嵌入式資訊家電與傳統嵌入式系統一樣，只需要少量的硬體資源即可運作。甚至不用硬碟，也可在極小空間、極低耗電的條件下運作，不需像PC一樣佔據整張桌面，或是需要充沛的供電與高檔的硬體資源，嵌入式IA即能與PC相同地存取網路資源、運算與應用網路資源。

在系統資源少、空間小、低耗電等先決條件下，還要賦予網路連接功能，以及資訊運算與多媒體能力，在軟硬體設計上都是嚴苛的挑戰。此時如果能在系統晶片、韌體程式、應用軟體三方面給予完整、密切的支援與參考，則可加速嵌入式IA產品的設計與發展。

先期市場的主流IA產品

HP併購COMPAQ已成定局，此一事實足見PC的成長與利潤大不如往昔，也幾乎印證了IBM總裁於1997年發表「PC已死」演說的論點，而起而代之的高成長產品將會是IA。

IA強調功能單純、使用直覺、價格大眾化、更容易連接與存取網際網路等特色。如此簡化的定義與訴求，使得各式各樣的電子商品都被稱為IA，如MP3隨身聽（MP3 Player）、具有上網功能的手機（Mobile Phone）或電視遊樂器（Game Console），都被稱為IA。

雖然標榜IA概念的產品相當多樣，但仔細從中研究與分類，現階段較具市場規模與使用者接受度的IA，專注在STB（Set-Top-Box）」、PAD（Personal Access Device）、TC（Thin Client）、以及Residential Gateway（亦稱Home Gateway）等4項主流領域產品。所有的IA產品，也都幾乎可從這四項產品衍生或修改而成。

舉例來說，智慧型電話（Smart Phone）可說是迷你型的PAD，而可上網的電視遊樂器，也可由STB修改與強化而成，因此這四項IA產品不僅是目前市場的主流，也是其他IA產品的衍生、變化之根基。

主流IA產品的催生

IA產品要能價格低廉與快速上市，其支援的晶片相當重要。一個已經相當接近完整IA功能的IA晶片，可以讓IA產品更便宜、更快速上市。但如果晶片提供商為功能太特別或市場不夠大的IA產品設計與開發對應功能的IA晶片，在量產規模與晶片成本上則將不夠划算。此外，產品生命週期過快的IA產品，也存有同樣的考量。

不過，STB、PAD、TC與Home Gateway都有一定的市場規模與產品週期，因此值得開發完整功能對應的IA晶片。業界目前採用的晶片解決方案亦有針對STB、TC及PAD/WebPAD（等設計。而其他特別的功能，可由額外單獨的晶片，或者是韌體（firmware）、軟體程式來解決，這也就是嵌入式設計（Embedded Design）的關鍵。

IA的消費利基

由於系統化一貫性的發展，所以IA產品的價格與上市時間都可以大幅縮短，也可以讓IA產品廠商專心致力於產品差異性與特色的開發，而非基礎系統的設計。在IA產品的差異化與特色上，IA產品開發商可以用額外的特殊晶片或硬體設計，以提供產品特殊的功能，也可以用韌體或軟體方式來提供專屬的特點，形成嵌入式IA的特色。如(圖一)。

《圖一 嵌入式IA商品開發特色》

＜資料來源：美國國家半導體＞

由於價格的降低、多方業者的合作都有助促進IA普及。以消費者的角度而言，是否購買IA產品，其應用才是真正關鍵的因素，而這就有賴殺手級應用（Killer Application）的出現。眼前較有可能的殺手級應用，不外乎金融服務（如股票及時行情、分析、下單買賣等）及隨選視訊（Video On Demand；簡稱VOD）。金融服務的迫切性高，所以需要IA，而隨選視訊則為娛樂應用。但隨著寬頻（broadband）環境的到來以及媒體串流（media streaming）技術的成熟，也可望因此項應用而帶動IA的銷售與普及。

IA發展平台：x86

x86運算架構可以發展IA的平台。一直以來，用以連接與應用網際網路最多的裝置即是x86 PC。因此在x86 PC上發展與推出的網際網路相關軟體與程式也最為豐富，包括應用程式、軟體元件、驅動程式、開發工具等。因此，採用x86架構的IA系統，便具備了直接或快速轉移這些軟體與韌體的方便性與優勢。

此外，目前市場上與x86系統相關的硬體晶片與組件都相當成熟，價格也比較低廉，有助於降低IA產品價格與提昇供貨穩定性。如(圖二)。

《圖二 SC1200之建構》

＜資料來源：美國國家半導體＞

就作業系統而言，x86硬體架構適用於Windows CE與Linux。Windows CE在多媒體功能上的支援較完整，而Linux則是在網路協定的支援與反應較為迅速，兩者都有IA產品不可或缺的特點。因此，可根據IA產品的不同訴求來選擇作業系統。強調多媒體的STB、PAD，建議可使用Windows CE。強調網路接取能力的TC、Home Gateway則可採用Linux。強調反應速度的Embedded Linux，則是搭配嵌入式IA的最佳選擇。此外，x86硬體平台也有QNX、VXWorks等各類訴求的作業系統可供選擇。

以分離式運算迎合嵌入式IA之晶片設計需求

從技術與應用角度來看，許多網路應用所需的運算效能並不高。典型而言，僅需200MHz至300MHz的CPU時脈/效能即可，但偶爾會有少數一、二種強烈需要效能的應用出現。對於這類極消耗運算效能的應用，PC便以更高時脈、更具效能的CPU來因應。

由於PC多功能的角色定位，所以必須以高效CPU隨時因應各種應用的可能。當高效應用未出現時，高效CPU就無發揮的空間，在價格與電力耗損上都是浪費。反觀IA，由於應用單純，因此可藉由預估某類IA產品功能應用所需之尖峰效能，而設計可滿足其所需的晶片效能。量產的IA晶片（如GX1、SC1200/2200/3200），可提供基礎應用所需的效能外，對於特定需要高速效能的應用，則再額外搭配獨立的資料處理晶片（Data Processor）來滿足。

整體而言，不僅比PC的作法更節省電力，獨立的資料處理晶片也更能確保高效應用的運算品質。因為有時PC的高效CPU會受限於多工作業系統的運算資源分配原則，使某些運算服務因此延遲，而影響到應用品質。

這種基礎運作與應用的效能由量產型IA晶片來提供，而特別高效需求的效能由特別的資料處理晶片提供，也被稱為分離式運算（Distribute Computing），與PC集中由高效CPU應付所有需求的方式不同，更為省電且更確保應用品質。

分離式運算（Distribute Computing）讓量產型IA晶片不需要隨少數應用而加高運作時脈，如此IA晶片不需要安裝風扇也能夠有效散熱。NS相當不認同IA產品使用風扇，因為風扇不僅佔空間、故障率高、壽命短、穩定性差，而且有噪音，又相當耗電，非常不適合在IA產品中使用。IA產品短小易攜帶，未來甚至可以全天候與網際網路連接，所以省電性與穩定性將相當重要。如(圖三)。

《圖三 Geode和MDP耗電量比較》

＜資料來源：美國國家半導體＞

嵌入式IA技術的設計

自此整體連貫來看，晶片、硬體參考設計、軟體程式範例，都已經有解決方案與可遵循的範例及參考，而晶片、硬體、軟體三者間在功能與應用上皆可以發揮互補效應，如此相互配合的結果將可以設計、開發出更精巧的資訊家電。

在IA產品的所有軟硬體環節中（包括硬體晶片、硬體設計參考、韌體程式、作業系統、驅動程式、應用程式介面API、應用程式六大塊），目前市面上已有IA晶片及其驅動程式。驅動程式包括可驅動IA晶片的圖像功能（Graphics，XpressGraphics）、音效功能（Audio，XpressAudio）、影像功能（Video）等。同樣的，綜合型的API（應用程式介面）亦有開發，可提供應用程式開發者直接呼叫與引用，加速應用程式的撰寫。

此外，在韌體程式、作業系統、應用程式等範疇。這種完整方案架構的最大特色，即在於給予IA產品的開發、設計商最佳的彈性，此彈性可快速因應市場變化，包括價格變化、功能變化、時程變化等。

嵌入式IA市場成功路線

關於PC扮演IA Hub角色的論點，筆者對此有不同看法。事實上，若由家庭閘道器（Residential Gateway或稱Home Gateway）取代PC扮演IA集線器的角色，則更能發揮IA產品的專屬性。IA低耗電的特性，不但可減少長時間操作PC所需的電源供應，長遠而言，也有利於環保的推行。

Home Gateway也是IA的一種應用，主要提供各種介面與各種裝置連接，包括對外連接ADSL、Cable Modem等寬頻網路或衛星的碟型天線（dash），對內連接TV、PC、以及IA等末端應用裝置，讓各資訊家電可存取各種資訊與資料來源，且裝置相互間也可交換資料。因此，Home Gateway能否率先走入家庭，也將是IA是否能居家普及的一個重點。

此外，許多人對Home Gateway存有錯誤的印象，以為其外觀可能就和PC一樣，就像個鐵箱似的。事實上，Home Gateway可以相當短小輕薄，未來甚至可依附於其他常見的家電中，如床頭音響、錄放影機內，發揮家庭內各類電子裝置交換中心的功效，而這些都有賴專屬的IA晶片才能達成。（作者為美國國家半導體亞太區信息家電市場經理）