USB技术在品牌电脑中的应用

Author: Date: 2000年 第34期

#1  一、USB走向品牌电脑
  USB(Universal Serial Bus)通用串行总线,早在1997年就已经在主版中出现了,Intel 440 LX芯片以及更早的TX、HX主板就提供了这样的接口,直至去年才开始普及,据Dataquest预测,到2001年,百分之百的笔记本电脑和个人电脑都将是通用串行总线(USB)兼容产品。到2003年,与USB兼容的个人电脑的用户将要购买近5亿件USB电脑外设。
  目前的市面上各种各样的USB设备比比皆是,如USB的键盘、鼠标以及音箱等等。USB成了即插即用设备的代名词,但是不是说只要你买的设备是USB接口的,一切连接、应用都会像宣称的那样简单、易用呢?
#1  二、USB设备真的是省心的设备吗
  计算机产业在我国的发展历史是从“攒机”开始,这样,很多人就形成这样一种观念,各种计算机硬件的接口都是标准的,将它们配搭在一起就可以工作。而USB技术作为一种新的接口标准,目的是使计算机与外部设备的连接变得更加规范、更加快速和更加容易操作,这就给人带来一种错觉,使用USB设备,是一件省心的事。但实际上并不如此。
  软件方面:首先你的操作系统如果是老的Windows 95,恐怕你是用不成USB设备。然后,看你的BIOS对USB支持是否到位,不到位则你在DOS下无法使用USB设备,如果在DOS下不能使用键盘,那你什么也做不了。
  硬件方面:从系统结构上,标准的主板只提供两个USB口,你只能连接两个USB设备。为了连接更多的USB设备,就必须使用USB HUB(集线器),这样在用户的桌面上又多了一个设备和一大摊子线。另外,某些USB设备可能会对系统供电带来影响。
  也正是因为这些原因,希望升级的用户,最多只能零零散散地配备少量的USB设备,而不能随心所欲地全部使用。不少的整机厂商也只能宣称其产品配备USB接口,而不敢全面配备USB设备。因而以即插即用为代表的USB技术的优势始终没有发挥出来。
#1  三、配备USB设备——增强电脑的易用性
  现在,绝大多数的品牌电脑都配备有USB接口,一般普通用户购买了USB设备后,可以非常简单地安装使用。还有一些厂商的品牌电脑,配备的外部设备甚至都是USB接口,这样,可以最大可能地减少用户在安装、升级、使用上遇到的麻烦,增强电脑的易用性。这方面的代表产品就是联想的“天禧”家用电脑。下面,我们就以联想天禧电脑为例,来看看USB设备是如何在品牌电脑中应用的,又给用户的使用带来那些方便。
#1  统一的USB设备插口
  以前,为了方便用户安装和使用电脑的各种外部设备,品牌电脑的各种接插头和线缆常常使用用特殊的颜色来标志。在“天禧”电脑中,USB成为所有外设统一的接口方式,用户不需要判明设备需要接到哪个插接口,而是随便哪个USB接口都可以,还可以什么时候用就什么时候接。(^34030503a^)
#1  集成的USB HUB
  USB HUB的作用就就点像电源插板,可以提供多个USB接插口来连接各种不同的USB设备。USB HUB的特点决定它一定要摆在电脑桌上面,这样才可以方便地插接各种USB设备,但这又给用户增加了麻烦。现在,一些显示器厂家将USB HUB集成到显示器内,而一些PC整机厂家选择了将它内置于主机内的方案。联想天禧电脑则是将USB HUB与显示器底座半固定地集成在一起,这种方案可以解决HUB零散摆放的问题,同时也解决HUB供电的问题。
  联想天禧的USB HUB采用与显示器底座半固定方式是比较独特的,避免将USB HUB集成在显示器或者主机中的种种不足,USB HUB与显示器的电路相互独立,不改变显示器的电路设计。而天禧这种分体式USB HUB既有专门设计的供电,又非常利于升级,而且采用转动式设计,用户可在对HUB插拔操作后将HUB移至显示器后面。这样就最大限度地发挥了插接时的便利性,又降低了整机一体化方案中各种USB连线被牵动的可能性。
#1    四、品牌电脑中的USB技术难关
  将USB技术运用到一个完整的系统中,并使用户能应用自如,不出问题并不是一件容易的事。比如Windows98操作系统对USB的支持并不是无误的,实际上只有Windows98SE(第二版本)才能做到这一点。举例来说,当你使用全部USB的键盘和鼠标的时候,你将键盘插到主机上时,系统会像往常一样向你报告发现一个新部件,并要求你选择如何处理,是“取消”还是“下一步”。此时的USB键盘、鼠标尚未装到系统上,因此用户是无法操作的。
  主板BIOS也是这样,很多主板BIOS都宣称对USB的支持,但实际上却不完全,比如在DOS支持不够,不支持即插即用等。现在我们看看联想天禧电脑是如何做的。
#1  电路设计
  首先要按照系统功能的定义来确定整个HUB电路及相关器件类型,虽然HUB电路是有标准电路的,但由于提供非常全面的功能,性能可能大打折扣。品牌电脑为了追求实用性和品质,因此在电路设计上去掉不必要的功能,而重点保证品质和实用性,始自保护动作电流,休眠后的功率损耗,满负荷的电压衰落等。
#1  电磁干扰
  USB HUB另外一个技术问题是EMI,这是一项衡量电器设备在使用中对外界电磁辐射的技术指标,目前国家在这方面已有详细的规定,以保证设备的使用不会对用户其它电气设备产生干扰。而USB HUB在这方面的技术实现上确属难解决的,因为HUB电路中时钟震荡电路的工作频率高达48MHz,频率越高,电磁辐射就越强。
#1  可靠性设计
  在工程上,为了将用户使用USB设备遇到问题的可能性降到最低,围绕HUB要进行多种可靠性设计,包括各种硬件设备的插拔试验,各种应用环境的插拔试验,各种应用软件的兼容性测试等。