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Electronics Summit 2008:关注通信和消费电子融合的新机遇

发布时间: 2015-04-09 05:14 作者: 浏览次数: 14 字号:
    第六届Electronics Summit日前在加州旧金山落下帷幕,包括通信、消费、EDA工具、代工厂等在内共30家半导体厂商与会。从本次会议讨论的话题和厂商关注的内容来看,通信和消费电子依然是大家关心的主题,也显示出两大领域的融合所带来的多种机遇引发的技术升级正在创造整个产业新的活力。《EDN China》将本次会议中的一些精彩内容以及同其中5家公司的专访内容整理出来与读者分享。

      影像显示技术是消费电子的价值洼地,在此次峰会中,Microvision公司基于其PicoP光引擎的微投影技术的演示吸引了众多眼球。该技术目前是以手持投影设备应用为主,Microvision还在设计符合手机及其他消费设备功耗及尺寸要求的新型引擎。

      Microvision总裁兼CEO Alexander Tokman表示,消费者需要更好的超过他们现有的小型移动投影设备的视觉体验,PicoP光引擎可以投射12英寸~100英寸的大画面,分辨率为848X480(WVGA),采用电池供电,一次充电可以支持2.5小时(图1)。Tokman相信该技术将在手机、PDA、掌上游戏机和PMP等新型的便携娱乐设备中得到进一步发展,该公司也已经计划并开始实施将这些投影设备嵌入到新型掌上设备中。
     
    家庭消费电子终端互联是大势所趋,但从目前情况看,距离无限制互联还要克服多重技术挑战。Pulse-LINK是第一家用有线/无线混合芯片组为互动高清多媒体节目提供房间与房间联网解决方案的半导体厂商。该公司也在此次峰会中介绍了他们的CWave技术和芯片组,该技术能够实现高清多媒体内容在家庭内房间到房间的传输。CWave是在共用同轴网络和无线网络上同时支持1394和以太网设备的技术,能满足高清电视、蓝光播放机、DVR、媒体中心电脑和多媒体存储设备在不同房间播放高清节目的要求。
     
     Pulse-LINK总裁兼首席运营官Bruce Watkins表示,CWave技术能够很方便地通过同轴电缆同时实现千兆以太网以及1394 S400在几百英尺内的同时工作,只需要在每个房间放置一个额外的无线连接设备即可。“所有经过DLNA认证和支持HANA的设备都适合采用该项技术,而在CWave问世前,一直没有采用家庭现有布线实现这个想法的技术(图2)。我们的技术支持包括好莱坞在内的内容供应商的安全保护方面的要求。”

      HANA是以1394的方式在家庭传输高清节目。同轴连接上的以太网可以为需要IP连接的产品,如DLNA认证设备,在房与房之间建立以太网连接。由于Pulse-LINK能在一条同轴电缆上同时提供1394和以太网连接,这使基于1394或以太网的产品能在一个家庭里共存。

      CWave最新的产品是PL3100芯片组,据悉,该芯片组由三块芯片组成:PL3130 基带+媒体访问控制芯片、PL3120 射频收发芯片、以及PL3110 低噪声放大器。通过采用PL3100芯片组,可以将各娱乐设备通过1394、以太网或者是HDMI/DVI等方式桥接起来,各设备之间以MPEG-2或者是JPEG2000的格式传输数据流。

      Pulse-LINK亚太区总裁陈善荃表示,距离和速度始终是室内信号传输技术的关键和发展方向,Pulse-LINK下一步会将目前的BPSK升级为QPSK(正交相移调制)。利用QPSK,载波可以承载四种不同的相移(4个码片),每个码片代表2个二进制字节,这种调制方式使同一载波能传送2比特的信息而非原来的1比特,从而使载波的频带利用率提高了一倍。

      多重总线架构设备互联是搭建混合系统的基础,不同先进总线之间的关系也是发展大于竞争。PCI Express总线转换芯片公司PLX的行销与企业发展副总裁David Raun表示,PCI Express已经成为包括ASIC、Logic、FPGA、网络、安全、协处理器、图形处理器和X86处理器等在内的新设计中选择的总线。在通信、服务器、存储、计算以及嵌入式应用领域,PCI Express是主流的总线,用户需要一个简洁、低成本、低功耗的转换芯片实现系统之间的高效互联。PLX的转换和桥接芯片占据整个市场的60%。除了传统的服务器和存储市场,消费电子和嵌入式产品领域的增长迅速。这些市场主要包括:图形、打印、TV Tuners、仪器和机顶盒。而通信控制平台也正在更多的选择PCI Express总线,在今年这一增长将更加明显(图3)。

    图3通信控制平台正在更多的选择PCIExpress总线今年这一增长将更加明显DavidRaun

      Raun详细介绍了他们在一季度开始投入量产的PCIe Gen 2(PCIe 规范2.0,5.0GT/s)交换芯片系列产品。该系列交换芯片包括PEX 8648(48 Lanes,12 ports),PEX 8632(32 Lanes,8 ports),PEX 8624(24 Lane,6 ports), PEX 8616(16 Lanes,4Ports)和PEX 8612(12Lanes,3Ports)5款。Raun表示,PLX Gen 2交换芯片拥有经过现场试验的可靠性测试和PLX体系结构,拥有最低的等待时间,最低的能耗,最高的性能,集成的非透明桥和热插拔控制器,最小的Flip-Chip封装,最灵活的端口配置(最多可达16个端口)等特点,完全满足新一代图形、底板、服务器、存储器、HBA/NIC和嵌入式设备市场的需求。
    加拿大系统互连技术公司Tundra介绍了他们的总线桥接技术。Tundra公司销售副总裁Tracy Richardson表示,Tundra公司专注于为通信和计算/存储基础设备提供智能系统互连产品、IP和设计服务,其产品包括10多种符合业界主要标准的桥和交换机产品,主要分为三类:RapidIO交换机、PCI/X/e桥和PowerPC主桥。Tundra的VME和RapidIO居业界第1位,PowerPC主桥居业界第2位。此外,Tundra 通过设计服务分公司 Silicon Logic Engineering (SLE)开发并且授权的IP,包括SPI4.2 Interface、Interlaken IP和RapidIO Endpoint IP。

      Richardson重点提到了他们今年的主力产品PCI桥Tsi38x系列芯片。这些产品包括单通道PCI Express至PCI桥Tsi381和四通道PCIe至PCI-X桥Tsi384。籍由这两款芯片,Tundra实现了与新款PCI Express跟联合体(root complex)及传统的PCI/X端点(endpoint)互操作。Richardson认为,随着PCI总线大量用于计算、存储和消费领域,对PCI/X/e桥的需求也与日俱增。

      PCI/X/e桥的应用场合主要有四种:1.负荷数超过选定频率可支持量,例如3个负载时的支持频率为133MHz,但当需要第四个设备时总线频率必须降至100MHz;2.应用刀片或适配卡时,桥产品用于为底板提供单个PCI负载;3.不同频率的连接,例如在主总线段上的66MHz PCI和在辅总线段上的33MHz PCI;4.不同技术的连接,例如PCI-X至PCI、PCIe至PCI-X、PCIe至PCI。

      安全网关解决方案、网络应用程序、多功能打印平台、网络线路卡和其他嵌入式系统应用程序对处理器性能与可购性之间的平衡要求越来越多,通信处理器供应商AMCC公司介绍了他们最新的Power Architecture处理器PowerPC 440EPr。AMCC总裁兼CEO Kambiz Hooshmand表示,PowerPC 440EPr可提供高达500MHz的处理速度、双千兆以太网端口、32位PCI、USB2.0、支持32位DDR2高性能内存以及集成式涡轮安全引擎(Turbo Security Engine),但其典型功耗仅为3.5W。对于那些对成本敏感、但仍需要超标量体系结构440处理器的核心特性以及1000 DMIPS的性能的用户来说,PowerPC 440EPr是一个不错的选择。

      据悉,PowerPC 440EPr包括与IEEE 754浮点标准相兼容的高性能双精度浮点单元,因而在打印、图像处理和其他计算密集型应用程序方面具有出众的性能。PowerPC 440Epr的涡轮安全引擎支持广泛的基于标准的安全协议(如IPSec、SRTP和SSL),并为所有尺寸的数据包都提供出色的吞吐量。PowerPC 440Epr的USB2.0端口可在主机或设备模式上运行,并具有集成的PHY,能进一步降低系统设计成本和复杂性。Hooshmand表示该芯片将在今年第二季开始出样体。

     AMIS是一家致力于医疗、军用/航空、高电压和低功率技术产品的公司。该公司去年底已被安森美半导体收购,此次会议中,该公司重点介绍了他们最新推出的超低功率Hi-Fi音频处理器BelaSigna 300。据安森美半导体听觉和音频解决方案部高级总监Michel De Mey介绍,BelaSigna 300使用了独特的专利双核架构实现多种先进音频算法如消除回声和降低噪声等,并能同时维持极低的功耗,为那些希望提高音频清晰度的通信设备制造商和音频处理算法开发商提供了极佳的解决方案(图4)。该器件主要应用于便携通信设备,如手机、车用免提套件(HFK)和无线耳机等。
     
     BelaSigna 300内含一个24位开放可编程数字信号处理器(DSP)和一个高度可配置加速器信号处理引擎,使之能够以固定功能ASIC的功耗和尺寸提供通用DSP的灵活性。增添的先进模拟音频输入结合24位信号通道提供高质量音频。安森美半导体音频解决方案团队经理David Coode表示,BelaSigna 300可用于新的或现有通信设备设计,对总体尺寸只有轻微或没有影响(3.63mm×2.68mm,WLCSP封装)(图5)。而迈向24位数据通道架构并降低总体功耗,将使用户能够实现更多信号处理功能。虽然便携电子产品尺寸持续缩小,但音频质量将继续提高。
    Michel De Mey表示,世界上许多国家已经通过或正在考虑立法禁止在驾车时手持手机通话,推动了免提套件和无线耳机的采用。由于车辆的音频环境颇具挑战,因此需要消除回声和消减噪音,这令设备内音频处理子系统的负荷更重。同样地,手机用户也经常面临在嘈杂的环境中对方听不清楚他们的声音的问题。由于消费者需求更好的音频质量,使设备制造商和系统设计人员需在便携音频设备中集成更先进的音频处理功能,且通常必须在尺寸更小、电池更长使用时间的条件下完成。为了与BelaSigna 300相辅相承,安森美半导体也推出专门设计用于新的BelaSigna 300架构的先进全双工回声消除算法,该算法适用于耳机和免提套件制造商。据悉,BelaSigna 300音频处理器已提供样品,预定2008年第二季度生产,而其Beta版的评估和开发板(EDK)预计在今年7月推出。

      作为EDA市场中发展最快的领域之一,今后五年ESL设计的复合年均增长率预计可达50%。可编程逻辑器件(FPGA、PLD和CPLD)设计EDA供应商Synplicity公司在会议期间介绍了他们的FPGA、ASIC验证以及DSP设计工具Synplify DSP的情况,Synplicity强调他们的产品可以帮助这些设计进行主要设计规划、逻辑综合以及物理综合的过程,提高这个过程的自动化程度。

      Synplicity ESL行销总监Chris Eddington表示,Synplify DSP软件是Synplicity的ESL合成平台,可提供包括高阶模块化(modeling)和硬件抽象(HARDWARE abstraction)、能转为RTL的条件限制(constraint-driven)演算合成,以及为性能、门数和多信道化等特性提供系统性最佳化功能。Synplify DSP软件的功能包括对M语言控制(M-Control)和向量链接库的支持,以及具有新增的功能区块,这将有助于无线通信、雷达和数字多媒体处理等先进应用的开发设计。除了这些加速演算设计的独特功能外,Synplify DSP工具特有的合成算法,能让设计横跨不同的组件工艺(图6),同时也能达成最佳化的效能,协助用户容易地将DSP算法加入所选择的硬件平台当中。
      Eddington进一步解释道,Synplify DSP软件可以为面向多域仿真与基于模型设计的MathWorks Simulink环境用户提供高度优化的解决方案,以便在芯片上实施DSP算法。这是因为M-Control已全面整合到Synplify DSP库与MathWorksSimulink环境中,能全面支持数据类型和采样率的继承与传播。为支持断点和转换成M语言代码,M-Control还提供了inline除错功能。这些特性大幅简化了通常集成于DSP算法中的控制功能的制定与验证。此外,Synplify DSP软件的通信数据库包括高阶DSP合成数据库、广泛的滤波(filtering)功能、数学和通信数据库,以及向量数据库支持等。通过这些功能,用户可以将复杂的无线算法(例如WiMAX、802.11a/b/g/n和DVB等标准)快速地描述、验证以及实现到硬件当中。

      Eddington表示,向量支持使得数学与通信算法更容易描述和模拟。此外,向量支持亦可降低多信道无线算法和多天线算法所需投入的心力,这些应用包括MIMO、视频、雷达和安全应用等等。随着芯片工艺的不断提升和设计复杂度的增加,设计验证面临更多的挑战。Eddington认为挑战主要来自四个方面:一是芯片尺寸正变得越来越小,集成了更多的子系统。这些子系统有着很多的数字和模拟的功能,管理这些复杂性的一个重要因素是需要高层级(high level)的建模,通用统一的建模环境,以需要加入各种各样的设计功能。并且不仅仅是仿真,还要能保证实现执行(implement);二是功耗的优化目前正变得越来越重要;三是是如何很好的支持混合信号的协仿真;四是在不同的低层级建模中建立高层级的建模,这体现在内存芯片中非常明显。

      目前,Synplicity的一些客户比如ASIC公司正在被FPGA挑战,这一趋势也对EDA工具产生了影响,Eddington表示,Synplicity做得很出色的一个方面是工具在FPGA设计流程中非常易于使用。在ASIC建模试用阶段,客户亦渴望能够两者都使用,两样都会有很强的需求。ASIC客户逐渐更多地集中在高端应用上,并且需要很大的用量。FPGA的支持者将集中在中等用量市场,为两类客户提供服务很有意义,无论客户的ASIC还是FPGA设计到哪个水平,只需要做简单的选择,设计的架构虽有所不同,但设计流程都是相似的。
    Xilinx 公司在会议期间宣布他们推出了采用65nm工艺技术研发的 Virtex-5系列平台的第四款FXT终极系统集成平台(详见本刊5月刊《从Virtex-5面向四个领域优化平台成功推出得到的启迪》一文)并介绍了该公司最新推出的FPGA设计工具ISE10.1(详见本刊5月刊《最新ISE10.1版提升设计性能》一文)。

      Xilinx公司新任CEO Moshe Gavrielov曾表示在他的任期内公司营收增长将达5倍,Xilinx公司副总裁兼GPD总经理David Loftus认为,要达到这个目标,还有很多的工作要做,例如如何让FPGA更易于使用,更便宜。他认为相比于其他芯片的市场领域,目前的市场对Xilinx非常有利,因为产品的设计周期正在缩短,人们需要更快的产品上市时间,这正是FPGA所能提供的。“此外,我们的产品允许客户在设计上做一些修改,这可让他们的产品在市场上有更长的寿命,同时实现与竞争对手相比的产品的差异化。”Loftus表示,“因此,市场正极大地帮助我们,可编辑逻辑器件正持续地变得越来越便宜,(编程能力、成本、硅片面积)我们有65nm、40nm的工艺,甚至是32nm,相比其他客户的方案,成本上有很大的不同。因此,我相信我们能够取得很大的收入,相比其他的逻辑芯片,例如ASSP、DSP、处理器、ASIC,我们能取得很快的增长,FPGA会有很强的增长趋势,我们会取得成功。”
      关于FPGA在垂直市场领域的竞争,Loftus认为,市场的因素对FPGA有利。绝大多数时候,客户都在用编程器件。在一些领域,FPGA要与其他的芯片供应商竞争,这些领域他们有能力做到不比FPGA昂贵。但随着时间推移,FPGA会变得非常便宜。当然,其他的芯片价格也会下降,但FPGA会下降得更快。在那些市场领域,FPGA会变得更有吸引力。当FPGA集中在某一垂直的应用领域时,其面对的挑战是如何找到占统治地位的专家团队(图7)。很多芯片供应商都专注在某一垂直的领域,例如ASSP制造商从事于为平板显示中的视频改进芯片,他们熟悉非常多的影像改进优化的技术等。如果FPGA要取得成功,就必须成为这些能够为客户提供特别的高端专业技术的芯片供应商的伙伴,最终FPGA供应商能够在某些垂直市场中建立起内部的专业技术,为客户提供特别的价值,从而战胜其他的芯片供应商。

      Xilinx公司软件产品营销总监Hitesh Patel认为,下一个十年中FPGA的技术趋势是持续地变得更便宜,更快,更紧凑。十年前,所有的FPGA都是简单的逻辑结构和I/O,从那时起,Xilinx增加了非常复杂和强大的时钟管理、系统、Memory、Block RAM、Advices、Multiplayers、Multiplayer Accumulator、内核、DSP功能、嵌入式的处理器、Multi-gigabit,板级的多通道ADC,以及Vertex 5系列等。今后十年,FPGA将不断地集成更多的标准器件,很多软体的复杂功能和IP核会被固化,以达到更低的成本。
      Patel认为,FPGA的EDA工具的挑战在于设计周期越来越快,人们评价工程师的效率是一天能够做多少个调试。当越来越大的FPGA生产出来后,内建越来越多的复杂功能,计算与存储也随之变化,这带来另一个EDA工具的挑战。对于FPGA和DSP之间的竞争,Patel相信可编辑逻辑器件在数字处理应用中大有可为,Xilinx不希望取代TI的业务,可编程的DSP应用能为客户在数字处理中带来更多的价值。“我们可以在FPGA中内建数百个Multiplayer Accumulator,这意味着我们有着DSP所无法轻易达到的能力,以同样的价格,可比DSP达到更快的速度。或者说同样的功能、同样的速度,FPGA的成本更低。很多人采用DSP是因为其丰富的电子生态中有很多的IP,帮助客户做事情。我们将会提供同样多的工具给客户使用FPGA。”

      混合信号高速PCB设计是EDA工具供应商关注的热点,Mentor董事会主席兼CEO Walden C. Rhines表示,过去,高速混合电路板设计主要用于军品、航空、雷达系统、火控和制导系统中,但现在,混合技术 (射频、模拟、数字)高速电路板系统设计在很多领域普遍存在,尤其是消费电子设备中的手持设备以及无线通信设备。Rhines表示,Agilent和Mentor正在就RF PCB设计工具进行合作,他认为混合信号的RF PCB设计正在增加,分散接口的系统设计不再被接受,两家公司的产品合作能减少设计周期达 50%,实现终端产品质量、性能和尺寸的最佳化设计。作为全球领先的高频EDA工具,Agilent EEsof软件在原有ADS系统和电路仿真设计平台上提供了全面的三维电磁场仿真工具EMDS和AMDS、电子系统仿真工具System Vue、全新的高速电路信号完整性分析软件包、GoldenGate RFIC 仿真软件以及业界一流的射频微波设计综合工具Genesys Synthesis。

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