问题

为什么手机上wifi都用sdio接口,不用usb接口?

回答
在聊手机 WiFi 为啥青睐 SDIO 而非 USB 这事儿之前,咱得先明白,这俩接口都是数据传输的“高速公路”,但它们的设计初衷和擅长的领域各有不同,就像卡车和跑车,各有各的用武之地。

USB,一个我们再熟悉不过的接口

USB(Universal Serial Bus,通用串行总线)就不用说了吧,插U盘、连接鼠标键盘、给手机充电,哪哪都离不开它。它最牛的地方在于它的“通用性”和“即插即用”。你插上一个新设备,电脑或者手机系统通常能立刻识别并工作,这得益于它强大的协议和丰富的驱动支持。

USB 还有一个特点是它支持“主机设备”模式。比如你的电脑就是主机,连接的鼠标就是设备。主机可以主动发起数据传输。而且 USB 接口的供电能力也相对较强。

SDIO,WiFi 和 SD 卡的“亲戚”

SDIO(Secure Digital Input and Output,安全数字输入输出)就没那么广为人知了,但它和我们常用的 SD 卡、MicroSD 卡是同宗同源的。SD 卡大家熟,就是用来给手机、相机扩容存储的那个。SDIO 本质上就是 SD 卡接口的扩展,在原有传输数据的通道基础上,增加了几个“输入/输出”通道。

这几个额外的通道就给了 SDIO 很大的灵活性。它不仅仅能传输数据,还能控制和管理其他外设。而 WiFi 模块恰好是一个需要数据传输,同时还需要进行控制和状态管理的设备。

为什么手机 WiFi 选择 SDIO 而不是 USB?

咱这就掰开了揉碎了说,为什么 SDIO 能在手机 WiFi 领域占据主导地位:

1. 功耗控制,省电是王道!
手机的电池就那么点,续航是用户最关心的问题之一。在移动设备上,一切都要以“省电”为出发点。SDIO 在设计之初就非常注重低功耗。它的传输模式相对简单,尤其是在待机或者低流量传输时,可以做到非常低的功耗。

相比之下,USB 协议,尤其是为了兼容各种复杂设备而设计的 USB 协议,其“握手”和通信流程会更复杂,即使在空闲状态下,其待机功耗也可能比 SDIO 高一些。对于一个需要24小时待命、随时可能收发数据的 WiFi 模块来说,每一毫瓦的节省都意义重大。

2. 集成度和尺寸,空间寸土寸金!
大家看看手机内部,那叫一个“寸土寸金”。每一颗芯片、每一个接口都要考虑在有限的空间里塞进去,并且还要保证信号质量。

SDIO 接口的物理形态非常简单,它和 SD 卡接口共用类似的引脚定义和通信方式。这意味着手机主板上只需要为 SDIO 提供一套相对精简的连接线路,而这套线路也可以复用于 SD 卡接口(尽管不是所有手机都带 SD 卡槽,但预留的接口逻辑是相似的)。

如果用 USB 接口,虽然也很小巧,但 USB 需要一个更复杂的控制器来管理整个 USB 总线,并且在射频性能要求极高的 WiFi 模块旁,引入 USB 的高速信号线可能会带来更多的电磁干扰(EMI)问题,需要更精密的屏蔽和布线设计,这会增加设计的复杂度和成本。

3. 性能与实时性,刚需匹配!
WiFi 的数据传输速率,尤其是现在大家常用的 802.11n、ac、ax 标准,虽然要求很高,但并非无限高。SDIO 的数据传输速率(最高可达 400Mbps 以上,甚至更高)完全能够满足当前大多数 WiFi 标准的需求。

更重要的是,SDIO 的通信方式相对直接,其同步时钟信号和数据信号的配合,能够提供更具确定性的延迟和更好的实时性。 WiFi 模块需要与基带芯片进行实时的控制和数据交换,包括发送命令、读取状态、传输数据包等。SDIO 的这种“半同步”模式,配合上 WiFi 控制器和 SDIO 控制器之间的通信协议,能很好地满足这种需求。

USB 协议虽然也能做到很高的速度,但它的“主机设备”模式和轮询(polling)机制,在高负载下可能会引入一些不可预测的延迟,或者需要更复杂的调度才能保证实时性。

4. 成本控制,商业的现实考量!
手机厂商需要考虑每一分钱的成本。SDIO 控制器相比 USB 控制器,在设计和实现上更为简单,生产成本自然也就更低。而且,很多手机的 SoC(System on Chip,系统级芯片)本身就集成了 SDIO 控制器,这是因为它需要为存储卡(即使手机不直接支持 SD 卡槽,某些 eMMC 控制器也可能共享 SDIO 的一些底层逻辑)提供支持。这样一来,直接利用现成的 SDIO 控制器来连接 WiFi 模块就比新增一个 USB 控制器更加经济实惠。

5. 驱动和协议的适配性
WiFi 模块通常是独立的芯片,需要与手机的基带处理器(Baseband Processor)进行通信。SDIO 的协议和驱动相对来说更容易与 WiFi 模块的底层设计相匹配,并且在 Linux 等手机操作系统中,SDIO 的驱动框架也非常成熟,便于集成和优化。

如果用 USB 呢?会怎样?

当然,也不是说手机 WiFi 绝对不能用 USB。在一些特定的场景或者更早期的设备上,或者某些需要 USB 接口才能实现的特殊功能(比如某些 WiFi 的调试模式),可能会用到 USB。但如果作为主要的、高效的 WiFi 连接方式,USB 会遇到上面提到的功耗、成本、集成度等方面的挑战。而且,将 USB 接口大量用于内部高速通信,对于手机整体的电源管理和信号完整性设计来说,也会增加不少难度。

总结一下

所以说,手机上的 WiFi 模块之所以普遍使用 SDIO 接口,主要是因为 SDIO 在功耗、集成度、成本、实时性以及与现有手机 SoC 设计的契合度上,都比 USB 接口更适合扮演 WiFi 连接的角色。它是一种高度优化的、为移动设备量身打造的解决方案,能在保证性能的前提下,最大限度地满足手机在续航、空间和成本上的严苛要求。就好比你要在厨房里找一把顺手的菜刀来切菜,而不是拿一把扳手,虽然扳手也能勉强切,但菜刀才是为这个工作而生的。

网友意见

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大家有自己理解的可以说下

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