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[專欄]轉化中的有線、無線介面
[作者 陸向陽]   2015年02月09日 星期一 瀏覽人次: [4671]

過去筆者曾說過,許多介面的傳輸從並列轉成串列,只保留原有的韌體、軟體開發投資,但在實體連接的纜線、連接器方面進行變革,例如ATA變成SATA,PCI變成PCI Express,SCSI變成SAS等,都是如此。

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除了並列轉串列外,許多也開始改變傳輸介質,例如DisplayPort已有無線化發展的規劃,即是用WiGig來夾帶DisplayPort傳輸,或者開始從銅線走向光纖,例如HDMI已有此方面的規劃,而Thunderbolt更早就如此設計與執行。

另外,1999年剛開始發展IEEE 802.11、Wi-Fi時,也考慮切換傳輸介質的彈性,不僅可用RF無線射頻傳輸,也可以用IR紅外線傳輸,而過去紅極一時的超寬頻UWB,也嘗試把實體介面無線化,如USB變成WirelessUSB,把IEEE 1394變成Wireless 1394等。

而2014年9月,SD記憶卡的制訂協會提出iSDIO標準,所謂SDIO即是SD記憶卡的I/O化應用,SD記憶卡一般只能用來讀寫資料,但若用SD記憶卡介面來連接攝影機、條碼讀取器等,當成一般週邊擴充卡槽來應用,就稱為SDIO。

而iSDIO即是SDIO的無線化,用無線傳輸方式來提供I/O功效,不過這並非是全新的技術,而是將原有日本已常用的TransferJet傳輸技術用於SD記憶卡上,如此而已。

且值得一提的,TransferJet是一種超寬頻技術,在超寬頻技術熱潮全面退燒(2002年~2005年)後,仍有TransferJet的實用化,算是欣慰。另外,從另一種角度看,SD協會之所以提出iSDIO,也是看到太多數位相機有無線傳輸相片的需求,以及此方面的需求已趨勢一些業者推出具Wi-Fi功效的記憶卡,因而順應時勢所推行。

不過,Wi-Fi畢竟是較高功耗的無線傳輸,不利數位相機長時間使用,因而選擇TransferJet,TransferJet有560Mbps傳輸力,實質資料傳輸力約375Mbps,已足夠一般的數位相片傳輸應用,不過TransferJet只能用於一對一傳輸,且傳輸距離較短,Wi-Fi則可較多連線,傳輸距離長。

而其他的轉化、轉變例子中,最知名的還有兩個,一是USB,另一是Bluetooth。USB其實在USB 2.0已將4-pin接腳技術走到極限,因而在USB 3.0另闢5支接腳,以8b10b編碼傳輸,而不是過往的USB 1.0/1.1/2.0所用的曼徹斯特編碼。

類似的,經典、古典(Classic)的Bluetooth,其實在2.0版已走到極限,3.0版已改用不同的實體層、媒體存取控制層,試圖再提高傳輸力,但至今為止市場接受度有限。

相對的,Nokia於2006年將Wibree技術歸入Bluetooth後,2010年推出4.0版的Bluetooth Smart,有別於過往的古典Bluetooth,已經成為Bluetooth新的主軸方向,其應用包含穿戴式、Beacon室內定位等,且有開始朝物聯網邁進的趨勢。

簡單來說,USB 3.0保有連接器相容、軟體相容,但另闢實體傳輸路徑,Bluetooth Smart則只採行Bluetooth射頻與堆疊架構,多數軟體通訊協定另行制訂發展。

類似的,許多無線通訊以IEEE 802.15.4標準為基礎進行發展,如MiWi、WirelessHART、ZigBee等,其中ZigBee陣營最大,ZigBee甚至針對不同應用提出不同網路協定層,如ZigBee(最初的發展)、ZigBee PRO(節點數更多)、ZigBee RF4CE(針對消費性電子)、ZigBee IP(針對IP應用)等。

若說Bluetooth只從主軸的Classic Bluetooth另行發展出Bluetooth Smart,那麼ZigBee至少分成三個,即ZigBee PRO(包含ZigBee)、ZigBee RF4CE、ZigBee IP,但業界不因此滿足,Google購併的Nest Labs即認為ZigBee不適合數位家庭的物聯網應用,同樣以IEEE 802.15.4為基礎,自行規範定義出Thread,與ZigBee走不同路子。

上述的種種轉化,看似讓產業發展更加紊亂,但其實都還在結制、客製範圍內,因為RF射頻實體層相容,所以不用改變晶片,只要更換晶片的韌體、軟體,就可以實現不同的協定,如Bluetooth、ZigBee等。

或者反過來,PCI、ATA、SCSI更換了底層,但仍保有過往韌體、軟體開發成果的相容性,並改用傳輸表現更佳的底層,即PCI Express、SATA、SAS等。要保留硬體還是保留軟體,端看產業需求而定,需要更多元的應用,就保留硬體、更換韌軟體,若單純需要更佳的傳輸表現,就保留軟體、更換韌軟體。技術發展追求漸進、相容、彈性、多元,反而是對電子產業的設計、製造有助益。

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