改变世界的近距离通信技术——东芝TransferJet USB/MicroUSB适配

jiangxianjun

[paragraph]什么是TransferJet？相信大部分人对这个词知之甚少。
近年来，随着智能手机、平板电脑、笔记本的普及，人们对行之有效的近距离无线数据传输需求日益增长，无论是红外、蓝牙、NFC等无线技术在经历了市场不断检验后都被证明为在某些特定领域内的使用更能发挥优势，但不适合大数据传输。
针对这种情况，早在2008年，Sony就联合松下、日立、三星等国际知名厂商共组“TransferJet Consortium”，制定TransferJet规范。
                                                                    

                               
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TransferJet

简单的说，TransferJet是一种近距离无线传输技术标准，将NFC易于使用特点以及UWB（Ultra-Wide Band）高速率传输的特性结合起来的一种产物，主要遵循3条准则：

[li]点对点，不支持多点拓扑结构[/li][li]对称性，都有接受和发送功能、所有设备都能启动或者接收连接的请求[/li][li]向后兼容性：该协议应尽可能与现有的传统架构的向后兼容[/li]

打个比方说吧，TransferJet的使用有点类似于NFC技术，能让两个贴近的电子装置，以点对点方式交换资料。但是，又不同于NFC的是，TransferJet基于电感磁场原理、拥有更快的传输速率、更短的传输距离等特性，与NFC的具体差异可以参照下表：
                                                                  

                               
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TransferJet 与 NFC 对比

通过TransferJet与NFC的对比，相信大家对这种传输规范有了进一步的认识，那么问题来了，目前市面上有基于这种规范的产品吗？又是以怎样的形态存在呢？这就是今天爱板网将为大家介绍的主角——东芝TransferJet USB/MicroUSB适配器。
TransferJet USB/MicroUSB适配器
刚知道这个套装的时候，着实被惊讶了一把，相信很多人在知道了TransferJet规范后，可能曾幻想过无数种基于这种规范存在的产品，但是万万没想到首先会是作为USB适配器出现。
                                                                          

                               
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东芝TransferJet USB/MicroUSB适配器套装

不过，仔细想想，既在意料之外，又在情理之中。TransferJet作为一种新型的传输方式，要让人们熟悉、接受还是需要一个切入点，而USB是目前广泛应用于电脑等众多设备中的高速数据通信标准，东芝推出TransferJet  USB适配器的目的不言而喻，可以说是从“基层”做起，促进TransferJet近距离无线传输功能的普及。
东芝TransferJet USB/Micro USB适配器套装包含了一个TransfeJet USB适配器——TJM35420UX，以及一个TransferJet MicroUSB适配器——TJM35420MU。
                                                                        

                               
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TransfeJet USB适配器——TJM35420UX

                                                                                

                               
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TransferJet MicroUSB适配器——TJM35420MU

相信很多朋友看到这两个外形就知道该怎么使用了，非常简单，TJM35420UX用于PC端，TJM35420MU用于带MicroUSB接口的手机或者平板端（目前没有推出针对iPhone手机的）。另外在使用中有几点需要说明的：

[li]无需联网[/li][li]PC端以及移动终端都需要安装TransferJet传输应用程序[/li][li]TransferJet USB 适配器带有mode开关(用户手册上标注此MODE为扩展功能，目前不能使用，不清具体是什么功能)[/li][li]两设备间首次传输需要配对确认[/li][li]两设备在输出数据的时候搭载的适配器间距离不能超过3cm[/li]

因为诸多因素的受制，所以在实际使用中有时会非常尴尬，笔记本电脑还好，尤其想通过台式电脑和移动终端传输大数据文件时候，需要配合适配器之间的放置距离，比如会出现下图所示的场景（需要垫东西保证可靠近距离传输）
                                                                           

                               
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通过TransferJet技术实现PC端与手机端的高速无线数据传输

不过实际的传输速率确实非常快，在笔者的体验中，150MB左右的文件几秒的时间就能传完。当然，除了在电脑与移动终端设备间的数据传输，如果使用两个TransferJet MicroUSB 适配器的话同样可以实现两个移动端的数据相互传输，分享照片或者视频等，非常方便（如下图），前提是两个设备都要支持USB OTG功能。
                                                                              

                               
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手机与手机间的高速无线数据传输

在使用东芝TransferJet USB/MicroUSB适配器一段时间后，大概总结了这么几点：

[li]无需联网、无需数据线，实现文件资料的高速分享确实不错，尤其对于两个移动终端设备之间[/li][li]没有推出iphone lighting接口的TransferJet适配器不得不说是一大遗憾[/li][li]两个设备间的实际传输速率还要受制于USB接口的速率[/li][li]单个文件最大的传输容量为4GB[/li][li]传输距离太短，单纯从开放性大数据分享角度来讲操作不便捷(但是从另一方面看数据传输的安全有保障)[/li][li]TransferJet USB/MicroUSB适配器拆解[/li][li]
对于TransferJet USB/MicroUSB适配器的内部设计方案，相信大部分工程师都会非常好奇，毕竟在前面简单的使用过程中，我们还是能发现TransferJet技术仅仅作为USB适配器的应用是不太合适的，可以说只是过渡性产品，如何将TransferJet这种技术集成到现有的终端中，像蓝牙、WIFI等那样普及才应该算是最终形态。
所以说，简单的使用只不过是开胃菜，拆解才是今天的重头戏。东芝的这两个适配器是均是采用塑料材质设计、结构十分简单，非常容易就完成拆解工作（由于粘胶固定的缘故，拆解还是带点小破坏性的）。
                                                                           

                               
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TransferJet USB/MicroUSB适配器拆解图

第一眼看到两个适配器的PCB板，会给人一种精致紧凑的感觉，PCB板上贴片的被动电子元器件基本都采用0201的小封装尺寸，这使整个PCB面积可以设计的更加小巧。像USB适配器这种小物件，注重工业设计的厂商基本首先会考虑小封装元器件的设计，但这无论是对设计和制造中的难度以及成本都会增加，不是每个厂商都愿意承受的，不过对于东芝这种大牌厂商，这似乎不是问题。下面我们就分别来看每个适配器的设计。TransfeJet USB适配器——TJM35420UX[/li]

对于这个带mode开关的 TransferJet USB适配器，笔者还是迫切想知道会是什么样的功能，不过，遗憾的是从拆解后的PCB板上仍旧看不出这个mode“将会”是什么功能。
                                                                           

                               
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TransfeJet USB适配器拆解图

我们可以将整个适配器硬件功能分为两部分考虑，一部分是实现USB通信接口的设计，另一部分就是TransferJet的无线通信方案设计。
USB通信接口采用的是常见的设计方案，核心控制器为意法半导体的STM32F205RG，内部集成了USB控制器，这是ST早期推出的一款Cortex-M3微控制器，市场应用度非常成熟，WLCSP封装，大小仅有3.6mm*3.9mm；而USB收发器的实现是依靠SMSC的USB3317，支持USB2.0以及OTG，低引脚数接口（ULPI），非常适用于小巧的USB设备。从整个设计方案器件的选择上，我们不难发现，在功能得以实现的情况下，电子元件封装的大小成为了整个产品设计的关键因素。
TransferJet的无线通信方案是基于东芝的单芯片无线传输IC  TC35420AXLG，这是东芝首款基于TransferJet技术的无线通信IC，通过采用RF-CMOS工艺将TransferJet功能，即无线、数据信号处理、主机接口和存储接口的功能集成在一个芯片上。
                                                                                

                               
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TC35420AXLG硬件原理框图

TC35420AXLG特点：

[li]无线、数码信号处理功能集成在单一晶片上[/li][li]内置射频开关和LNA (低杂讯放大器)[/li][li]具有非常高传输速度的主机介面[/li][li]支持SDIO UHS-I 接口[/li][li]低功耗：功率减少的结构使电池漏电很少[/li][li]独立电源[/li][li]输出功率范围：-62 dBm 至 -35 dBm[/li][li]小型封装：LGA81： 4.0 mm × 4.0 mm × 0.75 mm (max.)[/li]

TC35420AXLG 的PHY传输速率为560Mbps，而实际最大的数据传输量是375Mbps，由于TC35420AXLG 的输出功率很低，因此通信范围也是非常近的（<3cm），数据交换的安全性有保障，而且不同于无线射频技术，TC35420AXLG的电感磁场耦合工作方式使自身数据通信不受外部无线射频干扰，而且还能根据所处的无线媒介质量调整自身的传输速率，具体的传输速率与灵敏度关系如下：

[li]-70.7 dBm at Rate 522 Mbps[/li][li]-77.2 dBm at Rate 261 Mbps[/li][li]-84.0 dBm at Rate 65 Mbps[/li]

由于高度的集成化设计，TC35420AXLG的使用简单，很容易被集成到现有的终端中，适用于各种应用场合，像家庭用品、办公室用品、手机和汽车电器等。
                                                            

                               
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[li]                                                                      TransferJet MicroUSB适配器——TJM35420MU[/li]

如果再来看TransferJet MicroUSB适配器，会发现方案和TJM35420UX（USB适配器）基本一致，只不过没有USB适配器上的MODE开关，这里就不重复介绍了。
                                                                           

                               
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TransferJet MicroUSB适配器拆解图

从拆解中可以看到，两个适配器的硬件原理非常简单，主要还是基于东芝TransferJet无线通信技术的单芯片解决方案以及USB通信接口方案的组合，简易的硬件原理框图如下：
                                                                             

                               
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TransferJet USB/MicroUSB硬件原理框图

看完东芝TransferJet USB/MicroUSB适配器简单的使用以及拆解后，是否会觉得没有想象中的那么好？
诚然，在笔者的亲身体验中，TransferJet USB/MicroUSB适配器存在这样或那样的不足，但是其优势也十分鲜明，无论是安全性、高速率传输特性、不受其它无线射频干扰等特性都是值得称道的，况且，TransferJet技术作为USB适配器产品本身就不是一个太适合的应用，笔者更愿意把它当做一个”抛砖引玉”的开始，而最终的产品形态应该是将TransferJet技术集成到现有的终端产品中，就如WIFI，蓝牙这样的存在形式。你可以试想一样，若干年后，随着无线充电、TransferJet技术不断发展完善，比如你现在手上的智能手机，可以去除了那个最破坏美感的用于充电以及数据传输的接口，还能有比这更酷的事吗？
当然，要达到这个目标，我们还有很多路要走，需要有大批的“敢于第一个吃螃蟹”的厂商来支持、来完善TransferJet这个生态圈，而东芝的TransferJet USB/MicroUSB适配器可以说已经成功跨出了一小步，让人们知道了、认识到了未来会有这么一种改变世界的近距离通信技术，而作为受益者，我们还是要有所期待的，万一实现了呢！

alexy

fantasyfox