30亿使用者撑起数位联网一片天

数位联网的应用进展有多快呢？看看以下的数据就知道。美国Creative Strategies公司总裁Tim Bajarin指出，在1995年，全球仅约5亿个数位消费者，但到了2010年，数位联网的使用者数量将急遽增加到30亿，这个数字的意义在于，已经相当接近地球一半的人口数，也就是约地球上每两人当中，就有一个人的生活离不开数位联网技术。

比较一下这个数字会发现，彩色电视机花了21年时间才达到第1亿个使用者，固网服务约花了90年时间，而无线通讯技术则花了约17年时间来达到第1亿个使用者的里程碑。相较之下，数位联网使用者增加的速度真的只能用等比级数来形容。

《图一 Creative Strategies公司总裁Tim Bajarin指出，数字联网最大的两个意义，第一是用户可以透过因特网获得所需的内容，第二是可与别的用户互联。未来30亿的联网用户，都将拥有一部以上的联网装置，并成为联网用户在其数字生活圈中不可或缺的一部分。》

联网对于使用者最大的两个意义，第一在于使用者可以透过网际网路获得所需的内容，例如数位资讯、娱乐与通讯等，第二在于可与别的使用者互联，例如即时讯息、或者社群与影像的即时分享等。

使用者增加速度如此之​​快，当然也驱动了数十亿计的数位连网装置与永无止尽的多媒体内容需求。目前手机的年销售量约10亿支，预计到了2008年年底，手机使用者就将突破30亿大关，而仅2008年全球也预计售出3亿台PC产品。到了2010年，联网装置的全球年销售量预计将达到18亿台。

《图二 Pulse~LINK执行长Bruce Watkins指出，一般家庭都会有类似高解析数字联网娱乐系统的装置，例如蓝光DVD拨放器、家用游戏机、STB。而Pulse~LINK透过高带宽无线传输技术，为消费者去除了这些装置的恼人接线问题，并同时维持其高解析影音质量。》

而联网的技术趋势当然也会有所改变，未来宽频传输将成为主流，包括WiFi、WiMAX与3G及4G手机等都是无线技术的核心，并成为高解析数位内容的传输骨干。事实上，新一代无线技术可让数位资讯无远弗届，联网技术也使得商业与消费模式开始发生变化，由于这些不同的使用者都希望在任何时间、任何地点使用所需要的各式娱乐资讯，而这些无线宽频技术加上使用者的需求，导致市场出现了更多新型的装置，以满足使用者阅览数位内容的需要。例如包括IPTV-DTV、HD Set Top Boxes、智慧型DVD系统、Smart Phones、行动娱乐装置与视听系统（Auto A/V systems）等。目前市场最烫手的产品包括iPoD、MP3播放器与MID等，而数位相机、手机等产品则是早已普及于一般消费者的生活中了，目前已有85％手机产品内建了数位相机模组，而预计到了2009年，智慧型手机的市占比重将达到20％，且具备更大萤幕，以及语音、即时讯息、资料、影像及动画的应用功能都将成为趋势。

《图三 Tensilica市场营销副总裁Steve Roddy（右二）指出，消费者希望他们的行动联网装置成本更低、更长的电池使用寿命与无限制的网络存取，这种需求的解答统统指向同一个答案，也就是效能。而透过Tensilica所提供的DSP技术，消费者也能尽情地享受他们所期待的数字联网生活。》

智慧型手机可说是拥有作业系统操控功能的新一代行动运算平台，预计2010全球14亿手机使用者手中，会有25％是使用智慧型手机。而其更为强大的运算功能，为来也将被定位成携带型电脑。事实上，提到电脑这个角色，目前在已开发国家中，电脑是连结网际网路的主要工具，例如美国每一百个人平均就有80.3部电脑，瑞士则更高达85.1部。但在渐渐成型的市场中（或者说开发中国家市场），电脑并不普及，手机极可能就是未来这些使用者使用连结网路的主要方式。

例如印尼平均一百人中仅一个人拥有电脑，一千人中仅一人拥有宽频联网装置，全国手机使用者总数6300​​万（相当仅27％人口拥有手机），手机用户的年成长率约36％，未来仍有相当大的成长空间。印度则仅约1亿6600万个手机使用者（印度人口约11亿300万人），未来手机用户的年成长率可达84.5％，算是成长快速的区域。其他在2007年手机市场拥有大幅度成长的区域，例如秘鲁的57％，缅甸的114％，巴基斯坦的170％，以及乌克兰的185％。

Tim Bajarin最后指出，数位联网的未来趋势，将是PC与TV的界线越来越模糊，也就是TV的PC化发展，代表性的产品包括具备DVR功能的数位机上盒、以及游戏机等产品。这些装置让使用者不仅可以连结网际网路，还可以与其他使用者互连。透过有线或无线等方式，数位联网将提供多变的数位内容，让消费者生活更为多彩。

《图四 ZORAN营销策略总监Stuart McKechnie表示，随着行动装置对于图像处理与撷取的能力大幅提升，例如消费性数字相机与摄影机价格虽然低廉，却都拥有更高的影像分辨率，与更多的影片幅数，消费者可以很轻易地透过这些行动装置，成为数字内容的用户，以及制作提供者。》

降低功耗大作战

高效率系统设计

电源管理与功耗最佳化，对于行动装置来说是非常重要的一个设计考量。要设计出高能源使用效率的系统，就必须将系统设计层级、软体、功能硬体、供电设计以及硬体管理等各个环节都进行整体性的思考。

针对系统层级的设计阶段，就必须挑选最合适的零组件以使操作时的功耗达到最佳化，例如针对应用的不同选择最适当的微处理器。而针对系统电源供应架构也必须做全盘的考量，才有助于降低系统整体的功耗，例如针对系统中不同零件使用各自独立的电源管理系统。此外，透过软体来控制并管理系统中不同零件处于待机或低供电需求时的状况，都可以有效降低电源消耗，提高能源的使用效率。

《图五 EDN执行编辑Ron Wilson表示，要设计出高能源使用效率的系统，就必须将系统设计层级、软件、功能硬件、供电设计以及硬件管理等各个环节都进行整体性的思考，选择最适当的技术与产品，将是达到最高运作效能与最低成本的快捷方式。》

在系统整体的功耗考量中，软体可扮演非常重要的角色。在系统中，软体可即时针对各种不同运作状况而决定何种电源管理模式，例如全电压供电、低电压供电、休眠状态与待机状态等不同下统状态下，便可利用软体透过更改处理器的时脉速度等方式，来达到最佳化的电​​源管理模式，提高行动装置的电池供应寿命。

电子产业有个非常有趣的现象，工程师依赖这些效率不高的晶片，就好像消费者日常生活总离不开石油一样，尽管有更好、效率更高的替代方案，然而市场的接受速度却是非常缓慢。因此要让设计人员将能源功耗当成设计上的第一要务，则必须技术层面与实用层面都相得益彰。

其实，能源效率的提升，不仅在于晶片设计层面，也包括了系统设计层级。新的系统架构可以在不改变晶片制程的情况下，降低整体功耗。

对于功耗降低这个议题来说，针对系统的应用进行设计将是降低功耗的重点，因此关键在于全盘了解应用需求。针对应用分析的考量包括：

《图六 ON Semi音频方案资深总监Michel De Mey表示，针对系统层级的设计，必须挑选最合适的零组件使操作功耗优化，例如针对应用的不同选择微处理器。而针对系统电源供应架构也必须做全盘的考虑，才有助于降低系统整体的功耗，例如针对不同零件使用各自独立的电源管理系统。》

这些考量，其实都是为了最终产品的功耗最佳化并达到最佳的成本效率，毕竟在系统设计上，通常必须面对的抉择包括了要牺牲产品的效能，或者产品的成本。因此针对终端应用进行通盘考量，选择最适当的技术与产品，将是达到最高运作效能与最低成本的捷径，当然，产品的功耗也可以达到最佳化的目的。

《图七 能源效率的提升，不仅在于芯片设计层面，也包括了系统设计层级。新的系统架构可以在不改变芯片制程的情况下，降低整体功耗。图为针对电源功耗议题的Panel Discussion，各大厂商的电源方案专家一字排开，NS全球策略营销经理Rick Zarr（右二）正发表对于降低功耗的看法。》

晶片设计的功耗挑战

针对晶片设计的功耗议题，Tensilica总裁暨执行长Chris Rowen表示，电子产品的能源效率不佳是个全球性的问题。在摩尔定律无法有效降低功耗的情况下，最佳的方式便是透过多核心架构的平行处理技术来有效降低电源功耗。在单核心架构下，为了提高处理效能，耗电量也会随着呈现指数型增加，因此所导致的发热问题成为增加时脉速度的一大挑战。而在多核心架构下，由于相同的晶片体积中拥有更多运算核心，相当于每单位体积的运算效能更高，且所需要的耗电量更低。特殊用处理器（Application-Specific processor）则能更进一步提高处理效能与降低功耗。简单来说，多核心架构加上最佳化的处理器设计，就是突破功耗瓶颈的最短捷径。

《图八 Tensilica总裁暨执行长Chris Rowen说明，当IC芯片从0.13微米制程进展到65奈米制程之后，相同SoC芯片中能容纳更多多核心IP架构，但这都将使得Control Plane与Data Plane层面出现更多设计挑战。简单来说，多核心架构加上优化处理器设计，就是突破功耗瓶颈的快捷方式。》

以Tensilica的Diamond 570T处理核心为例，在相同处理效能的状况下，比起竞争对手的处理器约200Core-mW的功耗，Diamond 570T只约需75Core-mW的功耗。而Tensilica的四核心架构Xtexsa处理器，更可在维持如此低功耗的情况下，将处理效能大幅提高约十倍左右。 Xtensa的嵌入式处理器核心改变了单晶片系统的设计规则。采用Xtensa技术时，系统设计工程师可挑选所需的单元架构，再加上自创的新指令与硬体执行单元，进而设计出比其他传统方式强大数倍的处理器核心。

Tensilica主要产品是在专业性应用程序微处理器上，提供高容量嵌入式系统优良解决方案。 Tensilica成立于1997年7月，主要技术领域包括微处理器构架、ASIC与VLSI设计、高级软体开发与电子设计自动化（EDA）。 Tensilica所开发的Xtensa处理器是可自由装组、可弹性扩张，并可自动合成的处理器核心，也是第一个专为嵌入式单晶片系统设计的微处理器。为了让系统设计工程师能够弹性规划、执行单晶片系统的各种应用功能，Xtensa在研发初期就已锁定成一个可以自由装组的架构。

Pulse~LINK

Pulse~LINK成立于西元2000年，是一家无晶圆厂的独立半导体设计厂商，总部位于美国加州Carlsbad。 Pulse~LINK主要的无线通讯核心技术就是UWB（Ultra Wideband），并推出了目前市场上第一个完整的MAC/Baseband/RF UWB无线晶片组，传输速度可达1Gbps，并且是全球唯一可透过复合式有线及无线传输的方式，提供整个家庭互动式高解析多媒体内容应用所需的UWB技术。目前拥有300多个专利的Pulse~LINK，未来也将透过不断的技术创新，提供更多UWB无线技术与有线连结的整合性应用产品。

Pulse-LINK一直专注在高解析视讯分配的UWB应用，并针对视讯应用推出了Cwave解决方案，该方案涵盖了全部点对点，和点对多点的通讯系统，这些通讯系统符合TCP/IP传输协定，系统吞吐量在较短的距离内超过500Mbps，并接近890Mbps。 CWave架构既可以工作在无线介面上运作，又可以在同轴电缆、电力线和电话线等有线介面上运行。CWave架构的革新之一，是任何使用Pulse~LINK晶片组的设备都能在单一802.15.3b MAC，下支援无线、同轴电缆和电力线等多种传送模式，该功能使得高解析视讯可透过任意媒体传送到家中任一角落。嵌入了QoS的同步802.15.3b MAC设计成为支援视讯串流、多通道音讯和高数据速率的完整家庭连网。