计算机概论专题报告.ppt

USB IEEE1394 計算機概論專題報告 製作群資料整理製作 羅振芳T495A004資料收集 吳甲斌T495A019資料收集 翁至宏T495A037報告人員 羅漢祥T495A016 計算機概論專題報告 前言 由於電腦週邊零組件日益繁多 電腦系統實須有強大的連結能力 來傳達需求指令給週邊產品 如鍵盤 滑鼠等 在愈趨複雜 所需資料運算速度也逾趨快速的當今 系統中的傳輸功能就顯得相當重要 USB系列產品IEEE1394的規格傳輸 則是可滿足電腦系統連結週邊產品的重要技術 對於它們在這裡做了一些些簡單的介紹與比較 前言 USB的由來 USB的英文全稱是UniversalSerialBus直接翻成中文是 通用性串列匯流排 這是由7家包括了Compaq 迪吉多 IBM 英代爾 微軟 NEC以及北方電訊 加拿大 等主要的電腦與電子科技大廠所研發與規劃出來的 USB的介紹 設計USB的基本目的 其功能簡單的說 就是簡化外部週邊設備與主機之間的連線 利用一條傳輸線上並列串接各類週邊設備 解決現在主機後面一大堆線亂繞的困境 USB在使用上 能夠在不用重新開機或安裝的狀態下 隨時安插各式的週邊設備 並且讓使用者很容易使用 讓許多不同的周邊設備都可以使用相同的連接線 簡化各種連接的電纜線 USB的特性與優點 1 USB界面統一了各種周邊設備的連接頭 包含通訊界面 印表機界面 顯示器輸出 音效輸出入裝置 儲存設備等 都採用相同的USB界面規格 USB界面就像是 萬用接頭 只要將插頭插入 一切就可迎刃而解 USB的特性與優點 2 即插即用 Plug and Play 並能自動偵測與配置系統的資源 再者 無須系統資源的需求 也即是 USB裝置不需要另外設定IRQ中斷 I O位址 以及DMA等的系統資源 USB的特性與優點 3 具有 熱插拔 HotAttach Detach 的特性 在作業系統的已開機的執行狀態中 隨時可以插入或拔離USB裝置 而不需再另外關閉電源 USB的特性與優點 4 USB界面規格1 1中的12Mbps的傳送速度可滿足大部分的使用需求 當然 快速的2 0規格 提供更佳的傳輸率 USB的特性與優點 5 USB最多可以連接127個周邊設備 因為USB界面使用7 bit的定址欄位 所以2的7次方等於128 若扣掉USB主機預設給第一次接上的周邊設備使用 還剩127個位址可以使用 USB的特性與優點 6 匯流排供電 buspower 在USB上的裝置可選擇自我供電 selfpower 或匯流排供電 因此USB裝置本身基本上是可以不需額外的電源供應器 USB的特性與優點 7 電源管理 當USB裝置沒有使用時 會自動進入到省電的模式 USB的特性與優點 8 安裝簡易 不需拆卸PC 使用更為簡易 USB的傳輸型態 1 控制型傳輸 ControlTransfer 2 中斷型傳輸 InterruptTransfer 3 巨量型傳輸 BulkTransfer 4 等時型傳輸 IsochronousTransfer USB的傳輸型態 1 控制型傳輸 ControlTransfer 用來提供給介於主機與裝置之間的配置 命令或狀態的通訊協定之用的 是USB傳輸中最重要的傳輸類型 USB的傳輸型態 2 中斷型傳輸 InterruptTransfer 屬於單向傳輸 並且僅從裝置輸入到PC主機 作IN的傳送模式 例如滑鼠或是鍵盤等裝置 USB的傳輸型態 3 巨量型傳輸 BulkTransfer 屬於單向或雙向的傳輸 顧名思意 這類型的傳輸是用來傳送大量的資料 例如 送出一個檔案給印表機列印之用 或是從掃瞄機掃瞄一張圖片 並傳送至PC主機的應用上 USB的傳輸型態 4 等時型傳輸 IsochronousTransfer 可以是單向或雙向的傳輸 此種傳輸需要維持一定的傳輸速度 因此相對的就需犧牲些微錯誤的發生 應用這類型的傳輸裝置有USB麥克風 喇叭或是CCD等裝置 USBOTG USB最初的設計 即是以PC為發散主軸的連線 USB週邊裝置相互間並無法互通 互連 一切都必須透過PC的轉介 這在過去可行 然今日的隨身裝置愈來愈多 不能直接互連就相當不方便 所以USB IF ImplementersForum 組織以原有USB規格為基礎 衍生制訂了USB的對接標準 稱為USBOTG On The Go USBOTG USBOTG是USB2 0的加強功能 是針對行動裝置如PDA 數位相機等設計 其介面強調可以達到點對點 PointtoPoint 的連結 其連接技術 使得USB之傳輸不再只是一對多的傳輸方式 讓行動裝置備 USB週邊設備在不連接電腦系統下 亦可彼此直接連線 透過主機協定 HNP 整合 直接進行類似主機和外接週邊設備功能的轉換 不需藉助交換纜線 switch 進行資料交換 WUSB1 0規格 在美國加州舉行的第一屆無線USB WUSB 開發商大會上 USB應用論壇 USB IF 正式發佈了無線USB1 0版規格 因而向該技術的標準化邁出了一大步 該規格是在英特爾 Agere 微軟 NEC 飛利浦 三星和HP這七大公司主導下聯合其他100家公司一起定義的 WUSB1 0規格 無線USB規格採用了WiMedia聯盟的MB OFDM超寬頻MAC和PHY 其設計目的是達到與有線高速USB相當的速度 WUSB將盡可能採用現有有線USB技術 包括支援一台主機連接127台設備的拓樸結構 WUSB1 0規格 藉助WiMedia聯盟開發的融合層軟體 WUSB底層的UWB射頻能夠支援1394 藍芽 網際網路協定 IP 或USB協議的軟體堆疊 此外 WUSB增加了安全性能 要求所有傳輸均採用AES 128硬體加密 IEEE1394的由來 在1986年時由蘋果電腦的技術師首先公開提出 原名為火線 Fireware 高速串列傳輸埠的標準 1995年這項標準得到國際電子工業技術協會IEEE InstituteofElectricalandElectronicsEngineers 的認證 由IEEE發佈 稱為IEEE1394 正式名稱為 IEEE1394 1995高效能串列匯流排標準 IEEE1394的介紹 IEEE1394規格及特性 IEEE1394是繼USB介面之後 另一項在市場上日趨普及的傳輸介面 與USB同屬序列式串接介面規格 有著免關電源和免開機殼 隨插即用的特色 但是USB的傳輸速率為12Mbit s 1996年 而IEEE1394在首次的發表中就展示了100Mbit s至400Mbit s 1993年 的驚人速度 這個速度已超越了WIDESCSI的20Mbyte s IEEE1394規格及特性 另外IEEE1394的連接架構與USB不同 它是一種對等式 Peer to Peer 的連接型態 也就是每一個裝置不一定需要透過電腦才能連接 只要合乎IEEE1394規定就可以互相傳遞訊息 此外 可連接的節點數為63個 節點間之距離為4 5公尺 編碼方式為DSLink IEEE1394規格及特性 IEEE1394不僅是電腦與電腦週邊的連接規格 由於數位式高速傳輸的特性 對於VCD DVD等影像信號的傳送也可勝任 也就是說IEEE1394不但可以將電腦和電腦週邊產品連接 也將電腦和電腦家電產品連接 或者獨立成為家電與家電產品的連接網路 IEEE1394特色與優點 1 傳輸速率 100MB s 200MB s 400MB s 其IEEE1394b可將傳輸頻寬延伸至800Mb s及1 6GB s或3 2GB s 其可同時連接消費性電子及電腦週邊 最多支援63個節點的串連 IEEE1394特色與優點 2 支援熱插拔 Hot Plug 支援隨插即用 Plug and Play 在作業系統的已開機的執行狀態中 隨時可以插入或拔離而不需再另外關閉電源 可直接加入新的裝置並自動偵測安裝完成 IEEE1394特色與優點 3 點對點 Peer to Peer 的傳輸模式不需透過電腦 即可串接及傳輸 由於IEEE1394具備Peer to Peer的傳輸模式 因此只要具有IEEE1394的介面設備 即可以不透過電腦 進行相互串接及傳輸資料 IEEE1394特色與優點 4 高速資料傳輸速率每秒可達400MB 比SCSI要高出20到40倍 面對未來的影音時代 影音資料傳輸量的需求 IEEE1394的高速傳輸速度將是未來市場極具優勢的選擇 IEEE1394特色與優點 5 支援隨插即用 Plug and Play IEEE1394具有DeviceBay的規格 安裝電腦週邊機器時 不需關掉電源 也可以安裝週邊產品 安裝後不需重新開機 即可開始使用新週邊產品 IEEE1394特色與優點 6 介面具備高速與即時等待性 支援等時與非同步傳輸模式 可以確保連接時的頻寬以及即時之影像傳輸 較不易有延遲的情況產生 因此IEEE1394不僅在適用於一般電腦上 在特定需要高速及即時傳輸環境上 更可將IEEE1394的特性發揮淋漓盡致 其頻寬足以支援多種標準和高畫質視訊位元流 IEEE1394特色與優點 7 具有跨PC平台與非PC平台的優點 在每一個IEEE1394次網路可連結63個設備 而在整個IEEE1394網上可以連結1024個次網路 IEEE1394特色與優點 8 支援IP資料傳輸 透過加密功能保護傳輸內容的安全 也為音訊和視訊傳輸提供網路連線品質 QoS 服務 還支援更高品質的音訊標準 例如DVD A和SACD IEEE1394特色與優點 9 開放式的IEEE標準 採用IEEE增強了這個標準的産業接受性 IEEE1394b IEEE1394b為IEEE1394的擴展規格 物理層使用光纖 通信速度具有最高3 2Gbit s S3200規格 的 高速傳輸 和最大100m的 長距離傳輸 性能 IEEE1394b 可支援的通信速度包括 800Mbps S800 1 6Gbps S1600 及3 2Gbps S3200 使用Bilingual埠便於連接行銷通路中大量IEEE1394a的産品 向下相容IEEE1394a 此外IEEE1394b裝置也能自動降低傳輸速率 以便與IEEE1394a裝置連線 與傳輸距離最大為4 5m 傳輸速度為400Mbit s的IEEE1394a相比 性能大幅提高 USBvsIEEE1394 IEEE1394與USB一直是一種競爭的關係 不過因為傳輸速度相差很多 市場定位也一直不同 直到Pentium 4時代開始 局面已經完全不同 因為從Pentium 4開始 多數晶片組廠商已經將USB2 0規格納入 例如Intel在Pentium 4所使用的南橋晶片ICH4上內建了USB2 0的規格 USB2 0的傳輸速度是每480MB 已經超過IEEE1394每秒400MB的傳輸速度 USBvsIEEE1394 USBvsIEEE1394 雖然現在已經有新的IEEE1394b規格 通信速度具有最高3 2Gbit s 但是IEEE1394b的晶片成本較高 一般只限於高階產品才會搭配 目前只有一家在做 TI 德州儀器 加上各大資訊廠商對IEEE1394的行銷方式並不相同 例如在Mac上它叫Firewire 在SONY的產品上叫I Link 加上現在的USB2 0速度也隨之變快 成本又較便宜 造成IEEE1394無法獲得晶片組廠商青睞 將逐漸被USB2 0取代 USBvsIEEE1394 而隨著USB2 0產品的推出 是否意味著目前的IEEE1394會被淘汰掉呢 基本上 USB與IEEE1394是使用在不同的應用領域 因此 IEEE1394將適用數位影像編輯等需要高速傳輸界面的消費性電子產品上 如數位錄放影機 而USB2 0的界面則可望成為未來電腦周邊產品的主要傳輸界面 當然 USB的產品大部份還是以滑鼠 鍵盤以及搖桿等慢速的人工界面裝置為主 USBvsIEEE1394 至於呼喊已久的IEEE1394b 在資訊市場中大概只剩原創Apple還在用 或許還逼迫了iPod前幾代的消費者必須為PC增買IEEE1394卡或Mac電腦 另外期望帶來更高速率的塑膠光纖也幾乎未見普及 更後續的IEEE1394c預計使用Cat5的乙太網路線來傳遞IEEE1394b才具備的800Mbps速率 此稱為 S800 over Cat5 也是未有進一步消息 USBvsIEEE1394 不僅如此 就連無線化的研擬進程也比USB遲緩 雖然USB IEEE1394都有共識 使用WiMEDIA I