術(shù)與產(chǎn)品相繼在成都、深圳、上海、北京的IIC-China 2008舞臺(tái)上絢麗亮相,射頻和微波技術(shù)展區(qū)及電源技術(shù)展區(qū)的人頭攢動(dòng),還有討論熱烈的研討會(huì)……2008年的IIC展會(huì)華麗而又圓滿,眾多工程師們得以置身于電子領(lǐng)域最前沿、親身體驗(yàn)并獲取最新的應(yīng)用技術(shù)與資訊。《電子工程專輯》網(wǎng)站已在展會(huì)同期及時(shí)報(bào)道了海量豐富資訊,而這里,我們?cè)僖淮握砹艘恍衢T趨勢(shì)與技術(shù)和大家分享。
低門檻使觸摸屏方案略顯擁擠,高端應(yīng)用領(lǐng)域有待靈感挖掘
在觸摸控制/手寫功能時(shí)尚潮流的帶動(dòng)下,IIC-China上涌現(xiàn)了多家公司的觸摸屏方案,針對(duì)的應(yīng)用領(lǐng)域也五花八門。例如希格瑪微電子針對(duì)MP3/4+推出了由一顆8位MCU實(shí)現(xiàn)的觸摸功能的芯片和一顆MP3/4芯片組成的觸摸雙芯片解決方案；TI公司也不僅僅展示自己最新的達(dá)芬奇技術(shù),同時(shí)也推出了基于MSP430 MCU實(shí)現(xiàn)電容式觸摸傳感的解決方案。
在接近電容式觸摸傳感控制器方面,飛思卡爾的MPR081非常適合用于旋轉(zhuǎn)界面應(yīng)用,MPR082非常適合觸摸板應(yīng)用。通過采用相同的針腳布局,能夠簡(jiǎn)化控制面板管理、交換機(jī)更換、旋轉(zhuǎn)和直線滑動(dòng)開關(guān)以及觸摸板實(shí)施。兩種觸摸傳感器器件都使用數(shù)字輸出I2C接口進(jìn)行通信,運(yùn)行在適合消費(fèi)類電子的理想電壓范圍。
而賽普拉斯更是以先入者的姿態(tài)在觸摸傳感領(lǐng)域做出一些門道來,比如可以用于使用條件更惡劣的洗衣機(jī)等需要更高ESD保護(hù)和抗干擾性能的白家電領(lǐng)域,另外,一般競(jìng)爭(zhēng)者的方案一個(gè)I/O智能控制一個(gè)按鍵,一般只做到10個(gè)按鈕以下的方案,而據(jù)該公司FAE透露,PSoC CapSense的方案可以替代48個(gè)按鈕。
電容式觸控技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)在于界面可以做得非常絢麗,支持多點(diǎn)觸控,但對(duì)于中國人喜愛的手寫功能來說,電容式觸控技術(shù)的精度不夠高,而這正是電阻式觸控技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)。多家半導(dǎo)體公司展出了成熟的電阻控制方案,其中北京昆騰微電子有限公司也展出了自己的4線觸摸屏控制芯片KT0346,其內(nèi)部整合了一個(gè)12位125 kHz的SAR模/數(shù)轉(zhuǎn)換器。
而未來的新風(fēng)潮已有跡象:蘋果近日已經(jīng)把多點(diǎn)觸摸顯示屏作為iPhone中的通用配置；微軟也展示了它的多點(diǎn)觸摸Microsoft Surface,把普通的臺(tái)式電腦變成帶交互式界面的電腦,我們?cè)诓聹y(cè)也在憧憬,IIC-China 2009上,中國系統(tǒng)廠商是否會(huì)對(duì)這樣的多點(diǎn)觸摸技術(shù)提出更大的需求？是否同時(shí)也會(huì)有廠商帶來更多的解決方案？
針對(duì)細(xì)分應(yīng)用,閃存MCU更高集成、更低功耗、更快速度成焦點(diǎn)
在去年的IIC展會(huì)上,我們還能發(fā)現(xiàn)一些MCU選用單獨(dú)的片外Flash,但今年卻已悄然發(fā)生變化,要么是集成存儲(chǔ)部分,要么擴(kuò)大容量,為了提高M(jìn)CU性能并增加易用性,大多新推出的閃存都帶有片上存儲(chǔ),而其中,又以片上閃存居多。Atmel在本屆IIC展示的產(chǎn)品是AVR MCU系列,基于閃存的ARM微控制器AT91SAM7L是此次參展的重頭產(chǎn)品,專門針對(duì)32位微控制器和32位嵌入式應(yīng)用處理器市場(chǎng),可以用電池直接供電,僅電池就可以控制系統(tǒng)的所有其他電源供應(yīng)。AT91SAM7L帶有6K字節(jié)SRAM和64/128K字節(jié)閃存,提供30MIPS的處理能力,以毫安級(jí)的電流就可以維護(hù)2K字節(jié)的備份SRAM和實(shí)時(shí)時(shí)鐘的工作。據(jù)介紹,這款MCU主要面向?qū)囊蟊容^高的手持應(yīng)用,如PDA、GPS、ZigBee傳器模塊等等。
在AVR家族中,除了tinyAVR系列帶閃存的通用微控制器,Atmel還擁有一些具有差異化特性的AVR產(chǎn)品系列:如帶有硬件乘法器的megaAVR,具有領(lǐng)先節(jié)能特性的picoPower AVR,帶DMA、多級(jí)中斷控制器以及事件管理系統(tǒng)的XMEGA等。
NEC電子的8位通用微控制器也都使用閃存存儲(chǔ)器,在NEC的展臺(tái)上,有一款使用檸檬電池供電的MCU,這款78K0R系列的MCU待機(jī)模式電流低至。該公司透露,在價(jià)格方面,由于采用閃存來代替EEPROM,內(nèi)置振蕩器,低電壓檢測(cè)功能,復(fù)位功能以及各種其它外圍器件,用戶的系統(tǒng)成本反而更低。
Microchip不僅在其8位閃存PIC單片機(jī)配備非易失性閃存數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器,在PIC32 32位MCU中更是采用更大的存儲(chǔ)容量,提供512KB閃存和32KB隨機(jī)存取存儲(chǔ)器(RAM)。瑞薩科技帶有片上閃存的R8C/Tiny系列小型高性能16位MCU結(jié)合了高性能與易用性,也是獲得同樣吸引眾多關(guān)注。
無線感測(cè)網(wǎng)絡(luò)、煙霧警示器、便攜式醫(yī)療裝置、水表、遙控器等越來越多的電子產(chǎn)品需要長時(shí)間工作在休眠狀態(tài),但它們一旦需要工作時(shí),則需要迅速喚醒。這類應(yīng)用對(duì)MCU的需求則是休眠時(shí)需要極低的電流、工作模式下需要?jiǎng)討B(tài)電壓控制、喚醒時(shí)則響應(yīng)時(shí)間要快,當(dāng)然還有體積小成本低的特點(diǎn)。
針對(duì)上述應(yīng)用,不少M(fèi)CU廠商投入了更多的力量。在IIC-China上,TI和Silicon Labs都在此領(lǐng)域推出創(chuàng)新的方案,但是雙方的策略則大不相同。TI通過推出業(yè)界靜態(tài)電流最小的LDO(500nA),配合超低功耗MSP430,使其在原來功耗上再減半；而Silicon Labs則是通過集成DC/DC或LDO來使得休眠功耗降低,操作電壓低至。兩者雖然實(shí)現(xiàn)的方式不同,卻也是各有優(yōu)勢(shì)。
TI支持雙電平電壓輸出的150mA低壓降線性穩(wěn)壓器(LDO)TPS780xx,特別滿足基于MSP430微控制器的電池供電設(shè)備的要求。TPS780xx帶來的省電有兩個(gè)方面,一個(gè)是自身耗電降低,靜態(tài)電流僅為500nA；另一個(gè)則是通過VSET引腳實(shí)現(xiàn)雙電平選擇使MCU的待機(jī)功耗降低一半。該LDO無需外部部件,即可實(shí)現(xiàn)動(dòng)態(tài)電壓縮放(DVS)功能,也就是該款LDO集成了DVS功能,這樣可以省去四個(gè)外圍的分離器件,包括三個(gè)電阻和一個(gè)MOSFET管,除了降低成本外,還簡(jiǎn)化了基于MSP430應(yīng)用的電源設(shè)計(jì)。
但是,另一家公司,Silicon Labs則正是將DC/DC和LDO進(jìn)成進(jìn)低功耗的MCU中,以實(shí)現(xiàn)更低的功耗,該公司的操作電壓最低的微控制器,使便攜式產(chǎn)品能從一顆電池取得所需電源。C8051F9xx采用最小僅4×4毫米的封裝,除了繼承上一代產(chǎn)品集成了10位高精度ADC、SmaRTClock振蕩器、64kB閃存和4kB RAM等特點(diǎn)外,最大的亮點(diǎn)在于集成了LDO或者DC/DC。在雙電池模式時(shí)采用LDO,單電池模式時(shí)采用DC/DC,從而在兩種模式下都能高效率的提供微控制器核心電源。即使操作電壓低至?xí)r,該MCU也能照常工作。
除了在功耗上做文章,處理速度也是MCU廠商競(jìng)爭(zhēng)的法寶。例如意法半導(dǎo)體STM32系列32位閃存微控制器,當(dāng)代碼從Flash中以72MHz的全高速運(yùn)行時(shí),在外設(shè)時(shí)鐘開啟時(shí)STM32僅消耗27mA的電流。其省電功能包括一個(gè)集成的實(shí)時(shí)時(shí)鐘、一個(gè)專用的32kHz振蕩器和四種功率模式,其中實(shí)時(shí)時(shí)鐘含有一個(gè)電池操作專用引腳。另外,該款MCU采用的ARM Cortex-M3內(nèi)核,處理速度比基于ARM7TDMI的同級(jí)別產(chǎn)品快30%,由于Cortex-M3內(nèi)置了快速中斷控制器,其中斷間延遲時(shí)間降到只需6個(gè)CPU周期。據(jù)介紹,除了適用于在家電、工業(yè)、安全等傳統(tǒng)應(yīng)用領(lǐng)域,STM32系列在低功耗設(shè)備,如血糖儀器、血脂儀等方面的應(yīng)用具有很大優(yōu)勢(shì)。
電視應(yīng)用琳瑯滿目,豐富體驗(yàn)需求引發(fā)多種方案
中國傳統(tǒng)休閑方式對(duì)電視的依賴,以及奧運(yùn)會(huì)的契機(jī),都大力促進(jìn)了移動(dòng)電視、互聯(lián)網(wǎng)電視、高清電視等應(yīng)用的增長,本屆IIC-China展會(huì)上,圍繞電視做文章的方案琳瑯滿目。例如安凱在基于AK78系列的移動(dòng)電視手機(jī)方案,支持CMMB,以及T-DMB、DVB-H、MediaFLO、ISDB-T等標(biāo)準(zhǔn)。AK78系列多媒體應(yīng)用處理器采用ARM926EJ內(nèi)核,主頻高達(dá)300MHz,處理速度快,是安凱公司針對(duì)目前市場(chǎng)上日益增長的多媒體應(yīng)用需求而推出的芯片產(chǎn)品。該芯片支持硬件加速,視頻顯示可支持到D1、刷新速率達(dá)到30fps。由于該芯片支持多路SPI/SDIO等各種豐富接口,可支持多模式移動(dòng)電視。安凱方案還可以支持海量存儲(chǔ),長時(shí)間錄制電視內(nèi)容,并且用戶在收看一路節(jié)目的同時(shí)可錄制另外一路節(jié)目。
想在電視上直接實(shí)現(xiàn)IP電視、互聯(lián)網(wǎng)電視和VOD等多個(gè)功能,可以考慮恩智浦半導(dǎo)體(NXP)支持/MPEG4/MPEG2的單芯片(PNX8543x)液晶電視方案TV543,該單芯片處理器的獨(dú)特圖形處理能力,可改善電視機(jī)接收的畫質(zhì),使互聯(lián)網(wǎng)上的/MPEG4內(nèi)容在LCD TV上高清播放。
目前,很多用于傳統(tǒng)模擬信號(hào)的電視機(jī)和數(shù)字到模擬機(jī)頂盒轉(zhuǎn)換器仍在使用由幾百個(gè)分立元器件組成的低技術(shù)、高功耗“鐵殼調(diào)諧器”模塊,通常帶來耗時(shí)的制造和測(cè)試過程。值得期待的是,在一些國際品牌率先采用硅調(diào)諧器(Silicon Tuner)的帶動(dòng)下,再加上未來一些高端的數(shù)字電視將需要幾個(gè)調(diào)諧器,這更是為硅調(diào)諧器提供了廣闊的市場(chǎng),直接替代傳統(tǒng)分立式的“鐵殼調(diào)諧器”。IIC-China展會(huì)上,NXP針對(duì)PC TV市場(chǎng)的TDA18271硅調(diào)諧器、可支持DVB-T、DVB-H、DVB-SH、T-DMB與ISDB-T等電視標(biāo)準(zhǔn)TDA18292；飛思卡爾的MC44S803硅調(diào)諧器；英飛凌的OmniTune系列調(diào)諧器產(chǎn)品；ANADIGICS的AIT1010/51/21等都備受關(guān)注。
在追逐新鮮體驗(yàn)的同時(shí),晶寶利則針對(duì)目前低端的CRT電視,增加一塊芯片,其變成標(biāo)清電視,這就是該公司所展出的MyHD系列高清晰度電視圖像處理芯片,一款專門為CRT電視機(jī)設(shè)計(jì)的高度集成化的模擬/數(shù)字混合處理芯片。針對(duì)大多數(shù)消費(fèi)群體暫時(shí)還難以承受目前平面顯示高清電視機(jī)的市場(chǎng)價(jià)位,使用MyHD產(chǎn)品的大量普通CRT電視機(jī)可以低廉的成本接收高清電視節(jié)目圖像。
多種無線技術(shù)爭(zhēng)奪遠(yuǎn)程抄表應(yīng)用
縱觀IIC-China上展出的自動(dòng)抄表技術(shù),一種是利用網(wǎng)絡(luò)直接傳輸采集的數(shù)據(jù)；另一種則是利用現(xiàn)有的蜂窩通信網(wǎng)。例如周立功單片機(jī)發(fā)展有限公司展出的無線抄表模塊就包括GSM/GPRS模塊,CDMA模塊等。從應(yīng)用上講,不僅支持各種抄表(水表,電表,燃?xì)獗淼?應(yīng)用,還能實(shí)現(xiàn)許多監(jiān)控應(yīng)用,例如鍋爐監(jiān)控,自來水管道監(jiān)控,天然氣管道監(jiān)控,石油管道實(shí)時(shí)監(jiān)控等。
后來人們又提出熱點(diǎn)和藍(lán)牙的概念,但這兩種方式的特點(diǎn)是高數(shù)據(jù)率,耗電量過大。近年來,隨著ZigBee技術(shù)的發(fā)展,人們似乎又將目光轉(zhuǎn)到了ZigBee上,IIC-China展會(huì)上工程師就對(duì)飛思卡爾的第三代ZigBee平臺(tái)、TI的ZigBee方案流露出了濃厚的興趣。
無疑,ZigBee技術(shù)具有超低的功耗,但根據(jù)目前技術(shù)的進(jìn)展,配置網(wǎng)絡(luò)的成本似乎也不見得低,況且該技術(shù)所用的頻段為頻段,在許多樓宇中,建筑物的隔擋也是一個(gè)問題。在這種背景下,Cyan科技提出采用蜂窩通信子網(wǎng)的概念,將一個(gè)子網(wǎng)合成為一個(gè)“節(jié)點(diǎn)”。該節(jié)點(diǎn)稱作為主節(jié)點(diǎn),采用傳統(tǒng)的方式與主站通信,而主節(jié)點(diǎn)下面是N個(gè)從節(jié)點(diǎn),每個(gè)從節(jié)點(diǎn)對(duì)應(yīng)著一臺(tái)計(jì)量表。節(jié)點(diǎn)的配置是靈活的,即任何一個(gè)從節(jié)點(diǎn)可以被設(shè)置成主節(jié)點(diǎn)。主節(jié)點(diǎn)與管理中心的鏈路可以是USB,GSM/GPRS,CDMA,以及以太網(wǎng)等。
無線抄表系統(tǒng)也是Integration收發(fā)芯片在中國市場(chǎng)的一個(gè)典型應(yīng)用。Integration代理商貝能科技展出了基于Integration IA4421 RF射頻技術(shù)開發(fā)的無線自動(dòng)抄表網(wǎng)絡(luò),該網(wǎng)絡(luò)由三種設(shè)備組成:主控器、路由器和終端。主控器負(fù)責(zé)傳送PC控制信息到無線網(wǎng)絡(luò),或者直接控制網(wǎng)絡(luò)。路由器在中間起到續(xù)接作用,主要是為了延長抄表距離。終端主要負(fù)責(zé)計(jì)量和傳送數(shù)據(jù)。
SSD存儲(chǔ)IIC初顯身手,市場(chǎng)反應(yīng)有點(diǎn)淡
近來流行的熱門話題SSD技術(shù)在IIC上露面,不過或許是由于價(jià)格、性能、或者是針對(duì)不同的目標(biāo)群體等綜合因素,實(shí)際市場(chǎng)關(guān)注度和媒體的熱評(píng)對(duì)比鮮明。三星電子展出了基于SaDPT技術(shù)的30nm 64GB NAND閃存晶圓及其芯片、eMMC和moviMCP產(chǎn)品以及1.8"/2.5" SSD等。其中eMMC是用于移動(dòng)設(shè)備、汽車導(dǎo)航系統(tǒng)、音頻播放器和數(shù)字?jǐn)z像機(jī)的存儲(chǔ)產(chǎn)品,而moviMCP則是利用MCP技術(shù)使eMMC能與DRAM、NOR和NAND閃存集成在一個(gè)封裝里面的移動(dòng)內(nèi)存產(chǎn)品,它使得系統(tǒng)的引導(dǎo)、代碼和數(shù)據(jù)的處理以及數(shù)據(jù)存儲(chǔ)都可以在moviMCP封裝里面實(shí)現(xiàn)。對(duì)于使用SATA II接口的1.8"/2.5" SSD,三星表示將在2008晚些時(shí)候推出128GB的SSD。
由于對(duì)于傳統(tǒng)硬盤而言,閃存更能適應(yīng)高溫、易受撞擊的工業(yè)環(huán)境,采用閃存作為存儲(chǔ)介質(zhì)也成為工業(yè)界的共識(shí)。勁永國際(PQI)與TDK合資的臺(tái)灣多利吉科技股份有限公司(CoreSolid Storage)也在IIC上露面,展出多款工業(yè)用SATA接口DOM(PQI專利的硬盤模組)和PC用SSD。
不過,就IIC觀眾的反應(yīng)來看,由于OEM面臨成本和設(shè)計(jì)方面的障礙,大容量的SSD在中國的商用似乎沒有業(yè)界所期待的那么快,所以這也促使一些SSD廠商暫時(shí)把目光瞄向服務(wù)器市場(chǎng)。我們認(rèn)為,在PC界廣泛采納SSD之前,該技術(shù)還有待在成本和設(shè)計(jì)兩方面實(shí)現(xiàn)巨大改進(jìn),其進(jìn)展如何,亦值得拭目以待。
作者:趙娟
