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【作者: 劉筱萍】2006年07月06日 星期四

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飞思卡尔的年度技术论坛以创新(Innovation)和设计开放(Design Freedom)为主题,涵盖汽车产品、消费电子、实践技术(Enabling Technologies)、工业控制、行动通讯、网路等领域,包括CAN/ LIN车用控制网路解决方案、手持装置平台与硬体加速器更新方案、工业MCU应用产品、3G手机平台及应用处理器解决方案、多功能家庭与企业网路设计应用等等。


飞思卡尔(Freescale)半导体于5月29至31日在中国上海举办年度技术论坛(Freescale Technology Forum ;FTF),本届论坛主题以创新(Innovation)和设计开放(Design Freedom)为主题,有超过2000名合作伙伴客户代表和自动化院校师生参与盛会,期间并举办131场相关技术研讨会以及展示62个摊位,涵盖汽车产品、消费电子、实践技术(Enabling Technologies)、工业控制、行动通讯、网路等领域,包括CAN/LIN车用控制网路解决方案、手持装置平台与硬体加速器更新方案、工业MCU应用产品、3G手机平台及应用处理器解决方案、多功能家庭与企业网路设计应用等等。


图一 : 上海FTF技术论坛展场一隅
图一 : 上海FTF技术论坛展场一隅

与中国高校密切合作

Freescale于1990年初还是Motorola旗下业务部门时,便在天津投资数千万人民币创设MTC单晶片技术教学中心,目前已花费2000万人民币与中国各级高校自动化学院展开各类合作计画,特别针对实验室硬体设备更新以及软体人才培育技术层面。在技​​术论坛会中,Freescale与中国教育部所设立的高等学校自动化专业教学指导分委员会(教指委),就32bit Power PC嵌入式系统部分签署总协议,除准许高校单位自主与Freescale签署排他性合作协议,让各校有机会接受Freescale的经费资助、更新30多个自动化教学实验设备外,并且与Freescale达成共识,可由各校教授主持编写示范性教学实验室的教材内容,包括清华大学、上海交通大学、同济大学、天津大学与东北大学等为第一批合作高校对象。


图二 : Freescale与中国教育部联合记者会现场
图二 : Freescale与中国教育部联合记者会现场

从过去展望未来

在技​​术论坛开幕仪式上,Freescale的执行长 Michel Mayer表示,去年2005年Freescale的总营收超过58亿美元,网路/电脑部门营收占26%,无线通讯占28%。每年Freescale花费10亿美元投注研发设计,在智慧财产权上已有5200个专利系列组合,生产14000种IC设计产品,于30个国家地区雇用22000名员工,并与包括OEM在内的1万名客户保持密切合作关系。由于看好嵌入式设计应用的需求潜力,Mayer认为,在嵌入式系统解决方案的发展道路上,Freescale将促成数百万甚至数十亿设备使其具有不同类型的嵌入式处理能力。 Mayer并进一步表示,车用电子(Automotive)、消费性产品(Consumer)、工业用途(industrial)、网路(Networking)和无线通讯(Wireless)等领域,是Freescale继往开来的发展重点。在车用电子,Freescale期盼能够提高在车用区域网路(CAN)标准建立过程的优势;在消费性产品,希望提升可携式产品的省能效率;在工业用途,将着重在电脑网路联系能力及电源管理。


图三 : Freescale技术论坛开幕式正在进行
图三 : Freescale技术论坛开幕式正在进行

产品优势所在

Freescale在嵌入式处理器市场占有率具有领先地位,车用电子晶片的影响力亦不遑多让,也是全球首屈一指的网路资料连接器晶片供应商。在整合通讯处理器产品、2.5G与3G基地台为主的射频无线通讯接收器与相关应用、以及基于StarCore技术的数位讯号处理器(DSP)等产品上,Freescale也都保持优势。另外在8bit、16bit、以及32bit处理器、可编程的数位讯号处理器、无线通讯手持式装置射频微处理器、以及针对PowerPC设计的32bit嵌入式应用市场上,Freescale的市占率更是名列前茅。


以下分别针对Freescale的iMX多媒体应用处理器设计要点、ZigBee解决方案与车用电子市场趋势作简要介绍。


iMX多媒体应用处理器设计要点

Freescale无线暨行动系统部多媒体应用部门总经理Berardino Baratta表示,第四代MXC应用平台解决方案朝向将应用处理器与基频处理器整合为一颗MXC的单晶片设计与共享记忆体的简化架构。 MXC的ARM+DSP架构主要是为因应下一世代的应用趋势:将解调变(modem)设计往高阶应用发展,软体平台设计以整合平台介面为主要内容、采取单一CPA软体设计解决方案MAD(Multi- Media Application Device),并且以硬体加速器使多核ARM处理器的UMTS/GPRS应用效能更具弹性化。Freescale采取共享记忆体以及内建加速器的方式,便能有效降低多媒体手机长时间使用导致耗电量高的难题,可比传统架构降低40%的功耗。


图四 : Freescale无线暨行动系统部多媒体应用部门总经理Berardino Baratta
图四 : Freescale无线暨行动系统部多媒体应用部门总经理Berardino Baratta

至于在软体平台设计部分,Baratta认为应将复杂问题简单化,现阶段目标是满足开发商的开放性作业系统,能够在MX31或idleMX36等多媒体处理器为核心的手机平台上尽情发挥。再者Freescale能够满足客户降低成本的需求,也可提供客户在应用处理器中解调变(modem)与数位讯号处理器(DSP)更具价格竞争力的解决方案,使客户能够因应新兴市场中低阶消费手机进行多元的整合配套设计。或者在设计高阶顶级手机时,Freescale的MXC产品,也能藉由仅需更换应用处理器的简单步骤,满足客户在影像高画质呈现的设计要求。


2006年底Freescale将持续推出以ARM11为核心的新款解决方案。 Baratta表示第五代将会强化射频RF简化技术、提出针对RF的多媒体解决方案。目前Freescale相关产品共有四个系列,包括一般手机基频、2.5G、3G及idle MX系列等。


Freescale的MXC300平台属于单核心架构,可支援智慧型手机作业系统以及RTOS;i300-30平台属双核心架构的调频变,可支援RTOS。 i300是以ARM11+DSP SC140e为核心架构,支援3G的UMTS/EDGE通讯协定,并可直接升级至传输速度为3.6Mbps的HSDPA等级,也能够满足中低阶UMTS/EDGE的市场需求,亦是通往MXC平台的重要途径。MXC300属于下一世代解决方案的特色在于,DSP与ARM分开,便可进一步提升省能效率,并且开放更多空间支援手机作业系统与RTOS,能够满足第三方厂商更多元的软体开发设计需求。


ZigBee解决方案应用广泛

图五 : Freescale无线与行动系统事业部商用无线经理Brett Black(图左)
图五 : Freescale无线与行动系统事业部商用无线经理Brett Black(图左)

Freescale无线与行动系统事业部ZigBee技术商用无线经理Brett Black指出,目前Freescale的ZigBee产品与解决方案,强调低成本、低耗电、双向传输、感应网路功能等特色之外,并朝往开放标准的方向发展。由于ZigBee传输速率不高,传输资料量少,讯号收发时间可缩短(low duty cycle);加上在非工作模式时,ZigBee处于睡眠模式,启动时间只有15 毫秒(ms),而设备搜索时间为30毫秒,因此上述优点使ZigBee足可省能,透过电池则可支援ZigBee长达六个月到二年左右的使用时间。


Brett表示,ZigBee应用层面相当广泛,举凡灯光控制、安全监控、远端遥控都可见其需求,在家用与消费性电子方面会是ZigBee大放异彩的场域。举例来说,当有人需要定时的医疗照顾时,就可以在病患四周设置以ZigBee技术设计的感应网路。如需紧急支援时,ZigBee网路可以自动通知病患的GPS手机,此时手机便能透过预先设计的程式与邻近的医疗中心联络。这个构想已经落实,2006年2月Freescale与台湾华宝(Compal)便已合作下一代无线通讯模组技术平台,进行诸如Tracking System产品的代工计画。目前Freescale拥有6000位Zigbee相关客户,主要集中于居家自动化设备、安全追踪、医疗看护、商用自动化控制以及无线传输部分。


Brett进一步指出,由于Freescale从客户及合作伙伴中,获得大量关于ZigBee堆叠的经验,让Freescale得以从头建置完整的网路堆叠;再加上自Motorola部门业务15年来的RF设计经验,Freescale的ZigBee解决方案不但能让效能及灵敏度得以提升,也简化使用方式。因此Brett表示,Freescale目前正致力于推广结合ZigBee射频改良技术、提供第三方厂商开发的50个模组客制化产品、以及系统单晶片封装(SoC或SIP)的设计环境(Eco-system)等三方优势,提供客户更多的选择机会。Freescale正针对下一世代的ZigBee改良架构提出解决方案,这包括更新802.15.4 MAC、以802.15.4与Simple MAC(SMAC)为基础的相关应用,未来Freescale也不排除将ZigBee应用于车用电子产品当中,而事实上目前Freescale也已与欧洲车厂进行相关合作计画。


车用电子市场前景可期

图六 : Freescale亚太区汽车电子市场总监杨飞
图六 : Freescale亚太区汽车电子市场总监杨飞

Freescale亚太区汽车电子与信息娱乐市场市场总监杨飞表示,Freescale在2004年汽车电子及标准产品的年营收便占有46%,达到26亿美元。 Freescale在整体车用电子市场的影响力位居全球领先地位,包括MCU、嵌入式控制装置、感测元件等等均有相当高的竞争优势。在16bit和32bit车载微控制器与车用电子MPC5200的全球市占率排名第一、在感测器晶片领域排名第三、在模拟IC领域暂居第八。从产品端来说,Freescale目前在动力传动、车身、底盘及安全系统等各种领域,供应感测器、模拟IC等嵌入控制系统(Embedded Control System)。感测器备有利用MEMS技术制造的1至3轴加速度感测器、陀螺仪、压力感测器及雷达IC等,微控制器备有8bit、16bit及32bit系列产品。


杨飞进一步表示,车载半导体市场持续成长,主要是因为每辆汽车的半导体使用量、以及全球汽车总量都在不断增加。如果将每辆汽车的半导体使用量折合价格计算,2004年为223美元,而2015年估计将增至400美元。根据Srategy Analytics的统计数据显示,直到2008年,车用半导体市场的成长率依旧维持在年平均8.2%,从2004年的152亿美元将会增长到2008年的208亿美元;其中中国市场以年平均22%的高速成长幅度,促使Freescale继续提高投资以求稳占先机。


杨飞认为,就车用电子的角度而言,Freescale不仅要开发出性能具竞争优势的半导体,更要与一线汽车厂与OEM协力厂建立起紧密的联系,并在资讯上与汽车厂商互通有无,才能深入理解车厂设计制造车体电子系统的经验,提出适当的解决方案,以因应影音播放器、视讯技术及手持式装置等消费电子产品整合于车载系统的趋势。因此Freescale除计划增设新一代半导体的研发基地、从0.13微米制程技术朝向90奈米研发设计新款车用电子晶片之外,并且​​持续与全球重要车厂合作,这包括GM、Ford、Toyota、Siemens、Hyundai 、Hella、LGe和BMW等等。


根据Strategy Analytics以及Telematics Research Group调查统计显示,目前在汽车电子市场上,有90%的车用电子产品采用Freescale mobileGT处理器,并且全球最大的车用服务厂商OnStar也是采用上述产品。 Freescale希望未来能在车用电子领域实现集各种技术于一身的单封装产品。例如将用于开闭车窗的马达所使用的驱动IC,与16bit或18bit微控制器整合在一个封装产品内,这样便可有助于降低产品成本,并将尺寸微型化。


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