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高速網路傳輸與影音娛樂的未來趨勢
陽光、鮮花、矽谷精英

【作者: 籃貫銘】   2006年08月07日 星期一

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6月初的台灣,被厚厚的鋒面雲層壟罩,接連好幾日的豪大雨,把島內的世界陷入一片泥澤之中。趕往機場的那天,雨勢也同樣驚人,雨珠如彈丸一般,綿密的掃擊早已不堪負荷的土地,從台灣的上空往下俯瞰,真叫人有點不忍注目,黃泥從島內滾滾流出,注入周圍暗灰色的海裡,擴散作用把周圍的海域染成一種詭異的顏色,整個台灣從天上看下去,有如一塊即將化在海裡的巧克力,混濁又危在旦夕,這是6月初的台灣。


同樣的6月初,矽谷天空湛藍、無雲,金黃的陽光灑落在每一條街道上,落在每個人的臉上,繽紛多彩的花卉遍植整座城市,翠意盎然的草木環繞周圍社區,有鳥語,有花香,偶而還有幾隻松鼠從樹上躍下來撿食地上的松果,朝氣從環境就可以感受出來,每個人都神采奕奕,每個人都心情愉快,相較於陰鬱、多雨、弊案叢生的台灣,矽谷展現出世界第一的先天優勢和欣欣向榮的領先地位。


從混亂擾碌的台灣來到矽谷,深深體會到這世界科技重鎮的秩序和持續前進的力量,在彷如花園般瑰麗整齊的環境中,以寧靜又沉穩的腳步,持續領導下一波的科技方向。


本刊於6月初順應美國當地公關公司的邀請,參與由該公司所舉辦之亞洲媒體團,與中、日、韓、印、菲等亞洲媒體記者,實地造訪矽谷八家科技公司,一探目前矽谷最新的科技取向,及其獨步世界的優勢所在。因篇幅緣故,本期將先報導Broadcom、Entropic Comm、Synplicity及Maxwell等四家科技公司,其餘四家將於下一期的報導中登載。


Broadcom率先推出802.11n草案規格的解決方案

對Broadcom來說,今年的美國父親節是一個極重要的日子。包含Buffalo、Linksys和Netgaer等採用其最新的802.11n草案規格晶片的無線配接設備商,皆趕在這個節日之前推出相容於802.11n的無線配接產品,為的就是搭上各大電子賣場的父親節促銷,幾乎所有的當地報紙都在這波促銷中登載了這些廠商的產品。這對Broadcom無疑是個好消息,因為他們更可以利用這波市場反應,來強調消費者對下一代WiFi的強烈需求,同時也合理化他們提前在草案拍板定案之前就釋出相關解決方案所可能造成的負面影響。


Broadcom的無線產品行銷主任Bill Bunch就表示,任何一種標準的制定,都必須考慮是否迎合市場需要,而802.11n正是消費者需要的。他們急切的需要更大頻寬,更好的傳輸品質,而這也是Broadcom所努力的方向。


對於802.11n的規格Broadcom可以說是深信不疑,他們完全不認為這個規格將會再有任何的變動。筆者造訪Broadcom的那天,他們的無線產品測試人員前一天才結束與Atheros在台北Computex 2006的展示,返回聖荷西的實驗室中。當天他們使用同一組的測試機件,並在Broadcom的實驗室裡實際展示802.11n的傳輸應用以及實際使用數據。


在展示過程中,Broadcom使用一部已內建802.11n無線模組的聯想筆記型電腦搭配一台支援802.11n規格的Router進行線上高畫質影片播放,影片播放的過程相當平順流暢,顯示Broadcom在此一領域的研究成果已相當成熟,只要草案通過並得到系統商的採用,802.11n全面進入筆電應是指日可待,這也是Broadcom目前積極推動的市場之一;另一個傳輸數據測試則是在Broadcom專門測試無線傳輸品質的房間裡進行,該房間以層層的金屬隔版和吸收溢波的海綿體所搭建,藉以隔絕其餘干擾並正確判定是否為所欲測試的訊號,測試的結果顯示,使用Broadcom 802.11n解決方案的產品,平均的傳輸速度達到170Mbps到180Mbps之間,已經大幅超越現今主流的802.11g有數倍之多。針對這項測試Bill Bunch補充說到:「任何一家採用Broadcom解決方案的產品製造商,只要測試數據低於170Mbps,我們便會淘汰那家公司。」


目前Broadcom所提出的802.11n解決方案皆可相容現存的規格,如802.11b和802.11g,並不會取代既有的規格,而是以並行的方式進入市場,但如果802.11n普遍的被消費者採用,自然會迫使傳輸頻寬較低的規格退出市場,Broadcom就預測至2007年第一季時,802.11n的成本將會大幅的下降至消費者可普遍接受的範圍內,屆時802.11b的規格將會完全退出市場,變成g/n並行的局面,初期仍會以802.11g為主流。


同時Broadcom也強調確定規格的重要性,Bill Bunch說道:「WiFi無線市場從802.11b轉換到802.11g只花了兩個月的時間,為什麼會這麼快,因為規格。」他們非常希望草案能夠快速通過,以便加速次代WiFi市場的發展。


Entropic Communications加速同軸纜線的數位娛樂應用

Entropic Communications成立於2001年1月,是一家年輕的網路控制晶片設計公司,社址位於美國加州的聖地牙哥,以提供高速同軸纜線網路連線和提升數位娛樂應用的家庭網路效能為其主要的營運方向,Entropic同時也是MoCA(Multimedia over Coax Alliance)的創始成員之一。


《圖三 可直接使用(off-the-shelf)的FPGA邏輯程式編譯機版,搭配Synplicity的開發軟體可大幅縮減製作ASIC晶片原型的時間。》
《圖三 可直接使用(off-the-shelf)的FPGA邏輯程式編譯機版,搭配Synplicity的開發軟體可大幅縮減製作ASIC晶片原型的時間。》

Entropic的產品主要應用為提升家庭中多元的數位娛樂內容(如數位影片、音樂、遊戲等)來源間的傳輸效能,利用既有的家用同軸纜線基本建設和專利的頻寬管理技術,將頻寬做有效的管理與應用,以提供不間斷的線上數位影片播放,並補強目前以傳輸資料為主的軟硬體技術之不足,其解決方案能改變現今效能不彰的數據分享方式,並支援更多的影像來源。除家庭中的數位娛樂應用外,Entropic也提供公寓型住宅高速同軸網路連線的解決方案,同樣架構於既有同軸基礎建設上,達成低成本高效能的網路品質,帶給住戶於高價的光纖部署之外,另一個經濟實用的選擇。


Entropic認為目前的家庭網路應用設計都是以傳輸「資料」為主,一但增加需使用更多頻寬的數位娛樂應用,便會出現效能不足的情況。Entropic行銷業務副總裁John Graham表示,未來的家庭網路應用都會以娛樂為主,將會大量使用數位娛樂內容,如數位影片、音樂以及遊戲等,與傳統單純只瀏覽網頁或進行文件傳輸的應用大相逕庭,在軟硬體不更新或升級的情況下便會出現效能不足和頻寬不夠的情形。


Entropic表示,未來每個家庭中都會有高速網路數據機及無線網路分享器,和支援DVD影片錄放的錄放影機及多部數位機上盒,這些應用將會造成既有的同軸纜線網路頻寬不敷使用。Entropic所提出的解決方案「c.LINK」晶片則可在不更換線路的情況下解決此一問題。c.LINK支援P2P連線、單對多的網路連線、完整的服務品質保證(QoS)、高速數據傳輸及低錯誤率、基礎的加密安全防護,並提供相容性高的多重影像裝置支援和低成本的網路部署。全球銷售業務副總裁Michael Economy指出,c.LINK可確保90%的裝置在使用時擁有100Mbps的傳輸速率。目前c.LINK晶片已實際應用於機上盒、路由器、同軸數據機等產品上,並與Intel、Cisco、Motorola等有策略合作。Entropic最新的一款網路控制器c.LINK「EN2210」也於今年6月初推出,專門針對需要高寬頻的數位影像裝置所設計,能夠提供高達270Mps的處理效能。


除了自身產品之外,Entropic也積極推廣MoCA同軸網路技術的應用。MoCA是一種開放的同軸網路傳輸技術,任何單位及公司皆可採用,它能優化數位影片和娛樂應用在既有的同軸纜線網路的傳輸效能,MoCA可應用於絕大多數有線及無線的家用娛樂網路配接設備上,最新的版本為MoCA 1.0。


Synplicity創造可程式邏輯IC的無限動能

Synplicity是極為先進的EDA工具供應商,他的品牌在台灣媒體的能見度並不高,但將近100%的台灣消費性ASIC產品是使用其解決方案所設計,99%的ASIC電路原型製作工具也是由Synplicity所提供,是一家低調但極具實力的EDA工具商。Synplicity專為IC設計者提供快速且有效率的設計工具,包含FPGA、DSP和ASIC設計。



《圖一 Entropic是一家年輕的公司,圖中四人依序為全球銷售業務副總裁Michael Economy(左一)、行銷業務副總裁John Graham(左二)、行銷主任Fernando(右二)、公關Rob Gelphman(左四)》
《圖一 Entropic是一家年輕的公司,圖中四人依序為全球銷售業務副總裁Michael Economy(左一)、行銷業務副總裁John Graham(左二)、行銷主任Fernando(右二)、公關Rob Gelphman(左四)》

近年由於消費性電子產品的熱賣,促使FPGA的應用越來越普遍,在成本、效能和可擴充性上,FPGA可編程的特點非常符合消費性電子產品生命週期短與多樣化的特性,對此Synplicity開發了一套快速的FPGA設計工具「Synplify Premier」。Synplicity的總裁暨執行長Gary Meyers表示,時間是生產消費性電子最大的成敗關鍵,過去的IC設計人員總在驗證和成效測試上花掉太多時間,以至於延誤了上市時間,其工具將可大幅的縮短這些流程所需要的時間。Synplify Premier是一套圖形與實體整合的IC電路設計工具軟體,非常容易上手,只需點擊程式裡的按鈕,就可繪製出電路圖,並可及時進行模擬測試,立即得知效能數據。


Synplicity非常看好FPGA設計市場,也是此一市場的領先者,根據一份由國際數據服務公司Gartner的調查資料顯示,Synplicity在2005年的FPGA可程式邏輯IC的市場佔有率達到七成五,遠遠領先其他競爭對手。


除了FPGA設計工具之外,Synplicity也針對設計人員最頭痛的除錯(debugger)問題開發了RTL層的除錯工具「Identify」。能直接對RTL層的Source Code做除錯,加速開發的時程並減低錯誤率。


而在亞洲地區,ASIC晶片設計則是出現相當獨特的需求,包含消費性電子產品、電腦和通訊電信產品等裝置都會使用ASIC的設計,範圍非常的廣泛。根據Gartner的調查資料,約有45%的系統設計使用FPGA,32%使用cell-based的ASIC設計。對於亞洲地區的獨特需求Synplicity也提出了ASIC原型製作的解決方案「Certify」。Certify是以圖形化的軟體和一塊可直接插上電腦使用(off-the-shelf)的FPGA邏輯程式編譯機版相結合,同樣運用軟體結合實體的方式,大幅縮減製作ASIC原型所需要的設計週期和上市時間。


《圖四 副總裁Michael Sund是個精較成本與獲利的經營者,他也認為這就是Maxwell最大的競爭優勢。》
《圖四 副總裁Michael Sund是個精較成本與獲利的經營者,他也認為這就是Maxwell最大的競爭優勢。》

另外,由於數位娛樂市場的高度成長,也帶起了DSP的設計需求增加,Forward Concepts在2005年時便預測,利用FPGA製程來製作DSP的市場規模至2008年時將會到達900萬美元。而在DSP的設計開發上,Synplicity同樣認為使用FPGA的特點來設計DSP可以得到最佳的成效。Synplicity表示,如今的FPGA技術已經可以製作出相當複雜且高性能的DSP,他們也對此開發了DSP的設計工具「Synplify DSP」。


除了設計製作上的優勢外,FPGA也具有優秀的驗證和除錯功能,非常適合用來作為ASIC的驗證,Synplicity的海外市場行銷主任John Gallagher說道:「以往的設計人員採用RTL模擬需要一個月的時間來進行驗證和除錯,但使用FPGA只需要3秒鐘」,技術長暨創辦人Ken McElvain也表示,在IC的設計上,除錯永遠是模擬測試中花費時間最多的部分,但Synplicity的解決方案則可大幅縮短除錯的時間。


Synplicity也透露將在今年下半年會有另一項重要發表,而詳細內容他們則暫時保密。


Maxwell超高電容器的能源節約方案

Maxwell成立於1965年,最早是一家替美國政府提供工程設計與研發服務的公司,過去的十年中,Maxwell已逐漸轉型為電子零件的製造商,並積極往競爭激烈的商業市場發展,目前已是一家以提供高效能電容器為名的公司。



《圖五 Maxwell BOOSTCAP系列的高效能電容,已被廣泛使用在油電混合的汽車和高壓的鐵路系統上。》
《圖五 Maxwell BOOSTCAP系列的高效能電容,已被廣泛使用在油電混合的汽車和高壓的鐵路系統上。》

Maxwell的產品線分為三大類,第一種為「BOOSTCAP」系列的高效能電容器(Ultracapacitor;UC),其針對小、中、大三種不同尺寸等級的應用,開發出了各種規格的電容產品,可提供小至消費性電子產品,大至油電混合汽車使用;第二種為「CONDIS」系列的高電壓電容器(High-Voltage Capacitors),專門提供給輸送電源的公共建設和相關的輸送設備使用,以強化其穩定性和安全性,此系列產品也可應用在高電壓的量測儀器上;第三種為微電子應用(Microelectronics),此類的產品種類非常的廣泛,從一般的電子零件到太空實驗室應用的零組件Maxwell皆有提供。目前Maxwell於市場上能見度最高的仍是其電容產品,也是該公司最積極拓展的業務。


根據Maxwell所提出的市場應用分布顯示,其產品主要的應用仍是在大型的交通設備和公共建設上,不難看出他們長期與政府單位合作所建立的良好關係。由於UC系列產品在使用壽命及環境的適應力上有極為突出的表現,已被使用在油電混合的汽車和高壓的鐵路系統上,甚至連設置於海岸線上的風力發電機也採用UC電容來增加發電效率。據Maxwell的測試數字,他們的電容器可達到一萬次的充電循環,即使處在惡劣的環境下也不會受影響,可大幅減低維修的成本並且為其餘的電力來源增加效能。Maxwell對外關係暨投資人事宜副總裁Michael Sund便表示,企業營運的五大重點,就是成本、成本、成本、效能和應用。顯示出Maxwell對於其產品所帶來的經濟效應極具信心。



《圖二 Synplicity的經營團隊,其中技術長暨創辦人Ken McElvain(左一),其右為總裁暨執行長Gary Meyers(左二)、行銷副總裁Andrew(右二)、海外市場行銷主任John Gallagher(右一)》
《圖二 Synplicity的經營團隊,其中技術長暨創辦人Ken McElvain(左一),其右為總裁暨執行長Gary Meyers(左二)、行銷副總裁Andrew(右二)、海外市場行銷主任John Gallagher(右一)》

Buckley也針對高效能電容和電池(batteries)的差異點提出說明。他指出,UC和電池比較起來,UC可以提供較多次的即時電量,體積較小電容量較高,充放電的速度快且經濟,可以承受較惡劣的環境,同時不需維修也沒有環保問題,他表示:「在一些應用上UC可以增強電池的效能,也能減少整個系統的體積,但在其他一些應用上,UC則可完全取代電池。」


當問到是否有針對消費性電子的電源解決方案時,Sund回答:「這個市場的獲利率太低,銷售一個僅獲利幾分錢,不符合效率,因此暫時沒有計畫。」依然是一本生意經。


小結

除了Maxwell因其本身產品的定位問題之外,其餘的三家廠商都對多媒體的數位娛樂應用相當的重視,Broadcom的高速無線網路,Entropic的同軸纜線網路解決方案,以及Synplicity的DSP設計工具,儘管各自的產品領域異然,但朝向的趨勢卻是一致。他們皆相信未來的電子發展必然會朝向以娛樂功能為主,意味著更精緻的畫面品質、更豐富的媒體支援、更快速穩定的系統、以及更廣的網路頻寬會被陸續開發,但不管什麼應用,一切「快樂為主」。


下一期將繼續為讀者介紹其餘四家公司,包含HyperTransport、Mentor Graphics、Atmel和Azimuth,近距離了解這幾家公司目前最新的科技發展。


延 伸 閱 讀

IEEE 802.11n 是目前最受矚目的無線區域網路(WLAN)標準,主要目的為制定下一世代的高速無線網路。該標準的制定方向目前主要由兩個技術提案(proposals)主導,這兩個技術提案分別是TGn Sync 以及WWiSE 二陣營所提出。相關介紹請見「IEEE 802.11n 技術提案摘之研究」一文。

過去在56kbps傳統類比撥接上網的時代,許多人都迫切希望寬頻早日到來,當時Cable Modem服務比ADSL更早起跑營運,在美國、加拿大等地已有數十萬住戶使用,而ADSL卻連G.Lite規範都尚未底定,然到了今日,很明顯的是ADSL盛、Cable Modem衰的景象。你可在「Cable Modem最後續命寄託?HomeCNA同軸纜線價值最大化」一文中得到進一步的介紹。

複雜度日益增加的系統設計要求高性能FPGA的設計與PCB設計平行進行。透過整合FPGA和PCB設計工具以及採用高密度互連(HDI)等先進的製造製程,這種設計方法可以降低系統成本、最佳化系統性能並縮短設計周期。在「以FPGA和PCB的平行設計因應系統設計挑戰」一文為你做了相關的評析。

市場動態

幾款採用IEEE 802.11n標準草案的客戶端和路由器在經過首輪測試後,其結果顯示出性能低於預期、缺乏互通作業性,而且安全性也不夠等問題。在該測試結果披露後,針對下一代無線區域網路(WLAN)標準的供應商便被迫採取守勢,以因應來自各方的批評。相關介紹請見「802.11n草案測試結果暴露缺陷 引發多方劇烈爭論」一文。

有線電視纜線數據機寬頻上網(Cable Modem)用戶數方面,2005年第二季我國Cable Modem用戶數達四十二萬戶,與上一季相較增加了一萬多戶,成長率達3%。本季Cable Modem用戶中雙向用戶已漸趨100%,而單向用戶僅佔0.4%。你可在「2005年6月底止台灣上網人口」一文中得到進一步的介紹。

FPGA整合市場主導者Synplicity表示,其最新版本的Synplify Pro工具提供對Virtex-5的完全支援,包括時序驅動的整合,使設計師能夠充分利用Virtex-5平台的速度、容量和多功能。目前Synplicity和Xilinx提供試用軟體,預計2006年6月正式推出通用版本的產品。在「多家EDA工具公司宣佈支援Virtex-5」一文為你做了相關的評析。

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