今年3月,集成电路展览会IIC-China 2007和嵌入式系统展览会ESC-China 2007将陆续在深圳、北京、上海三地召开。为了帮助大家提前了解本届展会的参展内容,同时洞悉本次展会上将出现的新技术和新趋势,《电子工程专辑》将于2007年2月上半期和3月上半期分别刊登有关此次展会的专题报道。本文是系列报道的上半部分,将围绕无线技术、MCU、多媒体解决方案以及存储技术这四大领域介绍参展商的新技术和新产品。
RF与微波
作为手机解决方案的关键,手机射频部分目前主要采用两种工艺:传统的SiGe BiCMOS和CMOS。目前,飞利浦、意法半导体等老牌厂商多使用前者,而COMS工艺由于能够极大提升系统的集成度,因此也受到不少厂商的亲睐。本次IIC展会上,Silicon Labs、飞思卡尔就将展出其最新的CMOS射频产品。
Silicon Labs的单芯片GSM/GPRS/EDGE收发器Aero IIed采用0.13μm CMOS工艺,将射频收发器和模拟基带电路集成到一个很小的单芯片上,只需18颗元器件和不到190平方毫米的电路板面积就能实现完整的四频GSM/GPRS/EDGE无线电。
RFX300-20和RFX300-30是飞思卡尔多模/多频带WCDMA/EDGE RF子系统,前者是一个四芯片射频子系统,并提供DigRF接口。而后者具有集成的PA模块和收发器模块,以及电源管理单元。
高集成度的单芯片解决方案也是当今GSM手机的一大发展趋势,虽然一个包含模拟射频的单芯片产品可以依靠双极和BICMOS工艺获得,不过射频部分和数字逻辑部分则需要多芯片封装或SIP技术。TI的LoCosto单芯片蜂窝电话方案,利用其数字射频处理器(DRP)技术,将数字基带、存储器、逻辑、RF、电源管理和模拟电路在内的绝大部分集成到单一芯片上。除该方案外,Silicon Labs也将在展会上展出其基于CMOS工艺的单芯片解决方案。
相比只面向单一用户的移动终端,面向多用户基站的收发链路设计要求要苛刻得多,零中频技术应用也相对滞后些。不过,由于零中频接收机在系统中不存在中频(IF),避免了镜像干扰,节省了镜像滤波器的设计成本；同时,它免去了中频变频模块和中频带通滤波器,大大简化了整个接收机的设计,所以目前已经在基站发射机设计中崭露头角,预计不久就能与传统的超外差架构平起平坐。一些基站零中频I/Q调制器方案也已经相继面世,如参展商美信的MAX2022可用于WCDMA、DCS/PCS/EDGE、CDMA2000以及WiMAX无线基础设施,而?另一参展商凌力尔特的LT5568则面向GSM、CDMA2000、ISM和RFID应用。
MCU
目前,8位MCU在中国市场仍然占据主流,因此本次IIC上的MCU产品,也将以8位唱主角。8位MCU之所以能够保持强大的生命力,原因在于其技术、外设和架构在不断发展。随着新型电子设备对网络和无线功能需求的增加,MCU将集成越来越多的模拟功能和新的外围电路,而Flash MCU,也将凭借使用方便,体积较小等优势,近一步提高其在市场中所占比例。
面向便携式设备的MCU产品,不仅要求高性能,还需要极低的功耗,并且在需要时能从待机和休眠模式很快地进入全速工作模式。TI的MSP430F20xx系列MCU正是面向此类应用,它采用数字控制振荡器(DCO),能够在无需外部组件的情况下提供高达16MIPS的快速工作速率,还可在不足1微秒的时间内从待机模式转换到全速工作状态。
越来越多的嵌入式系统需要利用以太网、CAN、802.15.4和其它网络协议来实现嵌入式以太网功能,这对微控制器架构提出了新的要求。新架构必须能与多种网络协议接口、传输并验证大量数据、提供足够的内存和处理能力,并具有安全性。Atmel SAM7X 系列闪存微控制器采用的SAM7X架构具有嵌入式10/100以太网 MAC、控制器局域网(CAN)、全速(12Mbps) USB 2.0,能够提供广泛的连接能力,可安全地支持通信协议,并具有实时系统所需要的实时性。
Microchip也在其PIC18设计中加入了以太网连接功能。其产品符合IEEE 802.3标准:片上10BASE-T MAC和PHY以符合以太网标准的形式实现可靠的信息包数据传送/接收功能。
闪存正在逐渐替代原本出现在MCU中的EPROM、OTP以及ROM,其所带来的可编程能力使MCU厂商在产品开发以及生产周期过程中拥有极大灵活性。参展商NEC的All Flash 8位MCU全部基于可高速写入的Flash闪存,并具有LPC、GP、LCD等丰富外设。
这里特别还想提到的是飞思卡尔的Controller Continuum,该产品是业内第一个8/32位兼容架构产品组,提供兼容的片上外设和开发工具,突破了位数的限制,能够使产品从8位过渡到32位性能。从基于RS08内核的超低端8位微控制器,到高性能ColdFire嵌入控制器,Controller Continuum是一个向上的系列针脚兼容器件。
汽车电子是目前MCU的一大应用领域。瑞萨科技面向该市场推出了两款新产品,分别为带USB接口的汽车数字音响平台SH7261以及CIS(汽车信息系统)平台SH7770,前者的亮点是能够在USB存储器中自动搜索音频文件(WMA/MP3/AAC),并通过软件解码库自动播放相应的音频文件；而后者最值得称道的,则是其强大的3D图形和2D图形处理能力。包括了用于2D加速的颜色渐变技术以及只有可视区域被绘制的3D图形加速器。
8位MCU应用领域正在涌现出许多新兴应用,比如触控板正在取代传统的按键开关。参展商义隆电子将在IIC展会上重点展出触控板8位MCU,其采用先进的“电容充放&差分法”技术,利用了先进的手写识别技术,并具有工业规格指标,可应用于PMP、MP3、多媒体手机、等。
多媒体解决方案
作为消费类市场中竞争最为激烈的领域之一,如何帮助客户实现产品差异化,并加快其多媒体产品上市时间,已经成为众多IC公司追求的目标。以平板电视市场为例,为了简化数字电视设计,该市场已经开始出现单芯片电视解决方案。
参展商NXP公司的单芯片电视机平台TV520,除信道编解码芯片外,集成了LCD TV或模拟电视所需的所有功能,还包括一个HDMI接口和一个SD/HD模拟元件输入。其针对美国市场(ATSC)的TV520/20、针对欧洲市场(DVB/PAL)的TV520/32,以及针对模拟电视市场的TV507在管脚分布方面全面兼容,这意味着电视设计师在众多产品的设计中可以重复使用已有的成果。
包括多媒体手机在内的便携式娱乐平台是该领域的一个热点。尽管手机和PMP等设备的显示屏不足以支持高清,但对MPEG-4、H.264和VC-1等高清格式的支持已经成为其未来的发展趋势。参展商Tensilica(泰思立达)公司将展出四款用于SoC设计的标准视频处理器内核,可以支持所有流行的VGA和SD(D1)视频编解码算法。与传统的CPU+硬件加速器方法相比,它通过软件方式来实现所有视频关键处理的功能,功耗更低,更为灵活,并大幅减少了系统CPU的负担。
随着产品集成度的不断提高,以及市场对解决方案更高灵活性的要求,便携式娱乐设备中采用支持多种编解码标准的SoC也将成为主流。SigmaTel、凌阳科技等IC厂商都将在IIC上上针对不同应用领域展出各自的单芯片解决方案。
通过基于硬盘的PVR摄制电视节目和欣赏来自数码摄像机的视频正变得越来越流行,SigmaTel针对该应用推出的PR818S内置了ARM922T RISC内核,其硬连线CODEC可支持多种多媒体格式,包括MPEG4、MPEG2、MPEG1以及JPEG、MJPEG等,并且配备了IDE接口和SD/MMC闪存接口,可以连接硬盘和闪存。
凌阳科技推出的MPEG编解码器SPHE7300能完成MPEG-1/2/4的编码和解码处理工作,还支持DivX格式编码。
随着中国网民的大量增长和宽带接入条件的不断改善,在线视频聊天成为新的时尚,从而带动了对摄像头芯片的需求。很多厂商纷纷看好这个潜力市场,推出了新的摄像头芯片。如SmartWork Technology Ltd.推出的CMOS摄像头芯片；松翰科技推出的利用USB2.0带宽的多功能视频级别USB2.0摄像机芯片；美光科技新能大幅提高图像质量的系列CMOS产品等。
此外,由于Windows Vista的推出对计算机的音频提出了新的要求,针对这个契机,台湾地区的IC厂商推出了一系列针对Windows Vista的PC音频解决方案。
以C-Media为例,其将展出新推出的USB音频IC(CM63xx系列/CM62xx系列), 除了可支持 Window Vista外, 其主要是在 PC高级音频/VOIP/麦克风阵列方面的应用. 提供了高品质, 高效能, 高整合度的PC音频解决方案。
存储器
随着便携设备对闪存需求的不断提高,Flash正在向更高的存储密度,更小的节点工艺和更高的读写速度发展。各大闪存厂商都为此而努力,并采用了很多新的技术,推出了诸多新产品。
如意法半导体采用0.11微米工艺制造的M25P16串行闪存,在150mm宽的SO8封装的裸片上实现了高达16Mbit的存储密度,同时支持速度高达50MHz的SPI兼容总线的存取操作；Spansion则推出了支持每单元四比特的MirrorBit Quad解决方案,从而将闪存单元的密度较过去增加了一倍。
为了简化存储器子系统的设计,美光科技和M-Systems都开发了不同的解决方案。美光Managed NAND闪存将美光的NAND闪存和高速多媒体卡控制器进行了BGA封装。而M-Systems的H3方案包括全部必须的闪存管理,且是可引导的。它将控制器从存储器剥离开,设计师不需为存储器本身担心,他们几乎可以选用任何种类的NAND闪存。
手机等便携式产品对成本的要求越来越严格,同时对性能的需求在不断提高,需要具有低功耗和高性能的存储解决方案。DRAM由于具有很大的规模效应,相比其它种类的存储器具有很好的成本优势,因此在手机中也得到了越来越多的使用。针对手机应用的独特需求,DRAM的技术也出现了诸多变化,相比以往,其读写速度得到了显著的提高,同时功耗明显下降。美光科技和奇梦达都针对移动便携应用开发了性能更高的DRAM。
美光科技专为手机推出了CellularRAM,它采用了PSDRAM代替标准RAM,基于双晶体管单元架构,较传统的6晶体管单元架构SRAM成本更低。其与传统处理器和总线架构兼容,能容易替换手机NOR总线上的传统的SRAM。
奇梦达公司则推出了首款183兆赫双数据速率同步移动RAM(DDR366),数据传输速率为366 Mbit/s,比标准DDR266 DRAM快30%。另外,该产品不但具备电池供电设备所需的超低功耗,而且采用了适用于板卡空间受限产品的极其紧凑的芯片级封装。该芯片采用了奇梦达自己的节电型沟道技术,并具有多项电源管理特性,例如TCSR(温度补偿自刷新)、PASR(部分阵列自刷新)、OTCS(片上温度传感器)和DPD(深度省电)模式。该移动DRAM实现了工作电流最小化,从而延长了电池工作时间。
同样看好存储器市场的巨大潜力,台湾地区的IC厂商此次将在IIC展会上展出众多的存储解决方案。
信亿科技股份有限公司将展出存储相关解决方案,包含SCSI、SATA、USB等接口,产品主要应用于PC、MAC、IPC、DVR等领域。
宇瞻科技将展出全系列数字存储产品,Flash 系列产品包含了 ATA-DISK MODULE II(ADM II)、ATA DISK Chip II(ADC II)、ATA Flash Drive II(AFD II)与工业用 CompactFlash 记忆卡(Industrial CFII)等产品线,具有取代传统硬盘的多项优势。
世纪民生将展出指纹加密HDD,主要针对IT安全应用领域,其优势在于性价比高的BOM解决和增值软件服务。
巨盛的USB OTG控制芯片应用于便携式产品的储存设备,可不用通过个人计算机做实时数据的储存备份或共享。系列产品有"OTG移动硬盘","OTG闪存移动盘","OTG移动拷贝桥",以及"OTG移动读卡器"。
擎泰科技提供了信息储存及多媒体应用的解决方案。它将在展会上展出多种Flash控制芯片。
作者:陈佳、唐晓琪
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