ISO實現多媒體流的高速傳輸
通用串行總線(USB)是自1997年末開始為PC主板所采用的一種開放接口標準。1998年,推出了僅有兩個I/O接口,即USB及以太網接口的Apple iMac。最初的USB標準(1.0及1.1)支持的最大傳輸率為每秒1M字節(jié),凈傳輸速率達12Mbps。Windows 98是最先支持USB的操作系統,它內置了各種設備的驅動程序,其中包括鼠標、鍵盤及揚聲器。2000年4月,USB應用者論壇(USB-IF成員包括:微軟、英特爾、飛利浦、惠普、康柏、NEC及朗訊)發(fā)布了USB標準2.0。該版本增加了新的高速傳輸率。高速USB傳輸最高速率可達480 Mbps,比USB 1.1的最高速度快40倍。
ISO傳輸的特點
USB支持兩種類型的數據傳輸：大數據塊(bulk)傳輸方式,對不能容差的數據進行移動;同步(isochronous,ISO)傳輸方式,對不允許時延的數據進行移動。數據塊傳輸可確保數據能可靠傳輸,不會丟失或干擾數據,但不能確保給定時間內的數據傳輸量。在沒有其他數據流量時,塊數據即指那些僅使用總線的填充數據。同步傳輸是以主機PC與設備相互協調確定的速率來進行的,但數據可能會受到干擾,而且不能持續(xù)傳輸。
選擇同步傳輸還是選擇塊數據傳輸是非常簡單的。如果數據的完整性是最重要的,就采用塊數據傳輸;但如果準時傳輸數據比準確率更重要的話,還是選擇ISO傳輸。雖然乍看起來選擇ISO并不合乎邏輯,因為ISO是用準時發(fā)送的受干擾數據來代替晚發(fā)的正確數據,但在某些不能及時傳送數據的區(qū)域可能會存在數據根本不能到達的情況。電話里的音頻流就是一個簡單例子,丟失了幾小片數據總比讓受話方一直落后乃至不能趕上要好。在視頻中也是如此,用戶還是寧愿選擇丟失一個幀以保持圖像的實時傳輸。
USB帶寬被分為每秒1000幀。USB 1.1中的同步傳輸限制在每個幀的每個設備端點傳輸一個數據包。最大的包大小為1023字節(jié),每秒總數據傳輸率為1 Mbps。USB 2.0不僅將數據率提高到480 Mbps,還將每個幀分成8個微幀,以降低對設備緩存的需求。USB 2.0還將每個設備的每個微幀1024字節(jié)的包容量擴大到3個數據包的容量。這樣USB 2.0中ISO數據率從1 Mbps提高到24 Mbps (每秒1000幀 × 每幀8微幀 × 每微幀3個數據包 × 每數據包1024字節(jié))。
圖1 應用帶寬分析圖
ISO傳輸的應用
USB 2.0高速ISO推出后支持的最佳產品便是并不昂貴的攝像機。USB攝像機早已問世,但全速USB的帶寬限制令人們對圖像的分辨率及幀速率大失所望。全速USB攝像機的帶寬僅能以每秒5幀的速度傳輸未壓縮CIF (352 × 288)視頻。該設備需占用90%以上的帶寬,而這個帶寬是系統內所有USB設備共享的。而通過高速ISO,相同攝像機可以每秒30幀的速度工作,僅占用可用帶寬的10%。作為一個實例,該技術已在DV(數碼視頻)攝像機中得到了應用,以每秒4.5Mbyte的恒定速率傳輸復合視頻和音頻。高速ISO功能在這類領域中完全游刃有余。圖1所示為各類流協議所需帶寬與USB1.1全速及USB2.0高速所能利用的ISO帶寬的對比情況。
USB的作用并非在數據到達CPU時即告終止。USB 2.0還可以將數據由CPU傳輸到外部硬盤、DVD-RAM或CDRW驅動器等存儲設備中。如今采用USB 2.0標準的大量數據存儲設備的運行速率已高達20 Mbps,并且有望繼續(xù)提高。
