海量存儲等級vs.媒體傳輸協(xié)議

海量存儲等級（Mass Storage Class，MSC）是USB第一個標準化的規(guī)格，目前海量存儲裝置都能通過USB物理連接支持這項傳輸協(xié)議。另一方面，由于數(shù)字版權管理與內容保護需要考慮特殊的通訊協(xié)議，微軟因此又推出了媒體傳輸協(xié)議（MTP）作為傳統(tǒng)大容量存儲裝置的替代方案。

　　數(shù)字版權管理（DRM）與內容保護需要運用特別的通訊協(xié)議，在微軟的DRM引擎Janus中，底層采用的技術為MTP。MTP可被視為取代傳統(tǒng)MSC的方案，能傳送受保護的內容。圖1是傳統(tǒng)海量存儲裝置應用以及相關的軟件堆棧。

　　主流操作系統(tǒng)與海量存儲裝置都能通過USB物理連接支持MSC，USB閃存盤、iPod及USB DVD刻錄機都使用與USB Zip-100磁盤驅動器完全相同的指令。USB閃存盤與iPod甚至包括特殊的USB控制器，如Cypress半導體公司的EZ-USB AT2LP能將SCSI指令轉譯成閃存或硬盤的原生指令。

　　制定一套新協(xié)議的決策不能等閑視之，當微軟決定要針對便攜式媒體裝置制定一套新標準時，等于是對抗整個USB市場的成功基礎。既然如此，為何要大費周章改變一套發(fā)展相當成功的標準呢？

　　事實上，對于掌上型便攜式媒體裝置這種需要更精密的系統(tǒng)存取機制而言，MSC并不是理想的方案。MSC為硬盤配備的接口僅允許一個裝置與磁盤驅動器進行傳輸，磁盤驅動器無法通過USB接口或DSP在音樂播放器中共用硬盤。由于USB接口無法探測裝置硬盤里的檔案系統(tǒng)，因此所有讀寫作業(yè)都是在邏輯塊地址（Logical Block Address，LBA）中進行。這意味著USB裝置無法得知寫入作業(yè)何時完成，因此不能預測何時能與主控端切斷聯(lián)機。

　　MSC也有受困于設計而無法達到的功能，例如未設立調整音量或關閉影片播放裝置屏幕的功能，也沒有專門的機制向主控端發(fā)送更多指令。此外，MSC本身也不適合支持USB聯(lián)機。在裝置寫入數(shù)據(jù)途中拔掉USB接線時，USB裝置所使用的大多數(shù)檔案系統(tǒng)都無法做出適當?shù)姆磻?/p>

　　通過修改現(xiàn)有的MSC協(xié)議來達成上述功能是很困難的，任何延伸方案都無法與現(xiàn)有基礎同時運作。Mass Storage DWG多年來一直嘗試制定USB裝置開機的標準，但至今仍未達成目標。與此同時，微軟決定在現(xiàn)有基礎上建置MTP。

　　圖3展示了一個典型的MTP系統(tǒng)。通過系統(tǒng)中的USB串行接口引擎（SIE），CPU可控制USB總線的通訊協(xié)議。系統(tǒng)中的CPU可連接至主控端作為一個MTP裝置，也可配合設計的需要作為海量存儲裝置。

　　MTP與MSC在不同層面上通過USB進行通訊，MSC針對系統(tǒng)中的存儲單元放置一個極薄的數(shù)據(jù)容器，USB Mass Storage裝置不知道存儲裝置的檔案系統(tǒng)。這種設計讓USB裝置擁有極高的彈性，主控端可通過不同的方法 來控制存儲單元。固定功能的USB-to-ATA橋接控制芯片可對硬盤進行格式化或將DVD-R設定成任何專利型格式，甚至是芯片在出廠時尚未問市的格式。

　　這是如何實現(xiàn)的呢？橋接芯片以透明化的模式將邏輯塊尋址層級的指令傳送給磁盤驅動器，而不會嘗試了解檔案系統(tǒng)的結構。反觀圖像傳輸協(xié)議（Picture Transport Protocol，PTP）與MTP協(xié)議，則能在更高的功能層上進行通訊。

　　圖像傳輸協(xié)議是相機與掃描儀用來傳送數(shù)據(jù)的通訊協(xié)議，擁有許多MTP需要的功能，支持雙向控制機制，計算機可控制掃描儀，也可在掃描儀上設計一個按鈕向PC要求進行掃描。設計這套協(xié)議主要針對高速、無錯的數(shù)據(jù)傳輸，這也是掃描儀與便攜式媒體播放器所追求的目標。

　　PTP與MTP協(xié)議允許主控端通過任何格式與存儲裝置進行通訊，其中包括專利型相機檔案系統(tǒng)以及各種新推出的閃存裝置。PTP與MTP在這方面采用類似FTP協(xié)議的方法，這些協(xié)議將檔案視為對象而不是邏輯塊尋址。

　　圖4左圖顯示了轉譯至FAT格式硬盤數(shù)據(jù)的一個典型檔案讀取流程。在此之前，主控端已找到讀取目標檔案所在目錄的邏輯塊地址。當?shù)弥夸浰诘刂泛?，主控端就可以開始讀取檔案數(shù)據(jù)。若檔案中有更多數(shù)據(jù)，主控端就會讀取FAT（再次通過特定的邏輯塊地址）并判斷檔案數(shù)據(jù)所在的下一個叢集，將叢集編號轉譯成邏輯塊地址，然后讀取另一個特定的邏輯塊地址。這些功能都融入至主控端，USB橋接芯片僅擷取邏輯塊地址。

　　圖4右圖中顯示MTP或PTP裝置上類似的傳輸流程。USB聯(lián)機的裝置端必須充分了解裝置上的檔案結構。第一個指令（get object handles）的功能較類似“read directory”，不像“read address 1234”。其后指令（GetObjectInfo）的功能較接近“dir mysong.mp3”，不像“read address 1234”。最后的指令（GetObject）要求裝置以串行模式傳出整個檔案，主控端不必瀏覽整個FAT表在裝置中找出所要的檔案。

　　MTP適合應用在復雜的高端裝置，由于會增加設備的負擔，因此會產(chǎn)生較高的整體系統(tǒng)成本以及較長的研發(fā)時間。然而MTP也有許多優(yōu)勢，它支持各種功能，例如讓音樂播放設備能同時通過PC喇叭播放音樂以及下載檔案，并提供一套標準機制，可通過PC或裝置來控制音量，還能針對編輯后的播放清單進行同步化處理。MTP讓USB傳輸成為媒體播放器的延伸功能，而不是一種“特殊模式”。

　　MSC則較適合簡單的媒體播放器，并鎖定各種海量存儲裝置應用。例如Sony的DVDirect DVD錄像機，可搭載足夠的智能功能，能刻錄DVD，并利用Roxio與Nero等商業(yè)DVD刻錄軟件的各種功能，這些軟件可以和各種高容量裝置進行通訊。

　　MTP裝置的市場持續(xù)擴張，加上數(shù)字音樂與影片內容如雨后春筍般地成長，MSC與新型媒體傳輸協(xié)議的硬件平臺發(fā)展空間值得期待。MSC將繼續(xù)堅守傳統(tǒng)角色，扮演搭載硬盤裝置的最佳選擇，并提供其他功能。MTP則將繼續(xù)擴展高端、復雜型媒體播放裝置市場，在各種多功能硬件上提供極佳的使用者體驗。