現在，各地商店中的大部分手機都已將數碼相機作為標準配置。其驅動力是用戶在打電話時有可能需要拍照并與朋友分享，從而為蜂窩服務提供商帶來新的收入來源。
在近幾年中已經開始的新的發展趨勢包括了將便攜式媒體播放器(PMP)功能集成進手機中。這樣，當用戶通過網絡下載喜愛的媒體數據時，蜂窩服務提供商就可以在收取通話費用的同時對音樂和視頻內容進行收費。
隨著移動手機不斷地集成諸如高分辨率數碼相機、PMP以及PDA等新功能，用戶需要方便地在手機和PC之間傳遞數據。作為MP3播放器(PMP)、數碼相機(DSC)、閃盤、硬盤中普遍使用的標準數據傳送方法的USB將成為替代方案。
全速與高速USB
目前大部分手機支持全速(FS)USB(12Mbits/s)，這對地址薄等少量數據傳輸來說已經足夠了。但當增加了MP3播放器和高分辨率數碼相機后，FS USB就顯得有些落后了，因為此時的手機和PC之間需要傳輸大量的數據。用戶已經被專用PMP和DSC采用的高速(HS)USB的480Mbit/s速度寵壞了。在傳送MP3和圖像文件時必須使用全速傳輸只能使用戶感到失望。
比較用HS USB和FS USB進行手機到PC的數據傳輸可以發現，采用HS USB從PC主機到手持設備傳送105MB的數據需要大約33秒的時間，而FS USB完成同樣的傳送幾乎要花上13分鐘的時間。
目前采用閃存的先進手持設備支持高達8GB的數據存儲量，如果采用全速USB傳送這些數據要花上超過17個小時的時間，而高速USB只需44分鐘。采用硬盤的先進手持設備存儲容量更是高達80GB，此時采用全速USB的傳送時間將增加10倍，達到170小時，而高速USB只需7.3小時(440分鐘)。
目前的手機使用FS USB有好幾個原因，包括診斷和制造可測試性以及modem的連接。前者可以為手機OEM商提供在生產線上測試手機的便利方法，以便確保質量，減小或消除現場故障。FS USB的帶寬對這些任務來說足夠了。后者可以為用戶提供將手機作為modem使用的途徑，作為modem的手機可以連接到筆記本電腦上實現無線互聯網訪問。FS USB提供高達12Mbits/s的帶寬，已經足夠(至少理論上)支持現有的2G數據標準，如GSM的GPRS和EDGE以及CDMA的1xEV-DO和1xEV-DO Rev.A，甚至可以支持新興的3G標準，如HSDPA和HSUPA。
因為FS USB可以為這些功能提供足夠的帶寬，手機OEM商更傾向于保留已有的技術，并在設計中使用HS USB控制器或物理芯片來簡單地增加對HS USB的支持。這樣做只是增加了大容量存儲要求的高帶寬通道，因此在集成PMP和DSC功能方面可以獲得更好的消費體驗。這種方法只需在FS USB旁增加對HS USB的支持就可以使現有平臺簡單地升級到HS USB。通過兩步方式引入HS USB，OEM商可以將用于多媒體數據輸送的HS USB連接更快地推向市場，這要比整個重新設計HS USB系統要快得多。
以這種方式增加HS USB的另外一個原因是目前HS USB控制器支持的端點數量有限。在PC應用中，HS USB控制器通常有特殊的用途，只要求很少量的端點(也就是說對大多數應用來說4個或8個端點就足夠了)。但移動手機要利用USB提供許多功能，因此對端點的要求有顯著的提高，已經有12個或16個甚至多至20個端點的建議。移動手機支持的功能例子(每個功能要求一個或多個端點)包括：大容量存儲、媒體傳送協議(MTP)、modem(CDC)、設備管理、對象交換(OBEX)以及調試/測試。基于這個原因，手機設計師可以同時使用FS和HS USB數據路徑來支持比單獨使用HS USB數據路徑更多的端點。
全速和高速做在一起
那么如何在支持FS USB的現有手機OEM設計中增加HS USB功能呢？顯然，不能簡單地作為獨立實體增加，否則手機上需要兩個迷你或微型USB連接器，這樣做只會增加成本，并使用戶感到困惑。性價比也能減少用戶困惑的方法是，將兩個USB數據管道合并到一個連接器上(圖1)。
每個設計過高速信號的設計師都知道，雖然FS鏈路僥幸能滿負荷工作，但HS鏈路可能根本無法建立。這是因為FS走線會成為HS傳輸線的分支和天線，從而引起信號質量的嚴重下降以及信號眼圖的關閉。這種結構還需要假設HS和FS USB輸出可以支持某種類型的三態模式才能使設計成功(也就是在FS工作時HS信號呈三態，反之亦然)。這是大多數USB設備無法支持的功能，也是PC等傳統設備所無法支持的。對PC來說，有多個連接器是很正常的，根本無需將多個USB信號合并到一個連接器上。
隔離全速和高速信號走線
因此工程師必須完全隔離FS和HS USB信號走線。目前將HS USB集成進移動手機的方法是增加HS路徑，并通過信號開關與現有FS路徑實現復接(圖2)。
雖然這樣做似乎非常簡單，但在HS信號完整性方面確實會引起許多實際問題。事實上，它可能會導致USB一致性測試的失敗。即使市場上有專門用于HS USB應用的開關，在某種程度上也會降低眼圖質量，在某些情況下甚至不能通過一致性測試。當選擇開關和布局電路板時必須考慮許多因素，但先讓我們看看沒有開關的理想HS USB數據路徑。
在設計HS USB數據路徑時，電路板設計師必須優化對多個因素的控制，以便創建干凈的眼圖。首先，D+和D-線的走線阻抗必須是45Ω，以匹配在接收器件的D+和D-管腳的輸入端看到的內部阻抗。如此形成的合適電壓分壓器可以提供兼容HS邏輯高電平的400mV電壓。另外一個方面是D+和D-走線的長度匹配。假設沒有其它復雜因素，如ESD或EMI保護器件，那么這樣就可以提供漂亮的眼圖(圖3)。
當開關被插入數據路徑時，失真就會產生。至于何種失真、失真到何種程度則取決于開關的特性。步是查看開關的開關速度。開關速度必須能夠達到480Mbits/s(等效于240MHz)才能兼容HS USB。如果不能達到，那么這種開關就不應該選用。可能的情況是開關聲明專用于HS USB應用，那么基本上就沒什么問題。
可能被忽視但是重要的第二個特性是開關的串聯電阻(RON)。串聯電阻越大，眼圖就越扁。在試圖獲得USB-IF認證時這將是的問題。
下例說明了較高的串聯電阻會如何影響眼圖。假設開關A的典型串聯電阻值是5Ω，開關B的典型串聯電阻值是10Ω。在使用開關A的情況下，總的走線串聯電阻值是50Ω，而不再是45Ω。在做過簡單的電壓分壓計算后可以得到邏輯高電平為379mV，而不是要求的400mV。該規范對400mV要求提供了10%的容差，因此360mV邏輯高電平仍在規定范圍內。當插入開關B時，它將增加10Ω的串聯電阻，從而使總的走線阻抗達到55Ω。這將導致360mV的邏輯高電平，不再有誤差余量。考慮到終端電阻和走線阻抗的額外誤差，對兼容抱有希望將是不切實際的想法。
圖3中左下角的眼圖代表信號路徑中的走線串聯阻抗增加了10Ω。要注意的是，上下邊界由于走線串聯電阻的增加被壓扁了。雖然這仍是一個合格的眼圖，但誤差余量實在是太小了。
即使增加開關電阻后電平仍落在可接受的范圍內，但在考慮了各種容差后，開關可能以另外的方式影響眼圖。開關還會增加走線的電容，從而降低邊沿斜率(上升和下降沿)。這將導致眼圖陰影區域的角部被裁剪掉，無法滿足規定要求。
比如假設開關A的電容是5pF，開關B的電容是15pF。圍繞眼圖陰影部分的區域(余量)將由于開關B比開關A多出10pF的電容而減少50%。目前典型開關在打開時的電容在6到15pF之間。圖3中右上角的眼圖是增加了15pF電容后失真的眼圖。
如果開關只是增加串聯電阻或電容，那么有可能不會引起任何問題。但現實情況是開關會同時增加電阻和電容，這種組合情況會導致眼圖產生真正的問題。假設理想的開關具有很低的串聯電阻和電容。較低的串聯電阻會使眼圖的上下邊向中心靠攏，從而減小誤差余量。電容會使邊沿變化變得緩慢，并切入眼圖的陰影部分，終導致HS USB信號完整性測試失敗。圖3中右下角的眼圖就是這種情況。
因此選擇具有低RON和CON 特性的開關是基于開關的設計取得成功的關鍵。
在這種設計中需要考慮的另外一個因素是要知道什么時候執行FS和HS USB路徑的切換。在目前大多數情況下切換是用軟件完成的-例如，用戶必須人工選擇他們想使用大容量存儲還是modem模式，系統處理器(基帶或應用)再提供正確的信號路徑。默認模式通常是FS USB模式，因為這種模式用于工廠的診斷和制造測試。但這種方法很麻煩，也很不好用，因為它增加了使用的復雜性，可能導致尋求支持的電話增多。因此隨著時間的推移，手機設計師希望在沒有任何用戶干擾的情況下實現切換控制，這意味著轉向完全融合的架構。
不久的將來，手機設計師肯定會實現完整的移植以支持單條USB路徑，并允許FS和HS USB共存。這需要時間去優化這種解決方案的軟件，從而形成更先進更優化的設計。產品架構也將得到升華，終將集成足夠數量的端點以支持手機應用。直到那時，希望支持目前的HS USB、并想使產品快速上市以支持滿意的用戶經驗的手機設計師才會依賴逐步地實現HS USB。
在任何情況下，要想使這樣的設計取得成功，設計師必須考慮所選用的開關的 RON 和CON 參數。遵循這些建議可以使他們少花時間在USB連接調試上面，并允許移動手機設計師向市場快速提供HS USB功能。這樣用戶就可以隨心所欲地使用手機上的各種消費類多媒體功能。