podcast quotes-left quotes-right search menu arrow-up arrow-up2 google-plus3 facebook2 instagram telegram twitter vk youtube android rss2
[an error occurred while processing this directive]
AddThis Social Bookmark Button
Версия для печати

Интерфейс USB в MP3-плеерах

В последнее время участились эксперименты с MP3-плеерами, предлагающими пользователю возможность получать музыку и прочий аудиоконтент напрямую, без участия компьютера. Наиболее известный пример – iPod touch и WiFi-магазин iTunes, но есть и другие: уже разменявший год проект Music Gremlin, Sandisk Sansa Connect, Haier Ibiza.

Все это говорит о том, что плееры начинают прощаться с зависимостью от ПК и рано или поздно заживут самостоятельно.

Но все это в будущем. А пока, как и десять лет назад, портативный плеер практически бесполезен без персонального компьютера, желательно, с доступом в интернет.

Кто-то владеет аппаратом на флэш-памяти и регулярно обновляет его содержимое, кто-то пользуется Jukebox-ом и подключает его к ПК только чтобы пополнить свою портативную фонотеку свежими композициями. Но в любом случае без компьютера им не обойтись. Поэтому немаловажен вопрос сопряжения плеера и ПК: от того, насколько удачно оно реализовано, сильно зависит комфорт использования устройства.

Как уже писалось ранее, линия подключения портативного плеера к компьютеру состоит из нескольких уровней – программного и аппаратного. О программном – различных протоколах – можно прочитать в других материалах, этот материал об аппаратном уровне.

Самые первые MP3-плееры использовали параллельный порт LPT, кто-то, возможно, помнит его, чаще всего он использовался для подключения принтера, о чем говорит и его название (Line Print Terminal).

(фото с сайта procompsys.de)

Такое решение сложно было назвать удачным: технология Plug&Play (проще говоря – автоматическое обнаружение устройства компьютером) не поддерживалась, установка дополнительных, не всегда корректно работающих драйверов была необходимостью, а скорости обмена информацией были чрезвычайно низки, в районе ста килобайт в секунду. Хорошо, что и емкости памяти тогда были мизерными, и чтобы заполнить 64 МБ – максимум в то время – требовалось минут десять.

Появление первых портативных проигрывателей было стихийно и слегка застало индустрию врасплох, она была еще не до конца подготовленной к компьютерной периферии такого рода. Но более удобные и современные стандарты уже существовали, им просто нужно было время для глобального распространения.

Это были два конкурирующих стандарта, USB и Firewire, предназначенные специально для подключения к ПК различной периферии, а именно к ней относились тогда и MP3-плееры.

USB нашел свое распространение на «IBM-совместимых» ПК (в просторечьи – PC), Firewire продвигала Apple. Так как первые MP3-плееры создавались именно для PC-платформы, с LPT они начали переходить именно на USB, хотя стандарт Firewire тогда и выглядел предпочтительней с технической точки зрения.

Через пару лет это будет способствовать успеху Apple iPod: лишенные в то время USB пользователи компьютеров Macintosh, коих немало в Соединенных Штатах, жадно набросились на один из очень немногих плееров с поддержкой Firewire, каковым был первый iPod.

(фото с сайта bioneural.net)

Для информации. В итоге в борьбе за массовый рынок Firewire потерпел поражение. Этапы сдавания интерфейсом своих позиций хорошо иллюстрирует эволюция iPod-а: первое и второе поколение – только Firewire, третье поколение – появление USB, четвертое, модификации Photo и Color – из комплекта исчезает Firewire-кабель, пятое – поддержка только USB-интерфейса.

Появление USB упростило процедуру подключения плеера к ПК, хотя необходимость в установке драйверов оставалась, до широкого распространения Mass Storage Class должно было пройти еще несколько лет. Однако работало новое соединение стабильнее, и скорости подросли. Тогда использовался стандарт USB 1.1, теоретически способный выжимать скорость до полутора мегабайт в секунду. Но несовершенство аппаратного и программного обеспечения в те годы ограничивало ее примерно 200-300 кБ/с. Таким образом, первые 128 МБ плееры можно было заполнить музыкой за семь минут – ощутимый прогресс.

Для информации. Когда говорят о скоростях интерфейса USB (да и других тоже), имеется в виду скорость передачи данных. На практике же одной передачи недостаточно – данные нужно считать и записать. Последнее выступает «бутылочным горлышком», вследствие чего реальная скорость USB-интерфейса намного ниже цифр в технической спецификации.

Максимальная скорость USB, показанная флэш-накопителями

Переход плееров на USB приветствовали не все – еще далеко не весь парк ПК обзавелся тогда поддержкой этого интерфейса. Пару лет USB сосуществовало с LPT, многие плееры поддерживали оба интерфейса одновременно, через переходники. Появлялась и экзотика наподобие плееров с подключением к COM-порту, таковые радовали пользователей скоростями в районе 20-30 КБ/с. Некоторые плееры работали только на картах памяти и не поддерживали вообще никакого подключения к ПК: заполнять эти карты предлагалось через кард-ридер. Но в итоге прогресс победил, и примерно с 2001 года большинство MP3-плееров использовали исключительно универсальную последовательную шину.

Creative Nomad II – один из первых USB-плееров

В течение следующих пары лет скорость обмена данными медленно ползла вверх: сначала примерно до 500 кБ/с, потом 700… И остановилась. Примерно года на два она замерла на этом уровне: 500-700 кБ/с. Хотя принятый в 2001 году стандарт USB 2.0, предусматривающий намного большую скорость, распространялся довольно быстро как на ПК, так и на различной периферии, к примеру, на флэш-накопителях, MP3-плееры этот прогресс упорно обходил стороной. Указатель в спецификации «USB 1.1» снова и снова разочаровывал пользователей, а ведь объемы памяти-то росли! В конце 2003 года, чтобы заполнить ёмкость 1 ГБ Iriver ifp-500, требовалось не менее получаса.

Почти все в Iriver ifp-599 было безупречно, кроме скорости передачи данных

Для информации. Технические спецификации USB очень полюбились разного рода маркетологам и составителям рекламных буклетов. Большой популярностью пользовалось, к примеру, указание скорости в битах (килобитах, мегабитах) в секунду. В технической литературе это общепринято, но простому пользователю неудобно, он-то пользуется килобайтами и мегабайтами. Так зачем же заставлять его делить все на восемь? Ответ прост – получаются большие цифры! Вдобавок не всякий отличит MB (мегабайты) от Mb (мегабиты), благо мегабайты и килобайты многие безграмотно пишут Mb и kb. Так волшебным образом скорость (и так завышенная, так как соответствует теоретической пропускной способности) увеличивается в восемь раз.

Здесь свинью MP3-плеерам подложили интегрированные платформы. Они, с одной стороны, серьезно упростили создание подобных устройств и снизили их стоимость, а с другой – сделали производителей плееров заложниками разработчиков платформ. А у тех реализовать по-настоящему скоростной USB-контроллер в рамках своих SOC упорно не получалось, всплывали то программные, то аппаратные проблемы. Задача эта по-хорошему не решена до сих пор, отставание плееров от флэш-накопиталей огромно. Но не будем забегать вперед.

В 2002 году в свет вышло три платформы, которым предстояло несколько лет доминировать на рынке: Sigmatel STMP3400, Philips SAA7750 и Telechips TCC730.

Они имели много общего, в том числе и контроллер USB 1.1. Время жизни платформы тогда было достаточно долгим, никак не меньше двух лет, что обрекло все флэш-плееры выпуска 2002-2004 годов на скорость обмена данными в районе 500-700 КБ/с.

С HDD-плеерами ситуация была принципиально иной, ее можно охарактеризовать как «не было бы счастья, да несчастье помогло». Платформы здесь были намного менее интегрированными, что вынуждало производителей устанавливать отдельные USB-контроллеры (точнее, мосты USB/ATA), колдовать над внутренним ПО. В результате уже в 2003 году на рынке существовали Jukebox-ы с полноценным довольно шустрым USB 2.0 со скоростями порядка 5-6 МБ/с. Это было еще одним весомым плюсом этого класса плееров.

Iriver ihp-100, один из первых плееров с UBS 2.0

Во второй половине 2004 года ситуация начала меняться. Платформы с поддержкой USB 2.0 наконец-то проложили путь во внутренности MP3-плееров. Первенцем стала STMP3500 Sigmatel, которая станет одной из самых долгоживущих – и сегодня, в конце 2007 года, выходят новые плееры на этой SOC. Первыми новинку освоили корейцы, которые тогда задавали моду в MP3. Плеер Cowon U2 даже название свое получил в честь нового протокола. Покупатели ужасно устали от 500 КБ/с, и быстрый обмен данными был весомым конкурентным преимуществом, которое не грех было отразить в названии.

Конечно, скорость была далека от 480 Мбит/с (60 МБ/с), указывавшихся в рекламных проспектах (подобной скорости, впрочем, так никто никогда и не достиг, да и не мог достичь), тем не менее, была в 2-6 раз выше прежних рекордов: 1.5-2 МБ/с. Общественность надеялась, что эти цифры быстро вырастут в два-четыре раза как минимум, как это было с USB 1.1. Но оказалась, что новая платформа Sigmatel была троянским конем.

Период 2004-2005 годов стал для MP3-рынка временем беспрецедентного роста, эти устройства становились воистину массовыми. В погоне за максимальным объемом продаж компания Sigmatel сделала хитрый ход. Свой бестселлер STMP3500 она выпустила в нескольких модификациях, из которых только топовые развивали скорости USB 2.0. В остальных моделях интерфейс обмена данными с ПК был лукаво обозначен как USB Full Speed.

Дело в том, что при создании стандарта USB 2.0 было необходимо обеспечить обратную совместимость, чтобы устройства с новым интерфейсом корректно работали с компьютерами, оснащенными старыми USB 1.1 контроллерами. Для этого внутри стандарта USB 2.0 сделали три подстандарта:

  • USB Low Speed – соответствует USB 1.0, пропускная способность – 187 КБ/с (1.5 Мбит/с)
  • USB Full Speed – соответствует USB 1.1, пропускная способность – 1.5 МБ/с (12 Мбит/с)
  • USB High Speed – соответствует USB 2.0, пропускная способность – 60 МБ/с (480 Мбит/с)

В голову инженеров Sigmatel пришла простая, но гениальная идея сделать SOC, поддерживающий стандарт USB 2.0, но работающий со скоростью Full Speed. Фактически это был старый USB 1.1 контроллер, но научившийся выдавать себя за USB 2.0. При подключении такой платформы к ПК последний не жаловался на низкоскоростное устройство, как при подключении обычного USB 1.1. Но скорость оставалась на прежнем уровне: 0.5-1 МБ/с. Зато стоила эта платформа куда дешевле USB 2.0 High Speed варианта.

В условиях возраставшей ценовой конкуренции подобный «финт ушами» стал необычайно популярен. Производители плееров с чистой совестью писали на своих твореньях «USB 2.0», наиболее совестливые приписывали «Full Speed», благо мало кто понимал, что это такое. И продавали покупателям решения со скоростями обмена данных на уровне 2002 года, чтобы те наслаждались получасовой загрузкой музыки на свой плеер.

Другой значимый в то время производитель SOC, Philips, поступил аналогично, предложив семейство платформ PNX010X как с Full Speed, так и с High Speed.

Фокус Sigmatel и Philips очень понравился китайским разработчикам платформ – это было как раз в их стиле. Компания Actions Semiconductors скопировала ход с Full Speed вместе со многими другими наработками Sigmatel. Как следствие, мутный вал дешевых MP3-плееров, наводнивших в 2005 году Европу, был почти полностью псевдо-USB 2.0.

Потребители, однако, достаточно легко это проглотили, в результате чего USB Full Speed поселился в MP3-плеерах надолго.

Были, конечно, разработчики, пытавшиеся улучшить условия жизни потребителей по этому направлению. В 2004 году новую платформу предложила Telechips. Конечно, в соответствии с модой это было семейство, включающее как Full-, так и High Speed-модели. Зато высокоскоростные варианты радовали отличными скоростными показателями: до 6-7 МБ/с на запись. Таким образом, один гигабайт флэш-памяти можно было заполнить всего за три минуты, а один средний MP3-файл копировался и вовсе мгновенно. Жаль что 2005 год, когда такие решения стали массово доступны, стал для корейской MP3-индустрии временем заката, и аппаратов на этой платформе было выпущено не так много.

А покупатели голосовали кошельком за дешевые Full Speed-модели из Китая, что делало разработку высокоскоростных решений бессмысленной. К тому же на горизонте появилась очередная «удешевлялка», загнавшая скорость обмена данными с ПК в совсем уж узкие рамки.

Удешевлялка эта называлась MLC-флэш-память. Будучи примерно в два раза дешевле, она вместе с тем обладала и рядом недостатков, в числе которых – низкая скорость записи. Максимум, что пока удалось выжать из нее производителям платформ, – это примерно 3 с небольшим мегабайта в секунду. И то это теоретически, на практике 2.5 МБ/с принято радоваться как хорошему результату.

Для информации. Скорость передачи данных между плеером и ПК бывает двух видов: с устройства на компьютер и наоборот. Вполне очевидно, что для пользователя вторая гораздо важнее, он в основном копирует музыку с компьютера на плеер, обратный процесс ему менее интересен, разве что он использует аппарат для переноса данных, но это применение вторично. Но так как в силу конструктивных особенностей скорость с плеера на ПК часто значительно выше скорости с ПК на плеер (особенно это характерно для MLC-памяти), производители часто предпочитают указывать скорость чтения или какую-то среднюю скорость. Это еще одна уловка, призванная приукрасить действительность.

Так как почти все производители в 2007 году перешли на MLC-память, о высоких скоростных показателях пришлось забыть. И это на фоне того, что емкость этой самой памяти берет рекорд за рекордом: 4, 8, 16 ГБ. То есть заполнение 16 гигабайтного плеера музыкой занимает почти два часа для «счастливчиков» с 2.5 МБ/с скоростью. Сколько это займет у Full Speed-плеера, в пять раз более медленного, – лучше и не считать.

Сегодня три основных фактора приводят к безрадостным результатам по этому направлению. Это обилие предложений на Full Speed-платформах, использование MLC-памяти, а также неоптимизированное внутреннее программное обеспечение (firmware), которое не в состоянии эффективно использовать даже потенциал MLC-памяти. Наложение этих трех причин приводит к тому, что значительная часть плееров записывает информацию на себя со скоростью 2002 года, 500 КБ/с, основная – в районе 1.5 КБ/с, отдельные экземпляры дотягивают до 2.5 МБ/с и немногочисленные рекордсмены на SLC-памяти вытягивают примерно 4-7 МБ/с.

Для владельцев флэш-плееров, обновляющих содержимое памяти своих устройств регулярно, это особенно болезненно. Забавно, что Jukebox-ы, фонотеку которых обычно обновлять не надо, а достаточно пополнять, продолжают показывать куда лучшие скорости.

И прогресса здесь, к сожалению, ожидать не приходится. Владельцам современных флэш-плееров остается запастись терпением.

Еще один аспект проблемы сопряжения ПК и плеера, который хотелось бы осветить, – это разъемы. На стороне ПК все всегда было стандартно – USB Type A.

А вот на «клиентской» стороне мысли дизайнеров принимали порой самое причудливое направление.

Вопрос этот не праздный. Существуют общепринятые стандарты разъемов: USB Type A, USB Type B, Mini USB Type B. Соединительные кабели с такими стандартными разъемами легко найти в широкой продаже. Это будет очень кстати, если вы потеряли или повредили комплектный кабель. Кроме того, если ваш плеер оснащен стандартным разъемом, вы можете подобрать соединительный кабель под свои нужды: хотите – длинный, хотите – средний, хотите – короткий, хотите – вообще переходник.

С нестандартным разъемом вы привязаны к комплектному кабелю и не дай бог вам его повредить или потерять, в лучшем случае это выльется в покупку нового втридорога.

Самые первые плееры, подключавшиеся по LPT, использовали проприетарные разъемы, что неудивительно – никаких стандартов тогда не существовало и в помине. Первые USB-плееры были по сути LPT/USB, использовали переходник для подключения к универсальной последовательной шине и, таким образом, тоже имели разъемы проприетарные.

Проприетарное гнездо Rio PMP300

С переходом на чистый USB поначалу использовался разъем USB Type B, как на принтерах или сканерах.

Но для портативных устройств он подходил слабо и был быстро вытеснен Mini-USB Type B, который и стал основным.

Дальнейшее развитие дало следующие ветви:

Плееры со штекером USB Type A, также известны как плееры с прямым подключением, плейдрайвы, MP3-Stick.

Теоретически это наиболее удобный тип, но не у всех плейдравов размеры и дизайн позволяют подключать их к USB-порту компьютера напрямую, поэтому часто приходится использовать удлинительный кабель, что сводит все удобство на нет. Но, по крайней мере, кабели такие стандартны, их легко найти. Облегчает жизнь и наличие USB-портов на лицевой стороне ПК. Использование стандартного штекера накладывает определенные требования к дизайну и размерам плеера, оттого не всегда приемлемо.

Плееры с гнездом Mini USB Type B. Это можно назвать оптимальным вариантом – такой разъем достаточно компактен, чтобы не мешать созданию миниатюрных или тонких плееров, при этом кабели для него очень легко найти.

Плееры, использующие нестандартные разъемы. Здесь мы найдем целый зоопарк, который условно можно разделить на:

- с гнездом типа Dock Connector. Самые известные представители – плееры iPod, у них этот разъем так и называется. Также подобные разъемы используют Sony (Walkman Port), Samsung, Microsoft. Стоит ли говорить, что разъемы этого типа разных производителей несовместимы между собой.

Dock Connect-нутые плееры: iPod nano 3G, Sony NW-A800, Samsung P2, Nexx NF-850. Обратите внимание, что у Nexx-а такое же гнездо, как у Samsung-а, у корейских плееров такое встречается

- с гнездом типа Mini- или Micro-jack. В таких случаях гнездо USB совмещено с гнездом для наушников или линейным входом. Примеры – iPod Shuffle 2G, Samsung YP-F1. Вообще, этот прием характерен для миниатюрных плееров-медальонов. Гарантии, что подобные разъемы разных производителей совместимы друг с другом, нет никакой, такие решения не стандартизированы.

- вариации Mini-USB. Разъемы, очень похожие по размеру, но механически не совместимые. Можно найти у самых разных производителей.

Вариации на тему mini-USB BBK, Mpio

Еще один новый разъем, который в ближайшем будущем может начать появляться в плеерах – Micro-USB. Это тот же Mini-USB, но поминиатюрнее. В принципе, этот разъем стандартизован, но какое-то время кабели к нему будет найти не так-то просто, что приравняет его к нестандартным решениям.

Mini-USB слева, Micro-USB справа (с сайта mobileburn.com)

Мотивы, заставляющие производителя использовать нестандартные разъемы, различны. Это может быть желание «нажиться на аксессуарах», планы сделать свой разъем частью маркетинговой стратегии, стремление оградить устройство от подключения к нему разного сомнительного оборудования, необходимость соблюсти определенные размеры и дизайн аппарата, наконец, сиюминутная экономическая выгода типа «предложили большую партию нестандартных разъемов по дешевке». Результат один – пользователь привязан к одному-единственному мотку кабеля из комплекта. И хорошо, если производитель насытил рынок своими аксессуарами, а то порой соединительного кабеля с таким же уникальным разъемом не найти потом ни за какие деньги.

Можно заметить, что значительная часть плееров, не менее половины, если рассчитывать, исходя из продаж в России, использует именно нестандартные разъемы.

Итак, бегло осмотрев ситуацию вокруг сопряжения плеера с ПК, мы увидели неутешительную картину. Скорость обмена данными удручающе невысока, особенно на фоне постоянно растущих объемов памяти. Широко распространены нестандартные разъемы, что подставляет покупателя в случае утери или порчи комплектного кабеля. Одним словом, индустрия здесь повернулась к потребителю отнюдь не лицом.

Остается лишь ждать прекрасное далеко, о котором я упомянул в начале статьи, – когда отпадет потребность как в проводах, так и в ПК.

Алексей Дорожин (adoro@list.ru)
Опубликовано - 03 декабря 2007 г.

Есть, что добавить?! Пишите... eldar@mobile-review.com

 
Новости:
Hit

22.09.2017 Видео на канале: Знакомство с ASUS ZenFone 4

22.09.2017 Samsung и TTTech работают над технологиями нового поколения для беспилотных автомобилей

22.09.2017 Смартфоны Blackberry возвращаются на российский рынок

22.09.2017 ONYX BOOX Chronos: доступный 9,7-дюймовый букридер

22.09.2017 NVIDIA запускает новую версию комплекта SHIELD TV – только с пультом ДУ

22.09.2017 «Лаборатория Касперского» обнаружила новую модификацию мобильного троянца, крадущего банковские данные

Hit

21.09.2017 Видео на канале: Обзор Nokia 6

Hit

21.09.2017 Видео на канале: Можно ли разблокировать Samsung Galaxy Note 8 фотографией лица

21.09.2017 Браузер Opera Developer 49 поддерживает видео в формате VR

21.09.2017 Выпущена Android One версия смартфона Moto X4

21.09.2017 BlaBlaCar в России интегрируется в Google Карты

21.09.2017 «Яндекс» покажет Путину прототип своего беспилотного автомобиля

21.09.2017 Google и HTC объявили о подписании соглашения о сотрудничестве

20.09.2017 Слухи: HTC завтра объявит о продаже части своего бизнеса Google

20.09.2017 Amazon представил обновленный 10,1-дюймовый планешет Fire HD 10

20.09.2017 MEIZU представила новый бюджетный смартфон – MEIZU M6

20.09.2017 Aquaris U2 и Aquaris U2 Lite – недорогие смартфоны среднего уровня от испанской BQ

20.09.2017 ФСБ и Роскомнадзор начали борьбу с кэшем Google

20.09.2017 iOS 11 уже доступна для загрузки

19.09.2017 «Лаборатория Касперского» готовит антивирус для автомобилей

19.09.2017 Google поможет стартапам раскрутиться с помощью Startup with Google

19.09.2017 LEXAND Kids Radar – детские умные часы-трекер для отслеживания детей родителями

19.09.2017 Это свершилось! Адреса, номера телефонов и контакты теперь преобразуются в ссылки в Gmail

19.09.2017 Россвязь работает на механизмом блокировки мобильных телефонов по IMEI

Hit

18.09.2017 Видео на канале: Обзор смартфона OnePlus 5

Подписка
 
© Mobile-review.com, 2002-2017. All rights reserved.