PLDA也公开展示以USB 3.0的IP Core为基础的FPGA主板系统。Synopsys则展示出一套可用USB 3.0传输未压缩1080p 30fps的高解析电视视讯传输系统，实际有效传输速率超过450Mbps。在今年1月CES消费电子大展上，NEC则已公开展示USB 3.0物理层测试芯片原型，堪称是业界首度展示以USB 3.0 Rev1.0规格为基础的接收器与发射器样品。

USB 3.0设计大要

USB 3.0全双工传输效能设计

为因应双向并进数据传输的设计特性，USB 3.0改良USB 2.0两条对应数据输入输出无法同时工作的传输设计。USB 2.0的输入输出线路无法实现同时工作，即输入信号时无法输出。因为USB 2.0的半双工单工通讯方式，CPU与周边只能单次且单边送出讯号，加上USB的通讯方式仰赖CPU，即使CPU再快个10倍，所有控制信号还是需藉由USB传输，这也影响USB自身的数据传输速率。

在USB 3.0增加的5条线路中，两条为数据输出，两条数据输入，四条线路可双向同时传输，加上接地线设计，可进一步实现全双工（Full Duplex）效能，避免USB 2.0半双工（Half Duplex）的单工通讯作业模式，有效提升USB数据传输效率。因应之间在多媒体视讯影音高容量传输的应用需求。

USB 3.0中断驱动协议控制设计

另外USB 3.0采用中断驱动协议，取代USB 2.0的polling模式，透过点对点链接、而非数据广播至所有链接设备的通讯协议。在USB 2.0模式即便计算机处于休眠或待机状态，USB总线控制器仍会定期检查装置是否需要传输数据。而在USB 3.0模式下，当装置待机时可完全切断USB连接，当需要恢复时会自行向控制器发送一个中断信号，告知控制器开始数据传输，中断驱动协议可能让主机处理器负载减轻。

《图三 USB 3.0缆线内部结构示意图 》 数据源：fareastgizmos.com

USB 3.0智能节能控制

此外USB 3.0采用更高的供电协议标准，使接口供电能力亦有所提升，在行动硬盘上也减少额外供电量，USB-Hub也可连接更多的设备。系统耗电在mW/Gbit的基础上更具优势，携电量由500毫安（milliamps）提升到900毫安，这可让提升装置藉由USB接口充电的速度，并能感测装置电池是否枯竭，可藉由传递细微的电流让电池枯竭的装置恢复动力并建立链接。

USB 3.0仍有课题尚待克服

单芯片整合设计复杂度高

不过USB 3.0仍有课题亟待克服。从上述可之USB 3.0传输架构与USB2.0并不相同，物理层和控制器设计可说是两套东西，USB 3.0的向下兼容性也意味着要兼容USB 2.0设计，复杂度因此提高。主机控制器（host controller）也必须具备更多智能功能，才能有效管理数据传输路由（routing），但又需兼顾降低逻辑闸及功耗并减少主板面积，所以USB 3.0的整合芯片设计无疑是影响USB 3.0在便携设备及随身硬盘应用的重要关键。

各方支持尚未到位

另一方面或许固态硬盘SSD已经准备好支持USB 3.0，但传统光驱和硬盘机等储存装置速度能否并进跟上支持，也是一个问题。此外Windows会不会进一步支持USB 3.0 Mass Storage Device驱动程序，仍是未定之天，还需端赖USB 3.0在市场的应用状况而定。加上由于高传输速率牵动电缆线长度的物理限制，USB 3.0的传输线可能减少至2公尺，也降低了USB 3.0与HDMI或DisplayPort在平面显示高速串流传输应用的竞争条件。

同时，USB 3.0也面临IEEE 1394 2008规格（亦俗称FireWire）在多媒体视讯领域的激烈竞争。原本USB 3.0规格计划与Wireless USB（亦即UWB 1.1版）平行兼容壮大声势，不过Intel已从UWB领域抽腿，UWB厂商也受到全球经济萧条冲击而哀鸿遍野。这个策略似乎已经无法奏效。

《图四 图为USB 3.0缆线 》 数据源：www.ctimes.com.tw

杀手级应用需成为有效驱力

最关键的是，USB 3.0的杀手级应用尚未浮出台面。如果光靠随身硬盘或是多媒体视讯影像传输应用仍过于单薄，并不能收风行草偃之效，让USB 3.0在消费电子及其他领域发光发热更是当务之急。例如有厂商已想到藉由不采仿真而是以100％解析USB讯号、结合动态装置对应更新技术方式辅以API接口，应用在以触控屏幕切换KVM自动控制的计算机设备，可有效扩大USB 3.0在工业自动控制的应用广度。

全面解析USB描述语言的DDM技术

均昂实业（JUNE-ON）副总经理周郑盛表示，一般传统的KVM切换器传输讯号需经过USB 2.0缆线传输，讯号必须符合USB 2.0规格接口标准。不过传输讯号采取特定的仿真组态程序来沟通，因此KVM切换器装置只能解析特定仿真仿真的USB传输讯号，其中便会产生仿真失真进而无法兼容支持的问题。均昂实业所开发的动态装置对映更新技术（Dynamic Device Mapping；DDM），不再以特定仿真访侦讯号分析为主，而是在合乎USB 2.0接口规格标准的基础上，100％解析USB 2.0传输讯号的描述语言并制作报告，以韧体程序完整地移转给KVM切换器。KVM切换器便掌握USB 2.0传输讯号描述语言的最大公约数，可动态且直接地与各类USB 2.0接口装置对应。这可有效解决各类USB装置系统驱动软件是否与KVM切换器兼容性的难题。未来DDM技术也将视市场脉动支持USB 3.0装置。

《图五 均昂实业（JUNE-ON）副总经理周郑盛表示，DDM技术可让KVM切换器便掌握USB 2.0传输讯号描述语言的最大公约数，动态且直接地与各类USB 2.0接口装置对应。未来DDM技术也将视市场脉动支持USB 3.0装置。》

USB 3.0串行传输测试准备就绪

为因应SuperSpeed USB 3.0产品市场化的步调，量测仪器大厂也相继推出兼容性验证测试（Compliance Test）解决方案。一般而言，Gigabite级高速串行数据传输标准无论是PCI Express 2.0、USB 3.0、Serial Rapid IO、HDMI、DisplayPort还是其他Serial ATA、Serial Attached SCSI（SAS）、光纤信道、InfiniBand、Gigabit Ethernet（GbE）、XAUI等标准，都需要经过示波器的多信道高速串行测试验证，在测试与验证阶段均需依赖复杂的抖动注入和信号技术。测试工程师都了解验证与特性分析作业不只需要大量带宽，也需要精密的触发功能，进一步找出特定的字节合，并加速除错和诊断工作效率。目前对于USB 3.0来说，如何确保其物理层设计符合USB规格，是目前USB接口IC测试的重点。

量测仪器大厂Agilent已推出相关SuperSpeed USB 3.0 兼容性验证测试解决方案，其中除了首套USB 3.0信号质量测试夹具外，并包括可测试发送器的示波器、USB 3.0发送器兼容性验证测试应用软件；量测USB 3.0 SuperSpeed序列通信链接特性的串行误码率（Serial BERT）测试仪，可执行完整的抖动容许度测试；还有用以产生和分析USB 3.0的信道ADS仿真软件；以及可用在量测及分析USB 3.0的信道的网络分析仪。

Agilent电子量测事业群营销处市场项目经理潘光平表示，Agilent针对包括USB 3.0、HDMI、PCIe、DisplayPort等Gb等级以上高速串行传输量测，采取在单机上将不同的规范写进不同的测试软件进行兼容性（compliance）测试的方式，这可有效提升测试人员的效率。潘光平认为，USB 3.0首先会在大型储存装置和大型影音数据传输应用上发展，以计算机周边应用领域为主。Agilent目前正与台湾创惟科技（GENESYS Logic）以及NEC的控制芯片Demo合作相关测试方案，在缆线部分则与Tyco和Foxcomm密切合作。

量测仪器大厂Tektronix亦与NEC合作SuperSpeed USB标准的开发测试。Tektronix 针对SuperSpeed USB高速串行通讯协议符合性解决方案的测试仪器，包括实时与取样示波器和逻辑分析仪等等。及时取样示波器的带宽是串行讯号时钟速率的5倍。这是对眼状图分析极重要的「五次谐波」。任意波形产生器可提供包含应力的复杂波形，仿真传输路径的递减效果以支持接收器测试。这些硬件工具都搭配抖动与眼状图分析工具和进阶抖动产生工具软件应用程序，可提供验证及侦错设计所需工具。

《图六 Agilent电子量测事业群营销处市场项目经理潘光平表示，USB 3.0最重要的量测技术会用到去嵌入化技术和等化技术，进一步降低RF微波效应，并且藉由数学运算模式将眼图放大并还原眼图讯号。》

USB 3.0收发器与缆线测试仪器要点

Agilent电子量测事业群营销处市场项目经理潘光平表示，针对USB 3.0的量测方案可分为发射端、接收端和缆线三大部分。发射端以示波器为主，接收端以误码率（BERT）测试仪为核心，缆线部分则以时域反射仪和网络分析仪为主。发射器端量测较为复杂，基本是以眼图大小作为检测验证规范通过与否的依据。

收发器量测去嵌入化及等化技术

潘光平进一步说明指出，USB 3.0最重要的量测技术会用到去嵌入化（de-embedded）技术和等化技术（equalization）。由于USB 3.0传输速率可达5Gbps，在发射端Gb级以上高速串行传输会出现RF微波效应，也会挑战讯号的完整性，进而影响量测质量。因此de-embedded技术便是设计消除高速串行传输发射器到cable这一段、以及到待测物IC之pin脚端所产生的射频微波效应，藉此得以进一步检测真正的讯号效应。此外，当接收端和发射端之间的距离拉长时，发射端所产生的眼图效应会随之缩小衰减。因此在接收端便需要等化技术，藉由数学运算模式将眼图放大并还原；或者在发射端加入pre-emphasis功能，加重讯号的振幅大小来还原眼图讯号。

缆线测试需注意串音干扰

潘光平并指出，在缆线测试部分，需要注意的在于串音干扰（Cross Talk）、插入损耗以及特性阻抗三大要点。由于USB 3.0兼容USB 2.0的方式是将缆线并列，并列传输的线路间容易产生串音干扰，此亦无法避免，因此在这里的量测重点便是验证串音干扰是否符合USB 3.0限缩规范。至于特性阻抗和插入阻抗则采用时域反射仪和网络分析仪加以量测。潘光平强调，无论是USB 2.0的半双工还是USB 3.0的全双工通讯作业模式，在量测上其所著重之处并非有所不同，尽管USB 3.0的全双工传输方式会因为并行传输导致串音干扰较高，但在量测解决方案内容要点上则是一致的。

多元硬件触发可仔细检查位

Tektronix亚太区市场业务经理张天生表示，更快更宽的信息总线与互连功能正被市场高度采用，高效能示波器可撷取高速讯号的频率谐波，进行准确而稳定一致的量测。不过有些高速串行分析系统仅提供软件触发功能，在撷取波形后搜寻感兴趣的位图样，若失败则要再重头一次撷取另一波形，且无法确证结果。每次撷取的停滞时间，可能会有10亿以上的位未经检验通过高速串行总线。使用软件触发功能花费时间冗长，无法进一步满足客户缩短上市时程需求。

《图七 Tektronix亚太区市场业务经理张天生表示，除了提供软件触发功能外，高速串行分析系统必须提升弹性双元触发系统功能，硬件串行触发器使用硬件相位锁定回路（PLL），可回复总线上的数据，实时监控数据并寻找感兴趣的位序列》

张天生进一步表示，新型数字荧光示波器（DPO）和数字串行分析仪（DSA）所新增的Pinpoint弹性双元触发系统，配备5Gbps串行讯号触发器与串行通讯协议译码应用程序，可接受从脉冲宽度到两个全功能触发电路上个别设定／保持时间的条件，这些触发条件约有1400种以上。此外其硬件串行触发器使用硬件相位锁定回路（PLL），可回复总线上的数据，实时监控数据并寻找感兴趣的位序列。触发器会藉由系统触发撷取的第一个位序列检查每个位，期间没有停滞时间，因此不会错过检验每个位。触发系统亦可侦测指定条件，并撷取条件前、后和前后的大量数据。工程师可藉由深度波形内存检视了解内存中所有类似的触发事件，进一步重新评估撷取数据，获得最低的基准噪声、最平坦的频率响应、最低的基准抖动量测以及最低的触发抖动，更清晰掌握讯号传真性。

FireWire仍有一片天

看起来USB3.0的发展似乎比竞争对手FireWire来得快，不过FireWire阵营也并未就此俯首称臣。

去年7月底IEEE组织正式认可通过以IEEE 1394b（FireWire 800）标准为基础的新版IEEE1394-2008 FireWire规范S1600与S3200，两者的传输速率可分别达到1.6与3.2 Gbps，可分别向下兼容目前最常见之IEEE S400与S800的数据线缆。IEEE1394-2008 S1600与S3200规范亦具备Gb高速传输效能、移动硬盘无需外接电源的供电能力。S3200规格亦可透过同轴电缆链接，不会对有线电视节目讯号造成干扰。

《图八 FireWire商标识别图 》 数据源：IEEE 1394 Trade Association

FireWire可作为缆线标准应用于计算机主板，也可作为摄录像机、数字相机、数字音频视讯设备之间端口标准连接应用。因此虽然IEEE1394-2008 S1600与S3200接口技术依旧尚未与其他接口技术兼容，例如USB、以及HDMI等，不过FireWire规范还是在以Apple iMac计算机和SONY数字相机iLink为主流的多媒体影像传输应用中，获得许多视讯玩家的支持。根据IEEE 1394贸易协会（IEEE 1394 Trade Association）统计，目前已有超过100万个FireWire端口，被应用在数字电视、机顶盒、计算机、数字相机、蓝光录像机硬盘和音乐设备中，例如HP 75％的笔记本电脑配置IEEE 1394接口，在桌面计算机中的普及率将近50％。

FireWire高速传输标准特性

目前IEEE 1394b支持800、1600、3200 Mbps三种速率，IEEE 1394b支持5类网线和光纤，联机采用4条讯号线与2条电源线构成的细缆，亦可利用同步传输保证实时性传输，每个1394设备都有输入端和输出端。IEEE 1394b目前通常的物理流LSI速度通常是200Mbps，大部分实际传输数据经过压缩处理、而非直接传输原始视讯数据。

若以500GB数据传输测试为例，若透过USB 2.0接口，需要耗费超过25小时完成，利用IEEE 1394b S800接口，仅需6.7小时。若利用IEEE 1394b S1600技术，只要3.3小时就可完成。

《图九 支持IEEE 1394-2008 S1600和S3200规格的传输缆线示意图 》 数据源：www.crunchgear.com

值得注意的是，IEEE 1394是一个点对点（peer-to-peer）架构的传输总线，这表示IEEE 1394规格的任何一个装置，都可以主动发出请求，而USB装置则是等待主机发送指令，然后才能做相应的动作。此特性让IEEE 1394可脱离以主机为中心的应用局限，因而IEEE 1394装置应用较为弹性，不过相对地也较为复杂，成本也较高。

包括芯微科技（Symwave）、TI、LSI以及Oxford Semiconductor等都参与制订S3200规格；去年10月Symwave已经公布IEEE 1394b S1600物理层组件FirePHY-1600。至于Symwave的FirePHY-800 1394b S800物理层已开始出货给台湾奇磊（SSI Computer）所生产的外接式硬盘。

IEEE 1394发展方向

IEEE 1394贸易协会希望新版IEEE1394-2008 FireWire规范S1600与S3200可成为用以传输未压缩视讯档案、可替代HDMI的低成本解决方案。且根据IEEE 1394的发展计划，目前比USB 3.0更快的6.4Gbps高速规格正在审议当中，甚至要推出以一般网络线（CAT5/CAT6）作为媒介的规格，研究开发传输距离可达100公尺的光纤1394计划。像是IEEE 1394已经公布FireWire S800T（IEEE 1394c）标准，使用与Gigabit Ethernet相同的RJ45接口与Cat 5缆线的传输设计，降低铺设数字家庭网络的复杂度。从这里可以看出，FireWire规格应用不以既有装置之间的高速传输市场而自满 ，未来将朝向发展数字家庭光纤网络以及车用多媒体网络的规格目标迈进。

不过IEEE 1394结构也较为复杂，专利费也高，USB 3.0还有Intel的强力支持推动，Apple新款的MacBook则不再采用FireWire，这些都是影响新一代FireWire高速传输标准影响力的负面因素，如何降低进一步排除攸关其未来发展前景。

《图十 微软的Windows操作系统也将近一步支持IEEE 1394b规格 》 数据源：Microsoft

UWB面临生死存亡关键

相较于USB 3.0和IEEE 1394b S1600／3200，UWB的发展命运就让人不胜欷嘘了。UWB规格标准和技术较早成熟，相关厂商也早就推出各类芯片解决方案，无奈UWB应用定位未受市场青睐，此际又受到全球金融风暴重创，目前UWB芯片供货商TZero已经结束营运；包括WiQuest与Focus Enhancments也已经关门打烊；Artimi则是被Staccato并购。TI也退出UWB芯片开发行列，Intel也从UWB领域抽腿，不再资助Staccato。

目前经过WiMedia认证通过的产品厂商包括Alereon、Realtek、Staccato、LucidPORT、NEC、Wisair、CSR等，这些厂商目前亦持续耕耘UWB领域，。Wisair、Realtek、Alereon继续推出以Wireless USB为主的芯片产品，目前已有Dongle、Hub等产品出现在市场。

《图十一 Wisair 所推出的Wireless USB Hub产品示意图 》 数据源：Wisair

集中扩展WUSB应用才是明确方向

以往UWB厂商希望将UWB应用定位成可取代HDMI、或称为无线HDMI解决方案（Wireless for HDMI）的替代品。尽管UWB作为传输底层的技术，透过协议调适层（Protocol Adaptation Layer；PAL），可以用在不同的短距离链接方案上，包括USB、WiNET（UPnP/IP）、1394、HDMI，甚至是同为短距离无线技术的Bluetooth。但从UWB厂商在市场生存的趋势来看，WUSB应是UWB最重要且可能是唯一能够商品化的应用。由于USB应用相当普遍，装置之间逐渐采用WUSB互连，不仅是只针对host端的模式，也可以OTG（On-the Go）的模式链接所有内嵌WUSB的产品，其方便亲近性不言而喻，因此UWB技术在WUSB的应用相当被看好。

RF效能攸关WUSB质量

Wireless USB以嵌入式方式内装于笔记本电脑、数字相机、手机、媒体播放器或是其他数字家庭娱乐行动装置内，UWB属于10公尺范围内的高速传输标准，与WLAN／802.11n早已确认能够相互共存兼容，而未来蓝牙3.0也将采取UWB技术，因此不会有需要测试兼容性与否的问题。

芯片微型尺寸以及认证互操作性，并不是UWB技术能否在市场发展的最重要考虑，认证符合UWB规范、具备RF高效能设计技术，其中掌握RF收发器EVM以及提高敏感度，才是UWB能否开枝散叶的关键。这要能在低耗电的条件下支持高带宽、并且能够涵盖3.1GHz到10.6GHz的14个频组带，接收器应该要能灵敏地接收-41dBm的无线波。简言之一个能够在全球各地运行且又能符合当地UWB规范的芯片组设计，才能满足系统OEM厂商的应用需求。

WUSB通用参考设计要点

UWB芯片设计厂商Alereon本身便具有RF CMOS设计RF收发器EVM以及提高敏感度的技术，设想到用于6.3GHz以上、第7至14高频带的新一代发展策略趋势，能够满足OEM系统厂商因应全球各地不同的UWB规范，目前已发表可应用于包括无线底座和绘图卡转接器的WUSB通用参考设计。主控端笔记本电脑使用的全球通用PCIe Half-Mini Card与全球通用PCIe ExpressCard/34参考设计，采用Alereon MAC整合基频且具Windows Host控制器PCIe接口（WHCI）功能要求的无线USB芯片组。

无线USB芯片组具备高传输等时支持（isochronous support）功能，不仅使用WHCI接口，也符合Windows Premium Logo Program要求，因此PCIe ExpressCard/34参考设计实际传输率超过200Mbps，可以让不同种类的NB主端，在10公尺之内藉由UWB无线基座相互链接传输，而无须再等待准备断线讯息；NB内建PCIe Half-Mini Card并支持整合型系统的应用，技术完全自立开发，在实体链接上也已经完备。至于嵌入式模块则可应用在MP3、智能型手机或数字相机等产品。

《图十二 Alereon所推出可应用于包括无线底座和绘图卡转接器的WUSB通用参考设计产品》

WiMedia联盟UWB频谱规范大要

在射频物理层规范采用MB-OFDM技术的WiMedia联盟已取得主导地位，USB-IF和蓝牙3.0都已决定采用WiMedia的UWB做为自身物理层技术，IEEE1394无线版本以及日本TELEC规格也将采用UWB。

WiMedia所提出的UWB，MAC层以802.15.3为核心，使用3.1～10.6 GHz频段，采用多频带方式，将既有频谱分成14个528MHz频带。目前WiMedia联盟的UWB规格，能支持广泛的数据传输速率，可于3公尺范围内以480Mbps速率传输，10公尺内以110 Mbps速率传输。透过技术提升，UWB-Turbo甚可支持960Mbps以上的传输速率。此外UWB功耗上仅为802.11g的1／10，亦可支持QoS技术，在同步（Isochronous）和异步（Asynchronous）数据具有不同的优先传送等级。

在设计上，UWB芯片组必须支持WiMedia联盟所规定全部14个频段的6个频组，可灵活运用，来因应欧盟、日本、南韩以及蓝牙3.0在低频段频组带行动规范受限应用的难题，避开干扰较大的频段，藉此满足不同国家频谱运用的不同要求。例如日本是以3.4GHz～4.8GHz的低频段及7.25GHz～10.25GHz的高频段提供UWB使用，但是欧盟则是提供3.2GHz～4.8GHz、6.3～9.6 GHz供UWB运用，蓝牙3.0的频段则是集中支持6.3GHz以上的高频带。

《图十三 WiMedia 验证测试UWB产品流程示意图 》 数据源：WiMedia

设计横跨频谱UWB芯片组挑战十足

再者，各国为了避免UWB干扰到其他付费频谱的无线技术，要求UWB芯片厂商须具备侦测与回避（Detection and Avoidance；DAA）功能，特别是在3.1GHz～6.3GHz范围内，UWB会对频带造成干扰，DAA侦测回避不可避免，例如日本在3.4GHz～4.8GHz，欧盟在3.2GHz～4.8GHz都将作为DAA频段使用。同时UWB所使用的带宽，在世界各国规定不尽相同，加上UWB在低耗电下支持高带宽传输，并非易事，这些都添增UWB技术研发的难度。未来UWB的设计趋势，必须满足全球各国在6.3GHz以上完整高频带、第7至14高频带新一代近距无线传输的发展需求，进而满足OEM系统厂商因应全球各地不同的UWB规范，协助UWB技术或是WUSB产品的普及化。因此对于RF ASIC设计人员来说，要设计出能横跨3.1～10.6GHz的超宽带芯片组，算是挑战十足。

UWB应用限制有待突破

一对UWB发射器和接收器价格仍过高，相对应用市场被限制于高阶家用领域。这是由于UWB芯片发射端需要将无压缩的HDMI讯号进行编码和调变，而接收机需要解调、译码的缘故，因此设计上较为复杂。其实整个视讯传输路径可采用全压缩方式消除传输质量的问题，压缩后较低的传输率可让讯息信道设计更为简单。因此采用压缩视讯传输方式的UWB芯片设计，可进一步降低成本价格，这或许会是市场能否接受采用UWB芯片的重要关键。

结语

一对UWB发射器和接收器价格仍过高，相对应用市场被限制于高阶家用领域。这是由于UWB芯片发射端需要将无压缩的HDMI讯号进行编码和调变，而接收机需要解调、译码的缘故，因此设计上较为复杂。其实整个视讯传输路径可采用全压缩方式消除传输质量的问题，压缩后较低的传输率可让讯息信道设计更为简单。因此采用压缩视讯传输方式的UWB芯片设计，可进一步降低成本价格，这或许会是市场能否接受采用UWB芯片的重要关键。