飞思卡尔专注嵌入式处理和连接技术

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        “应用是半导体产业发展的真正推动力。”去年11月28日飞思卡尔在深圳举办了在中国的第二届技术论坛(FTF),首席技术官Lisa Su女士表示。她还说,目前有三个趋势正在影响半导体业的发展,分别是网络、节能和老龄化,半导体公司在开发新产品时应该关注这些方面的需求。在本届技术论坛上,来自飞思卡尔各部门的技术专家分别向中国工程师介绍了网络、无线技术、多媒体技术等的开发热点与技术趋势。 

        网络节能老龄化是三大应用热点 

        在过去三四十年中,摩尔定律一直指导着产业的发展,但今天除了摩尔定律外,产业发展还出现了很多差异化规律,市场不再一味地追求先进技术,而是要综合考虑产品在特点、功能、性能、可用性、易用度等方面的情况,因此,飞思卡尔要把这些因素综合在一起来设计生产产品,例如我们的绿色产品就是利用MCU和传感器等并不算非常先进的技术,实现产品的智能化节能。 

        飞思卡尔首席技术官Lisa Su在讲演中首先谈到了未来十年推动半导体业发展的驱动力。“我非常热爱技术,但技术并不能推动产业的增长,应用才是真正的推动力。”她说,“我们看到20世纪90年代,PC推动整个半导体业的发展,但这一应用的推动力在今天已经减缓了,如果看看最近十年,或是下一个十年,真正能够推动半导体业发展的是消费类产品,这不仅包括家用和手持消费产品,还包括汽车的娱乐信息产品。” 

        她随即谈到了应用的三个主要趋势:一是连接性。她说,现在网络影响了我们的整个生活,从我们熟悉的传统语音,到亚洲地区流行的短信,再到网络搜索信息和购物。这也是一个产业发展的趋势。大家希望在任意时间、任意地点能够获得想要的东西。第二个趋势是有关能源的,我们今天的发展消耗着大量的能量,因此我们的技术应该走向绿色节能。第三个趋势就是老龄化,Lisa Su说我们应该总把它记在心中,现在的技术,使我们可以采取非常不同的方式来照顾老龄人群,我们可以在医疗保健、安全性(例如汽车安全性)以及方便性等方面进行创新。而从上述这三个趋势,也可以看出消费电子正在推动未来工业的发展。 

        Lisa Su随即介绍说,飞思卡尔的技术重点是要成为嵌入式处理和各种连接技术解决方案的领导者。“如果我们看增长速度和发展前景,嵌入式处理是半导体业中最让人兴奋的领域。”她说。 

        最近几年,飞思卡尔每年的研发投入都超过12亿美元,他们正与整个生态系统中的成员们合作开发的技术包括几大类:一是通信处理器,在这方面,今天最大的挑战就是多核技术。他们将在下一个五年到十年之中致力于多核架构的研发。二是无线技术。现在,很多基带芯片仍然采用65nm工艺,但飞思卡尔将很快转移到45nm以及32nm技术,进一步减少功耗,减少静态电流,并提供更高的性能。三是多媒体应用。虽然目前基于i.MX的多媒体应用还集中在个人消费电子上,但在未来的几年,大家会看到i.MX用到汽车上,为用户提供非常关键的信息。此外,她还谈到节能。例如电池控制系统,通过传感器和MCU,可使系统节能智能化,这并不是先进的技术,Lisa Su把它叫做超出摩尔定律之外的技术。 

        此外,飞思卡尔还开发了130nm带有模拟特性的数字工艺技术,可以把数字和模拟产品集成在一起。还有一个关键技术就是封装。他们的SIP封装中包含传感器、MCU、电源及加速器,同时他们还开发了RCB封装技术,可以将封装尺寸减少30%,更加绿色环保。 

        Lisa Su还谈到了平台化概念,就是他们对同一类产品要提供一个类似的平台,例如他们从高端3G手机解决方案和低端的2G解决方案是基于同一个开发平台的,这样可以开发不同的产品,同时缩短了上市时间。 

        坚定支持中国TD发展 

        近几年,飞思卡尔将无线技术的开发重点放在了3G及以上的技术,如LTE。对于3G标准之一的TD,Fawzi Behmann认为它技术上有很多优势。他说,TD是时分双工系统,上下行链路速率可依据具体应用而动态调整,这使TD更容易地去适应不同数据速率的通信。而且TD上下行采用同一频率,这样,基站端可根据在上行链路上得到的接收信号来估测下行信道的信息,这对应用自适应天线波束赋形技术(adaptive beam forming)有好处。从性能上来说,TD是GSM频道效率的3倍到5倍,可以从GSM无缝地转换到TD,这可以再利用到GSM/GPRS网络。 

        近几年,飞思卡尔将无线技术的开发重点放在了3G及以上的技术,如LTE。对于3G标准之一的TD,飞思卡尔网络与计算机系统策略市场经理Fawzi Behmann认为它技术上有很多优势。他说,TD是时分双工系统,上下行链路速率可依据具体应用而动态调整,这使TD更容易地去适应不同数据速率的通信。而且TD上下行采用同一频率,这样,基站端可根据在上行链路上得到的信息来估测下行信道的信息,这对应用自适应天线波束赋形技术(adaptive beam forming)有好处。从性能上来说,TD是GSM频道效率的3倍到5倍,可以从GSM无缝地转换到TD,这可以再利用到GSM/GPRS网络。 

        “运营TD有好处。对比其他3G标准,TD可以减少自干扰,并能够最大限度地利用现有可用的频率,减少了保护频带(guardband),支持互联网非对称UL/DL。”Fawzi Behmann说,“而运营TD带来了经济上的好处,例如,它可以重复利用现有的GSM/GPRS基础设施,这样运营商可以逐步进行投资,减少了投资的风险。” 

        对于市场情况,Fawzi Behmann说,今年在中国有5亿手机用户,预计到2008年将增加1.4亿部手机,其中有2000万部到5000万部,也就是新增手机总数的14%到34%是TD手机,在TD测试的8个城市中,有1.8万台TD基站的需求。 

        Fawzi Behmann表示,飞思卡尔将坚定的支持中国TD的发展。据悉,飞思卡尔今年在中国成都开办了第八个实验室,这个实验室将针对先进的RF、数字信号处理器(DSP)以及通信处理进行研发。Fawzi Behmann说,预计2009年该实验室将有100个工程师。这个实验室将扮演飞思卡尔在TD技术方面的关键推动角色。 

        据悉,飞思卡尔也是第一个提供可商用的TD标准RF完整电路的公司,这个RF电路采用了塑料封装,降低了器件的成本。飞思卡尔MSC8144是为中国TD标准优化的基带信号处理器件,是目前可以在市场上看到的产品中性能最强的,它基于Power架构的Power QUICC产品,集成度高,处理能力强,可以降低系统的成本。与此同时,飞思卡尔已经投入了很高的研发成本来开发多核技术、应用加速器及生态系统。 

        通信处理器面临多核架构挑战 

        最近大家都关注WiMAX技术。Lynelle在回答《中国电子报》记者问题时表示,WiMAX技术未来主要有两个市场:一是在一些还没有3G标准的新兴市场,WiMAX技术是一种选择;二是一些已经有3G标准的市场,WiMAX技术可以作为网络覆盖不到地方的一种补充。而WiMAX技术面临的最大挑战是各地的频率要求非常不同,为此飞思卡尔在努力研发不同频率的产品,以满足所有市场的需求。 

        飞思卡尔的网络业务覆盖了从消费者到企业用户的终端和基础设施,包括有线和无线技术。其中,基础设施占了整个网络业务的45%,增长也非常稳定。全球最主要的OEM企业都是他们的客户。据飞思卡尔高级副总裁及网络与多媒体部总经理Lynelle McKay介绍,2007年,亚洲通信基础设施OEM企业从飞思卡尔采购产品的增长速度是最快的,因为他们不仅在本国内开展业务,还在全球范围内进行扩展。而他们在基础设施技术创新方面遇到了一个重大的挑战,就是下一代的网络需求是移动的、无线的,这要求他们尽可能提供WiMAX和LTE这类网络,而且这些新网络要跟上一代兼容。 

        Lynelle说,他们认为推动下一代网络发展的就是多媒体应用。而为了完成大的通信任务,在通信处理方面下一代创新的一个主要的技术之一就是多核处理器。“提到多核处理器,它不是仅仅将很多内核放在一个总线上,事实上,我们的很多竞争对手就是这么做的,但是我们认为要能真正实现多核的价值,并实现扩展性,就要进行一些加速处理。”Lynelle说,“飞思卡尔主要采用三个方式来实现这种变革:一个称作Fabric,即内核不是挂在同一总线上,他们之间的通信采取网状;二是应用后部缓存;三是实时硬件加速,这些都能够帮助优化多核的性能。”据悉,多核产品将应用到从低端的家庭媒体HUB到高端的IMS的控制器。 

        此外,目前多核架构还遇到软件方面的挑战,就是原来单核上的软件如何移植到多核上,以及多核架构上软件的开发。目前,飞思卡尔已经能提供一系列多核仿真和模拟的开发工具。 

        而在通信处理器上的另一个重要变革就是制造工艺。Lynelle介绍说,他们将从现在的90nm工艺直接跳到45nm。45nm产品的面积比90nm将减少50%,同时功耗降低50%,而性能提高了四倍。“我们与IBM联盟共同研发45nm和32nm技术,BULK CMOS以及SOI。”她说,“45nm产品将在明年底量产,在Chartered进行生产。” 

        汽车电子是应用处理器新市场 

        i.MX除了用在很多消费多媒体产品上(如手机、PMP)外,还有一些新兴的应用,如在汽车信息娱乐系统中的高级多媒体音视频及导航应用,汽车软件升级的高性能处理,零缺陷的检测等等,这些不仅用在高档汽车上,还用在标准的汽车上。 

        “目前很多中国企业基于我们的应用处理器i.MX开发的产品都是低端的,但渐渐地,会有一些企业开发高端产品。” 飞思卡尔无线和手机系统组多媒体应用部门总经理Paul Marino说,“例如在技术论坛上我们宣布与中国OEM企业广达电脑建立合作伙伴关系,他们将采用i.MX开发VOIP的系统产品。明年,一家中国手机品牌厂商将推出采用i.MX的高端智能手机。” 

        除了飞思卡尔在中国大力推广他们的应用处理器i.MX外,还有很多国内外企业也在推广应用他们的处理器,而且这其中很多都是基于ARM核的产品。为此,Paul Marino向记者介绍了他们产品的一些特别之处。他说,有一个ARM核心只是一个起点,从起点开始,飞思卡尔的i.MX还有五大优势: 

        首先,应用处理器除了ARM核外,还要有存储器Cache。这样,如何将外部存储器集成到应用处理器内部,而且使他们的处理速度非常快,对Cache的连接和处理就非常重要。Paul Marino认为他们在这方面处理得非常有效率。 

        其次是低功耗,i.MX在这方面也做了很多工作,现在i.MX的音频功耗小于14mW,视频功耗小于130 mW。 

        第三个特点与性能和功耗相关,就是他们采用硬件进行专门的编解码和图像处理,同时有硬件对编解码进行加速,这使i.MX性能得到了提升。 

        第四是i.MX有一整套开发系统和软件支持,这里有飞思卡尔自己提供的,也有合作伙伴开发的。“飞思卡尔提供音视频编码和PDK(产品开发套件),使客户缩短了产品上市时间,因为我们面对的不是两年上市的产品,而是9个月就要上市的产品。”Paul Marino说,“我可以自豪的介绍,我们在上海的研发中心就开发Cordec、DSP主板支持套件,此外我们的合作伙伴,如Greehills、Mentor都在开发客户所需的软件工具。” 


        最后一个特点就是安全性,飞思卡尔在这方面开发了自有技术来保护媒体不受外界非法入侵。 


        针对《中国电子报》记者的问题,Paul Marino介绍说,他们还没有开发手机电视产品,因为现在全球有很多标准,同时一些地区的标准没有确立,而针对任何一个标准的手机电视芯片出货量都太小,没有足够的利润,所以飞思卡尔还没有进入这一市场。

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