无线USB技术探微

无线USB技术探微
飞利浦半导体主任工程师   张振宇
飞利浦半导体高级工程师   Saravana Kumar

随着超带宽（UWB）技术的普及无线技术日趋成熟，成本的日益降低, 无线USB（Wireless USB）也浮出水面，WUSB是由杰尔系统、惠普、英特尔、微软、NEC、飞利浦和三星共同开发的，能在3米的距离内实现480 Mbps的等效带宽。通过兼顾安全性、可靠性、降低功耗及其他挑战，和提供移动外设连接，WUSB 摆脱了繁多的线缆，增强了用户体验。
为USB厂商向WUSB演进提供了正确的途径。

无线USB综述
WUSB的运行利用了MBOA-MAC架构，同时保留了主从架构，和USB 2.0一样，它也能处理控制、突发、中断和同步所有这4种传输形式。主机和WUSB设备合称WUSB集群，采用星型拓扑；与USB 2.0. A的树型拓扑不同，不需要WUSB 集线器 （HUB）, WUSB主机能直接连接多达127个设备。另外由于 WUSB没有线缆，所有的WUSB设备都是自行供电的。
USB 2.0支持高速480 Mbps、全速12 Mbps和低速1.5 Mbps的数据传输。WUSB主机支持以下数据率：53.3 Mbps、80 Mbps、106.7 Mbps、200 Mbps、160 Mbps、320 Mbps、400 Mbps和480 Mbps。WUSB设备必须支持53.3 Mbps、106.7 Mbps和200 Mbps，其他5种为可选数据率。53.3 Mbps为基本信号速率具有最高的可靠性。所有的标准USB控制请求、MMC(微调度管理指令)特殊控制令牌、应答交换和设备请求（DN）都使用这个基本信号速率。
WUSB主机必须符合MBOA 信标协议，以解决多集群共存、干扰问题。WUSB设备有以下3种选择：
* 全面支持MBOA 信标协议，成为独立的信标设备。 这一选择会有最大的功耗。
* 作为 WUSB主机引导信标设备，以避免将功率浪费在指示每个超级帧上，并可降低处理的复杂性。这一选择会有适中的功耗。
* 将所有相邻设备整合在主机内，作为非信标设备部署。 这一选择会有最低的功耗。
WUSB和USB 2.0的数据通信拓扑类似，共分3层：功能层、设备层和总线层。除了准同步设备之外，USB 2.0的其他大多数功能层软件, 无需修改可以直接在WUSB中重新使用。WUSB设备需要 一个重试机制，以在欠佳的无线媒体上进行可靠的数据包传输；由于服务周期从1毫秒延伸至4毫秒或更长, WUSB设备还需要一个更大的缓冲器。通过在设备层加密与扩展无线媒体管理，WUSB设备可以安全可靠地与主机通讯。因传输媒体性质的不同，总线层将被完全替换。

WUSB的数据传输  
一般而论，每次USB传输都需要经过3个阶段：令牌、数据和应答交换。在一次集总（integral）传输中，令牌、数据和应答交换阶段是不分割的，阶段间的周转时间为18全速位时间（18纳秒