PulseCore

将跳频展频技术运用于降低USB设备EMI

PulseCore Semiconductor是降低EMI、时脉、功率管理和系统监控的标准和自订高速、低功率类比与混合信号晶片供应商。 PulseCore曾以开发全球第一个跳频展频设备而知名，提供标准和自订高效能晶片，以满足开发数位消费产品、PC周边设备和资料通讯/电信设备的OEM厂商需求。 PulseCore的解决方案已在全球超过7500万终端产品上应用。 PulseCore总部位于加州，另外在印度和台湾均设有办事处。

《图一 PulseCore执行长Michael Hogan表示，过去跳频展频频率技术被认为不可能应用在USB设备中，但PulseCore克服了这些障碍，这使得跳频展频技术可以运用于降低USB设备中的EMI，同时仍可以符合USB兼容模板的严格参数要求。》

随着电子设备变得越来越小、速度变得越来越快，并且配备了高解析度的LCD显示器，使得EMI也渐渐成为人们关切的问题。目前EMI降低领域的最新技术是跳频展频时脉技术。之所以称为跳频展频时脉技术，这是因为其在频率的频谱上变化缓慢，或者增加了中心计时元件（如PLL时脉）的频率。结果是产生了电磁脉冲扩散（否则会集中在某个单一频率上），这将使得信号的峰值功率降低，从而有助于确保符合FCC的要求。

然而，在此之前，由于USB相容标准和测试所规定的异常严格计时和频率范围限制，跳频展频时脉技术一直被认为不可能应用在USB设备中。 PulseCore正申请专利的USB 2.0降低峰值电磁晶片藉由精细的跳频展频细微性和控制技术，克服了这些障碍。这使得跳频展频技术可以运用于降低USB设备中的EMI，同时仍可以符合USB相容范本的严格参数要求。

PulseCore也宣布了其USB 2.0降低峰值电磁干扰晶片（Peak EMI Reduction IC）成为首项实现USB相容的跳频展频（Spread Spectrum）技术。因此，设计师和系统工程师可以选择使用跳频展频时脉技术（Spread Spectrum clocking）来降低USB设备的EMI干扰问题。

PulseCore正在申请专利的USB 2.0降低峰值电磁干扰晶片—PCS3P73U00A，大幅度简化了EMI降低方法，同时还减少或消除了对贵金属遮罩、铁氧体磁环、导电涂料、滤波网路以及其他高成本、耗费空间替代方案的需求。

《图二 Microvision执行长Alexander Tokman说，PicoP投影引擎应用于手机，可与其他多种消费电子产品相连。此外，这种装置非常节电，可以投射12～100吋的WVGA画面，且它还具有自动对焦的功能，保证影像的清晰度。》

Microvision让手机也有大画面

手机还能怎么用？在电梯间里秀个一两页简报给客户、或者把手机录影播放在墙壁上让大家一起观赏？ Microvision所开发的小型投影装置，可以把手机影像投射到墙壁、桌面、天花板或其他任何平面上。

目前手机视讯应用已经成为一种创新。根据iSuppli分析，预计到了2010年，全球手机应用市场规模将达到431亿美元，其中仅视讯应用便将超过1/3（164亿美元）（相较2005年仅71亿美元规模，且主要以音乐类应用为主）。因此未来消费者需要无所不在的高品质视讯体验。

多媒体应用让消费者可以随时随地享受视讯节目，然而手机萤幕的尺寸却成了最大的障碍。为了解决手机萤幕过小的问题，Microvision推出了应用于手机等可携式产品的投影解决方案，可以把手机上的视讯影像投射在平面物体上，例如家里的枕头、墙壁、天花板上。这样，便可以利用手机随时随地观赏电视，或者播放手机照片和视讯影片、玩游戏、观看PMP，以及显示商务的简报档案等。

Microvision专利的PicoP投影显示引擎核心产品是一个双轴的MEMS扫描器晶片，只有普通铅笔的横切面大小，中心有一个小镜子可以在垂直和水准方向震荡，一个低功率的RGB光柱照射到此MEMS镜子上产生一个扫描线，扫描原理像CRT电视的电子枪一样。其阵列与LCD、LCoS和DLP并不相同，具备更高的功率，无需投影镜头，小封装便可显示大画面。

Microvision执行长Alexander Tokman说明，PicoP显示引擎主要​​包括电子部分、雷射光源、光元件和MEMS扫描镜，显示尺寸比起竞争对手大了3.3倍，可以投影显示12～100吋的大画面，解析度为848x480（WVGA），且比LED投影产品亮度高出50％。 PicoP投影引擎可以很方便地嵌入手机，把手机中的影像投影出去，在任何光滑的表面形成色彩艳丽的大尺寸图像，除了具备自动对焦功能之外，还可以跟其他多种消费电子产品相连。不仅如此，这种装置还非常节电，目前电池预期可使用2.5个小时。

《图三 MTI执行长Peng K. Lim说，MTI的DMFC系统，其燃料电池产品的特点是采用100％甲醇作为燃料，因此供电时间更长。另外，MTI的燃料电池可在0～40℃运作，并且不受湿度限制，因此也非常适合消费性电子市场应用。》

MTI让行动装置燃料电池于2009年实用化

电池的污染是人们关心的问题，同时，普通充电电池要不停地充电，容量有限。而目前正在积极商品化发展的燃料电池，则最快可望在2009年被消费者大规模采用。燃料电池研发厂商Mechanical Technology Incorporated（MTI）目前正紧锣密鼓地推广可携式燃料电池，MTI执行长Peng K. Lim表示，目前已有全球知名厂商如三星电子，在手机及配件上与MTI进行合作。

MTI专利的Mobion微型燃料电池提供了另一种新能源的使用选择。它的容量更大，因此有更长的运作时间，并且可免去行动装置连接到插座充电，及携带笨重的充电器的麻烦。当然，它必须和汽车加油一样，定期添加甲醇燃料。甲醇燃料电池未来将可应用于手机、PDA、MP3播放器、游戏机，与数位相机等产品上。在消费性电子产品功能越来越多，耗电量越来越大的情况下，可随时供应电力的燃料电池将是个很好的行动应用选择。

《图四 目前MTI已经成功将燃料电池应用于多种可携式电子产品上，例如图中所见的高阶数字单眼相机、数字消费机等燃料电池模块。》

MTI采用直接甲醇燃料电池（DMFC）系统，其燃料电池产品的特点是采用100％甲醇作为燃料，因此供电时间更长。而大多数竞争对手以水稀释了甲醇，因此会严重地降低系统能量密度，因为水没有能量。另外，MTI的燃料电池可在0～40℃运作，并且不受湿度限制，因此也非常适合消费性电子市场。

Peng K. Lim说，MTI的燃料电池正在做进一步的技术最佳化，量产将在2008年准备就绪，并且将在2009年量产出货，应用于消费性电子市场中。

《图五 Tundra市场营销副总裁Tracy Richardson说明，RapidIO是一种点对点对等通信技术，主要用于需要多个处理器的领域，例如无线基地台需要把多个DSP或者FPGA连接在一起，这种点对点对等通信技术便具有非常大的优势。》

Tundra提供多样化互连技术

随着电子产品功能和特性日益复杂，系统设备制造商为了实现产品某些特定性能，或者实现产品的差异化，往往需要选择不同的互连技术。这些对于互连技术供应商既是机会也是挑战。

Tundra市场行销副总裁Tracy Richardson表示，Tundra透过多种互连技术的支援，提供高性能晶片，也提供不同种类的封装，让客户在设计开发产品时，更能满足特定需求。目前Tundra拥有四个业务部门，RapidIO（包括无线应用基础设施、视讯和军用等领域）、PCI桥接器（针对大批量应用市场）、主机板桥接器（主要针对伺服器和储存市场）、以及VME （针对重要的嵌入式应用），此外Tundra并提供客户设计服务。

目前市场上的互连技术包括了如PCIe、HyperTransport和RapidIO等。 Tundra支援所有的互连技术，可依据客户需要的应用领域和产品特性提供解决方案。 RapidIO是一种点对点对等（peer-to-peer）通信技术，主要用于需要多个处理器的领域，例如无线基地台需要把多个DSP或者FPGA连接在一起，这种点对点对等通信技术便具有非常大的优势。 PCIe则只是一种基础的集中技术，主要应用于单一处理器。

Tundra发展RapidIO技术大约有五年左右的时间，RapidIO与PCI以及乙太网技术整合，是一种非常重要的互连技术，可广泛应用于嵌入式应用。在无线通信领域，RapidIO也获得广泛采用，这种技术可以连接多个DSP，例如德州仪器和Freescale等DSP厂商都支援RapidIO标准。在3G、WiMAX 、LTE等新一代通信基础设施中，需要使用多个DSP或者FPGA进行资料处理，RapidIO将是非常理想的选择。

此外，视讯也是RapidIO非常重要的应用领域，可以应用于视讯会议解决方案的编解码处理等，在这些应用中采用RapidIO主要是由于可把多个DSP连接在一起。 RapidIO在嵌入式和军事应用领域也很广泛，如ATCA/MicroTCA、CPCI、VITA 41/VITA 46、嵌入式电脑以及雷达和声纳信号处理等，主要在于这种技术可支援多颗处理器的能力和非常低的延迟特性。

《图六 Xilinx总裁暨执行长Moshe Gavrielov表示，同时由于市场变化快速，新的技术和标准不断出现，使得产品的寿命与周期变得越来越短，还必须受到经常改变的技术标准影响，这正是可程序化组件得以充分挥发的领域。》

可程式化设计提供数位整合新契机

半导体产业经过多年的发展，整合已经成为一种趋势，包括PC、消费性电子与通信等产业正迈向进一步的整合，例如iPhone便是一个鲜明的实例。这些数位消费性电子产品受到广大的欢迎，更由于网际网路的普及与无线网路的盛行，消费性电子产品的需求更进一步提升。 Xilinx总裁暨执行长Moshe Gavrielov指出，消费者是驱动这场数位整合革命的最大动力，他们要求随时随地连接，这样的需求为可程式化元件带来了巨大的发展契机。

《图七 Xilinx先进产品部门副总裁Steve Douglass认为，可程序化组件未来最大成长动力将是消费性电子。消费者对于电子产品的要求越来越高，产品生命周期越来越短，这些条件都非常有利于FPGA和CPLD的发展。》

Moshe Gavrielov认为，半导体技术受限于经济的考量，「摩尔定律」将导致先进制程越来越昂贵。同时由于市场变化快速，新的技术和标准不断出现，使得产品的寿命与周期变得越来越短。例如消费性电子产品生命周期一般仅有2～5年左右的时间，还必须受到经常改变的技术标准影响，而这正是可程式化元件得以充分挥发的领域。同时，数位消费性电子产品拥有越来越多功能，特别是无线产品的设计，需求更多I/O介面、更多嵌入式功能，与更强的DSP运算能力等。

尽管目前通信市场仍然是可程式化元件的主要应用领域，但未来最大成长动力将是消费性电子。消费者对于电子产品的要求越来越高，产品生命周期越来越短，往往需要在最后一分钟进行设计的修改，这些条件都非常有利于FPGA和CPLD的发展。

放眼未来，消费者需要性能更好的产品，以及更低成本的解决方案，而对于够多功能与够高性能的要求，PLD元件正可满足这样的应用特性。 Moshe Gavrielov认为，2007年全球半导体市场2700亿美元的市场规模中，PLD约占有52亿美元比重，而Xilinx更占有其中18亿美元的市场。随着可程式化元件受到越来越广泛的应用，2011年全球PLD市场规模也预计将达到140亿美元。

《图八 HyperTransport 联盟总裁Mario Cavalli表示，未来HPC将能接替过去PC所执行的运算工作，这也是HPC主要的延伸应用。而低功耗、现成（Off-the-Shelf）处理器与高性能技术将是HPC应用普及的主要推动力。》

HyperTransport加速HPC应用普及

HyperTransport是高性能运算（High Performance Computing；HPC）发展的主要推手之一。在2007年，HyperTransport 联盟的会员已经增加到66个，新加入的会员包括HP、Cadence和Lattice等，市面上更有超过5800万个支援HPC的产品。目前采用HyperTransport的产品含括嵌入式应用、个人电脑、PC游戏、工作站与伺服器，以及超级电脑等五大领域。根据InStat统计,2007年HTC在超级伺服器、超级电脑和边缘路由(Edge Router)等三大应用成长速度最快,这三个领域正是目前采用HPC最多的市场。

《图九 3Leaf总裁暨技术长Bob Quinn说明，3Leaf的虚拟运算环境，就是最佳的动态数据中心。例如Virtual Compute策略正是将I/O、内存和CPU虚拟化相互整合处理器信息共享计划，未来都将分别支持Intel与AMD的产品。》

HyperTransport 联盟总裁Mario Cavalli表示，未来HPC将能接替过去PC所执行的运算工作，这也是HPC主要的延伸应用。而低功耗、现成（Off-the-Shelf）与高性能技术将是HPC应用普及的主要推动力。

HyperTransport在2007年成功普及至CPU、晶片组、IP内核和测试设备等产品上，包括AMD桌上型电脑的3核与4核Phenom处理器，和笔记型电脑的双核Griffin处理器。此外，Nvidia和SiS也陆续推出支援HyperTransport的晶片组。至于IP内核，包括GDA的HOST、Tunnel和Cave三部分的IP核内核，以及Cadence 90奈米和65奈米的类比HT3物理层。 Verigy、Agilent、Credence和Advantest也纷纷发表HyperTransport逻辑分析仪和协定测量仪。

此外，辅助处理器的使用正逐渐成为潮流，例如RPU（Ray Processing Unit）或GPU的使用，许多厂商纷纷推出加速平台与多核心​​处理器等。而HyperTransport已经普遍获得高运算密度设计辅助处理器应用的青睐，HyperTransport便可提供HPC设计人员更低的延迟和更高频宽连接速度，只要搭配FPGA软体环境，便可以将FPGA当做高性能的辅助处理器，而且不需与功耗、体积和成本进行妥协。

《图十 AMCC总裁暨执行长Kambiz Hooshmand表示，PowerPC处理器的运算效能虽然强大，但高功耗的问题也一直为人诟病。而AMCC透过制程技术的改善，以及处理器结构的优化，可有效降低过高的功耗问题。》

AMCC

AMCC是一家无晶圆厂半导体公司，主营业务是网路通信、嵌入式处理器和资料储存。该公司于2004年收购了IBM的PowerPC产品线，相继推出了多个产品系列，并在2007年成功开发出了多核心PowerPC处理器。目前AMCC的PowerPC处理器已成功应用于网路、通信等市场。

在2008年年初，AMCC也宣布与IBM加强合作关系。 IBM将把所有AMCC PowerPC 4xx嵌入式处理器产品组合纳入其半导体解决方案，此合作将巩固AMCC在其PowerPC产品线所取得的成功，并强化其解决方案。根据双方的合作协议，AMCC和IBM的半导体解决方案全球销售团队，将协力把AMCC的PowerPC 4xx产品销往主要的嵌入式处理器市场，如数据通讯/电信网路建设、无线基础设施、列印/影像和储存等。

在网路通信产品方面，AMCC近期也推出用于10GbE、10G光纤通道、WIS和OTU2网路应用程式的XAUI-to-XFI 10G LAN/WAN/OTN Framer/Mapper/PHY元件PEMAQUID。

电信服务供应商希望从传统SONET/SDH传输设备转移到电信级乙太网路设备和10GbE/OTN服务，需要成本效益高的新型矽晶片。 PEMAQUID是一款实体层元件，使乙太网路能够实现OTN整合。

PEMAQUID 9是AMCC首款MEtrON产品系列元件，专为城域乙太网路和电信级乙太网路解决方案系统而设计。 PEMAQUID可为城域WDM传输网路提供成本效益高的电信乙太网路解决方案。 PEMAQUID适用城域乙太网路交换机、路由器和DWDM系统。这种高度整合的元件利用10GbE以上WAN和OTN影射模式的丰富套件，可支援纯10GbE LAN城域乙太网路以及WAN和OTN网路。

《图十一 Aritmi资深产品营销经理David Moorhouse表示，由于消费者越来越常使用电子装置，无论是在上下班途中，还是出差在外，甚至在娱乐活动中，都需要经常连接多媒体，而高速无线技术正是这些应用最好的连接方式。》

Artimi提供多媒体高速无线连结

Artimi是一家无晶圆厂IC设计商，主要产品是WiMedia和超宽频（UWB）技术、WiMedia和无线USB、蓝牙（Bluetooth）技术等的低功耗、高频宽、单晶片无线连接解决方​​案，这些解决方案将主要应用于对于体积和功耗要求非常高的行动装置与可携式电子产品上。

WiMedia是一种超宽频无线连接技术，目前已经被Bluetooth SIG和USB Implementers Forum选择为下一代消费电子产品高速无线连接规范的基础无线通讯技术，目前已经有200多家机构支持WiMedia Alliance。

消费性电子产品丰富的多媒体内容，让消费者需要在多样化的电子装置上欣赏这些内容，导致资料传输时间不断增加。从另外一个角度观察，由于消费者越来越常使用电子装置，无论是在上下班途中，还是出差在外，甚至在娱乐活动中，都需要经常连接多媒体，而无线技术正是这些应用最好的连接方式。

行动装置无线连接最主要的挑战就是资料传输速率和电池的使用寿命，无线USB和蓝牙技术目前传输速率可达480Mbps，未来更可提高到1Gbps，这样的高速传输速度可以让电池使用效率更为提升。

Artimi致力发展的WiMedia双模无线USB与蓝牙产品A-150已经开始供货。 A-150晶片整合了媒体存取控制器（MAC）以及可程式设计应用处理器，是一款整合了相容WiMedia所需硬体的单晶片解决方案。透过软体发展工具更可为OEM厂商提供快速应用的无线通讯功能，以此支援MAC层和可程式化应用处理器。甚至一般装置的驱动程式，也可以透过A-150内的应用处理器进行处理。