2003年11月18日至21日,由中电网承办的“中国数字家电元器件技术研讨会暨展览会”于上海光大会展中心顺利举行并获得巨大成功。此次展会对中国数字家电领域的最新技术和热点问题进行广泛而深入的讨论。来自业内各大著名半导体公司的专家和国内著名家电厂商共聚一堂,探讨交流了数字家电领域创新的技术潮流和市场热点,令在场每一位听众在感受创新技术魅力的同时,对人类的未来生活充满了美好憧憬。
与研讨会举办的同时,各大国际半导体公司还在展览中心大厅布有规模庞大设计精美的展位和精彩的技术展示,使观众理性认识和感性认识并具。此次研讨会暨展览会受到与会国际国内厂商和观众的一致好评。编者在此将各大半导体厂商专家演讲的精华内容做了编译和整理,相信对大家是很有参考价值的。
微显示(MicroDisplay)电视的产生和分立
美国德州仪器公司业务总监 白瑞克博士
电视在信息时代和日常生活中由于具有视角效果而得到迅速发展。1982年推出了第一台彩色单体CRT背投电视。1993年富士通推出了第一台等离子显示器。1999年推出了第一台高清晰(HD)等离子显示器。2002年,等离子已成为高端市场的“必备”技术,CRT背投电视热销。大部分商家却忽视了微显(MD)电视机的未来潜力。2003年,微显电视在美国显山露水,背投电视的市场领导者也改头换面。
微显背投电视(MDRPTV)主要有三种:1)高温多晶硅液晶显示(HTPS),2)液晶半导体投影显示技术(LCOS),3)数字光处理(DLP)。
LCD HTPS是一种透射技术,它利用光源通过微显器件来产生画面。LCD板是由索尼或爱普生公司生产的,是成熟的技术而且投入市场多年。LCOS是一种反射和透射结合的技术。光源发射,经过液晶中继层后再反射到屏幕上。反射式LCOS系统的优点在于控制电路仍然隐藏在图像像素的后面。这意味着同样的像素尺寸具有更高的亮度,并且像素栅格结构几乎不可见。反射式LCOS科技有这些优点,但是目前还没有厂商可以批量生产LCOS彩电。
DLP数字光处理也是一种反射的技术。在技术上有优先,到目前为止已批量生产超逾二百万个。我在这里将主要介绍数字光学处理技术(DLP)。DLP产品的核心部分是数码微镜(DMD)器件。它集成了超过一百万个的微镜。五个微镜相当于一根头发的宽度,这些微镜都是独立控制的。每一个微镜在一秒内可以数次将光线反射到屏幕上或其他地方,投影灯发出的光线先经过一个彩色转轮-包含了红、绿、蓝三原色的玻璃盘片,投影灯发出的光线经过彩色转轮后,转变成红、绿、蓝色的光线经过数字微镜的反射投影到屏幕上。人的眼睛把这些快速闪动的色彩组合成屏幕上的一个彩色像素。
和其他技术相比,DLP电视具有很多优点。例如,LCD技术的像素间距非常大,可以导致像素化效应非常明显,而DLP技术则可以明显降低像素化效应。间隙小的结果能够产生无缝、清晰的影像。某些人将LCD与等离子电视上的这种问题称为“屏幕门效应”。您观看屏幕右下角的影像就像从一扇屏幕上的门看过去。对用户来讲,LCD和等离子屏产品的屏幕看上去显示颗粒状,而且像素化效应非常明显,因为它们像素之间的间距非常大。DLP在这方面有绝对的优势,因此图像干净而清晰。
DLP系统有非常高的对比度。实际上,德州仪器公司最近发布的HD2+系统,和目前市场上的DLP电视相比,对比度有25%的提高。最新型的夏普投影机达到了5000:1的对比度。
DLP很好的特性之一是快速的响应时间,它的DMD开关时间很快,“滞后”只有几个微秒。这就意味着镜子可以相当快地移动。而LCD开关时间相当慢,“滞后”有几十个毫秒。慢的开关时间意味着快速移动的视频会出现拖影。而这对于那些观看屏幕改变迅速(如:体育)的用户来说很重要。因此,DLP在重现完全运动视频时效果要好得多。另一个例子则是观看时眼睛会觉得更轻松。CRT投影电视采用三支枪:红、绿、蓝各一支。而有时这些枪会出现匹配失调。等离子屏也会出现由于过热导致的匹配失调。由于DLP是单芯片系统,不存在匹配失调的问题。长时间使用后,DLP电视不存在任何会聚和校准失调问题,因为RGB三色都是从同一个数字微镜芯片的同一片微镜上产生。等离子体由于受热作用,会产生偏色现象。而DMD经过测试拥有10万小时的使用寿命,因此用户仅仅通过更换投影灯就可以恢复最初的优异图像效果。
DLP没有扫描现象,是始终如一的,因此观众看到的始终是一副完整的图像。DLP 是反射式技术,它不像CRT和等离子体显示器,不会出现老化现象,因此,它更适宜用在未来的视频游戏,网上冲浪,以及高清晰度电视。
采用DLP技术的微显电视有许多突出的优点.它有可以与等离子及直视液晶屏TFT媲美的HD画面质量,可以在多种屏幕尺寸上重复利用同一光引擎,而且重量轻,便于分销。DLP实际上就是小间距,大元素,而LCD则是大间距,小元素。和CRT背投电视相比,微显电视采用桌面设计,重量更轻,外形更薄更小,比等离子屏电视更便宜,具有高清晰的图像质量。最终用户会更喜欢微显电视。制造商也会喜欢微显背投电视,因为其画面质量优于等离子屏,但是价格却更便宜。制造商可以在多个型号中重复利用相同的光引擎,只有屏幕尺寸增加,更大的尺寸才会带来更高的利润。此外,它们重量较轻,便于产品物流。
2003年6月,《商业周刊》刊登了一篇介绍三星公司成功的文章,并就电视机市场进行了讨论。文章指出,三星公司在1年间就从在电视市场中毫无作为跃升到了市场老大,占有大屏幕电视市场的32%。这就是找到DLP正确价值的公司所显示出的石破惊天的力量。相信在中国,2004年将成为微显RPTV之年。DLP微显彩电目前已开始在国内各地销售。德州仪器公司正在与中国的彩电生产厂商合作,协助中国内资企业生产DLP影像引擎,提供本地的零件供应商给生产彩电的客户,并计划在未来二年时间内将部份的生产转移到中国。
网络化数字家电
英特尔公司市场开发部主任Keate Despain
消费类电子市场正迅速地从模拟内容转向数字内容。DVD、DVD刻录机、数字电视、机顶盒、甚至数码相机等数字消费类电子产品已经取代了模拟产品的位置。这些内容以数字格式存储,可以通过网络互连技术共享。另外一个变化就是这些设备都可以连接到互联网上,比如手机与游戏机,还有广播和电视的内容,都可以通过数字的设备和互联网交换信息。象今天举办的这场会议,就是通过互联网这种数字技术传播给成千上万的网上听众。
数字设备的用户一直在增加,目前观看使用数字内容的用户为100万,2007年,用户将达到250万。数字内容包括广播、电影、音乐等。这些内容今天大部分都传入PC,而将来这些内容不光是传入PC,更多地传入现在正在开发的消费类电子产品。中国现在已经有1千万个数字设备,比2002年已经加倍。这令中国在消费类电子领域成为最有潜力的市场。920万的网上游戏用户可以通过这些设备尝试很多游戏,比如麻将。另外,手机和电视之间交互信息,这一领域增长也很快。目前世界上有4000万的网络家庭,他们希望不论在家里的任何一个房间或位置,不论走动还是休息,都可以使用或共享这些数字内容。实现这种功能面临很多困难,比如使用PC收听CD机上的音乐,必须做一定的设置和调整。英特尔也在开发这个工业标准,来实现内容共享。今天数字机顶盒正在中国迅速发展起来,机顶盒正在将具有音视频模拟内容的电视机世界和具有有线或无线互联网连接能力的PC世界融合在一起,使人们变得更加富有想象力。
同时,也可以让整个世界的用户来共享这些内容。这是英特尔公司对未来的一种想像,也是英特尔要为实现数字化家庭努力的方向。在PC上产生这些内容,然后通过有线或者无线的传输,在任何的家庭设备上随时随地共享这些内容,这是一个很有挑战的事情,需要多年的时间来实现。不仅需要消费类电子业来驱动,还需要移动通信技术和PC技术来驱动。市场要求消费类电子产品的价格必须便宜。人们不愿花太多费用去购买只能供观看的内容,而愿意花上千美元购买PC,因为可以随时修改和调整PC上的内容,因此面对消费类电子产品就必须要降低价格。易用性是个巨大的挑战。今天如果你使用微软的程序,有些是有挑战的,有些是很容易的。但消费类家电只需?礁黾?篜lay和record。同时你还必须把能够修改和调整内容的功能带到数字家庭中,随时随地修改共享内容。英特尔给客户提供的优越性能就是:低成本,节省时间,电池工作时间长。广播电视领域里有很多标准,MPEG2,MPEG4,以及微软的维纳,这些内容都是很有挑战性的,都需要处理器有很强的编解码能力。
提供内容的厂商,必须能够根据用户的要求调整、改变、修正所提供的内容。英特尔开发的是音视频能力、快速响应能力和网络能力。另外,内容提供商面临的最大问题就是保护互操作性,怎么保护这些花了几百万美元开发出来的内容?对于用户来讲,怎么保护这些内容使他能够在家里安全地使用?英特尔公司正在与市场领导者(Panasonic,Samsung以及飞利浦等)结成合作伙伴关系,在几个月之前成立了“数字家庭”工作组。英特尔帮助把这些内容放在一起。所有这些合作伙伴会达成一个工业标准来解决不同设备之间的互操作问题。而英特尔将提供最终的产品,从微处理器,闪存到网络产品。英特尔主要专注在两个领域:数字办公室和数字家庭。数字办公室有良好的传输能力和高质量的图像处理能力,这些能力可以传递到数字家庭中来。英特尔正在开发产品来利用这些高性能的图像处理能力。我们现在有和全世界以及中国的ODM共享的机顶盒解决方案。这个项目已经开始了,并且启动非常快。在这个方案中使用的是称之为“嵌入式处理器”的产品,它在英特尔的微处理器产品发展图上已经应用5到7年了。
下面介绍媒体中心平台方面的内容,这包括软件方面的所有内容,构建模块,硬盘驱动程序,TV调谐器以及附加的卡,通过英特尔的处理器架构将所有软件整合起来。这些平台可以支持微软的一些平台,Windows
CE.net,Windows Media 9 Player,Linux以及其他一些操作系统,让用户在不同环境中灵活地应用各种能力。这个平台使用的是英特尔celloron微处理器,它运行在733MHz,性价比高,功耗低。它的功能非常平稳,具有良好的扩展能力,集成了优秀的图形处理能力,支持各种操作系统。从这个平台,我们可以瞄准三个不同市场,这就是英特尔解决方案带来的灵活性。开发数字机顶盒的能力,翻译并添加到数字机顶盒和DVD刻录机中,以及个人视频录制机。这个平台可以处理各种不同格式的内容,如MEPG2,MEPG4等等。
数字电视机接收这些内容,通过相应的器件进行编解码处理。英特尔公司还会继续推广这个产品线。现在我们有三个平台在计划中,结合英特尔的P4处理器和Celloron处理器。这些新的器件专门针对消费类电子市场,可以提供双向的图象流和高清晰度的3D图像,在Windows和Linux等熟悉的环境下工作。将来还会有更多的产品集成。另一个方面,就是我们提供完整的系统,包括完整的软件和硬件,客户能利用我们的系统做验证和测试。参考设计平台可缩短产品面世时间。英特尔公司提供软件工具帮助实现处理器的更多功能。
消费电子市场正在发生很大的变化,这给市场上很多公司提供很多机会。这个机会就是从模拟世界转移到数字世界。数字世界就是英特尔公司非常关注并不断努力为其提供最新技术的世界,所有这些内容、性能都需要强大的微处理器提供给终端用户。英特尔公司正在努力利用我们的优势以及我们的技术为数字世界带来更多的精彩。
网络化的数字家庭
美国博通公司集团副总裁/宽带通信集团总经理 Daniel A. Moratta
Broadcom总部在美国加州,是全世界最大的半导体公司之一,专注在通讯领域。Broadcom有自己的研发中心和销售中心,在全世界各大州都有自己的研发单位和销售单位。
Broadcom产品主要包括有线和卫星STB、DSL调制解调器有线调制解调器,几百兆到10G的网络产品,以及移动手机等等。今天Broadcom主要介绍在数字家庭领域里面一些平台。
Broadcom不仅仅是一个半导体厂商,向用户提供世界上信用度最高的产品,还提供完整的软件方案和完整的参考设计,使用户研发周期极大地缩短;Broadcom还参与标准的制定以及测试方案设计,向客户提供非常好的可生产性的、测试性的建议以及帮助。
Broadcom的应用产品包括第一个真正意义的单芯片机顶盒方案、真正意义上的完整的单芯片DSL方案、蓝牙方案、802.11g无线局域网的方案等。Broadcom有非常好的世界级的研发队伍,来提供最好的产品。数字家庭是语音、视频、数据集成在一起的系统,其中有各式各样的宽带产品,包括Cable机顶盒、DSL
Modem、无线局域网等等,所有这些产品都能使运营商增加他们的收入。
从媒体内容交换的角度来看一个数字家庭,现在比较主流的几种技术有:有线接入技术、DSL接入、卫星接入技术等等,在这几方面Broadcom都有非常合适的产品。在家庭里需要一个网关把一些像PC等设备连接起来,组织成一个家庭内部的网络,包括802.11g,蓝牙,手持PDA等。
Broadcom拥有所有这些非常完整的解决方案。比如你已经有一个无线接入的产品,需要把整个的家庭网络扩展到其他的设备,如GIP数字影院、手机等等;或有另外一个家庭内容需要交换,通过宽带网络连接起来。媒体内容的交换,才是推动宽带和家庭网络的动力。Broadcom有一个蓝牙的鼠标参考设计,本次展览会有实物展示。Broadcom在手机领域里面,提供最低功耗、最小芯片尺寸的方案,同时还给用户提供完整的设计方案,在中国有非常广泛的客户群。Broadcom是第一个推出802.11g
54兆无线局域网方案的厂家,现在在54兆领域是最大的供应商。Broadcom拥有第一个集成了前端的RF模块和后端的基带处理模块的真正单芯片方案,并提供给用户完整的参考设计。Broadcom是全世界最大的机顶盒供应商,在全球有3千万用户在使用Broadcom有线机顶盒的方案。Broadcom充分利用在有线方面的经验,扩展到卫星接收方面。主要几个创新的地方包括双电视机的解码方案,以及真正的CMOS高频头的方案,还有Broadcom首创的8PSK的调制方式,能够有效地增加卫星信道容量。
Broadcom是目前世界上最大的个人数字录像功能的芯片供应商,Broadcom用在有线机顶盒、DVD等领域的所有具有MPEG编解码功能的芯片,都有可录DVD功能的支持。关于数字电视,美国ATSC最近通过强制性的法令,将会非常快地从模拟电视转移到数字电视。Broadcom现在在全球以及中国跟很多大型电视机制造商一起合作,生产数字电视一体机。将来,Broadcom芯片会支持MPEG4、Windows
Media9等解码功能。
Broadcom是Cable Modem产品标准发起者,有非常全面的产品。Broadcom还是Cable Modem产品最大的供货商,不仅提供终端接入产品,同时也提供局端设备方案。Broadcom能提供最完整的单芯片DSL用户端方案和完整的基于ADSL标准的方案,通过与上海阿尔卡特合作,向用户提供完整的参考设计。在PC领域Broadcom是千兆和万兆以太网最大的供应商。Broadcom还提供完整的VOIP方案,提供包括DSL,Cable
Modem及所有的接入产品。
Broadcom除了向终端用户提供终端产品及各种家庭设备外,同时也有非常完整的在局端方面的产品,不管局端是Cissco的产品,还是阿尔卡特的产品,他们都能选用Broadcom的完整方案。Broadcom在全球各地都有自己非常大的销售队伍以及产品设计的研发队伍,有优秀的工程师团队,向客户提供软硬件的完备产品。一句话,Broadcom是一个创新的技术领导者。
嵌入式媒体处理技术
美国模拟器件公司媒体平台和服务集团总经理Gerald McGuire
多年以来,ADI公司一直专注于现实世界的信号处理。我们的产品被广泛应用到工业、仪器设备、军事国防等多个领域。而令我们感到非常激动的是,在过去的10年中,电信技术有了很大的发展,从而在数字信号处理技术和架构产生了很多创新和变革。象ADI这样一个当初以“模拟器件”为名字的公司,现在已经完全跨入了数字信号处理的世界。而我们也已确实看到了从以数据处理为中心到以数字信号处理为中心的转变。
当我们在20世纪80年代进入DSP领域的时候,非常关注高性能的信号处理能力。DSP的性能和编程的成本有了很大程度的优化。但可编程DSP的渗透,相对于DSP的硬件和功能来说,进行得相当缓慢,其中的原因一会将会谈到。今天下午,我主要想讲在DSP发展进程中一个主要的技术性的转移。这个转移主要是被三大因素所驱动,从而推动了可编程的DSP的飞速发展。第一个是新兴的市场因素,从多媒体的产品需求来看,与互联网的接入能力是大势所趋;另外一个因素是半导体技术的不断发展,第三个因素是结构创新,比如软硬件的集成,整合了媒体处理能力的微处理器和DSP,这些创新的架构极大地推动了可编程DSP的发展。
半导体制造行业对经济的发展产生了非常大的影响。翻开任何一本商贸杂志,你几乎都能看到有关这个话题的文章。在现在的制造技术下,设计一个具有固定功能IC(ASIC)所需的成本越来越高。掩膜成本只是其中一个很小的因素。现在开发ASIC的成本已经从原来几十万美金增加到现在的几百万美金,非常地昂贵。相应地,投放一个ASIC所需的最小出货量也大大增加了。支持投放一个ASIC所必需的量产数在制造技术从0.18
m技术发展到0.13 m技术时,增加了四倍。因此开发一个用于信号处理的ASIC也同样遵循这样的规则。所以你必须确保你所开发的ASIC将来能够达到几百万的量产程度,才可以投入开发。与此同时,成本和性能的不断优化似乎更依赖于架构的创新。
10年前,ADI推出了2105 DSP,这是第一个突破10美元的DSP,现在我们又突破了一个新的价格标准,Blackfin DSP的价格达到1美分/MIPS。这个价格标准为许多客户提供了一个很有竞争力的优势,他们原本想使用ASIC来实现他们的性能,但又苦于费用太昂贵,而Blackfin方案则为他们提供了一个理想的替代方案。
当观察到整个市场时,如嵌入式处理器市场,开发者多数使用的是16位或32位处理器,比使用DSP的多5倍,在各个领域造就了成千上万的应用。原因有很多,其一是,嵌入式系统一般多用于系统控制,而工程师也习惯了使用他们在大学学习时已经熟悉的处理器和软件环境,其二是,微处理器和微计算机架构已经加入了许多特性,如硬件多任务性能和加速器,从而取代了一些简单的DSP算法。其三,DSP只用来完成信号处理任务,而不适合进行存储器管理和系统控制,而这些都是现在的嵌入式系统中非常重要的部分。所以,尽管设计者选择了可编程的DSP,他们还会在DSP旁边放一个微控制器来控制调配所有的任务。也可以这么说,可编程DSP对于设计者来讲,更多的是完成数学算法,而不是完成系统控制。ADI认识到了这样的问题,将软硬件整合到微控制器和DSP中,造就了容易编程的处理器的新概念。现在我向大家介绍我们满足这样功能的Blackfin
DSP系列。我们既能够完成系统控制任务,也能完成DSP任务。这就为DSP开创了一个更加广阔、潜力无限的应用空间和巨大市场,具有高性能的音视频处理能力和通信能力。
如果你注意到多媒体和网络通信应用趋势中的一些细节,会发现许多传统的嵌入式系统加入了许多音频、视频数据格式,有些时候是为了娱乐,有些时候是为了给系统增加安全、保护措施。许多应用都是有网络互连能力的。
这些应用非常仰赖于可编程DSP的丰富性能,尤其是具有多种格式数据的系统。就比如移动话机需要支持现在的多种通信标准,而BlackFin
DSP就可帮助手机顺利实现这种功能。比如很多手持设备同时支持MPEG2,MPEG4,Window Media和H.26T格式。而ASIC则不可能提供这种灵活性来支持多种格式,而传统的嵌入式微处理器也无法实现系统要求的信号处理能力。业界正在为移动、便携和多媒体应用寻求一种可编程的标准产品,对性能的要求已经超出了传统微处理器的能力范围,而ASIC实现起来又贵又慢。而新概念的DSP则是你的理想选择。客户使用我们的BlackFin
DSP可得到很多好处:快速的产品上市时间,低的研发费用,同时减少了技术和市场的风险,因为多格式的处理都是在软件环境中完成的。而架构上的创新,大大提高了性能和媒体处理能力,提供了一个优化的嵌入式可编程结构和操作系统
。在芯片级的架构创新对于经济和结构系统设计起到了关键性的作用。我们经过多次验证证明,使用BlackFin 设计,设计者可在同一个平台上轻松实现通信、多媒体和用户接口编程能力。设计者还可得到人工处理
数据路径,还有其他一些结构创新,可以很低的功耗实现很高的高谈速率 ,例如,图像的像素处理,我们利用特性化的视频结构单元通过可编程平台第一次以低成本实现了视频功能。
我们面临着新设计中的很多挑战,可被描述为嵌入式媒体处理应用,它代表了信号处理从系统内单个媒体功能演变到多媒体功能定义的系统。例如,从传统DSP实现的杜比解码演化到以BlackFin为中心的完整媒体系统,从专注于电子控制和汽车控制的传统微处理器到用BlackFin实现的导航和娱乐系统。
先进的移动手机发展技术
美国模拟器件公司亚洲区总裁Peter Oaklander
消费类电子器件,在未来几年中会变得越来越数字化。数字信号处理技术和高性能的模拟技术,改变了新一代的消费电子。我们今天主要关注在无线领域方面的技术。现在,几乎人人都有手机,手机从一个仅具有声音的模式发展成为各种功能的手机,甚至PDA掌上电脑。手机不仅有通话功能,增加了更多视频和音频方面的技术。ADI公司的IC针对手机提供一套完整的解决方案。
我们的一些合作伙伴,比如说英国的TTB公司,为我们提供一些软件方面的解决方案。手机发展越来越迅速,许多系统技术,以及视频技术都在手机中大显身手。我们知道视频在手机中是最重要的,ADI公司也提供视频压缩、视频处理等技术。手机在中国市场发展也是很迅速的。在这个领域中,最重要的是一种模拟向数字的转化,未来几年的手机技术都将是一种数字使能的。在中国未来的几年中,手机迅速发展,我们认为手机在将来将是一种多功能的产品,将更趋向多媒体功能,要适应新的标准,如3G。手机最外围是数字基站部分,包括DSP,MCU,逻辑器件,还有存储器,另外还有一些外围设备。
DSP是手机中最重要的部分之一,它必须能够适应不同的标准。存储器也是手机非常重要的一部分,将来存储器会变的很大,满足对手机存储的需求。模拟基站部分,包括D/A转换器,功率控制,音频编解码等。现在ADI提供的解决方案将给你带来更加逼真和完美的声音享受。
多种功能集成在一个手机中,你可能会觉得体积非常庞大,现在的技术就是要解决这方面的问题,采用90纳米的技术,使手机兼具功能大,体积小的优势。射频转换器部分也是很重要的,ADI公司也是第一个提供这种解决方案的公司,最后是放大器。
对芯片集的需求,首先要求软件具有强大的稳定性,这种稳定性必须是已经成功地运用到厂商的技术中的,因为软件问题可能导致上市时间延长,竞争力下降等问题。在这个业务块方面,ADI公司与TTCOM公司一直合作。芯片集供应商提供给你的解决方案,必须具有参考设计方案,参考设计支持可以引导你跟外部元器件之间的选择,可以提供更加有利的解决方案。另外一个非常重要的能力是具有软件中集成新的特性的能力,如果想增加照相功能,无须解决硬件问题,只需解决软件就可以了,当然这可以降低成本,省时省力。
美国模拟器件提供的解决方案正是在这方面有强大的功能,只需对软件进行改变,不需对硬件进行改变,就可以达到你所需要的新的要求了。软件必须具有与外设集成的能力,接一个照相机或者多接一个彩显,有USB接口就都可以实现了。
下面介绍美国ADI公司手机解决方案的发展史,80年代初大家拿到的是手机是大哥大,是不方便携带的手机。1996年ADI公司发布了第一个用于GPS的芯片集。1997年开发了GPI的芯片集。现在GPI的十级标准、十二级标准比以前的性能更加优良。
MP3Q02的手机,采用的技术是最新的,外形是最小的,这个手机称作LY,比上一带性能上更加优良,成本进一步降低,元器件数量进一步减少,尺寸大大降低。这就是手机的发展趋势。它的解决方案很容易增加照相功能,或者双显示器,而且适用于各个通讯标准。因为它非常小巧,适用于折叠式翻盖手机,容易被放在键盘下面。LY平台具有一个协处理器,这个协处理器执行视频图像、音频还有应用处理方面的协同处理。而且它能够提供非常优秀的声音享受,比如喜欢和弦铃声,您无须增加新的硬件就可以直接实现。LY芯片通讯功能强大,适用多种通信标准。许多手机厂商采用LY解决方案。有一款被称作“女士脖子上的项链”,非常小巧,适合佩戴。还有LG公司生产的手机,具有收发电子邮件的功能。
随着更多标准的出现,为了适应新的标准,ADI开发了BlackFIN芯片。BlackFIN处理器比其他处理器有更多的优势。它可以是一个实时的处理方案。它的编解码可以根据开发环境选择。BlackFin
DSP是一个功能很强大的芯片集。BlackFIN解决方案,在基站处理器中具有许多优势,通常基站处理器中都包括一个MCU、DSP,然后包括另外一个存储器。BlackFin的优势是无需两个存储器,DSP只需一个存储器就可以完成以上的功能。当手机处于待机状态,它会进入睡眠状态,可以让你的手机更加节能,延长你的通话时间。
Xilinx的平板电视解决方案
Xilinx亚太区产品营销经理 莫柱昌
大概在10年前左右,一颗FPGA的价钱是1千多美元,那时FPGA不可能用在家电里边,因为成本价太高。但在这十年里边,FPGA的价格一直往下跌。到2003年4月份Xilinx推出一个新的产品Spartan
3,价钱在三美元以下,目前最低的门数为5万门。只需要3美元就可以得到5万的门数,FPGA已经完全可以用到家电里边。2002到2003年,FPD市场增长很快,以20-30%的速度增长。估计北美的PDP电视市场,在2002年只有16万台,到2008年将增长到262万台。欧洲增长也很快。在其他地区,到2008年,这个数字大概是220万台左右。世界整体市场销售额将达到162亿美元。LCD增长比PDP还快,2008年不包括北美跟欧洲市场,大概是400万台,产值大概是70个亿美元。所以可以看到,平板电视不管是PDP,还是LCD,还是HDTV也好,目前是一个很热的市场。
平板电视系统主要包括几个部分:第一部分是输入部分,在这部分目前有很多不同的标准,可以用Internet,可以用USB,可以用IEEE1394、1355等不同的标准,信号从机顶盒或Internet输入进来,这个目前还没有一个标准。一颗专用产品可以支持2种不同的标准,但很难支持这么多标准。第二部分是在信号输入以后还要进行解码。在过去的时候,这一功能要用专用数字处理器去做,其处理能力要求很高,要达到几百MHz,这个高速的DSP往往价格也比较高。第三部分是信号处理,这种过去还是用DSP来做。第四个部分是存储器部分,进来的码流一般速度都很高,当处理的时候,可能会慢一点。所以一般来说,要把码流先存储在存储器里边,然后再进行处理。这个部分可以是Flash或SRAM或DRAM,或储存在硬盘里面。第五部分是系统控制,过去也都是通过数字处理器。另外一部分是驱动电路。这就是基本的构成。数字处理器的任务有很多,首先它要处理解码,然后是数字处理,第三它还要负责数据的存储和调用,以及系统控制。所以不管数字处理器的速度有多高,这对它都是一个很大的负担。但是现在可以利用FPGA把这些部分用硬件实现部分功能,而DSP可以留下来用在必须使用DSP的地方。
图 Xilinx公司Spartan-3平台(略)
Xilinx公司2003年推出了其新产品--Spartan-3。其基本特点包括:包含最多有104个18 18的硬乘法器,速度可以达到125MHz,可以用来做数字处理的用途。第二它具有时钟管理系统(DCM)。在整个数字处理里边,可能不是跑一个时钟,进来的时候是一个时钟,处理的时候可能是另外一个时钟,出去的时候可能是另外一个不同速度的时钟。同一个系统里面有多个时钟的时候,在外面必须对它们进行协调。而利用Spartan-3当一个时钟进来,可以利用它里面四个不同的DCM产生不同的时钟速度,提供给系统用途。第三是I/O口,Spartan-3可以支持23个不同的I/O口标准。第四是具有大量的片上存储器。
在消费类产品里面,对不同市场的要求可能不一样。Spartan-3的一个优点是支持“Density migration”。比如一个面向低端消费类市场的20万门的IC,放在一个FT256封装里面。而对它进行升级,达到100万门时,也不需要对PCB板进行改变。对于低端的产品市场,客户可以使用小一点的门数,而同样的一个PCB板也可以使用较高的门数,可以采用同一个封装,它的I/O脚是可以兼容的。
消费类电子产品要求的I/O脚都比较多。Xilinx的产品采用了90纳米制造工艺,当芯片的体积非常小时,不适合把I/O脚做的很多。Xilinx在这方面有专门的技术,可以在一个很小的封装里面为客户提供足够的I/O口。使用Spartan-3,如果单独买一个PCI需要5美元或8美元,但采用Xilinx提供的IP核用FPGA来实现,只需要0.7到0.8美元。所以比用单独的PCI要便宜的多。另外,在平板电视里总有一个控制器控制指令,如果采用Xilinx提供的MicroBlaze
32位处理器IP核,可以达到100MHz,但成本很低,只有0.9美元,逻辑资源占用也较低。
图数字电视中可利用FPGA优势的部分(略)
对于平面电视开发目前碰到的问题,FPGA可以为电子工程师提供诸多便利。首先,不同的电视有不同分辨率和刷新率,所以不能用一块ASIC做出来。不同的电视有不同的要求,如果用ASIC,就需要很多个不同版本的ASIC。第二个就是用数字处理器来做,但它的任务有很多。而如果采用FPGA,就可以把DSP省下来。视频和音频的加密方法也有各种标准。而FPGA可以提供这样的弹性,通过一块芯片来支持多种不同的标准。目前,Xilinx有一系列数字电视解决方案和IP核可以提供给客户。
例如,高清电视必须在同一时间发送大量的数据,但如果同时把这些数据发给数字信号处理器,它要处理的信号很多。而如果采用FPGA,就可以分担象DCT/ICDT之类的功能,减少数字信号处理器的负担,从而降低总体成本。
FPGA和DSP最大的区别是FPGA可以实现并行操作,它的速度可以比数字处理器更快。FPGA最大的优点就是它的弹性。比如,如果产品的某个标准发生改变,对于DSP,只需要改变编码就可以,但它的速度比较慢;ASIC可以并行运算,速度很高,但它没有上述的弹性,需要修改时只能重新再做一个ASIC出来,会耽搁产品上市时间;而FPGA具有两者的优点,它具有弹性,同时可以实现并行。如果标准需要修改或升级,只需要很简单的把新的功能加上去,再把FPGA综合一遍就可以了。
Xilinx在数字电视领域已经具备丰富的经验,可以为用户提供开发工具、实例和IP核,帮助用户利用FPGA进行数字电视的开发。
为所有娱乐设备提供优异的数字消费平台
意法半导体公司
意法半导体(ST)主要面向通讯、消费类产品、汽车、智能卡以及电脑外设领域提供半导体器件。在数字消费产品领域,ST着重于机顶盒、DVD、数字电视、数码相机以及MP3播放器。2002年,ST是世界排名第四大的半导体生产商,在消费类电子市场ST是最大的独立半导体供应商。在90年代初,ST已经开始率先提供MPEG2解码芯片。在2002年,ST累计提供了差不多2亿多的解码芯片。ST在MPEG2解码芯片和机顶盒芯片领域占世界第一,DVD芯片占第二。
如今的数字家电产品,包括DVD播放器和录像机、机顶盒、电视机(包括PDP、LCD等),这些产品可以为用户带来更加丰富和生动的数字体验。今天的数字消费产品结合了各种最先进和复杂的技术。这些产品都需要一个信道解码器提取来自卫星、线缆、ADSL或者一些物理介质如DVD光盘的数据,可以称之为宽带接口。另一个解码器,负责将数据重新组织,产生视频和音频,这就是音频和视频解码器。ST的强项就是可以提供一个平台,集成宽带接口、音频和视频解码以及显示系统。
机顶盒市场正在越来越大,但市场分化严重。为满足这些需求,ST提供从高档到低挡的完整机顶盒方案。利用ST的芯片和技术,根据用户的需求,ST可以提供先进的各种功能机顶盒。ST可以提供具备基本功能的机顶盒解决方案,在价格方面有很大优势。对于高端应用,ST利用自身的技术并第三方软件公司的合作,加入中间件,可以支持新的应用包括付费电视、VOD、电子邮件、英特网等。ST在机顶盒领域处于领先地位,占据很大的份额,有着领先的技术实力。
ST关注的一个新目标市场是本地存储或本地硬盘。本地存储将是数字电视的关键应用,它将使用户可以自由控制和选择观看电视。这种先进性能可以使广播者提供丰富的媒体内容,有助于吸引观众群。但实现这一目标需要克服很多技术上困难。另外新的挑战就是安全性和灵活性。可连接硬盘将成为是一个趋势,ST新一代产品都有USB2.0外设接口,并将其集成到芯片上。另外还有一个市场需求正在到来:多调谐器支持。对于有多个用户的应用需要多个调谐器,ST新一代产品可以支持最多5个调节器。
在安全领域,新一代的应用,象电子商务和远程网络登陆都必须要有安全可靠的方案。ST有众多安全芯片,提供安全功能。ST还有标清和高清的视频和音频解码引擎。MPEG2目前是电视广播和运营商事实上选择的标准,但如果考虑到高清晰度和从模拟转移到数字广播的投资,可能会使广播供应商重新考虑现在的选择。今天的一些技术互动性更好,效率更高,比如像H264、MPEG4、Windows
Media Player,以及中国将来的标准。ST可以提供这些标准的音频和视频解码引擎。
ST正在研究的另外一个领域是家庭电器联网,使家庭网络内部的所有电器都可以共享内容。ST可以演示网络内电器的交互操作,不管是它们使用的是何种操作系统、何种平台。其核心就是所有电器都可以获取网络上的内容并解码,使用不同的操作系统和CPU都不会遇到问题。
在DVD领域,目前ST可以提供两个芯片组方案:STm5589音频及视频解码器和STm6316光盘接口和伺服控制芯片。这两个芯片组基于ST在解码技术领域的长期领导地位和具有芯片系统的集成能力。它们可以组成世界上成本最低的DVD解决方案。未来前端和后端的这两部分都将集成到单一芯片上。
在数字电视电视领域,ST有着20多年的经验,并处于领先地位。ST可以提供完整的低成本的数字电视平台,帮助客户从模拟电视向数字化过渡。
ST在数字电视方面,主要多个不同的平台。CTV100是一个2H电视机解决方案,主要面向欧洲和亚洲市场,可以覆盖低到中等的区域市场。CTV120是一个影像增强版本,CTV150主要是低成本的具备数字化功能的解决方案,这个芯片组具有高清晰电视的功能。第二个系列是数字电视平台,也是同样有不同的机型。DTV99是现成的机型,是DTV50的原型机。DTV是欧洲的应用,ST有足够的软件以及硬件的支持。DTV99也是数字电视的一个入门解决方案,可以支持标清和高清。DTV99主要是支持模拟信号转变为数字信号的阶段,主要是免费的广播,以及MPEG的标准,适用于欧洲市场。而DTV100能支持MPEG2或更高清晰度的图像。显示器也在演变过程中,事实上有三种新的技术,OLED、等离子以及液晶产品,它们有各自的市场,从小型显示屏到中型和大型显示屏。ST可以为任何一种现实技术提供一系列的驱动芯片,从CRT到液晶、等离子显示器。
在图像处理方面,ST还可以提供多种CMOS图像芯片,包括传感器及处理器。ST很看重图像市场的开发,包括手机方面的应用。不同的系统会有不同的IP技术。过去ST是提供集成系统芯片,满足不同的产品。但对于不同的需求,ST也会开发一些专用的芯片。ST在这方面处于领先地位。ST多年来自主开发复杂的IP系统,也具有独特的软件架构来支持。在消费类电子产品市场,产品上市时间成为一个关键。因此必须在硬件平台的基础上提供更好的开发界面。ST结合本身硬件平台,可以提供整个参考设计以及软件,为客户提供完整的数字消费产品解决方案。
数字音像机器和SoC的技术倾向
东芝公司技师长 森山秀树
东芝公司在数字视频和音频的领域作了很大投入进行技术开发。在电视机应用的大规模集成电路领域,东芝从原先的模拟系统到卫星数字系统及地面波的数字系统,都有产品正在研发。这里主要介绍一下东芝的生产工艺和利用这些生产工艺所生产的一些数字影像处理应用的大规模集成电路。
首先是东芝的SoC平台。现在有各种各样的数字媒体,通过广播、碟片和因特网提供,通过家里的电视机、电脑,以及在室外通过手机,甚至于在车中都可以享受这些内容。实际上有很多是在室外移动当中用手机和在车中用车载设备来享受这些内容的,实际上能够使东芝实现这些功能的就是半导体器件和显示设备。对于东芝的硅平台,现在使用最先进的90纳米技术生产的产品已经上市了。其次关于设计平台,实际上结合了大规模LSI设计技术和高速处理技术,低功耗和体现微处理灵活性的MeP技术的综合平台。现在东芝把这些微处理器应用在东芝特有的(MeP)里面。还有应用平台,是有关电视机、DVD以及其他的一些移动设备的一个系统的开发的推进平台。
另外东芝致力于把产品和技术联系起来的性能开发的软件平台。通过这些产品结合起来以后,就形成了东芝公司SoC的战略。东芝公司采用90纳米生产技术的大规模集成电路的产品开发已经在进行当中了。实际上东芝现在提供的视频产品,采用最多的是0.13微米产品,但在新产品中使用的是90纳米的生产工艺。东芝的特点就是可以把CMOS和DRAM生产工艺混合起来进行开发。在90纳米工艺下,主要是导入以高速/低功耗为目标的技术,在60纳米的工艺下,主要是减少漏电流的技术。由于同时开发逻辑电路和DRAM技术,能够做到图象处理所需的存储器的内置于芯片之中。
图1是东芝SoC的一个直观的方框图,包含微处理器/DSP、A/D、D/A转换、客户定制逻辑部分以及内存和总线等几个部分组成。由以上这些的硬件和控制这些硬件的软件所构成的是东芝现在的SoC系统。其中包括东芝所特有的MeP。
图1(略)
MeP是一个驱动盒和驱动引擎构成的,MePCore是由一个32位的RISC处理器构成的。利用MeP可以缩短研发周期,降低研发费用,并且原有的技术都可以在这里面进行组合运用。在一个系统当中,用几个MeP模块可以构成一个高性能的系统。在东芝开发的这个系统中,DTV系统中,即数字电视系统使用了一个MeP,在DVD系统中用2个MeP,在可录放系统中用到5个MeP。(图2)
图2(略)
图3是用于MeP处理器RISC核的一个开发路线图,在开发中的产品也在这个路线图中,这个是根据生产和工艺来开发的,所以开发的这个核可以单独的作一个来用,也可以用到MeP核里面。
图3(略)
图4东芝一个CISC核的一个路线图,这个主要是用于东芝在AV机器当中,8比特和16比特的MCU都在这里面。
图4(略)
图5使用CISC核的电视机用的MCU。上面是一个单独的一个CPU和一块处理器构成的处理系统,下面是两合一的处理系统,是两合一组成的电路的一个说明。
图5(略)
图6、图7是数字消费电子平台,右边是图像,视频系统;下面是固定媒体的信号来源,还有从因特网上来的信号来源。还有就是从移动设备过来的这些信号来源,对于这个整个的系统信号来源东芝都有芯片提供。为了对应这些各式各样的信号来源,东芝的方向就是采用SoC的开发平台。东芝的数字图象处理芯片主要有DVD用的芯片,还有上面用在录放DVD机里面的芯片,这个从将来来看,可以灵活应用于各种系统,可以从家庭的服务器,还有各式各样的信号来源进行处理器。
图6,7(略)
对于数字电视系统,东芝在日本已经开发完成了这个数字电视机用的系统。中间是东芝特有的技术,利用这个技术可以开发出最先进的一个数字电视系统。其中有家庭用的高性能的OFDM芯片,还有对于移动机器用的高性能芯片。
东芝还准备了用于移动设备的和一些移动的小型电视机用的芯片。作为信号输入口的调节系统中,现在已经具有带有OFDM的这种低端的IC,东芝现在把这两个低端的IC合并起来,作为一个两合一的高端系统。
日本从2003年12月份开始,地面波的数字广播要开始了。针对这个市场东芝开发了包括OFDM在里面的芯片。虽然数字广播已经开始,但是实际上现在主要是模拟信号的广播,在今后相当长的时间,模拟广播还会继续存在下去。那样对于这种情况,东芝下一代开发的数字电视用的大规模集成电路是能够兼容数字处理和模拟处理两种功能的电路。
电视机系统正在从显象管显示系统转化为平面显示器系统。对此,东芝有IC分立和彩色解码IC,后端包括Scaler、画质改善、I-P转换功能的处理电路。采用该系统能够生产出具有高性能的LCD
TV。把前端和后端电路集成到一起的IC也在开发之中。
图8(略)
最后想说明一下有关数字媒体系统。这个是DVD播放器用的单片电路,是采用一个DSP和两个MeP所构成的一个系统,一个MeP处理视频信号,另一个处理音频信号。利用这个MeP技术能够缩短开发周期。这个DVD播放机系统是跟家庭影院组合以后的一个系统,在家庭中也能实现大画面、高音质的影片播放。芯片里面内置有DAC和左右声道控制电路和电子音量电路。东芝还有DVD和HDD两合一带硬盘的DVD播放器的系统,可以把从电视接收来的信号经过由MeP构成的一个Codec记录到硬盘上去。图象处理功能都内置在里面。它的图象可以刻录到HD硬盘里面,然后再通过硬盘再刻录到DVD里面。(图8)
东芝发展的方向是创造新的商机。通过开发多方面的LSI来领导全球性的SoC,另外东芝提供最先进的生产技术为构筑下一代的系统。东芝将与客户合作开发下一代系统。同时东芝也非常注重亚洲市场,将继续开发模拟系统的芯片。
驱动当今数字娱乐的科技
凌云逻辑公司中国区市场总监 邹群
下一代数字娱乐产品的特点就是“多快好省”,即性能好,成本低,上市快。基于这些要求,凌云逻辑为业界提供Total E的数字娱乐解决方案平台,融合先进、全面的音视频技术。在做新产品开发的时候,不仅从硬件考虑,而且从系统角度考虑,如客户对软件的支持,以及对新的行业标准的支持。Cirrus
Logic拥有1100项专利,已售出2亿颗音频数模转换器,另外,Cirrus Logic的DSP已被日本大部分音视频产品厂商选用。
Cirrus Logic视频产品的优势来自于高性能的视频刻录技术,以及美国和亚洲的强有力的支持。强大的内部研发能力和技术性的并购,使Cirrus
Logic的整体娱乐解决方案能够推向市场,如个人刻录机,以及其他新品种的DVD。在新品种的布局中我们已经看到无限的商机。Cirrus
Logic的客户群,如博世音响、索尼、三星等日本韩国著名品牌,都选用了Cirrus Logic的全面数字娱乐解决方案。
高性能的混合信号产品方案的实现是Cirrus Logic实施工业品民用化的策略。先针对工业用的高端产品进行研发,再将其应用到民用产品上来。Cirrus
Logic投资研发的费用一直占相当惊人的比例,这是对研发的重视。Cirrus Logic以工业产品推动了最先进的模拟和混合信号技术在更广泛的娱乐解决方案上的应用。
Cirrus Logic今年推出了15款音频产品,明年的目标是推出23款,满足不同客户的性能要求,包括音频数字接口,音频解码器,不但应用于个人家庭、车载,还应用于高端的专业录制系统和高性能的数字调制器。
Cirrus Logic的专业音频应用非常广泛。澳大利亚悉尼歌剧院、美国迪鼓崂衷耙约懊拦??岬奶???锏囊粝煜低扯疾捎肅irrus
Logic的解决方案。Cirrus Logic同时推动了飞速发展的WMA播放器的市场,将创新的设计推到主流的播放器中。
在视频方面,基于2001年的两项并购,Cirrus Logic凭借DVD刻录产品切入录像产品市场,包括芯片、软件平台,将性能丰富的DVD产品推向市场。从去年8、9月份开始,Cirrus
Logic已经卖了50万颗DVD刻录芯片组。
根据IDC作的DVD市场预测和分析,2007年录像机市场会达到5100万台,年复合增长率达到120%到170%。今年的DVD整个市场保守一点在6000万台左右,所以到2007年产量可以持平,到那个时候,DVD刻录机一定会代替单独播放DVD。所有的消费电子产品都分成两个端,一端是多功能高价位产品,目标市场是一些更想追求音频视频的高级功能的用户,还有一端是大众解决型方案,力求经济实惠。对于一个公司来说,Cirrus
Logic既想争取以量为单位的方案(明年的年底,DVD刻录机成本就可做到99美金),又想做先进高端产品的领导者。以客户为导向是Cirrus
Logic定义DVD产品发展方向的原则。DVD录制走的路和DVD一样,整合整合再整合,下一步将整合便携DVD的芯片。最后就是像今天在DVD方面做得非常成功的厂商一样,将DVD录制整个集成进来,做成一个非常极端的高性能的产品。Cirrus
Logic和所有在业界有影响的驱动器厂商都有合作伙伴关系,确保我们的参考平台可以完全满足调试。
今天Cirrus Logic的优势,有助于争取全球的商机。Cirrus Logic在欧洲和亚洲都有研发和销售基地,在深圳有60多人的中心,北京有30多人的中心。北京研发中心还牵扯到底层的研发工作。Cirrus
Logic在美国境内也有很多的销售,目的是给客户最好的支持。作为半导体行业,Cirrus Logic只是作设计方案。这种模式是Cirrus
Logic领先发展起来的。
如今娱乐世界走向数字化,Cirrus Logic正在领导这个趋势。Cirrus Logic是高性能的消费电子、数字音频和视频以及数字信号处理,嵌入式处理器的半导体解决方案的首要供应商,而这些技术的最终目的是让人们能够获得更多及时的娱乐享受。
用于通过卫星地面有线接收数字电视的新一代射频和分立器件的解决方案
英飞凌公司Claus Muschallik博士
我们是德国英飞凌公司,全称是西门子微电子,我们在全世界半导体器件制造商中的排名,从前几年的8位上升到今年的6位,主要业务方向是汽车电子,存储器,通讯(有线/无线)。无线通信与安全系统结合起来,业务基础都是基于所谓的无接触式数据交换模式。在未来几年当中,数字芯片的增长将是非常快的,模拟芯片数量可能会减少。业务增长主要基于移动和便携式的图象接收。
数字视频广播领域一般可以分为三个分支:数字卫星,数字电缆,数字地面接收,这三种接收模式里面,射频的接收是必须的。我们公司在这三个方面有完整的解决方案。对于DVB-C、DVB-T,我们现在的产品已经和一些世界知名的公司进行了合作,做出一个前端的接收模块,输出将是一个MPEG2的数据格式。
我们在2003年9月份在柏林展出了一个全球首个PCMCIA的DVB-T接收机,它可以随身携带,并可以插在任何一个手提电脑的PCMCIA插槽中。柏林是全球关闭模拟电视发送的城市,目前他们已经进入数字化时代,也就是进入DVB时代。
DVB-T的PCMCIA PDA的接收机是英飞凌对整个DVB-T市场的一个主要贡献,随之推动了中国市场上DVB-T技术的发展。在上个月举行的CBIT会议上,我们公司也展出了一个DVB-T接收系统。我们公司提供三个数字视频接收的完整方案,在数字卫星中提供TUA6100和TUA6120,解调器是跟韩国PNP公司以及美国LSI公司合作,结合两部分的芯片组成一个完整的方案;在数字电缆方面,我们同样具有一个完整的方案。
在数字卫星方面,我们目前所生产的芯片是TUA6100,新一代的TUA6120芯片是一个单片的RF接收;在解调器方面,我们并没有提供这样一个专门的芯片。我们所采取的策略是和其他芯片制造商合作。我们认为,在今后的家电发展中,不仅是芯片制造商和整机制造商合作,也存在芯片制造商之间的合作,这种合作有可能在将来成为一种趋势。
展望芯片晶圆级技术,由于我们是从制造晶圆到封装测试的一个完整半导体制造商,我们也会主导射频芯片在技术领域上的市场。从接收频率角度和芯片的规模集成度,我们都在世界上处于一个领先的地位。第一代卫星接收方案采用TUA6100,这是一个网络接收模块,是一个多媒体调制器加上TDA6190混频器
,第二代方案中,我们采用了TUA6192。
TUA8000是研发当中的一个硅调谐器,主要的模块都已经集成到芯片中,包括LMA混频器和本振。第一代TUA6100卫星接收芯片中包含混频器和本振,新一代TUA6120将运放,功率分配器,基带滤波器都集成到芯片中。在卫星接收模块中,TUA6120外围元器件非常少,体积很小,根本不需要屏蔽,误码率优于参考指标。我们在新加坡成立了一个实验室,专门进行所有的电缆、卫星地面接收的参考设计,如果有什么需要的话,欢迎大家致函给我们,我们将尽力解决。
DVD和多媒体半导体技术
Wolfson公司市场副总裁Julian Hayes
Wolfson是一家半导体公司,对中国有直接的技术和销售的支持,已经有超过50种产品在市场上销售,客户超过150个,产品应用范围包括PDA、手机,消费性产品,多功能收录机等。
Wolfson在2002年的总收入,大概有三千三百万美金,2003年上半年已经达到二千九百万美金。 在销售服务方面,Wolfson不光是着重销售服务,更着重直接的技术资源,而不是通过层层的代理商。在亚洲,Wolfson在中国的深圳、台北和日本都有直接的办公室,在韩国也已经设立了一个办公室。
Wolfson在亚洲的营业额占到70%以上,因此非常注重亚洲的市场,中国大陆是Wolfson非常重要的客户基地。Wolfson在不同的产业提供完整系列的产品,而且有长远的产品规划。产品的性价比,恰到好处,而且在产品的定义方面参考产业界领导厂商的意见,从而可以把一些概念完整带到量产的阶段,这是Wolfson竞争力的由来。
Wolfson的合作伙伴之一是微软。一台微软的游戏机带有Wolfson的音频芯片。微软的机器比索尼市场的占有率低,所以微软会选择Wolfson的方案,在很短的时间里推出他们的产品。
Wolfson现在的第四代产品8753是一个非常完整的音/视频和电源管理芯片,全部集成在一个芯片里。这个芯片最主要应用在PDA多媒体电话上面,可以在这些产品上使用微软的架构和英特尔的芯片。国内很多人对这个市场非常有兴趣,因为利润丰厚。
很多人觉得移动电话非常复杂,通过CPU、DSP做处理非常麻烦,产品无法尽快推到市场。Wolfson的芯片直接可以和射频的部分交流,不用通过CPU,从而可以大大加速在语音方面的速度,加快整个市场的效率。研发手机的时候,工程师要做很多编程的工作,为了节省这些工作,8753已经把全部的工作集成在里面。除了移动电话以外,Wolfson还可以提供不同的方案。华东地区有很多DVD厂商,尤其是DVD刻录市场很大,Wolfson在DVD刻录方面也很有实力。
红外数据通讯(TrDC)
威世科技公司小信号与光电子器件部高级区域市场经理Tim Chen
Vishay今天主要介绍IrDA在红外线高速数据传输的应用,这是一种无线的、应用光进行高资料量的传输。为什么要选用IrDA作为无线的数据传输呢?主要是IrDA是目前各种无线传输方式中最便宜的一种,供电电压可以做得更低,并且传输的速率远远高于其它方式的传输速率。举个实例说明,目前在PDA、手机方面应用最普遍的蓝牙技术,其传输速率最多1Mbits/s,如应用IrDA,传输速率可达1Mbytes/s。全世界范围的大公司的技术方案,都支持IrDA传输的接口。由于现在无论笔记本电脑,手机还是PDA都越做越小,如果用有线的数据传输方式,你可能很难再增加位置,所以无线传输就非常必要,而IrDA有体积小,传输速率高,数据质量高等优点,应用会越来越广泛。
IrDA不只是在我们广泛知道的传统意义上的应用,在其他领域也有很好的应用。第一是IrFM,也就是应用IrDA进行无线付费。在POS机,加油站或者收费站,最常用的方式是付现钞,还有各种银行卡等。我们经常会带在身上的东西,比如手机,利用手机的IrDA器件,通过手机完成各种场合的付费。事实上IrDA组织已通过一些无线付费的协议,完成了应用方面的设计。买东西,买车票,或者是过路费,甚至上公车都可以通过这样一个应用进行付款,这是一个很大的突破。事实上,在日本、韩国已有实际的应用,并且越来越广泛。比如你照了一些相片,怎样把相片传到其他的设备中去。传统的做法是通过电缆传出去,如果采用IrDA,会更方便快捷。
第二个应用就是应用IrDA做遥控。大部分家用电器都有遥控功能,而每个家电都有自己的遥控器,如果有一个集总的遥控器就很方便了,把IrDA集成到手机中去做多功能遥控就能满足你的要求。现在遥控接收器的有效波长在800nm到1000nm左右,而IrDA发射的波长为886nm和950nm,已达到遥控的要求。目前已有些国家想在新的手机设计中实现家庭遥控的设想。
对于用IrDA实现IR 遥控,可能大家会有些怀疑,IrDA规定在1米以下的传输距离,怎样满足IR遥控的6到10米的距离?事实上,根据Vishay的IrDA的发射功率计算,Vishay
IrDA module完全能达到IR遥控的距离,传输距离已达到8米到10米左右,这样手机设计者完全可以将IrDA设计在手机中,通过程序控制实现多功能遥控的应用。但是不是所有IrDA
module都可去作IR 遥控,这点要特别提醒。
特别是一般的低电压工作的IrDA,其传输距离是不适合做IR 遥控的,如果要在这些IrDA Module基础上实现遥控功能,必须加上发射激励集成模块。但这样一来,用这种IrDA
module和发射激励IC来设计遥控器,线路设计会变得更复杂,而且外封装也会变得更大,从软件设计及应用场合上会受到很大的限制。而应用Vishay为实现IrDA遥控的产品,就不需要担心这样问题。Vishay已把完成遥控功能的方案设计在标准封装的IrDA
module中,同时针对EMI的考虑,Vishay已在设计中给予很好地解决,并且所有的产品都做到了PIN-TO-PIN设计,这对于工程师的后续开发有很多好处。
Vishay的IrDA技术可以支持低电压的应用,并且外型很小,已与国内的几个手机设计厂商合作,不久的将来会出现在国内的手机中,当然也包括国外的大厂商。由于IrDA的传输速度快,体积小,因此IrDA最流行的应用是在笔记本电脑。全球最大的十家笔记本电脑厂家的产品,有70%用Vishay的IrDA。
电容器在数字家电中的应用
威世科技公司电容部门高级现场应用工程师 Michael Huang
Vishay在世界上一共有60家工厂,超过2万名雇员,是全世界电阻、电容、电感最大的供应商之一。Vishay还生产二极管、三极管器件,以及电源管理IC器件等。现在很多元器件都需要贴片,如手机,笔记本电脑等都采用贴片元器件。耐压有4-20多伏,甚至超过2千多伏,主要用于滤波、DC/DC转换、音频耦合等,工作温度根据不同的环境要求,如-40?-70?。现在产品对尺寸提出了越来越高的要求,Vishay的贴片陶瓷电容器、钽电容器产品都有标准尺寸,如0402、0603、0805、A
CASE、B CASE等。因为越来越多的产品上面用到贴片电容器。贴片陶瓷电容器可以在很小的尺寸里面提供相对更多的容量。为了解决客户对小体积大容量的要求,如Y5V,X7R材料的贴片陶瓷电容器最大容量可以做到6.3V10
F。建议电容量10 F以下,选用贴片陶瓷电容器。尺寸0603贴片陶瓷电容器,容量最大到2.2 F,比较适合客户使用。
让我们先了解一下贴片陶瓷电容器的内部的结构,它是有多层单片瓷片叠加而成,面积越大电容量越大,所以能在小的体积里提供相对比较大的容量。电极一开始用银这种稀有金属来做,为了降低成本,现在X7R系列产品的电极采用银和镍来做。工艺上,把陶瓷粉经过压平以后,涂上一个电极,通过压力把它压成一大片以后,做成一个单个的陶器电容器,有很多不同层叠加,但叠加的层数越多,受温度的影响就越敏感。生产制造过程不一样,有湿层叠加和干层叠加。干层叠加相对可靠性没有湿层高,但叠加的层数比干层叠加多很多。因此,建议容量大于1
F的贴片陶瓷电容器,在应用时最好不要安排在PCB板的边缘,以减小由于机械振动和温度因素造成的热胀冷缩等而产生电容性能的变化对产品性能的影响。
湿层叠加的电容器非常明显的优点是可靠性非常好。尤其是高电压上,超过500V以上的。Vishay在德国有自己的研发陶瓷粉的研发中心,设计时把芯片在上部分和下部分陶瓷片的表层留有比较宽的厚度,这样陶瓷电容的内部结构对温度的冲击,可以起到缓冲作用,可靠性高很多。贴片陶瓷电容器当初设计的耐压小于50V,现在随着陶瓷粉的工艺不断往前发展,贴片陶瓷电容器的耐压已可满足500V以上的应用。
对于超过500V以上的应用,由于陶瓷粉单片的介质结构是很薄的,中间采用上述结构的话,就是在1000V工作,也可以起到分散的作用,因此,在高压应用方面有很大的优势。陶瓷电容器在手机上应用的时候,电容器的容量一般从几pF到10
F左右。由于陶瓷电容器有共振的现象,当容量比较大,由于陶瓷电容器的内部结构,叠加的层数很多,可能是200层,这样,本身共振的概率很高。因此,在手机或音频处理应用时,容量超过10
F,建议客户采用钽电容。而在小于10 F应用时陶瓷电容器在性能价格比上就有很大的优势。
下面介绍钽电容,钽电容内部的结构是经过压结的钽粉芯组,整个芯组通过化学反应在钽粉表面形成氧化钽,即钽电容的介质,就象我们知道陶瓷电容器的介质是陶瓷粉一样,钽电容负极是氧化钽表面沉淀二氧化锰;在二氧化锰的表面涂敷金属银,作为电极引出,另外可以对钽起到保护作用。因为现在钽电容也是一个贴片的产品,在手机笔记本电脑里面有广泛应用,并对产品本身的尺寸要求也是越来越高,也即在较小的体积内实现较大的容量,钽电容的材料是钽粉,钽粉材料的细度,即钽粉的有效表面积是扩大容量的关键,Vishay可以作相对比较大的容量。
当然作为介质的氧化钽同样受到介电常数、电压强度以及厚度的影响。现在钽电容也可以做到0805的尺寸,即P Case。0805的钽电容在应用方面和贴片陶瓷应用有很多叠加,这时候,在应用上既可以选钽电容,也可以选陶瓷电容器。随着容量增大以后,钽电容,体积也会变大。如A
Case 即1206 , B Case即3.5毫米 2.8毫米,这时容量也可达6.8 F以上。下面介绍模压式钽电容。模压式是几乎世界上比较大的一些钽电容生产的供应商都采用的方式。钽电容内部是钽芯,钽芯决定了钽电容的全部电气性能,用纯钽线作为电极引出,外压塑料盒作为封装,塑料封装占钽电容体积的将近1/3。钽电容容量要做大,钽芯也要做大,当然尺寸也岽螅?叽缬蠵、A、B、C、D、E
Case。Vishay除了这个模压式的钽电容以外,还有涂层式封装,专门针对手机和笔记本电脑的应用。封装方式在钽芯外面涂上环氧,好处是没有了塑料封装所占的1/3的体积,这样在同样的外形体积内,由钽芯填充了1/3的体积,容量就能做大。
模压式钽电容A Caes可做到33 F,而涂层式封装A Caes钽电容容量可达68 F,另外,没有塑料的封装,尺寸设计就比较灵活,可以根据客户的需求做薄。目前可以做到0.9毫米。在手机里面,其他器件如MOS管等类似芯片已经做得很薄,如果钽电容很厚,就会影响手机外壳的封装;由于涂层式封装钽电容外形设计的灵活性,Vishay可以在0.9毫米的厚度上,最大可以做到3300
F/6.3V。经比较,涂层式封装比模压式封装,有效体积明显要大。但由于涂层式外面是含氧封装的,特别是在小体积即0805尺寸,外形呈圆形,对于贴片以及我们自己在生产的过程中,都会带来很多困难。但由于手机等产品对体积的要求非常高,我们针对小体积0805尺寸,专门开发一种包装的方式,也是模压式的。
这种模压式包装,去除了电极引线框,直接在钽线通过锡引出点作为电极,是专门针对0805尺寸的,最大做到33 F,内部有效的钽芯的体积将近90%,这种封装方式在0805尺寸比较有优势。钽电容是比较特殊的,输入电压和输出电压都会受到限制,钽电容不能用到满负荷电压,如标称电压6.3V,只能用到4.3V,而其他电容标称电压6.3V,就能能用到6.3V。还有,钽电容是容量比较稳定的产品,在电压和温度变化时其电容量非常稳定。
贴片陶瓷电容器还有NPO介质材料,是容量相对比较稳定的产品,可达几个PPM,但这种产品的容量做不大。当你对容量要求不高的,但对容量稳定性要求很高情况下,选用这些产品。
DVD+RW刻录机准生产系统解决方案
飞利浦公司中国地区市场总监张富来
DVD刻录机市场正在迅猛增长,2003年的复合平均增长率超过120%,估计总的市场规模超过400万台,2004年整个市场规模会超过1千万台。随着刻录机价格迅速下降,整个生产量也会得到很大的提升。
而DVD播放机市场已经基本接近饱和,以后会逐步下降,取而代之的将是DVD刻录机的产品。DVD市场还有一个分支产品,就是DVD刻录机与DVD家庭影院的结合:Home
Theater in Box(HTIB)产品。“Home Theater in Box”就是把DVD刻录机和家庭的功放部分连接一起,构成的一个市场。这个市场目前很小,2003年的市场估计只有30万台,2004年可能80万台,以后的增长会很快。因而总体上,DVD刻录机市场非常看好。
PNX71xx产品是飞利浦半导体的第一代DVD刻录机单片方案,但它是飞利浦第三代DVD刻录机解决方案,原来采用两片的方案。PNX71xx将MEPG2的编码和解码合在一起。它采用0.18微米的半导体工艺。飞利浦马上将宣布推出PNX72XX系列芯片。该芯片在PNX71xx基础上增加了逐行扫描,采用了新的单一存储器架构,生产工艺也从0.18微米提升到0.12微米,芯片的体积非常小。飞利浦计划把一些数码的输入,包括1394的链路层,还有解码部分,全部放在一起,而且采用共享内存架构,最后作成一个纯粹的DVD刻录机单片方案。飞利浦是一家真正从头到尾都有解决方案的供应商,包括光头等,因而集成这样一个单片应该有很大的优势。
PNX7100是飞利浦半导体已经在大规模生产的单片解决方案。它的主要特点包括以下几个方面:第一,单一的平台可以支持不同系列的产品,它可以做成DVD刻录机,也可以做成硬盘录像机。另外,飞利浦已经有一个实用的DVD+RW的软件库,完全兼容DVD+R和DVD+RW标准。另外飞利浦拥有实施制作DVD的中间件和中间软件。DVD+RW是一个新兴的标准,它的复杂度很高,覆盖模拟电视和DVD技术,所以里面的软件应用很重要。PNX7100应用的是飞利浦的Nexperia平台,内置一个MIPS处理器,还有6个显示层,有两个独立的视频通道,原则上完全可以做成一个DIP的应用。该芯片还有高质量的DV转录功能。
飞利浦半导体推出的DVD+RW准生产方案内部结构非常简单,并且可以根据需要进行调整和优化。如果客户需要的话,马上可以就进入规模生产。PNX7100有一系列产品,根据不同市场需要,飞利浦可以提供不同的IC。如果需要IC产品带有DVD转录功能,飞利浦半导体有PNX7103/7102。如果不要求DV转录功能,飞利浦半导体有PNX7105/7104。飞利浦正在对该系列准生产方案进行改进。现在的准生产方案里面,第一批应用的时候,利用AV2,芯片是用PNX71xx来做。飞利浦接下来将推动AV3,使用新推出的PNX7200系列IC,可以做出相对低成本、性能高的产品。在用户界面方面,目前客户可以改动的不是太多,但未来用户可以使用用户界面工具(UIT)现场来做客户化的工作。目前采用PNX7100的代码为“RW001”一个方案,目前已经进入生产了。飞利浦正在对模拟板和数字板进行改进。接下来飞利浦半导体将向中国OEM厂商推出PNX7200系列。飞利浦还会推出采用PNX7200并重新设计的模拟板,使整个系统更加简单。RW001参考设计有很好的兼容性。在一个产品推出来后,如果它的兼容性比较差,专业的用户知道是兼容性的问题,而非专业的用户会认为厂商的机器有毛病,导致退货。飞利浦在这方面有着丰富的经验,目前这已经是第三代产品了,此前有第一、第二代,主要的客户是飞利浦消费电子部门,因而这一方案已经有多年的经验,生产总量已经超过100万台。飞利浦根据客户的反馈不断对方案进行改进。另外在制定DVD+RW标准时,飞利浦考虑了与市场上所有的DVD格式和DVD
ROM的兼容性。因而飞利浦的解决方案有很好的兼容性能。另外DVD+RW刻录机重要的特点是可靠性。在录制节目的过程中出现中断是非常糟糕的事情。DVD刻录机跟DVD播放机来比,在技术方面上了一个新的台阶,技术比较复杂。DVD刻录机在市场的退货率也比较高,这是一个潜在的危险。克服的办法有赖于对技术的掌握。可靠性出现问题的主要原因在于交互控制管理的不好。系统的稳定性是至关重要的影响。飞利浦参考设计有两年的实践探索,所以基本参考设计来自飞利浦消费电子部门的方案,客户可以分享其经验,生产出稳定的产品,避免高退货率。另外,国内的产品要向欧洲或美国出口,如果产品在当地无法得到最终用户认可,可能会是一个比较大的问题。除基本功能外,欧洲或美国要求的一些功能,像支持卫星节目记录、闭合字幕功能、内容分级刻录、图文电视等,飞利浦都可以支持。
飞利浦推广的DVD刻录机主要是想取代VCR录像机,就是模拟的磁带录像机,而不是简单取代现在的DVD播放机。现在目前在欧洲和美国每年都有超过1千万台VCR机器在卖。消费者已经非常习惯VCR的一些功能,DVD刻录机也必须有具备这些功能。飞利浦已经完全做到了这些功能并通过了检测。飞利浦刻录机RW001方案是业界首选的方案,它具备很好的兼容性、可靠性和先进的技术功能。针对不同的市场,飞利浦还可以提供不同的方案。
平板显示器市场中的机遇与挑战
Isuppli公司执行副总裁Paul Semenza
ISuppli简单对整个全球的显示市场做了快速的回顾和展望,主要关注两个方面的问题,显示器件未来的发展方向,以及显示系统在全球的走势,同时包含中国厂商在显示器领域扮演什么样的角色,面临什么样的挑战和机遇。纵观显示器市场,传统的技术有CRT和LED,同时还应关注新兴的显示技术,像OLED、背投以及其他新产品新技术。显示器领域是LCD市场的主要驱动力。
过去的几年中,LCD已经取代了CRT市场,占领了显示器50%的市场份额。现在在PC和台式机领域小尺寸的显示器是主流,但显示器尺寸越来越大是发展的趋势。15英寸的显示器现在已很普遍,17英寸已经出现,将来发展到21英寸,甚至40英寸。尺寸变化对LCD面板厂商影响很大。因为每一次尺寸的转换,都需要足够高的产能来支持,比如1500万以上的产量。如果市场定位出现失误,将会造成很大损失。
目前PC用LCD面板占据很大的市场份额,但是从2005年以后,TV用LCD的产量增长很快。今年很多厂商转向了TV用LCD。大型厂商的市场转型,使PC用LCD价格上扬,并有可能会造成生产过剩,因为大尺寸的TV
LCD市场没有启动。这种在PC用LCD和TV用LCD的市场分布,会对TV LCD的价格走势有微妙的影响。在整个LCD面板供应商中,韩国公司和中国台湾公司占领了绝大部分市场,如LG
Philips和Samsung两家公司占据40%的市场份额,其他为中小型的台湾厂商所占领。从地区分布来看,日本厂商在PC LCD方面的影响力正在下降,重点放到TV用的LCD以及手机用LCD。
便携式产品如PDA、手机是LCD的另一个应用领域。日本厂商已经将他们现在的产能转移到这方面来,如手机彩屏,在亚洲和中国用得很广。在欧美,手机对LCD需求量的潜在市场也很大。另外有些特殊的客户定制AV产品,也会需要TFT
LCD。有些折叠手机,两个屏用的显示技术是不一样的。有的用TFT,还有用OLED这种技术的。驱动LCD的市场主要动力还是来自传统的PC领域,目前大概消耗50%以上的LCD面板,另一个驱动力是手机,虽然尺寸很小,但全球出货量很大。很多人愿意投资大尺寸的TV
LCD,是因为利润高,竞争较少。但随着越来越多人的加入,价格会拉低。
一些新兴的显示技术也很值得关注,如OLED和IMS显示技术,柔性技术,新型显示元件,还有其他一些晶体管。一些TFT LCD性能方面得到很大改善,比如食品质量提高,屏做得非常薄,甚至可以弯折。OLDE以前主要用在汽车领域,如汽车音响的显示,现在可以用在手机上。无疑OLED市场会成长非常快,但还会受到LCD的竞争,因为LCD在性能方面已经深入人心,如果OLED能够在成本性能方面得到改善,它会有很大的发展。
在中国市场, CRT还是占据市场主流,未来几年,LCD特别是在一些高端应用逐渐显示出它的优势,然后逐渐高于CRT市场。从生产情况,中国现在是显示器的制造大国,主要有巨大的内销市场和出口市场,其次是韩国和其他地区。从全球显示器市场来看,PC厂商
通过捆绑LCD取得了一定的市场份额,另外就是传统的电子厂商如LG和Samsung。中国市场比较分散,联想以及国外的厂商正在瓜分中国显示器市场。有一个事实不容忽视,那就是主宰整个显示器市场的还是CRT。在中国市场,CRT还是市场主流,另外背投的增长比较快,LCD和PDP技术的竞争在中国还存在,虽然LCD前景光明,但预测在中国占的分量并不大。
LCD技术发展主要有两个方面:一方面,传统的技术从桌面电脑应用切换到其他领域,另外就是新兴的领域,像手机,需要特别的显示技术。中国的发展方向应该是提高自己在产业链的位置,从只做组装到自己能够生产。中国企业面临的最大风险就是投资很大。中国已经成为CRT的生产大国,现在LCD逐渐转移到中国来生产。整个LCD行业的投资情况,类似现在的半导体行业。中国有良好的基础设施和不断成长起来的人才,吸引了很多投资,在显示器行业将会有一个投资热潮。
这个行业充满风险,投资一个TFT生产线需要20亿美金的数额。现在韩国已经正在不断加大投资,他们的资金主要来自内部,台湾也在投资,他们主要来自小的投资商,日本这方面投入相对较少。
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