Інтерфейс USB в MP3-плеєрах

Останнім часом почастішали експерименти з MP3-плеєрами, що пропонують користувачеві можливість одержувати музику та інший аудіоконтент безпосередньо, без участі комп'ютера. Найбільш відомий приклад - iPod touch і WiFi-магазин iTunes, але є й інші: вже розміняв рік проект Music Gremlin, Sandisk Sansa Connect, Haier Ibiza.

Все це говорить про те, що плеєри починають прощатися із залежністю від ПК і рано чи пізно заживуть самостійно.

Але все це в майбутньому. А поки, як і десять років тому, портативний плеєр практично даремний без персонального комп'ютера, бажано, з доступом в інтернет.

Хтось володіє апаратом на флеш-пам'яті і регулярно оновлює його вміст, хтось користується Jukebox-му і підключає його до ПК тільки щоб поповнити свою портативну фонотеку свіжими композиціями. Але в кожному разі без комп'ютера їм не обійтися. Тому важливе питання сполучення плеєра і ПК: від того, наскільки вдало воно реалізовано, сильно залежить комфорт використання пристрою.

Як уже писалося раніше, лінія підключення портативного плеєра до комп'ютера складається з кількох рівнів - програмного і апаратного. Про програмне - різних протоколах - можна прочитати в інших матеріалах, цей матеріал про апаратному рівні.

Найперші MP3-плеєри використовували паралельний порт LPT, хтось, можливо, пам'ятає його, найчастіше він використовувався для підключення принтера, про що говорить і його назву (Line Print Terminal).

Таке рішення складно було назвати вдалим: технологія Plug & Play (простіше кажучи - автоматичне виявлення пристрою комп'ютером) не підтримувалася, установка додаткових, не завжди коректно працюючих драйверів була необхідністю, а швидкості обміну інформацією були надзвичайно низькі, в районі ста кілобайт в секунду. Добре, що і ємності пам'яті тоді були мізерними, і щоб заповнити 64 МБ - максимум в той час - було потрібно хвилин десять.

Поява перших портативних програвачів було стихійно і злегка застало зненацька індустрію, вона була ще не до кінця підготовленої до комп'ютерної периферії такого роду. Але більш зручні та сучасні стандарти вже існували, їм просто потрібен був час для глобального поширення.

Це були два конкуруючих стандарту, USB і Firewire, призначені спеціально для підключення до ПК різної периферії, а саме до неї належали тоді і MP3-плеєри.

USB знайшов своє поширення на «IBM-сумісних» ПК (в просторіччі - PC), Firewire просувала Apple. Так як перші MP3-плеєри створювалися саме для PC-платформи, з LPT вони почали переходити саме на USB, хоча стандарт Firewire тоді і виглядав краще з технічної точки зору.

Через пару років це буде сприяти успіху Apple iPod: позбавлені в той час USB користувачі комп'ютерів Macintosh, яких немало в Сполучених Штатах, жадібно накинулися на один з дуже небагатьох плеєрів з підтримкою Firewire, яким був перший iPod.

Для інформації. У підсумку в боротьбі за масовий ринок Firewire зазнав поразки. Етапи здавання інтерфейсом своїх позицій добре ілюструє еволюція iPod-а: перше і друге покоління - тільки Firewire, третє покоління - поява USB, четверте, модифікації Photo і Color - з комплекту зникає Firewire-кабель, п'яте - підтримка тільки USB-інтерфейсу.

Поява USB спростило процедуру підключення плеєра до ПК, хоча необхідність в установці драйверів залишалася, до широкого розповсюдження Mass Storage Class повинно було пройти ще кілька років. Однак працювало нове з'єднання стабільніше, і швидкості підросли. Тоді використовувався стандарт USB 1.1, теоретично здатний вичавлювати швидкість до півтора мегабайт в секунду. Але недосконалість апаратного та програмного забезпечення в ті роки обмежувало її приблизно 200-300 кБ / с. Таким чином, перші 128 МБ плеєри можна було заповнити музикою за сім хвилин - відчутний прогрес.

Для інформації. Коли говорять про швидкості інтерфейсу USB (та й інших теж), мається на увазі швидкість передачі даних. На практиці ж однієї передачі недостатньо - дані потрібно вважати і записати. Останнє виступає «пляшковим горлом», внаслідок чого реальна швидкість USB-інтерфейсу набагато нижче цифр у технічній специфікації.

Перехід плеєрів на USB вітали не все - ще далеко не весь парк ПК обзавівся тоді підтримкою цього інтерфейсу. Пару років USB співіснувало з LPT, багато плеєри підтримували обидва інтерфейси одночасно, через перехідники. З'являлася і екзотика на зразок плеєрів з підключенням до COM-порту, такі радували користувачів швидкостями в районі 20-30 КБ / с. Деякі плеєри працювали тільки на картах пам'яті і не підтримували взагалі ніякого підключення до ПК: заповнювати ці картки пропонувалося через кард-рідер. Але в підсумку прогрес переміг, і приблизно з 2001 року більшість MP3-плеєрів використовували виключно універсальну послідовну шину.

Протягом наступних декількох років швидкість обміну даними повільно повзла вгору: спочатку приблизно до 500 кБ / с, потім 700 ... І зупинилася. Приблизно років на два вона завмерла на цьому рівні: 500-700 кБ / с. Хоча прийнятий в 2001 році стандарт USB 2.0, що передбачає набагато більшу швидкість, поширювався досить швидко як на ПК, так і на різній периферії, наприклад, на флеш-накопичувачах, MP3-плеєри цей прогрес наполегливо обходив стороною. Покажчик в специфікації «USB 1.1» знову і знову розчаровував користувачів, але ж обсяги пам'яті щось росли! В кінці 2003 року, щоб заповнити ємність 1 ГБ Iriver ifp-500, було потрібно не менше півгодини.

Для інформації. Технічні специфікації USB дуже полюбилися різного роду маркетологам і укладачам рекламних буклетів. Великою популярністю користувалося, наприклад, вказівка ​​швидкості в бітах (кілобітах, мегабитах) в секунду. У технічній літературі це загальноприйнято, але простому користувачеві незручно, він-то користується кілобайтами і мегабайтами. Так навіщо ж змушувати його ділити все на вісім? Відповідь проста - виходять великі цифри! До того ж не всякий відрізнить MB (мегабайти) від Mb (мегабіта), благо мегабайти і кілобайти багато безграмотно пишуть Mb і kb. Так чарівним чином швидкість (і так завищена, оскільки відповідає теоретичної пропускної спроможності) збільшується у вісім разів.

Тут свиню MP3-плеєрів підклали інтегровані платформи. Вони, з одного боку, серйозно спростили створення подібних пристроїв і знизили їх вартість, а з іншого - зробили виробників плеєрів заручниками розробників платформ. А у тих реалізувати по-справжньому швидкісної USB-контролер в рамках своїх SOC вперто не виходило, спливали то програмні, то апаратні проблеми. Завдання це по-доброму не вирішена досі, відставання плеєрів від флеш-накопіталей величезне. Але не будемо забігати вперед.

У 2002 році в світ вийшло три платформи, які мали кілька років домінувати на ринку: Sigmatel STMP3400, Philips SAA7750 і Telechips TCC730.

Вони мали багато спільного, в тому числі і контролер USB 1.1. Час життя платформи тоді було достатньо довгим, ніяк не менше двох років, що прирекло все флеш-плеєри випуску 2002-2004 років на швидкість обміну даними в районі 500-700 КБ / с.

З HDD-плеєрами ситуація була принципово іншою, її можна охарактеризувати як «не було б щастя, та нещастя допомогло». Платформи тут були набагато менш інтегрованими, що змушувало виробників встановлювати окремі USB-контроллери (точніше, мости USB / ATA), чаклувати над внутрішнім ПЗ. У результаті вже в 2003 році на ринку існували Jukebox-и з повноцінним досить спритним USB 2.0 зі швидкостями близько 5-6 МБ / с. Це було ще одним вагомим плюсом цього класу плеєрів.

У другій половині 2004 року ситуація почала змінюватися. Платформи з підтримкою USB 2.0 нарешті проклали шлях у нутрощі MP3-плеєрів. Первістком стала STMP3500 Sigmatel, яка стане однією з найбільш довгоживучих - і сьогодні, наприкінці 2007 року, виходять нові плеєри цього SOC. Першими новинку освоїли корейці, які тоді задавали моду в MP3. Плеєр Cowon U2 навіть назву свою отримав на честь нового протоколу. Покупці жахливо втомилися від 500 КБ / с, і швидкий обмін даними був вагомою конкурентною перевагою, що не гріх було відобразити в назві.

Звичайно, швидкість була далека від 480 Мбіт / с (60 МБ / с), вказується в рекламних проспектах (подібної швидкості, втім, так ніхто ніколи й не досяг, та й не міг досягти), тим не менше, була в 2-6 разів вище колишніх рекордів: 1.5-2 МБ / с. Громадськість сподівалася, що ці цифри швидко зростуть у два-чотири рази як мінімум, як це було з USB 1.1. Але виявилося, що нова платформа Sigmatel була троянським конем.

Період 2004-2005 років став для MP3-ринку часом безпрецедентного зростання, ці пристрої ставали воістину масовими. У гонитві за максимальним обсягом продажів компанія Sigmatel зробила хитрий хід. Свій бестселер STMP3500 вона випустила в декількох модифікаціях, з яких тільки топові розвивали швидкості USB 2.0. В інших моделях інтерфейс обміну даними з ПК був лукаво позначений як USB Full Speed.

Справа в тому, що при створенні стандарту USB 2.0 було необхідно забезпечити зворотну сумісність, щоб пристрої з новим інтерфейсом коректно працювали з комп'ютерами, оснащеними старими USB 1.1 контролерами. Для цього всередині стандарту USB 2.0 зробили три подстандарта:

• USB Low Speed ​​- відповідає USB 1.0, пропускна здатність - 187 КБ / с (1.5 Мбіт / с)
• USB Full Speed ​​- відповідає USB 1.1, пропускна здатність - 1.5 МБ / с (12 Мбіт / с)
• USB High Speed ​​- відповідає USB 2.0, пропускна здатність - 60 МБ / с (480 Мбіт / с)

В голову інженерів Sigmatel прийшла проста, але геніальна ідея зробити SOC, що підтримує стандарт USB 2.0, але який працює зі швидкістю Full Speed. Фактично це був старий USB 1.1 контролер, але навчився видавати себе за USB 2.0. При підключенні такої платформи до ПК останній не скаржився на низькошвидкісне пристрій, як при підключенні звичайного USB 1.1. Але швидкість залишалася на колишньому рівні: 0.5-1 МБ / с. Зате коштувала ця платформа куди дешевше USB 2.0 High Speed ​​варіанту.

В умовах зростаючої цінової конкуренції подібний «фінт вухами» став надзвичайно популярний. Виробники плеєрів з чистою совістю писали на своїх творіннях «USB 2.0», найбільш совісні приписували «Full Speed», благо мало хто розумів, що це таке. І продавали покупцям рішення зі швидкостями обміну даних на рівні 2002 року, щоб ті насолоджувалися півгодинної завантаженням музики на свій плеєр.

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.

Були, звичайно, розробники, які намагалися поліпшити умови життя споживачів в цьому напрямі. У 2004 році нову платформу запропонувала Telechips. Звичайно, відповідно до моди це було сімейство, що включає як Full-, так і High Speed-моделі. Зате високошвидкісні варіанти радували відмінними швидкісними показниками: до 6-7 МБ / с на запис. Таким чином, один гігабайт флеш-пам'яті можна було заповнити всього за три хвилини, а один середній MP3-файл копіювався і зовсім миттєво. Шкода що 2005 рік, коли такі рішення стали масово доступні, став для корейської MP3-індустрії часом заходу сонця, і апаратів на цій платформі було випущено не так багато.

А покупці голосували гаманцем за дешеві Full Speed-моделі з Китаю, що робило розробку високошвидкісних рішень безглуздою. До того ж на горизонті з'явилася чергова «удешевлялка», загнана швидкість обміну даними з ПК в зовсім вже вузькі рамки.

Удешевлялка ця називалася MLC-флеш-пам'ять. Будучи приблизно в два рази дешевше, вона разом з тим володіла і низку недоліків, серед яких - низька швидкість запису. Максимум, що поки вдалося вичавити з неї виробникам платформ, - це приблизно 3 з невеликим мегабайта в секунду. І то це теоретично, на практиці 2.5 МБ / с прийнято радіти як гарного результату.

Для інформації. Швидкість передачі даних між плеєром і ПК буває двох видів: з пристрою на комп'ютер і навпаки. Цілком очевидно, що для користувачів другий набагато важливіше, він в основному копіює музику з комп'ютера на плеєр, зворотний процес йому менш цікавий, хіба що він використовує апарат для перенесення даних, але це застосування вдруге. Але так як в силу конструктивних особливостей швидкість з плеєра на ПК часто значно вище швидкості з ПК на плеєр (особливо це характерно для MLC-пам'яті), виробники часто воліють указувати швидкість читання або якусь середню швидкість. Це ще один виверт, покликана прикрасити дійсність.

Тому що майже всі виробники в 2007 році перейшли на MLC-пам'ять, про високі швидкісних показниках довелося забути. І це на тлі того, що ємність цієї самої пам'яті бере рекорд за рекордом: 4, 8, 16 ГБ. Тобто заповнення 16 гігабайтного плеєра музикою займає майже дві години для «щасливчиків» з 2.5 МБ / с швидкістю. Скільки це займе у Full Speed-плеєра, в п'ять разів більш повільного, - краще і не вважати.

Сьогодні три основних фактори призводять до безрадісним результатами в цьому напрямі. Це велика кількість пропозицій на Full Speed-платформах, використання MLC-пам'яті, а також неоптимізовані внутрішнє програмне забезпечення (firmware), яке не в змозі ефективно використовувати навіть потенціал MLC-пам'яті. Накладення цих трьох причин призводить до того, що значна частина плеєрів записує інформацію на себе зі швидкістю 2002 року, 500 КБ / с, основна - в районі 1.5 КБ / с, окремі екземпляри дотягують до 2.5 МБ / с і нечисленні рекордсмени на SLC-пам'яті витягують приблизно 4-7 МБ / с.

Для власників флеш-плеєрів, оновлюють вміст пам'яті своїх пристроїв регулярно, це особливо болісно. Забавно, що Jukebox-и, фонотеку яких зазвичай оновлювати не треба, а досить поповнювати, продовжують показувати значно кращі швидкості.

І прогресу тут, на жаль, очікувати не доводиться. Власникам сучасних флеш-плеєрів залишається запастися терпінням.

Ще один аспект проблеми сполучення ПК і плеєра, який хотілося б висвітлити, - це роз'єми. На стороні ПК все завжди було стандартно - USB Type A.

А ось на «клієнтської» стороні думки дизайнерів брали часом найвигадливішого напрямок.

Питання це не пусте. Існують загальноприйняті стандарти роз'ємів: USB Type A, USB Type B, Mini USB Type B. Сполучні кабелі з такими стандартними роз'ємами легко знайти в широкому продажу. Це буде дуже до речі, якщо ви втратили або пошкодили комплектний кабель. Крім того, якщо ваш плеєр оснащений стандартним роз'ємом, ви можете підібрати з'єднувальний кабель під свої потреби: хочете - довгий, хочете - середній, хочете - короткий, хочете - взагалі перехідник.

З нестандартним роз'ємом ви прив'язані до комплектному кабелю і не дай бог вам його пошкодити або втратити, в кращому випадку це виллється в покупку нового втридорога.

Найперші плеєри, підключається по LPT, використовували пропрієтарні роз'єми, що не дивно - ніяких стандартів тоді не існувало й близько. Перші USB-плеєри були по суті LPT / USB, використовували перехідник для підключення до універсальної послідовної шини і, таким чином, теж мали роз'єми пропрієтарні.

З переходом на чистий USB спочатку використовувався роз'єм USB Type B, як на принтерах або сканерах.

Але для портативних пристроїв він підходив слабо і був швидко витиснутий Mini-USB Type B, який і став основним.

Подальший розвиток дало наступні галузі:

Плеєри зі штекером USB Type A, також відомі як плеєри з прямим підключенням, плейдрайви, MP3-Stick.

Теоретично це найбільш зручний тип, але не у всіх плейдравов розміри і дизайн дозволяють підключати їх до USB-порту комп'ютера безпосередньо, тому часто доводиться використовувати подовжувальний кабель, що зводить всю зручність нанівець. Але, принаймні, кабелі такі стандартні, їх легко знайти. Полегшує життя та наявність USB-портів на лицьовій стороні ПК. Використання стандартного штекера накладає певні вимоги до дизайну і розмірам плеєра, тому не завжди прийнятно.

Плеєри з гніздом Mini USB Type B. Це можна назвати оптимальним варіантом - такий роз'єм досить компактний, щоб не заважати створенню мініатюрних або тонких плеєрів, при цьому кабелі для нього дуже легко знайти.

Плеєри, що використовують нестандартні роз'єми. Тут ми знайдемо цілий зоопарк, який умовно можна розділити на:

- З гніздом типу Dock Connector. Найвідоміші представники - плеєри iPod, у них цей роз'єм так і називається. Також подібні з'єднувачі використовують Sony (Walkman Port), Samsung, Microsoft. Чи варто говорити, що роз'єми цього типу різних виробників несумісні між собою.

- З гніздом типу Mini-або Micro-jack. У таких випадках гніздо USB поєднане з гніздом для навушників або лінійним входом. Приклади - iPod Shuffle 2G, Samsung YP-F1. Взагалі, цей прийом характерний для мініатюрних плеєрів-медальйонів. Гарантії, що подібні роз'єми різних виробників сумісні один з одним, немає ніякої, такі рішення не стандартизовані.

- Варіації Mini-USB. Роз'єми, дуже схожі за розміром, але механічно не сумісні. Можна знайти у самих різних виробників.

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.

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.

Є, що додати?! Пишіть ... eldar@ua-mobile.com

17:50, 15 декабря: Olympus LS-100: мультитрековый линейный РСМ-диктофон

19:51, 14 грудня: Ritmix RF-9600: тонкий медіаплеєр вже у продажу

13:20, 13 грудня: Переможці вікторини Lexand

17:42, 12 грудня: «Зв'язківець» оголошує про запуск проекту «Зв'язковий ТВ»

20:26, 09 грудня: Суд у Німеччині виніс рішення на користь Motorola в судовому процесі проти Apple

19:52, 08 грудня: Мультимедійний плеєр Ritmix RF-9600 з сенсорним екраном - скоро на полицях російських магазинів

17:00, 07 грудня: Не прогав останній шанс виграти Lexand SM-537!

14:21, 07 грудня: Переможець конкурсу Acer Iconia Smart!

17:20, 06 грудня: Твітні Дідові Морозу!

19:40, 05 грудня: Підбери подарунок у Новорічному розділі!