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Volume 7 (2003/06/04)

USB2.0のトータルソリューションを提供するNECエレクトロニクス (1/2)

USBとは

最近、プリンタやデジタルカメラなどの周辺機器とパソコンの接続が容易になったと思いませんか？従来は、周辺機器をパソコン本体に接続してから電源を入れなければ周辺機器を使うことができませんでした。また、とりはずす場合は電源を切ってから接続をはずさなければなりませんでした。ところが、現在ではパソコンを使っている途中でも周辺機器を接続したり、はずしたりすることが自由にできるようになっています。

実はこれ、USB（Universal Serial Bus）というインタフェース規格のおかげ。USBは共通のコネクタでさまざまな周辺機器を数珠繋ぎに接続することができるインタフェース規格です（写真1）。ハブと呼ばれる分岐器を追加することにより最大127個の周辺機器を接続できる、いわゆる「プラグ&プレイ」という機能により周辺機器を接続しただけですぐに使えるようになるのが特徴です。現在では、パソコンのUSBインタフェースの搭載率はほぼ100%になってきており、パソコンと周辺機器間の標準インタフェースとして定着したと言えるでしょう（写真2）。

そのUSBインタフェースですが、第一世代といえるUSB1.1はスピードの面で限界が近づいたため、規格を決定するUSB-IF (Implemneters Forum)は2000年4月にUSB1.1の上位互換規格としてUSB2.0規格をリリースしました。USB2.0では新たにHSモード(480Mbps)が追加され、従来よりも高速・大容量のデータ転送を実現可能としています。またUSB1.1でサポートされていたFSモード（12Mbps）、LSモード(1.5Mbps)にも対応している上位規格なので、製品互換性の心配もありません。

• 採用製品例の一覧はこちら

USBとNECエレクトロニクス

NECはUSB-IFの一員としてインテル社と共に第一世代の規格策定の段階から積極的に参加してきました。NECエレクトロニクス(当時はNECエレクトロンデバイス)としては、第二世代であるUSB2.0のトランシーバー実現性という観点からUSB-IFと大きな関わりを築き、インテル社およびマイクロソフト社と協力し、USB2.0の実現に大きな貢献を果たしました。そして最近、USB 1.1との互換性を維持した上で、その40倍である480Mbpsのデータ転送を手軽に実現できるインタフェース仕様のUSB 2.0は、急速に普及しています。

USBコントローラは大きく機能面からホスト、ハブおよびファンクションの3種類に分類できますが、NECエレクトロニクスはすべてのラインナップをご提供しています。

USBコントローラの出荷数量は、2001年度が452万個、2002年度が1330万個で、世界シェアの約8割を握っています（グラフ1）。また、このような標準品で確立された技術をASIC製品向けのIPコアとしてもリリースしており、すでにICベースで累計800万個以上の出荷を行っています。そして今後は機器の低消費電力化および小型化を実現するために、電源不要のバスパワード品の開発やチップサイズを縮小した製品の開発を行っていくことになります。

NECエレクトロニクスの製品

NECエレクトロニクスは、2001年3月にホスト・コントローラ「μPD720100」、2001年10月にハブ・コントローラ「μPD720110A」の量産を他社に先駆けて開始し、USB2.0のマーケットをリードするなど、USB2.0の普及に大きく貢献しています。このなかでもハブ・コントローラ｢μPD720110A｣は、現在まで350万個以上の出荷実績を記録し、事実上のデファクト・スタンダードとして世界中のお客様に採用されています。

そして2003年4月、「μPD720110A」の低消費電力版として「μPD720112」「μPD720113」を製品化しました（写真3）。これらの製品はさらなる低消費電力化を実現し、従来は外付けされていた480Mbpsという高速インタフェースを1チップで実現するためのHigh Speedモード用終端抵抗(HS終端抵抗)が内蔵されたハブ・コントローラです。特に「μPD720113」は、ドッキング・ステーション（各種ドライブ、接続端子、拡張スロットを備えたノートパソコン用機能拡張ユニット）やポート・リプリケータ（接続端子のみを備えたノートパソコン用機能拡張ユニット）などの製品において、チップで７ポートのダウンストリーム・ポートまで対応できるようになっています。従来の0.35μmプロセスから0.25μmプロセスを採用したことに加え、USBバッファ回路の工夫により、既存の「μPD720110A」に比べチップ面積で約37%、消費電流で約56%削減しております。またLSIの端子数を減らすことにより、パッケージをさらに小型化しました。これらの努力により、外部より電源供給が不要で高速なデータ転送が可能なUSB2.0バスパワードハブなど、新たな製品ソリューションを提供できるようになりました。

ＮＥＣエレクトロニクスは今後も、USB 2.0のトップ・サプライヤーの一社として、お客様にUSB 2.0のトータル・ソリューションを提供すべく、新たな製品を順次市場投入してまいります。

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