2008年4月26日 星期六
為外接式高容量儲存裝置加入保密防護
隨著外接式媒體在消費性產品中的應用激增,資料儲存的安全性也就變得更加重要。新產品必須具備保密防護功能,防止機密資訊遭到竊取。
生物辨識(biometric)保密功能即為一項經濟實惠的解決方案,它不會為使用者在操作和使用上帶來困擾,例如不需要特別的密碼或額外的登錄步驟。生物辨識保密功能包括指紋感測、視網膜與虹膜掃瞄、簽名筆跡分析以及掌紋辨識等。以指紋感測為例,使用者只需簡單的手指印模就可以完成使用者認證,取得可攜式儲存裝置中的資料。
本文將針對USB高容量儲存(mass storage)裝置上的指紋保密功能,簡單說明設計程序的各個步驟。
身份辨識與保密關鍵
身份辨識的方法眾多,從密碼的使用、辨識裝置(dongle)到生物辨識都有。今天大家會發現做甚麼事情都需要密碼,而為了記住密碼,往往又將密碼記在某個地方,以保密的角度而言,這種作法無疑是違背了保密的原意。保密辨識裝置的製造成本偏高,而且容易產生辨識誤差的情況。然而,生物辨識應用則不用密碼,僅需要較便宜的簡單硬體,且指紋這種特徵是永遠不會遺失的。
關鍵字 : USB,指紋感測辨識,Cypress Semiconductor,影像感測
模組化儀器技術入門
模組化儀器結合了小巧、高效能的硬體與彈性化的軟體,以及整合了同步處理資源。模組化儀器硬體運用最新的商業技術,包括ADC、DACs、FPGAs和PC匯流排,而達到從七位數DC到2.7GHz的高解係度及高速的量測。模組化儀器軟體則內建了量測軟體,以及複雜的分析工具。使用模組化儀器可讓從事測試及設計工作的工程師自訂量測系統,選擇適當的硬體模組,並且在工業標準的軟體環境中建立自訂的量測工具,以達成特殊應用程式的需求。與模組化儀器建置在一起的系統可以提供比傳統系統更佳的彈性、精確度、產能及同步處理能力。
模組化儀器硬體包括:
● 高速數位器;
● 函數及任意波形產生器;
● 數位波形產生器/分析儀;
● 數位萬用電表(DMM);
● RF量測工具;
● 音訊/視訊擷取及產生裝置;
● 交換器。
《圖一 模組化儀器可滿足更多應用需求》
關鍵字 : 模組化儀器,NI
數位STB的架構與設計關鍵
數位電視可說是手機之外的另一波殺手級應用,它以客廳為核心,不斷地整合家庭中的其他視聽及資訊設備,形成多元應用的家庭網路;不僅如此,數位電視與手機也朝向整合之路發展,行動電視(Mobile TV)已在全球各地如火如荼的推動當中。當電視廣播系統與網路、甚至是行動通訊系統結合時,包括視訊、語音與數據的服務自然走向多元匯流的趨勢,這是一個比過去獨立型式複雜許多的應用環境,而數位機上盒(Set-top-box;STB)正位於此架構的核心位置,其面臨的設計挑戰確實繁重。
根據電視節目發送管道的不同,數位STB又可分為數位地面(Terrestrial)STB、數位衛星(Satellite)STB、數位有線(Cable)STB,以及透過網路(xDSL、Cable Modem、光纖)的IP STB等型式。整體而言,數位STB的技術主軸朝向支援HDTV(High Definition TV)及互動性(Interactive)發展,但不同市場區塊仍有其技術及應用上的偏重。為了達到產品的差異化定位,加入硬碟的數位視訊錄影機(DVR)及整合家庭網路功能的家庭網路閘道器(Residential Gateway;RG),也是數位STB的重要設計方向。
系統架構
關鍵字 : 義法半導體,ST::半導體
PC繪圖記憶體技術架構與發展
桌上型電腦和筆記型電腦中的3D rendering效益快速增加,其中記憶體頻寬扮演著關鍵性的角色。過去五年來,高階繪圖系統的記憶體頻寬每年以30%的速度成長。繪圖記憶體系統的頻寬遠遠超過PC主記憶體的頻寬。為能滿足此種對頻寬的高度需求,必需要定義出特定的繪圖記憶體I/O標準。2005年,在繪圖市場上,全新的GDDR3標準有了突破性的發展。
繪圖記憶體之發展史
最早期的繪圖記憶體和標準的通用DRAM有很大之差異性。這些早期的繪圖記憶體包括了一些特別的功能,用來支援3D rendering和視覺化過程的種種操作。一代一代下來之後,繪圖記憶體逐漸整合成標準的通用DRAM。邏輯的處理部份完全被放在GPU中,而繪圖記憶體則專門負責DRAM的核心功能。因此,使得繪圖記憶體的頻寬需求大為增加。
在90年代末期,標準的通用記憶體不再能夠提供繪圖處理器所需的頻寬。記憶體變成系統的一個瓶頸,因此誕生了x32 GDDR記憶體。英飛凌(之前的西門子半導體)是第一家推出雙倍數據傳輸率RAM的公司。該公司所提供的32Mbit DDR-SGRAM 是全球最快的繪圖記憶體。在2001年,英飛凌又推出了後續的設計,一項128Mbit(4Mx32)的繪圖DDR。
關鍵字 : GDDR3,Infineon,英飛凌,影像處理器
儲存驅動控制技術 扮演最佳配角
過去提到儲存一般人最直接的想法就是硬碟,從PC產業興起至今,硬碟一直是主要的數位儲存媒介之一,這包括單機儲存與系統儲存兩方面,硬碟由於是機械設備,所以在執行儲存任務時,透過驅動控制晶片的幫忙,協調機械的運作與資料讀寫動作,而系統級的儲存一般為企業大量資料儲存備份需求,除上述功能之外,還需要協調多個儲存設備間的工作,任務更形複雜,因此硬碟控制驅動IC的技術層次頗高。
另外,最近兩年在每個人身上的可攜式數位產品,因為多媒體功能的應用訴求,而更加強調儲存功能,所以Flash快閃記憶體也在這樣的產業發展下,成為成長最為迅速的產業之一,這些應用快閃記憶體的儲存設備,包括小型記憶卡與隨身碟等,因為使用的是儲存資料為主的NAND Flash,所以都必須搭載控制晶片,除了可攜式產品內建記憶體需要之外,小型記憶卡與隨身碟等外接式產品,每個人可能同時擁有多個隨身碟與小型記憶卡,所以市場規模較那些設備更大,控制晶片的需求量也相當驚人,最近幾年投入的廠商也頗為可觀。
快閃記憶體應用控制晶片發展迅速
關鍵字 : Flash,快閃記憶體
增進微型硬碟電池續航力與耐用度之設計
隨著內建高容量儲存裝置的可攜式消費性電子(CE)產品愈來愈受歡迎,從手機、影音播放裝置到數位相機,促使硬碟機產業必須開發各種獨特解決方案以滿足快速攀升的應用需求。如何使微型硬碟的成本更低、容量更大、電池續航力更佳以及可靠度更高,這些都是硬碟機研發業者致力發展的功能。為運用更彈性化的設計因應上述市場的需求,硬碟機製造商要求矽元件供應商提供理想的解決方案,支援架構方面的創新設計。
消費性電子產品對於省電功能的需求主要源自於持續成長的可攜式產品,以及提高可靠度與降低故障率的要求。對於硬碟機(HDD)而言,一方面須增加筆記型電腦與掌上型消費性裝置的儲存容量,另一方面又得降低功耗以延長電池續航力並提昇產品的可靠度,但這兩種需求通常無法兼顧。在運算領域,愈來愈多筆記型電腦被用來取代住家與辦公室的桌上型電腦,因此需要更長的電池續航力、更高的傳輸速度以及更大的容量,以維持與桌上型機種相同的水準。在掌上型消費性電子方面,硬碟機必須具備更長的電池續航力以及堅固的設計,以因應意外掉落的風險。
針對省電性能量身設計
關鍵字 : Agere,一般邏輯元件
快閃記憶體應用的控制晶片技術
數位相機、手機相機與MP3在這幾年來的成長十分迅速,使得消費者對儲存媒體的需求也急速增加,由於快閃記憶體(Flash)具有資料非揮發性、省電、體積小與無機械結構等的特性,適合可攜式應用,最適合使用於這類可攜式由電池供電的產品上。因此近幾年來Flash產業成為電子產業中相當熱門的一環,不管是上游的Flash晶片供應商,以及生產控制晶片的廠商到下游的記憶卡的製造與通路商,都相當的活絡。
Flash主要可以分為兩大類,一類是Code Flash用來放置系統中微處理器的程式碼,具有讀取速度快與可隨機存取的特性,但晶片容量較低。另一種則是Data Flash,具有循序讀取與大容量的特性,適合作為資料儲存的用途。而Data Flash依照電路架構又可分為NAND、AG-NAND、NROM等,但因為主要的Flash晶片廠商如三星、東芝、海力士與意法半導體都是採用NAND架構,因此我們也常將Data Flash通稱為NAND Flash。NAND Flash的晶片容量技術在這幾年中由於需求暢旺,使得各家廠商紛紛卯足全力一方面擴充產能,一方面用更先進的製程技術來量產,預估在2006年中,單顆容量為8Gb(1GB)就將成為市場主流,而2006年底將就可以看到單顆容量為32Gb(4GB),用MP3做例子,4GB足足可以聽上4000分鐘,而這相當於整整播放三天的音樂卻是僅僅存在一顆晶片中。
關鍵字 : 快閃記憶體,一般邏輯元件
平台式記憶體控制器的考量及實作
近年來手持裝置日漸普遍,體積小且具備高運算能力的裝置,已是必然的潮流。為了滿足多媒體應用日漸增多,手持裝置的記憶體容量需求亦隨之增加,因此設計高效率的記憶體控制器(Memory Controller;MC)來控制大量資料的存取,將是必然趨勢,而平台式設計方法(Platform Based Design Methodology)是目前最普遍也最有效率的設計流程。
本文擬以在AMBA-Based的設計平台上,針對平台式記憶體控制器的設計,就系統架構面以及應用需求面來考量,做一詳盡的介紹及分析。
近年隨著各式各樣的資訊產品問世,SoC的設計理念已促使平台式設計方法的興起,平台設計的關鍵想法就在於重複使用的觀念,它顛覆了以往方式,是為了特殊需求而去設計的單一特定電路(ASIC Design)。
所謂平台式設計方法的訴求在於能夠提供產品更快速的上市時間。然而,另一方面,由於是在既定的平台上進行開發,產品差異化的程度也將受到侷限,因此在開發平台上所使用的IP,就需考量到設計的彈性。將IP延伸做參數化的設計(Configurable IP),使得IP能在平台上根據不同的需求,透過參數的調整控制,便能重複被使用,縮減設計的時間。
關鍵字 : 一般邏輯元件
DC-DC轉換電路拓樸初探
在各種電子系統當中,穩定的電源供應是確保系統能正常運作的首要課題。因應各種系統不同的電壓需求,供應電壓的轉換也形成一門值得深入研究的學問。電壓轉換的方式依照電路結構與操作方式大致可分為兩類:線性穩壓器(linear regulator)與交換式穩壓器(switching regulator)。
傳統線性穩壓器使用工作在飽和區(FET)的電晶體當作可變電阻,以調節不穩定的輸入電壓,提供固定的輸出電壓。被動元件必須承受隨負載而改變的電流,若輸入電壓改變或是負載突增,則被動元件的功率消耗也會隨之增加,因此造成轉換效率的下降。
交換式穩壓器顧名思義是以控制訊號控制導通元件,使其在截止、飽合與三極管等三區作切換。它使用電感或電容做為電能儲存裝置,透過切換的動作把電能從輸入端轉送至電源供應電路的輸出端。不同於只能降壓的線性穩壓器,交換式穩壓器可以升壓、降壓或將輸入電壓反相;此外,電能儲存元件也可讓輸出電流不等於輸入電流。即使輸入電壓變化甚廣,負載變化甚大,仍可獲得極高的效率。不過由於交換式電源是以週期性的切換來達到穩定的輸出,因此會在輸入及輸出端產生脈動電流,而對系統產生不必要的干擾。
關鍵字 : DC,電源轉換器
自動化跨時域驗證方案(下)
CDC的協定
一個跨時脈域協定,可以被定義為使一個跨時脈域訊號在跨時域範圍內正確被傳輸的假設,有許多不同型態的CDC協議,被用來確認跨時域的資料是否正確被傳送,同時這也必須視何種同步架構被用到。即使CDC訊號必須靠2DFF同步器來取同步,它同時也要遵守CDC的協議:傳送暫存器的輸出端必須要一直保存它的值,直到同步器的輸出端已經準備好,以及它的值已被接收端所取樣。
《圖一 CDC協定傳輸之實例》
CDC的協定必須要強制遵守,以確認在跨時域下,資料不會被破壞。即使在設計中,正確的使用同步方法,功能性的問題還是會發生,例如,當訊號已經穩定了,但CDC的訊號卻產生變化;或是同步器的輸入訊號在接收端連續的兩個時脈週期都變化。因為傳統RTL的仿真無法模擬亞穩態狀態,錯誤通常無法經由模擬反應出來,通常藉由晶片顯示出來後,其時而正確,時而錯誤的行為讓晶片必須重新設計,因此將付出昂貴代價。
關鍵字 : CDC,Mentor
從反向工程角度看2006製程技術展望
反向還原工程公司提供工程服務,分析競爭激烈市場裏的先進晶片。也因為如此,經常發現產品的內部的技術與製程,可能與市場宣傳的不一致。因此,從反向還原工程的角度,在2006年所看到的電子產業發展,與晶片製造商以及業界專家的觀點可能有所不同。
在本文中,將透過反向還原工程技術從更高的層次展望市場既有技術與市場,內容包括處理器、FPGA與PLD、快閃記憶體、DRAM、CMOS影像感測器以及RF/混合信號晶片。
處理器
2005年業界都為發佈65nm元件整裝待發,尤其在微處理器和消費電子的領域。據說英特爾(Intel)於2005年最後一周發表了雙核「Yonah」奔騰M處理器予系統製造商,最終產品在2006年1月的CES 2006會議上正式發佈。
AMD在製程改進方面沒有那麼積極,他們計畫於2006年下半年推出65nm元件,但同時他們也逐漸加大12吋晶圓廠Fab 36的產量。AMD發展雙核產品已有一段日子,所以並不急於推出新產品,與此同時,他們也不斷改進90nm產品。
關鍵字 : Chipworks
成功導入綠色供應鏈管理工具的關鍵思考
歐盟於2003年2月公佈危害物質禁用指令(Rostriction of the use of certain hazardous substance in electrical and electronic equipment;RoHS),要求2006年7月1日後進口歐洲的電子電機產品一律不得含有鉛、鎘、汞、六價鉻、PBBs及PBDEs等有毒物質。同時國際品牌商,如Sony、HP等,為因應法規,也紛紛訂定自己的環安規範(如SS00259),要求供應商必須提前符合規定。對於電子電機產品中危害物質的含量,並以在每一均勻材質(in each homogeneous material)中的濃度為判定標準。台灣為全球高科技電子產業代工重鎮,所受衝擊自然不言可喻。
台灣之所以成為全球高科技電子產業代工匯集地,實在是植基於強大的電子產業供應鏈,而堅實的半導體產業鏈正是這串珍珠鍊上游的扣環。半導體業者製造所使用的原料雖未含前述的禁用物質,然而管理來自下游封裝廠的大量檢測報告及各式因應客戶而產生的需求調查表,仍會耗去極大的人力、物力。半導體業者在因應RoHS環保指令之時,除須就自身產業屬性為綠色供應鏈建置重點外,尚須考慮成本及效率等問題,如此才能有效管理衝擊維持產業競爭地位。
關鍵字 : RoHS
為半導體設計提供完整端至端開發套件
ARM發表最新3.0版的RealViewR開發套件,以強化SoC設計及嵌入式系統架構的軟硬體協同開發功能,並為IC設計提供更為完整的端至端開發流程。這項新方案為一套整合型的端至端的工具鏈,能真正支援軟硬體協同開發流程,針對嵌入式系統開發業者提供最佳化的SoC功能。3.0版開發工具除了支援既有以及新的Cortex-M3、A8核心之外,它還包含了多核心除錯器、Neon編譯器、全新的編譯器最佳化引擎、以及更充分的Linux支援。ARM台灣區總經理呂鴻祥表示,這是一個高度整合的端至端(end-to-end)工具鏈,能夠涵蓋從IP建置、架構規劃、韌體開發到應用程式開發的完整設計流程。
《圖一 ARM台灣區總經理呂鴻祥》
呂鴻祥表示,由於消費性產品更多功能的整合已經成為趨勢,因此需要有更高效能的處理器來執行多樣化的應用程式。而對於嵌入式系統來說,若能在晶片的設計階段就同步進行軟體的開發工作,將能夠大幅縮短產品的開發時程,這也是為什麼開發工具的重要性越來越高的原因。3.0版的開發套件主要可為系統開發工程師帶來三項效益:提供一套端到端的工具流程、將ARM的核心技術與Eclipse和Linux做更佳的整合,以及將系統效能做最佳化處理。
關鍵字 : ARM,呂鴻祥
BiCMOS製程提供放大器更高精確度
美國國家半導體(NS)為供電電壓介於0.9~12V之間的運算放大器開發了VIP50製程技術,VIP是垂直整合PNP製程技術的簡稱。VIP50製程技術是一種採用絕緣矽(SOI)的BiCMOS製程,其中採用的薄膜電阻不僅可以微調,而且精確度高,因此利用VIP50製程製造的產品無論在電源使用效率、噪訊水準及精確度的表現上都比NS的舊型號IC及許多競爭廠商的產品更好。而系統設計工程師也可利用這種製程技術開發性能更高的燃料噴射、傳送系統、醫療設備與診斷工具。以12MHz單位增益頻寬的放大器產品為例,新的製程比起採用SOT及SC70封裝的主要競爭產品可節省多達九成的耗電量。
《圖一 NS放大器產品技術行銷經理Carlos Sanchez》
NS放大器產品技術行銷經理Carlos Sanchez表示,VIP50製程主要是將電晶體裝設於絕緣矽(SOI)晶片之上,然後以溝槽相互隔離。這種以溝槽隔離的設計可將寄生電容減至最少,並可以大幅提高放大器的頻寬/功率比。這種隔離製程的另一個優點就是即使訊號電壓高於供電電壓,晶片內的電晶體仍可調節有關的訊號。此外,由於絕緣矽可以防止漏電情況的發生,因此即使在工廠或車用IC等極高溫度的環境之下運作,也不會對放大器的性能產生任何不利的影響。
關鍵字 : NS,美國國家半導體,Carlos Sanchez,訊號轉換或放大器
積極管理 降低IC發熱的負面效應
半導體製程目前的發展還是依照摩爾定律(Moore’s Low)持續推展,90奈米、65奈米也陸續成為市場的主流,製程微縮帶來的好處包括成本的降低、效能的提升等正面效益,但是散熱問題卻也越來越嚴重,這也是隨著半導體製程進步而一直無法擺脫的陰影,而且已經逐漸進入無法忍受的地步,Andigilog發展熱管理解決方案,希望能幫助半導體在製程發展的過程中,將散熱問題的影響降低。
《圖一 Andigilog總裁暨CEO Bill Sheppard》
Intel是全球半導體技術領導者,其製程技術一直都是最進步的,該公司執行長Paul Otellini也在兩年前就表示散熱是半導體發展過程中,相當嚴重的一個問題,而PC的CPU也早就加上大大的風扇協助散熱,Andigilog總裁暨CEO Bill Sheppard表示,散熱問題帶來許多負面影響,包括效能的降低、噪音、電池使用時間降低與耗電、降低產品信賴度。目前一台PC內部平均使用三~五個風扇以協助系統散熱,不過太多風扇對於PC內部的空氣對流與散熱效果並沒有幫助。
關鍵字 : Intel,英代爾,英特爾,Bill Sheppard,微控制器
Renesas整合技術產品優勢 提供完整解決方案
第三代行動通訊近來的發展迅速,各手機廠商都競相推出3G手機,系統服務商的3G服務也越來越豐富,顯示在未來一兩年之內3G必正式成為行動通訊產業主流,因此半導體解決方案供應商也在3G領域積極耕耘,期待能在3G時代搶得一席之地,半導體大廠瑞薩(Renesas)也藉著整合旗下的相關產品,期待以完整的解決方案,開拓市場商機。
《圖一 台灣瑞薩技術行銷部協理王裕瑞(左);台灣瑞薩技術行銷部經理李鴻林》
Renesas是大型半導體供應商,產品類型多樣,台灣瑞薩技術行銷部協理王裕瑞表示,該公司2005年RF IC出貨量5000萬單位,整體市場佔有率6%,在GSM/EDGE市場佔有率8%,標準型射頻晶片(RF IC)市場占有率則達10%;功率放大器(HPA)部份2005年出貨量達1億6000萬單位,整体市場占有率達20%,在GSM/EDGE市場佔有率達27%。加上該公司的多媒體處理器與LCD驅動IC建構成完整的行動解決方案。
關鍵字 : 3G,瑞薩,台灣瑞薩技術行銷部協理王裕瑞,台灣瑞薩技術行銷部經理李鴻林,系統單晶片
重視亞洲市場 拓展數位語音市場
VoIP在寬頻網路的時代發展迅速,對消費者來說使用該技術的語音通話品質已能接受,又能大量節省通話費用,所以市場接受度相當高,儘管對於服務供應商來說,有降低營收的風險,不過相信在未來VoIP絕對是不管有線或無線語音通話的主流應用之一。也因此長期專注數位語音技術的Legerity大力推展大中華地區的業務,希望能透過終端用戶產品市場的推廣,開拓網路電話的市場商機。
《圖一 Legerity總裁暨執行長Hank Perret(左);Legerity業務暨行銷副總裁David Boikess》
Legerity原本是AMD的電信技術部門,獨立成為IC設計廠商之後,便成為全球語音通訊技術的領導廠商之一,最近幾年大中華地區電視市場發展迅速,Legerity總裁暨執行長Hank Perret表示,在2002年時,大中華區業務佔該公司整體營收40%,目前已經提升至60%,所以Legerity也透過上海、台北、香港三地的分公司,積極服務市場的需求。在過去25年,Legerity在傳統的公用交換電話網路(PSTN)領域,一直是業界領導廠商,累積銷售超過3億5000萬片以數位訊號處理器(DSP)為基礎的IC及4億片高電壓IC產品。
關鍵字 : VoIP,Legerity,Hank Perret,David Boikess
記憶之鑰
許多人都有一個存放自己認為重要的物品的箱子,這個箱子裡面可能是高價的珠寶、金錢,也可能是一封信、一張相片,無論內容為何,總之是值得珍藏的東西,所以也多半會用一把鎖把這個箱子鎖上,為的就是讓箱子裡物品的安全,當然有價值的東西是在箱子裡面,但是控制箱子開啟、關閉的鑰匙儘管不起眼,卻也扮演著關鍵的角色,鑰匙遺失或是發生什麼問題就跟箱子遺失是同樣重要的。
從小到大,不管是從書上、電視甚至我們自己身上,都看過、聽過或者發生過類似藏寶與尋寶的故事,藏寶箱中的東西是最終的目標,不過開啟藏寶箱的鑰匙有時候卻更為重要,甚至成為故事的主角,其重要性令人不敢小看,就像本期封面故事的主題儲存設備驅動控制技術一樣,她是「開啟記憶之門」的重要關鍵,在數位時代要做好龐雜的記憶管理工作,更是要依賴良好的驅動控制技術,甚至還能透過其高度整合的功能,為儲存工作創造許多延伸的可能。
所以儘管儲存設備中的驅動控制IC都是屬於必要的配角,但卻是個絕對不可或缺的產品,也因為其重要性,廠商通常對其穩定性最為要求,所以通常業務一經談定轉單的機率也就很低了。近年來隨著數位消費性電子產業的發展,數位儲存需求水長船高,在隨處可見的數位儲存設備中,都有驅動控制IC的身影,也吸引廠商大幅的投入,因此本期封面故事就針對各式儲存設備的技術與市場深入探討,歡迎各位讀者參考!
盛群半導體總經理高國棟:運籌關鍵優勢 決勝IC設計產業
本社社長黃俊義(以下簡稱黃):目前消費性電子產品成為市場發展主流,盛群在此領域已累積一定優勢,而此一市場往後是否具備更大發展空間?盛群往後的策略佈局又為何?
盛群半導體總經理高國棟(以下簡稱高):以一家無晶圓廠的IC設計公司來看,要做的事情非常多。而這些事情不外乎老生常談的數位家庭,或者新興的車用電子等。基本上,產品只要牽涉到便利性的應用,都用得上MCU這種零組件。盛群(Holtek)從1983成立至今,早期發展較為偏重在傳統消費性電子產品,例如電子錶、或玩具類的小型鋼琴或電子雞等,後來隨著產業的改變,發現還有個應用領域極大的市場,就是控制領域。
《圖一 盛群半導體總經理高國棟》
控制領域的零組件分為兩大類,一類是屬於系統性的產品,一類則是屬於控制性的產品,盛群並不發展系統性的產品,因為系統性產品技術比起小型控制器要複雜許多,因此盛群將發展主軸放在控制上,早期便積極發展微控制器。從產品應用面來看,從簡單的玩具類應用著手,進而漸漸發現,這些產品在市場上應用層面非常廣,只要牽涉到控制應用就用得到MCU。
關鍵字 : Holtek,高國棟,微控制器
為半導體設計提供完整端至端開發套件
ARM發表最新3.0版的RealViewR開發套件,以強化SoC設計及嵌入式系統架構的軟硬體協同開發功能,並為IC設計提供更為完整的端至端開發流程。這項新方案為一套整合型的端至端的工具鏈,能真正支援軟硬體協同開發流程,針對嵌入式系統開發業者提供最佳化的SoC功能。3.0版開發工具除了支援既有以及新的Cortex-M3、A8核心之外,它還包含了多核心除錯器、Neon編譯器、全新的編譯器最佳化引擎、以及更充分的Linux支援。ARM台灣區總經理呂鴻祥表示,這是一個高度整合的端至端(end-to-end)工具鏈,能夠涵蓋從IP建置、架構規劃、韌體開發到應用程式開發的完整設計流程。
A-GPS技術趨勢及發展專業剖析
由於手機及GPS是無線通訊領域近年來成長最為迅速的兩大領域,而兩相結合的便是A-GPS定位技術。為什麼說在行動手持裝置上需求A-GPS技術呢?主要的關鍵是A-GPS技術的定位原理係利用行動通訊技術與手持裝置GPS的搭配,可以改進傳統GPS(conventional GPS)的定位反應時間、靈敏度、精準度,以及耗電能。進一步來說,未來在手持裝置的市場裡,唯有A-GPS技術才能達到符合FCC E911 Mandate的定位反應時間及精準度需求。
但是欲利用手機的訊號鏈路來傳輸GPS定位時所需的輔助計算資料(aiding data)的通訊協定,以3GPP所規範的方式是以control plane型式,以broadcasting方式傳送輔助計算資料,不僅在手機實作上較複雜,電信網路端要配合的改變及設備投資也較多,因此近來有許多電信業者如Vodafone及China Mobile等希求以IP-based的user plane方式傳送輔助計算資料,受到許多電信業者的廣泛支持。2005年7月OMA組織更通過了OMA SUPL的規範,並且3GPP Release 6亦針對A-GPS手機訂定Minimum Performance Standard認證規範,GCF亦將相關測試規範納入自2006年第三季起必須遵從的WI-015的範疇。
關鍵字 : GPS,A-GPS,AGPS,3GPP,RRLP,Compal,SiRF,Global Locate,OMA,行動終端器,專用型終端器
地理資訊系統面面觀
地理資訊系統(Geographic Information System,GIS)於1980年代引進台灣,當時多由學校教授介紹GIS的觀念、基本定義、並引進國外GIS工具軟體作為教學與試作之用,當時之GIS軟體多以高階的工作站為作業平台。1980年代末期與1990年代初期,GIS已逐漸在學界萌芽,政府部門也開始引用GIS技術建置先導系統,並開始數化電子地圖;值此同時,隨著資訊技術的演變,GIS的作業平台也由高階工作站逐步演化為Windows環境的個人電腦,系統架構也由單機型態演化為2-tiers主從(Client/Server)架構。1990年代末期與2000年代初期,GIS的應用日益廣泛,隨著網際網路技術的興起,GIS應用系統的架構也由2-tiers主從架構演化為n-tiers網際網路瀏覽器架構,不但政府部門使用GIS的人數增加,一般民眾亦能在網際網路的一端,透過瀏覽器享受到GIS所帶來視覺化的空間圖形效果(如圖一)。
《圖一 》
GIS的發展與空間圖資蒐集與製作、資訊與網路通訊技術、及應用領域的空間分析模式等有密不可分的關係(如圖二)。
關鍵字 : GPS,GIS,3S,Location Intelligence,LBS,MapInfo,行動終端器,專用型終端器
從外而內剖析車用GPS導航裝置
車用GPS導航產品的類別及特點
車用GPS導航終端產品是指內裝或放置在車輛上確定定位、結合GPS及行動通訊模組,將位置資訊發送給服務中心的系統終端器。目前車用GPS 導航終端產品主要分為三大類,第一類屬於車廠原裝(Before Market)、搭配GPS的整車導航設備(車載導航機),此類產品系統技術最先進,但價格也昂貴。第二類則是PDA整合GPS的車用導航裝置,此種裝置利用PDA行動手機通訊作為平台媒介,結合GPS與大地資訊GIS(Geographic Information System)軟體功能,傾向大眾化的價格。第三類則是主打A-GPS功能為主的手機裝置。
《圖一 車用GPS導航機關鍵零組件一覽》
<註:資料來源:工研院IEK(2006/04)>
按照能否行動攜帶的使用特性,車用導航產品便可區分為內嵌式(built-in)與可攜式(portable)兩種。內嵌式顧名思義便是直接內建於車體當中,透過車體主螢幕顯示相關導航資訊,搭配整車資訊如通訊導航、安全防護、文書處理、影音娛樂、遠端辨識等諸多功能,朝向一體化的發展趨勢;亦是在車載控制區域網路(Controller Area Network;CAN)的架構下,與車體結合為電子系統設備之一,成為正在發展之車用電腦(Car PC)或車輛資訊系統的一部份。因此這種整車GPS導航系統又被稱為慣性導航系統(Inertial Navigation System;INS),主訴求於整體功能的整合效果。
關鍵字 : GPS,CAN,bluetooth,藍牙,藍芽,TSP,TTFF,LNA,EMC,EMI,電磁干擾,Garmin,Holux,RoyalTek,GlobalSat,LeadTek,Gonav,TeamSharp,行動終端器,專用型終端器
從銷售數字看車用GPS導航市場
GPS系統主要分為人造衛星群、地面控制站與接收端設備三個部分。整體而言,GPS終端產品市場的興起,在於歐美日政府大力支持推廣、GPS準確度提升、關鍵晶片價格下滑等因素。
美國聯邦通訊委員會(FCC:Federal Communication Commission)在1996年所宣佈的E911,規定在2005年底之前,行動通訊業者必須確保95%以上的使用者,在美國使用手機撥打911緊急求救電話時,於可確認50公尺範圍內,使其位置辨識率達到67%。2000年美國軍方在柯林頓簽署後,取消為其國防考量參雜的選擇性接收(Selective Availability;SA)干擾碼管制,因此GPS民間定位應用的精準度就隨之提高,誤差從100公尺縮小為10公尺,效果大幅提昇。並且美國預計在今年2006年於75個大城市中廣泛實施ITS基礎建設,目標在10年內減少美國大眾15%的旅行時間,屆時GPS的普及應用度也會水漲船高。
GPS技術應用如何開始市場化
《圖一 GPS人造衛星圖》
關鍵字 : GPS,ATIS,VICS,RDS-TMC,Telematics,FCC,IEK,ABI,Strategy Analytics,行動終端器,專用型終端器
「車用GPS系統設計與應用」研討會實錄
在2003年,全球GPS產品市場規模,已經達到130億美元,預估到2008年,可以成長達到220億美元。在消費性產品領域中,主要則是應用在個人與車輛,其中,車輛市場(包括個人車用及企業市場)規模就占了一半,而且比例還在逐漸上升,市場潛力不可忽視。2003年,台灣GPS系統產品占全球產量的13.9%,GPS產品出貨量大約有417萬件,總產值達到239億元,在2004年,台灣出貨量達到612萬件,總產值達到315億元。種種數據,都顯示台灣的GPS產業正開始進入高度成長期。
為加速台灣業者進軍此一市場之實力,本次「零組件科技論壇」特針對「車用GPS系統設計與應用」此一主題,由技術面及應用面切入探討。在課程中將涵蓋GPS系統設計關鍵議題,以提供學員完整的產業及技術應用看法。
車用GPS系統市場與技術發展趨勢
工研院IEK機電運輸研究組資深顧問蕭瑞聖
車用GPS系統是車載資訊與通訊系統Telematics的一環,車用GPS導航機就是藉由GPS晶片、電腦、電子通訊與感測器裝置,即時改善人、車、路等運輸系統的互動關係,進而增進運輸系統的安全、效率,車載GPS導航機功能齊全,但價位高昂;而可攜的導航設備,與手機或PDA結合,預估在未來幾年市場需求都將呈現明顯成長,台灣在可攜式導航機領域具備完整的產業鏈,如能掌握機會將有非常好的發展機會。
關鍵字 : GPS,行動終端器,專用型終端器
空谷回音
不久前,網路搜尋服務的巨人“Google”才大張旗鼓的另取中文名稱為「谷歌」,展現其進軍中國市場的強大企圖心,不過卻遭到許多網路使用者的揶揄,除了反對這個過於文謅謅的諧音外,也無法認同業者配合中國政府篩揀特定內容的作為。其實從在商言商的角度來看,這樣做並沒有什麼特別,可能是Google樹大招風吧?也可能是人們對Google抱有較為理想性的期待?畢竟Google是一個非常資本化的組織,他們真正要回應的是投資者的期待,只是所從事的是包羅萬象、無為而治的網路服務,而基本上這兩種聲音會相互衝突矛盾。
當商業上的競爭更白熱化之後,這種衝突會更明顯,例如當微軟準備大舉投入搜尋服務的市場,且試圖在新的IE瀏覽器上預設搜尋功能後,Google就急得跳腳,到處去游說控訴這樣做並不公平等等。如果Google也能把這種商業上的競爭視為常態,不用刻意去阻擾壟斷其他業者的加入,那麼這兩種聲音是可以並存的現象,也就是說,Google又站到更高的制高點上,包容了更大的範圍。只是這樣有可能嗎?大部份人都會被利慾燻心、唯我獨尊弄昏了頭,聽不進去第三者的聲音。
關鍵字 : Google,谷歌,Microsoft,微軟
BiCMOS製程提供放大器更高精確度
美國國家半導體(NS)為供電電壓介於0.9~12V之間的運算放大器開發了VIP50製程技術,VIP是垂直整合PNP製程技術的簡稱。VIP50製程技術是一種採用絕緣矽(SOI)的BiCMOS製程,其中採用的薄膜電阻不僅可以微調,而且精確度高,因此利用VIP50製程製造的產品無論在電源使用效率、噪訊水準及精確度的表現上都比NS的舊型號IC及許多競爭廠商的產品更好。而系統設計工程師也可利用這種製程技術開發性能更高的燃料噴射、傳送系統、醫療設備與診斷工具。以12MHz單位增益頻寬的放大器產品為例,新的製程比起採用SOT及SC70封裝的主要競爭產品可節省多達九成的耗電量。
關鍵字 : BiCMOS,NS,美國國家半導體,Carlos Sanchez,訊號轉換或放大器
新產品成功之關鍵──掌握環境與客戶需求的變化
在個人電腦市場逐漸成熟,以及消費者對產品知識愈趨掌握之時,資訊業的微利時代於焉來臨。雖然台灣廠商不斷將營運活動的價值鏈深化,把堅實的全球運籌架構由單向流動轉變為雙向運行,但仍無法脫離血腥紅海的廝殺。
尤其當資訊基礎環境愈趨健全、各行業資通訊科技的應用愈趨深化、消費者資訊素養愈來愈提昇、對產品與服務的品質要求愈來愈高之際,各種新的產品構想與創意不斷出現,究竟何者會成為主流?如何確認及掌握?顯然是所有廠商一致關注的議題,也考驗著企業對未來抉擇的智慧。
事實上,企業因所提供的產品或服務能滿足市場的需求而存在,對於一個企業的長期發展而言,有幾項驅力是企業必須不斷關注的元素:
開放源碼生意經
對於一個營運已經陷入低潮的昇陽電腦(Sun)來說,怎樣開源節流應該比什麼都重要,而且不論手上有多少現金,只要是發生虧損赤字的預算,都不免膽戰心驚,因此目前該公司的策略企畫必然是精打細算,絲毫馬虎不得。然而Sun最近陸續表明了擁抱開放源碼的決心,分別在去年(2005年)12月釋出了 UltraSPARC T1處理器的原始碼,以及日前(5月16日)在舊金山的JavaOne討論會上宣布將釋出Java原始碼,且會在其Sparc-based的伺服器中更積極地使用 Linux 作業系統。很多人會以為開放原始碼,意味著放棄相關軟硬體的銷售收入,而Sun這種作法,豈不是作賤自己?或者是在做慈善事業?
關鍵字 : Open Source,Sun,Microsoft,微軟,Intel,英代爾,英特爾
為半導體設計提供完整端至端開發套件
ARM發表最新3.0版的RealViewR開發套件,以強化SoC設計及嵌入式系統架構的軟硬體協同開發功能,並為IC設計提供更為完整的端至端開發流程。這項新方案為一套整合型的端至端的工具鏈,能真正支援軟硬體協同開發流程,針對嵌入式系統開發業者提供最佳化的SoC功能。3.0版開發工具除了支援既有以及新的Cortex-M3、A8核心之外,它還包含了多核心除錯器、Neon編譯器、全新的編譯器最佳化引擎、以及更充分的Linux支援。ARM台灣區總經理呂鴻祥表示,這是一個高度整合的端至端(end-to-end)工具鏈,能夠涵蓋從IP建置、架構規劃、韌體開發到應用程式開發的完整設計流程。
關鍵字 : SoC,ARM,呂鴻祥,系統單晶片
手持多媒體設備的音訊設計挑戰
目前在電子商品賣場中,可以看到愈來愈多外型酷炫的小型手持設備,在這些設備中,除了手機、MP3、PMP、DV和遊戲機需要提供音訊處理的功能外,現在連PDA、GPS,甚至是照相機都開始出現具有音訊的功能,例如也能講電話、聽MP3或FM廣播。
若細分這些產品,又可以分為純粹提供音訊的產品(Audio Only Device),如MP3;純粹提供視訊的產品(Video Only Device),如PMP;以及以音訊功能為主、視訊功能為輔的產品(Audio Centric Video Device),Freescale日前在一場研討會中指出,再過一、兩年,也就是到了2007、2008年時,這一類的產品將是手機以外的手持多媒體設備市場中的最大宗產品(佔六成市場)。
積極管理 降低IC發熱的負面效應
半導體製程目前的發展還是依照摩爾定律(Moore’s Low)持續推展,90奈米、65奈米也陸續成為市場的主流,製程微縮帶來的好處包括成本的降低、效能的提升等正面效益,但是散熱問題卻也越來越嚴重,這也是隨著半導體製程進步而一直無法擺脫的陰影,而且已經逐漸進入無法忍受的地步,Andigilog發展熱管理解決方案,希望能幫助半導體在製程發展的過程中,將散熱問題的影響降低。
Intel是全球半導體技術領導者,其製程技術一直都是最進步的,該公司執行長Paul Otellini也在兩年前就表示散熱是半導體發展過程中,相當嚴重的一個問題,而PC的CPU也早就加上大大的風扇協助散熱,Andigilog總裁暨CEO Bill Sheppard表示,散熱問題帶來許多負面影響,包括效能的降低、噪音、電池使用時間降低與耗電、降低產品信賴度。目前一台PC內部平均使用三~五個風扇以協助系統散熱,不過太多風扇對於PC內部的空氣對流與散熱效果並沒有幫助。
關鍵字 : Andigilog,溫度感測
以SoC概念來發展UMPC
從筆記型電腦或桌上型電腦的外觀與先進性規劃來看,所謂SoC的概念,在這方面顯得相當難以整合,勉強做起來恐怕也並不經濟划算。今年3月在德國漢諾威的CeBIT展上,UMPC初試啼聲之後,更精巧的行動PC已經受到各方的矚目,相信在6月的台北Computex上會有相當多款的UMPC準備進軍這個中介模糊的新領域。UMPC的產品定位,可能造就一個八面玲瓏,什麼都可處理的3C裝置;但也可能造就一個各界都不討好,什麼都不是的過渡性產品。所以,UMPC的發展應以依循各類3C標準較為穩當,而集合各種標準架構的UMPC則是最容易落實SoC效益的解決方案。
果不其然,微軟在WinHEC 2006的硬體工程師大會上,負責UMPC硬體架構的研發人員表示,在微軟眼中,UMPC是一個平台。這樣的意思再明白不過了,所謂平台就必須是一個共通的標準,才能在各種裝置之間,面臨整合處理時做好上下協調,而面對行動工作時也能左右逢源。既然是軟硬體標準的整合工作,那麼把它設計成一顆SoC,除了架構較為固定簡單外,一般的接受度與可行性也增大許多。
關鍵字 : SoC,UMPC,Intel,英代爾,英特爾,Microsoft,微軟,行動終端器,網際終端系統,PC主機
Renesas整合技術產品優勢 提供完整解決方案
第三代行動通訊近來的發展迅速,各手機廠商都競相推出3G手機,系統服務商的3G服務也越來越豐富,顯示在未來一兩年之內3G必正式成為行動通訊產業主流,因此半導體解決方案供應商也在3G領域積極耕耘,期待能在3G時代搶得一席之地,半導體大廠瑞薩(Renesas)也藉著整合旗下的相關產品,期待以完整的解決方案,開拓市場商機。
@圖說:(圖一) 台灣瑞薩技術行銷部協理王裕瑞(左);台灣瑞薩技術行銷部經理李鴻林
@內文:Renesas是大型半導體供應商,產品類型多樣,台灣瑞薩技術行銷部協理王裕瑞表示,該公司2005年RF IC出貨量5000萬單位,整體市場佔有率6%,在GSM/EDGE市場佔有率8%,標準型射頻晶片(RF IC)市場占有率則達10%;功率放大器(HPA)部份2005年出貨量達1億6000萬單位,整体市場占有率達20%,在GSM/EDGE市場佔有率達27%。加上該公司的多媒體處理器與LCD驅動IC建構成完整的行動解決方案。
關鍵字 : 3G,瑞薩,台灣瑞薩技術行銷部協理王裕瑞,台灣瑞薩技術行銷部經理李鴻林,系統單晶片
「無線感控網」的機會與隱憂
由於GSM與WiFi的成功,使ICT產業更積極地制訂與採行更多的無線通訊技術,這包括3G、WiMAX、11n、UWB等,其中3G訴求在無線廣域網路(Wireless Wide Area Network;WWAN),未來可望升級取代GSM;WiMAX定位在無線都會網路(Wireless Metro Area Network;WMAN),做為寬頻的無線化方案與無縫通訊的補強聚合者;11n則是無線區域網路(Wireless Local Area Network;WLAN)WiFi的加速版本;至於UWB是將目標放在無線個人網路(Wireless Personal Area Network;WPAN)上。
上述這些無線網通應用,基本上都用於「公眾、企業、家庭、個人」上,但還有一塊是大家所忽略的,那就是「產業」,產業領域也正積極採用無線技術中,以IEEE 802.15.4為底層基礎的ZigBee是目前的首要代表,ZigBee訴求用在保全、醫療、玩具、電腦週邊、家庭自動化、消費性遙控、產業控制等多方、多類、多層次的感應、量測、監督、控制上,對於上述各種的無線通訊應用,一般統稱為「無線感控網路」,英文縮寫為WSAN,全寫為Wireless Sensor Area Network,然也有Wireless Sensor and Actor Network的說法,但無論是哪種全稱,其所指意義差異不大。
蛻變
蝴蝶是一種姿態美麗的昆蟲,其吸引人之處不只在於翩翩飛舞時的身影,也在其斑斕多彩的翅膀,更在於其從毛毛蟲變化成蝴蝶的過程,從一隻不起眼僅在樹枝、樹葉蠕動的昆蟲,化身成美麗的生命。蝴蝶的成長有其漸變與蛻變的過程,就像所有受人喜愛的電子產品,在其內在與外在都變得更為吸引人的時候,看起來也像一隻美麗的蝴蝶。
像蝴蝶這種昆蟲成長過程包括卵期、幼生期、蛹期、成蟲期四個階段。幼生期看不到翅膀,蛹期不吃也不動,四階段在外觀、習性上完全不同,稱為「完全變態」。蝴蝶美麗,一生中必須經過五到七次的蛻變艱辛,生命的最初,只是一顆僅如原子筆尖般大小的卵,在經過十到十四天的孵化後,小毛毛蟲會咬破卵殼探頭而出,接著花上幾乎一整天的時間吃掉自己的卵殼,攝取一生中最初的蛋白質。
小毛毛蟲在孵化的幾天後就會進行第一次蛻皮,花上幾個小時,努力將自己從舊皮囊中擠出,成為「二齡幼蟲」,這代表他又長大了一點,在幼生期經過不斷的攝取食物與蛻皮後,毛毛蟲會進行一次「變態」,化身為蛹,透過兩條細線輕輕懸在樹枝之上,在經過數天的成長之後某日,大約清晨時分,破蛹而出的蝴蝶就成了我們習慣的樣子──頭戴著金絲,身穿花花衣。
帶領汽車電子應用進入新時代
隨著消費者對車用資訊娛樂(Car Infotainment)需求的提升,也順勢帶動了車內電子產品使用的日益增加。相關的應用從汽車音響、導航系統、MP3播放器、車用電子(Telematics)到影音娛樂產品等相繼問世。為了滿足相關市場需求,飛利浦推出了第一款Nexperia車用媒體處理器系列產品,該媒體處理器包含一個ARM核心、專屬的音頻DSP以及周邊支援功能。新處理器搭配AM/FM收音機解決方案,能讓製造商提供整合的音響資訊娛樂系統,並且讓消費者在行車中連結所偏好的娛樂或資訊等多種服務。
飛利浦半導體汽車電子產品大中華區區域市場經理陳華程表示,車用資訊娛樂的相關應用市場,例如音響和無線連結等,在未來數年內預計將有極大的成長。飛利浦車用媒體處理器能提供汽車製造商所需要的各種功能,包括媒體的播放和錄製、支援多種媒體儲存格式、以及支援通用連結標準如USB、藍芽與Wi-Fi等。另外,還可支援即將和數位版權管理(Digital Right Management;DRM)技術整合的下一代媒體格式。
《圖一 飛利浦半導體汽車電子產品大中華區區域市場經理陳華程》
解析伺服系統之新記憶體架構──FB-DIMM
2006年5月4日,JEDEC正式發佈最終敲定的FB-DIMM規格標準,FB-DIMM是由Intel提出的一項新記憶體架構,用意在於提升伺服器及高階工作站的記憶體效能,同時也擴增記憶體的容量潛能。FB-DIMM(Full Buffered Dual In Line Memory Module,有時也寫成FBDIMM)與現有的記憶體架構相較到底有何承襲與革新?本文以下將對此更深入解析。
《圖一 FB-DIMM依然使用今日主流的DDR2 SDRAM記憶體顆粒》
傳統架構的效能、容量皆已受限
長久以來記憶體一直倚賴兩種手法來提升效能,一是加寬資料傳輸的並行度,另一是加快資料傳輸的時脈速度,不斷加寬的結果是記憶體模組(DIMM)的接腳數愈來愈多,從過去的FPM/EDO RAM 72pin、SDR SDRAM 168pin、DDR SDRAM 184pin,到今日DDR2 SDRAM的240pin,然而主機板的電路佈局面積有限,難以再用拓寬線路數的方式來提升效能,雖然可以用增加電路板層數的方式來因應,但成本也會大增。
關鍵字 : FB-DIMM,Intel,英代爾,英特爾,一般邏輯元件
務實深耕802.11n技術的產品與市場
WLAN新規格IEEE 802.11n草案不久前達成共識,正式進入IEEE官方的標準制定流程,不過依照正常的進度,距離標準抵定還有一段時間,但是相關廠商為了搶得市場先機,已經小動作不斷,甚至搶先推出產品;相較之下,輾轉承接昔日WLAN晶片霸主Intersil技術的Conexant,態度就顯得相當低調,不過該公司並非打算放棄802.11n市場,而是以更務實的策略深耕相關領域。
《圖一 Conexant無線網路通訊部門市場行銷總監Jayant Somani》
相較於目前許多大張旗鼓的廠商,Conexant在802.11n的產品上顯得比較謹慎,不過,該公司無線網路通訊部門市場行銷總監Jayant Somani表示,該公司目前已經推出符合802.11n草案的產品,採用2x2、2x3、3x3多種射頻天線架構,而傳輸速率為300Mbps。事實上,在俗稱Pre N的第一代MIMO產品上,Conexantu也有相關的解決方案,並計畫於今年下半年發表針對嵌入式應用支援多重資料串列的第二代802.11n產品。
完整綠色產品供應鏈 永續經營不二法門
歐盟為加強對地球環境的保護,已自2005年8月13日起實施廢電機電子指令(Waste Electrical and Electronic Equipment ; WEEE),規定銷售電機電子產品的自有品牌業者須負起回收責任;而自今年的7月1日起,危害物質限用指令(Restriction of Hazardous Substance ; RoHS)更進一步禁止含有鉛、汞、鎘、六價鉻、多溴聯苯及多溴聯苯醚的電子電機設備輸入歐盟。為因應這兩項措施,企業如何在最短的時間下,快速因應並導入綠色管理,符合國際法規以及國際大廠的要求,已是能否永續經營的關鍵問題。
《圖一 巨研科技總經理卜昭坤先生》
長期專注於化學分析領域的巨研科技,在煉油、石化、食品、環境檢驗及醫藥等產業上,已受到客戶的專業肯定,當歐盟法規(WEEE&RoHS)頒布之後,巨研科技與電子電機產業,有了新的合作機會。巨研科技總經理卜昭坤表示,巨研在實驗室管理上所開發出的實驗室管理系統(LIMS)能幫助電子電機產業製作精準的化學分析數據,加上其主要股東來自於原任職HP惠普科技公司的資深員工,對ERP(Enterprise Resource Planning)或PLM(Product Lifecycle Management)系統並不陌生,在這樣的背景之下,巨研特別結合一家在BOM(Bill of Material)管理系統上具專業領導性廠商Poaks,希望藉由Poaks管理工具,以及巨研在化學分析數據、檢測的能力,提供客戶提供全方位綠色產品供應鏈整合方案。
亞洲艾盟系統亞太區總裁楊威訓:快閃記憶體將成儲存媒介霸主
本社社長黃俊義(以下簡稱黃):近年來消費性電子成為高科技市場的主流之後,同時也帶動Flash(快閃記憶體)的高度成長,對於一向專注於此的msystems來說,具備高度成長的契機,首先可否請楊總裁說明貴公司的核心競爭力為何?競爭優勢與策略是什麼?又要如何順應潮流,擴大公司的營收與利潤?
《圖一 亞洲艾盟系統亞太區總裁楊威訓》
亞洲艾盟系統亞太區總裁楊威訓(以下簡稱楊):以核心競爭力來說,msystems是一家IC設計公司,專注於NAND Flash應用的矽智財(Silicon Intellectual Property),簡單的說就是快閃記憶體的驅動程式,而早在1993年我們就已經發表一個名為TrueFFS的技術,接著在2000年的時候,推出了全球第一個隨身碟應用的IP;到了2001年,又發表整合控制器與快閃記憶體的單晶片解決方案,對於快閃記憶體的應用來說,最近幾年消費性電子市場的興起,對其發展提供良好的環境,因此我們也致力於開發更多具備市場潛力的應用。
無線技術前景與設計新面貌
在今年Globalpress的Electronic Summit中,無線通訊仍然是熱門的主題之一,不論在WMAN、WLAN、WPAN等各個領域中,都有新一代技術在持續推展也是會議中代表不同技術的廠商大力背書的重點,例如代表802.11n的Airgo和Broadcom,以及致力於推動UWB的新興公司Pulse~link。不過,也有廠商並不強調對特定無線技術的掌握,而著眼於不同技術標準之間的整合,如Renesas。
今日與下一代無線技術
Renesas企業策略計畫部門資深經理Tsutomu Tsuboi即指出,目前各個領域的無線技術皆有其獨到的發展優勢,但在網路的世界,勢必會發生規格相容與交換的議題。這種狀況在未來幾年會愈來愈需要被正視。在廣域網路中,有線的光纖、Gigabit/Terabit Ethernet仍然是主要的基礎骨幹,行動性高、傳輸速率不斷提升的無線通訊網路,如蜂巢式系統及WiMAX(802.16)則是局端/終端的重要接取技術;另外一個平行發展的網路則是數位廣播網路,它正與蜂巢式網路進行整合,進而形成另一波的行動電視應用模式。
再往下發展,蜂巢式3GPP、3GPP2將從3G走向3.5G(HSDPA)及4G,WiMAX的延伸技術標準則有MBWA(802.20)和WRAN(802.22)值得觀察,其中MBWA採用3.5GHz以下頻帶,頻寬小於5MHz,能在時速250公里下提供1Mbps的資料傳輸;最新的WRAN標準則運用感知無線電技術,將使用電視廣播的VHF/UHF頻帶(北美為54MHz~862MHz)的頻率作為傳輸頻帶,由於使用的是比WLAN更低的頻帶,能覆蓋的範圍極大,半徑可超過40公里。
使用示波器測量切換式電源中的功耗
電源需求的變化推動了切換電源系統的結構體系隨著變化,因此能夠測量和分析下一代切換式電源(SMPS)的功耗至關重要。為了支援更高的資料速度及GHz等級處理器的新型電源,需要更高的電流和更低的電壓,在效率、功率密度、可靠性和成本方面對電源設計人員形成新的壓力。為滿足這些需求,設計人員正在採用新的結構,其中包括同步整流器、主動式功率因數校正和更高的切換頻率。這些技術也帶來了新的挑戰,如切換裝置上的高功耗、溫度上升和EMI/EMC過高等影響。
瞭解這些影響的一個關鍵參數是在切換過程中發生的功率損耗。在從「off」狀態轉換到「on」狀態的過程中,電源會發生更高的功率損耗。切換裝置處於「on」或「off」狀態時的功率損耗較低,因為經過裝置的電流或經過裝置的電壓相當小。
與切換裝置有關的電感器和變壓器會隔離輸出電壓,並緩和負載電流。這些電感器和變壓器還受到切換頻率的影響,會導致功耗的發生,偶爾會由於飽和而發生故障。
由於切換電源中消耗的功率決定了電源整體效率及熱量效應,因此測量切換裝置及電感器和變壓器上的功率損耗具有非常重要的意義,特別是在指出功率效率和溫度上升方面。因此,工程師需要測量和分析裝置能夠在變化的負載條件下,迅速精確地測量並分析暫態功率損耗。
關鍵字 : DPO,Tektronix,太克
燃料電池應用優勢概論
想像不久的將來,車子不需要加油、電子產品不需要電力燃料、行動可攜式設備不需要使用電池,那是多麼環保與美好的一副景象。近幾年來,由於燃料電池(Fuel Cell)的技術獲得創新突破,再加上環保問題與能源不足等多重壓力相繼到來,國際間各國政府與汽車、電力、能源產業等單位,漸漸重視燃料電池技術的發展。
燃料電池是高效率、低污染、多元化能源的新發電科技,而燃料電池的發電系統,不但比傳統石化燃料成本低,且有潔淨、高效率的好處。另外,更可結合核能、生質能、太陽能、風能等發電技術,將能源使用多元化、可再生及永續使用。燃料電池使用酒精、天然氣、氫氣、沼氣等燃料轉換成電流,藉由外界輸入的燃料 ( Fuels ) 為能量源,使其能持續產生電力,不須二次電池所需的充放電程序。可以替代汽車的內燃機,取代筆記型電腦的電池、手機電池、計算機、汽機車、游艇等設備之發電用。充電時,只要清空充滿副產品水的容器,然後再裝進燃料(酒精等燃料)即可。燃料電池簡單的說,就是一個發電機。燃料電池是繼火力、水力、核能發電之外的第四種發電方法。
儘管燃料電池(Fuel Cell)中文譯為「燃料電池」,但其實它並非電池,而是經由電化學反應產生電能之發電機,因此事實上更像一個特殊的環保發電機或內燃機。原因在於一般電池為封閉式系統,而燃料電池屬於開放式系統,它並不儲存能源,而是轉換能源。(圖一)為燃料電池與內燃機之比較,可以發現它們的相似性,不過燃料電池利用觸媒啟動氧化還原反應,不必經過劇烈燃燒即可產生能源,而直接由燃料氧化產生電能,因此其放電電流可以隨著燃料供應量增加而增大,若再將其串聯成電池堆(fuel cell stack),則可以提供更大電流或更高電壓,因而具有更高的能源密度。此外,燃料電池沒有電力衰竭及充電的問題,只要持續供給燃料及氧氣,便可持續發電。
關鍵字 : Fuel Cell,電池
淺談低電壓錯誤保護措施
目前系統的標準電源電壓通常是電路板上的最高電壓,例如單一3.3V或5V,或者是3.3V或5V的雙極電源,電路板的輸入端可能會面臨高於電源的電壓值,同時當電路板的電源關閉時,輸入端點上的電壓可能還會繼續存在,這種過電壓情況所直接影響的第一個部分通常是多工器或者是切換開關,因此這些元件就需要進行切換開關以及所連接電路的過電壓保護。
類比開關的導通控制部分包含了一個或多個MOSFET,以及連接到電源電壓的寄生鉗位二極體(clamping diode)以進行ESD保護,(圖一)顯示了類比開關導通時的等效電路,只要V+與V-存在,同時沒有輸入電壓超過電源鉗位二極體前向偏壓(通常為0.6V)以上,二極體就處於反向偏壓狀態,同時不會有電流流過。
由於不適當的電源電壓啟動順序可能會造成電壓過高錯誤,因此許多切換開關要求必須先加入最高正電壓,並將最低負電壓安排在最後,請注意電源不存在時的輸入電壓或者超出電源的輸入電壓會造成電流流經鉗位二極體,這些二極體依各家製造商所採用半導體製程技術的不同,通常在永久破壞開關元件前只能承受數mW的功率消耗。
關鍵字 : power management
自動化跨時域驗證方案(下)
CDC的協定
一個跨時脈域協定,可以被定義為使一個跨時脈域訊號在跨時域範圍內正確被傳輸的假設,有許多不同型態的CDC協議,被用來確認跨時域的資料是否正確被傳送,同時這也必須視何種同步架構被用到。即使CDC訊號必須靠2DFF同步器來取同步,它同時也要遵守CDC的協議:傳送暫存器的輸出端必須要一直保存它的值,直到同步器的輸出端已經準備好,以及它的值已被接收端所取樣。
《圖一 CDC協定傳輸之實例》
CDC的協定必須要強制遵守,以確認在跨時域下,資料不會被破壞。即使在設計中,正確的使用同步方法,功能性的問題還是會發生,例如,當訊號已經穩定了,但CDC的訊號卻產生變化;或是同步器的輸入訊號在接收端連續的兩個時脈週期都變化。因為傳統RTL的仿真無法模擬亞穩態狀態,錯誤通常無法經由模擬反應出來,通常藉由晶片顯示出來後,其時而正確,時而錯誤的行為讓晶片必須重新設計,因此將付出昂貴代價。
關鍵字 : CDC,Mentor
W-CDMA無線電傳輸架構(I)
實體層是位於無線介面通訊協定模型的最底層,它提供實體介質中位元串流傳輸所需的所有功能。實體層的架構會直接影響到手機和基地台的硬體複雜度,因此任何行動通訊系統的實體層架構經常都是影響系統性能的關鍵之一。實體層與媒體進接控制層(medium access control;MAC)及無線資源控制層(radio resource control;RRC)的介面如(圖一)所示。
《圖一 UMTS無線介面通訊協定的模型》
實體層的主要功能包括:傳輸頻道的FEC編/解碼、向上層提供量測回報(例如FER、SIR、干擾功率、發射功率等)、巨多集(macro diversity)的配置和合成、軟式交遞(soft handover)的執行、傳輸頻道的偵測、多工、CCTrCH的解多工、速率匹配(rate matching)、傳輸頻道和實體頻道間的映射、實體頻道的調變/展頻以及解調變/解展頻、頻率和時間的同步、功率控制、射頻處理和實體頻道的功率加權與組合。(圖二)描述W-CDMA FDD系統無線傳輸的區塊圖,以下將介紹各個不同區塊在整個無線傳輸鏈中所扮演的功能。
關鍵字 : W-CDMA,無線通訊收發器
圖形化開發平台優勢解析
將近二十年來,科學家和工程師一直使用圖形化程式設計語言來製作自動化資料擷取及儀器控制解決方案,供設計實驗室、驗證實驗室以及生產工廠使用。在這段時間裡,根據使用者的回饋及經驗,透過許多次的新版本及擴充功能,不斷地改良,現在圖形化程式設計語言已經成為這些應用領域的實質業界標準,如(圖一)。在這項標準的核心中,圖形化程式設計語言讓不具備正式程式設計訓練或背景的技術專業人員得以快速製作自動化量測及控制系統。目前圖形化程式設計語言已經演進到遠遠超越程式設計語言的地步,例如以廣泛的工具組合建構成一個圖形化開發平台,供設計、控制及測試之用。本文摘要說明使圖形化開發平台得以在過去二十年間,為許多使用者提供生產力的核心技術元件,並檢視推動圖形化開發平台進入新行業及市場中的各種應用程式工具及函式庫。
《圖一 作業系統、整合以及程式設計語言等方面的技術集合》
虛擬和實體資料漸漸結合的世界
關鍵字 : NI
多重執行緒核心架構探微
全球各地的SoC研發業者都正面臨日趨嚴苛的成本與功耗限制,卻又必須在產品設計中加入更好的效能與更多的功能。
以往有些業者藉由提高處理器的時脈速度來增加效能,但這樣通常會提高系統的耗電量。並且因為記憶體技術發展跟不上處理器技術,如(圖一)所示,這種時脈速度不匹配的情況讓系統效能難以大幅提升。因此提高時脈速度所獲得的效能提昇反而呈現遞減的現象。
《圖一 處理器與記憶體速度不匹配,造成系統效能提昇的瓶頸》
<資料來源:http://www.sun.com>
採用多重核心是另一種提升效能的方法,但這種方案會因核心晶片尺寸成倍數增加而付出更高的成本。效能提昇的代價就是大幅增加的矽元件成本以及系統耗電量。
搭配兩個以上的多重執行管線核心也是另一項提升效能的方法。此方案仍有晶片尺寸大幅增加的缺點,而且如何充分利用多個執行管線以達高效能仍是一大難題,因此使用者常需要修改軟體,才能達到多重執行管線所帶來的效能。
關鍵字 : MIPS
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