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决战USB Type-C 配置通道成唯一关键
产业规则开始转变

【作者: 姚嘉洋】2015年12月10日 星期四

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自USB与HDMI等传输介面陆续朝向更高速的方向发展时,这些技术之间的竞合关系的讨论,在这几年来就没有停止的迹象,其中,USB阵营推出了Type-C规格后,又紧接着推出PD(Power Delivery)规格,将传输功率大幅提升到100W的等级,使得USB再度成为市场讨论的话题。想当然的,各技术的竞合关系的讨论,又再度浮上台面。


ROHM(罗姆半导体)台湾设计中心技术协理吴建霖便表示,欧盟指示,考量到环保议题,在2017年就要让所有的终端装置在充电介面上能彼此相容,否则便无法在欧洲市场进行销售,在这样的政策推动之下,才促成了PD技术的面世。以NB为例,未来NB只要一个Type-C搭载PD的传输介面,就能同时进行资料传输与充电,所以当变压器同样也搭载该技术后,其他的终端装置就有机会可以共用一个变压器,在可预见的未来,变压器产品在消费电子产品中的配件,将会成选配配件,这对于变压器业者来说,多少会受到影响。



图1 : ROHM(罗姆半导体)台湾设计中心技术协理吴建霖(摄影:姚嘉洋)
图1 : ROHM(罗姆半导体)台湾设计中心技术协理吴建霖(摄影:姚嘉洋)

竞逐Type-C 权利金成关键之一

吴建霖认为,目前市场充斥诸多的高速传输介面技术,如USB、MHL、DisplayPort与HDMI等,现阶段虽然是处于共存态势,但是Type-C整合了DisplayPort功能,加上PD技术的加持,相较于MHL与HDMI,其技术相对完整。再者,MHL与HDMI等协会,都需要向各大厂商支付权利金,对于市场发展上相对不利,长期来看,USB与DisplayPort阵营会渐渐取代MHL与HDMI,至于何时会发生?吴建霖分析,现阶段市场搭载旧有的USB版本的产仍是占绝大多数,所以市场现有的产品所搭载的高速介面相对多元,一旦Type-C的渗透率提高,HDMI等阵营也没有采取对应措施,那么约莫三至五年的时间,市场可能就会剩下USB与DisplayPort两大介面。


不过,虽然MHL有收取权利金,但据MHL阵营指出,在Type-C方面,仅向每台设备收取4美分的量产权利金,相比之下,MPEG-LA为DisplayPort管理一个专利联盟,并且公开声明向每个设备收取20美分的量产权利金。


取代或共存?市场规则将产生变化

当然,吴建霖也同意,介面技术阵营之间的竞争,某程度上与时机有很大的关系,Type-C的面世,因为市场给予相当正面的评价,再加上英特尔也在背后扮演推动角色,光是投入该市场的国内外晶片业者的数量,就可谓空前绝后,理由就在于它能创造的市场机会相当庞大。若HDMI与MHL阵营没有采取对应策略,被市场淘汰就是时间上的问题而已。


吴建霖这番话,的确也道出了USB有终结多元传输介面竞争局面的可能性,不过,与其说是终结,倒不如说未来将会呈现多元共存的局面,Lattice(莱迪思半导体)消费电子市场资深总监徐清辉认为,对于USB、DP、MHL与HDMI朝向共生共存的方向发展是件乐观其成的事。消费性电子装置如电视、蓝光播放器、电视机上盒是使用HDMI来传输,而新一代行动电话支援MHL输出,其它旧款装置如VCR则使用模拟复合/色差影像输出。


在个人电脑领域里,VGA、DVI、HDMI和DisplayPort皆可共存。许多消费者非常乐意使用较少的连接介面做更多的事,当消费者购买一台新手机、笔记型电脑或游戏机时,皆希望新的装置可以与现有装置连接。即使消费者买了一台配有USB Type-C的笔记型电脑,仍希望可以同时与桌上型DVI或DisplayPort萤幕、会议室里的VGA投影机以及家中的HDMI电视连接。这是消费者对其所购买产品具有的互通性的期待,也是造就这些传输介面在不久的未来将会共生共存的因素。



图2 : 愈少的介面对于消费者使用上,会更加方便,在未来的发展方向之一,就是所有传输技术共存在同一介面上。 (Source:elementonescreens.com)
图2 : 愈少的介面对于消费者使用上,会更加方便,在未来的发展方向之一,就是所有传输技术共存在同一介面上。 (Source:elementonescreens.com)

抢占USB Type-C 配置通道成关键

是德科技数位测试事业处大中华区资深专案经理罗仕林谈到,就他的了解,USB Implementers Forum(USB IF)仅聚焦在自家技术的发展上,对于其他技术阵营积极与向USB Type-C靠拢的状况,并没有采取任何行动。乍看之下,USB Type-C大幅简化装置接口连结上的难度,但主要的原因在于USB Type-C接口的接脚中建置了「配置通道(Configuration Channel, CC)」,原先配置通道接脚存在的意义,只是要确认讯号是要透过上面还是下面的接脚来传输,后来如主从关系、PD功率大小的决定,甚至是其他规格讯号(如DisplayPort或是MHL)的传递都可以透过配置通道来决定。而透过配置通道来决定传输何种讯​​号的功能,则被称为「Alt Mode」。


配置通道接脚原本只是用来作为主从关系的确定与功率大小输出的重要桥梁,但因为它也能作为讯号识别之用,所以MHL与DisplayPort都开始抢占配置通道上的主导地位,一旦失去先机,很有可能就在这一轮竞争中被淘汰出局。


图3 : 是德科技数位测试事业处大中华区资深专案经理罗仕林(摄影:姚嘉洋)
图3 : 是德科技数位测试事业处大中华区资深专案经理罗仕林(摄影:姚嘉洋)


罗仕林谈到,假设DisplayPort阵营已经率先在USB Type-C的配置通道上抢下滩头堡,那么其他阵营就必须在配置通道上,开发出有别于DisplayPort的规格,避免在确认讯号源时造成错误。目前DisplayPort除了既有规格外,还新增了「DP Over Type-C」的规格。而除了DisplayPort之外,MHL也采取了行动。 MHL阵营依据USB Type-C的规格,开发出MHL Alternate Mode使得各类设备能够通过USB Type-C介面同时支援MHL。


但罗仕林也坦言,即便各阵营对于配置通道有相当高的积极度,不过,USB IF并没有介入,所以在讯号品质与正确性等问题,还是交由各阵营来处理,所以近期也可以看到VESA(视讯电子标准协会)针对DP Over Type-C的后续问题,有相当积极的动作。


PD或有影响 但规格制定未就位

罗仕林认为,很显然USB Type-C拥有非常大的市场机会,传输速度也高达10Gbps,预计明年相关的产品线将会陆续出现在市场上,但何时能看到全面普及?仍没有具体的时间表,原因在于USB Type-C的出现,一口气改变了既有的插拔使用习惯,这工程非常浩大。另一个原因,则是PD的规格目前仍未制定完全。


USB PD最大可以供应的电力达到100W,但事实上,PD在供电能力上可以分为五种不同的等级,其最高等级100W的功率输出是采用了配置20V与5A的作法,但目前USB接头都是采用5V的电压,所以,若装置无法承载20V的电压,会衍生出使用安全的问题。据了解,PD在规格订定上还没进入最后阶段,尽管晶片供应商已经推出解决方案,但在终端市场仍未看到产品面世。罗仕林谈到,进入USB3.1时代,原则上,搭载USB Type-C接口的产品,九成以上都会有配备PD功能,但考量安全问题,再加上PD规格尚未完全就位,因此可以预测,搭载PD的产品,系统业者会选择较小的功率来加以因应。


罗仕林分析,毕竟还是有相容性的问题要克服,再加上有安全的问题,产品若要取得认证,前后约莫要一年左右的时间。所以像是采取封闭策略的苹果,未来有可能会大胆采用PD更高的功率输出等级,等到市场状况较为明朗之后,台湾业者们才会陆续跟进。他也谈到,PD现阶段的插拔大会,只举行了第二次,第二次的举行地点恰巧就在台湾。第二次大会约有90家业者参与,各家业者的产品还是有些问题需要解决,所以大家都还在搜集资讯当中,以让USB IF作为参考之用。



图4 : USB Type-C加上PD,若要能够100%普及,扮演先锋角色的苹果,将可望奠定市场游戏规则(Source:www.8k-trading.com)
图4 : USB Type-C加上PD,若要能够100%普及,扮演先锋角色的苹果,将可望奠定市场游戏规则(Source:www.8k-trading.com)

至于近期如高通与联发科各自推出了快充技术,减少智慧型手机的充电时间,PD的面世是否会对快充技术造成影响?吴建霖也不讳言,答案是会的。


吴建霖进一步指出,之所以会有快充技术,原因就在于过去的USB版本,在充电电流上被加以限制,所以能产生的电力(瓦特数)就相对有限,但高通等应用处理器业者所推出的快充技术打破了电流限制,大幅提升了充电速度。但PD本身最大可以提供到100瓦的电力,自然对快充技术造成影响,他也指出,目前国内已有晶片业者提供了桥接方案,可以连结PD与高通的Quick Charge技术,来因应现有的过渡时期。但哪种充电技术可以存活,还是由市场决定,会较为客观。


结论

USB Type-C的面世,似乎有机会终结过去多元传输介面的竞合时代,取而代之的是,Type-C扮演桥梁让各技术阵营有更多发挥的空间。而PD的出现,也让充电技术市场多了一点想像空间,尽管规格仍未制定完全,但解决了安全认证的问题之后,USB Type-C加上PD的完全组合,有一天会陆续落实在你我的生活之中。


**刊头图片(Source:www.tek.no)


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