2008年5月3日 星期六
淺談智慧家電網路互聯技術
在網路快速發展的今日,除了成功應用在企業外,目前已有越來越多的應用延伸到家庭之中。具有安裝容易與操作簡單的網路化智慧家電產品就是其中的一種成功應用。另一方面,隨著寬頻網路的普及,網路設備及數位資訊產品的相繼問市,除了帶動許多創新的網路應用服務外,同時也加速數位家庭的發展,進一步實現智慧家庭的夢想。在業界對於智慧家庭的定義雖然沒有一個具體共通的說法,但大都是針對如何整合這些不同功能的網路家電設備,以達自動化、網路化與智慧化的目標作努力,提供人們有一個更舒適、便利、安全的居家環境。本文將針對智慧家庭網路技術作進一步之分析與探討。
家庭網路技術
一般而言,現代家庭存在著數十種以上的家電或資訊設備。這意味著未來家庭中將會有許多不同用途的智慧家電與資訊產品,欲整合這些多樣性的設備,需要一個共通的網路平台。在整合技術上,家庭網路技術扮演著關鍵性角色。家庭網路依功能區分,大致上可分為家電控制網路、資訊網路與多媒體影音視訊網路等三大類。
家電網路屬於低速的控制網路,主要是將電視、冰箱或洗衣機等家電設備,透過外加或內建通訊模組的方式,達成家電連網的目的。此類網路型態全球目前並沒有統一的技術標準,不同國家有不同的技術標準與支持的廠商。其傳輸速率通常在10Kbps以下。根據國內工研院的分析指出,目前以美規的SCP/UPnP、LonWorks,日規的Echonet與歐規的KNX為主。資訊網路則是用來連結電腦,供資料傳輸與交換的網路,此類網路型態的通訊協定比較統一,架構也是大家比較熟悉,都是以TCP/IP協定為基礎。隨著高畫質數位電視的興起,加上娛樂用途的數位影音設備在家庭中逐漸普及,未來數位家庭中也會存在著串聯這些數位影音設備的寬頻多媒體影音視訊網路。
關鍵字 : WLAN
視訊串流系統技術探微
視訊串流(video streaming)是數位家庭技術中不可或缺的一部份。不過,由於它牽涉到許多複雜的新技術,以及不同的應用區隔和商業利益,所以,以它為基礎所建構的「數位視訊網路系統(digital video network system)」至今仍然還未普及。本文將介紹新一代的社區視訊系統,以及在進行即時(real time)視訊傳輸時,所必需的RTP、RTCP及RTSP串流伺服器技術。因為這種系統可以同時支援數據、語音和視訊傳輸,所以,它是「三合一(triple play)」的多媒體網路系統。
新一代的社區視訊系統
在目前的公寓社區中,常使用的視訊系統有兩種:一種是監視系統,它比較像資料蒐集(data collection)系統,從每個數位相機處收集影像,並儲存在伺服器的硬碟中。過去,它被稱作「閉錄電視(CCTV)」,現在它數位化了,所以有人改稱它為「數位硬碟錄影機(Digital video recorder;DVR)」。另一種就是纜線電視(CATV)。由於CATV的興起,現在的公寓大樓幾乎再也看不到平面電視所使用的八木天線了。不過,也由於CATV的「獨大」,使得類比
關鍵字 : video streaming,影像處理器
台灣科技帶動反向還原工程新成長契機
《圖一》
從自己住宅的地下室開始,Chipworks創始人Terry Ludlow為自己的反向還原工程(reverse engineering)事業創出一片天。從1992年創始初期之一名員工到2005年近100名員工,從自己住家的地下室到目前在加拿大渥太華、英國、波蘭、台灣、日本、以色列與韓國等地均擁有其分公司與辦事處,Chipworks已經成為擁有國際高知名度之反向還原工程公司。
Terry Ludlow目前為Chipworks之創始人、董事長暨首席執行長。他表示,許多人都對反向還原工程之合法性表示存疑,但目前全球許多國家對於反向還原工程都有詳細法條定義其合法性,連侵權問題嚴重的中國大陸也有法條詳細規範。台灣也早在1995年便通過了「台灣積體電路電路佈局保護法」定義反向還原工程之權利與應用範圍。
Chipworks的服務主要分為提供律師與半導體知識財產權(IP)等第三者技術證據之專利情報部份,與提供工程人員、產品開發人員及行銷人員詳細晶片技術分析之技術情報兩大項目。專利情報服務主要是為客戶在專利侵權之談判案件中,提供控方或辯方更專業的技術證據調查報告。這些調查報告往往能造成客戶在談判桌上高達數百萬美元之損益。而在技術情報方面,Chipworks擁有現成的技術報告,也可接受客戶委託進行產品分析報告,這些報告包括電路、製程與系統等分析,可協助客戶針對競爭對手之產品進行比較、學習對手產品之優點、改進缺點以提高競爭力。其最大優點是可以讓客戶加速產品研發、減少開發風險並降低產品成本。在充分瞭解競爭對手之產品開發路線後,可擬定出更符合需求的商業策略。
3G手機功能整合設計挑戰
儘管語音仍是消費者使用行動電話的主要功能,但純語音手機的時代已經過去。目前的3G手機已具備彩色螢幕、遊戲、音訊、視訊、相機、藍芽、GPS、無線網路、高速廣域資料服務和其它先進功能的多媒體系統,功能比純語音的2G電話複雜程度高達5至10倍,應用處理需求的成長幅度更是驚人。
即便如此,消費者仍期望這些新功能是由外形精巧且價格合理的手機提供,電池壽命至少不能輸給消費者早已熟悉的精簡型手機。研究顯示消費者不願接受通話時間少於兩小時的手機,而且體積精巧的手機能具備更大的螢幕。這些的要求已對手機零件供應商形成莫大壓力,迫使他們得積極將各種電子零件整合在一起。系統級封裝 (System-in-Package;SiP)和系統單晶片(SoC)是能夠滿足這些要求的方法。系統單晶片能減少所需的電路板面積、節省系統成本並降低耗電量,廣為無線通訊製造商及半導體元件供應商所採用。SiP封裝則能將採用不同製程技術的半導體元件整合至單一封裝,行動電話目前已經開始採用這種封裝技術。
以上兩種方法各有優缺點。本文將說明手機元件整合的技術挑戰,同時探討在整合記憶體、類比功能和射頻電路至手機時,SiP封裝和系統單晶片之間的取捨為何。
關鍵字 : CMOS
MEMS壓力感測器可靠度分析
微電機架構(Micro-Electrical Mechanical Structure;MEMS)的壓力感測器的應用十分廣泛。包括電器類製品、醫療以及汽車工業等方面都可以見到它的蹤影。在電器類製品方面,它可以用在水位偵測(例如洗衣機或洗碗機),或是真空吸塵器的壓力偵測上。在汽車工業方面,偵測歧管絕對壓力(manifold absolute pressure;MAP)、或是胎壓偵測(tire pressure monitoring;TPM)等等,都是常見的應用。醫療應用則包括血壓監測、子宮內壓監測,以及防止睡眠時呼吸中斷的裝置等。其它類的應用還包括空調流通偵測 (heating、ventilation、air conditioning、HVAC)、高度計及晴雨計等等。
由於壓力感測器的用途甚為廣泛,因此它適用的媒介以及可靠度便成了人們最關注的範疇。大多數的應用都要求感測器必須在嚴苛的環境裡維持長時間運作(例如汽車零件就必須維持至少十年以上的壽命)。雖然這些裝置應在潔淨乾燥的空氣中運作,然而大多數實際的應用多少都會暴露在較差的環境下,例如潮濕的環境。要在壓力感測器市場上佔有一席之地,就必須提供絕對可靠的裝置。由於MEMS的架構會直接接觸量測環境,因此壓力感測器對於可靠度的要求又更為嚴格。這對封裝技術帶來了更大的挑戰。本文也會針對封裝的部分做探討。
關鍵字 : MEMS,微機電
以更高視訊量測品質提升市場佔有率
《圖一》
太克科技在視訊量測方面,由於具有長遠的歷史、足夠的經驗與研發背景,因此在視訊量測市場上擁有一定的佔有率。歷史上第一台示波器便是太克所研發,而後更接著開發了因應視訊量測應用之示波器。由於產品耐用且品質好,因此獲得許多電視台之青睞,而選用太克的視訊量測產品。一般電視台多必須二十四小時連續播放節目,因此對於視訊品質的要求也相對嚴苛。對於使用太克視訊量測設備的客戶來說,他們對於太克產品的第一印象是品質非常好。這一點,可以從太克每年所舉辦的Asia Symposium研討會吸引滿座的聽講者可以看出端倪。其中許多是太克產品的客戶,來此學習與分享太克量測平台最新的技術與應用。
視訊量測主要可分為視訊壓縮、baseband與RF等三大範疇。而針對不同的影像格式、標準與介面,太克都有不同的解決方案可滿足客戶的需求。例如HDMI、DVI等不同介面或分離訊號等都有完整量測方案。太克視訊量測產品線在視訊量測領域中,是產品線最為齊全的一家公司,有些測試儀器甚至成為業界公認的量測標準。目前太克視訊量測儀器多使用Wndows平台,使用上非常容易,且操作簡單,只要簡單的步驟與按鍵便可從量測到列印報告都一次完成。其量測儀器搭配自行開發之硬體,在量測之精度上也比其他廠商更高,分析之協定也可更深入。
可錄式DVD用高功率紅光雷射最新技術動向
由於PC用可錄式DVD(Digital Versatile Disc)逐漸普及化,利用DVD±R/RW、DVD-RAM記錄文件以及影像資料,已經成為工作中不可或缺的一部份,一般認為未來隨著數位電視的開播,民生用可錄式DVD的需求勢必出現急遽的成長,有鑑於此本文要介紹可錄式DVD用高功率紅光雷射最新技術動向。
高功率紅光雷射的應用
(圖一)是可錄式DVD的光學系統構造,由圖可知可錄式DVD使用小型、高功率、可以直接變調的半導體雷射當作驅動光源,記錄時從半導體雷射出的光束經過準直鏡片(collimator lens)轉換成平行光,接著利用對物鏡片收斂光束,並照射至光碟片上的有機色素膜層(DVD±R)或是相變化膜層(DVD±RW、DVD-RAM),使被照射部位局部加熱產生光束性反射率凹痕(pit),藉此方式變化記錄資料,換言之光碟片的記錄容量取決於雷射光束大小。由於光束大小與雷射波長呈比例,因此可錄式DVD使用波長為高功率半導體紅光雷射,達成超高記錄容量的要求。
《圖一 可錄式DVD的光學系統》
關鍵字 : DVD,光電儲存設備
PoE技術提升乙太網路運作可靠性
《圖一》
乙太網路(Ethernet)可以說是最成功的網路標準之一,其便利性與穩定性表現造成在辦公室環境的高普及度,2003年IEEE又推出乙太網路供電(Power over Ethernet;PoE)技術,讓乙太網路設備不因臨時的電力中斷,就停止網路運作,提升乙太網路運作可靠性。專注PoE技術的PowerDsine除了在技術標準部分投入頗深,同時也是市場領導廠商,期望利用PoE技術再次提升乙太網路的應用範圍。
PoE是由IEEE 802.3af工作小組於2003年6月推動的新興乙太網路技術,可將電力及數據整合至同一線路中傳輸,在既有乙太網路線上傳輸電力。能免除個別安裝電線與電源插座需求,最多可節省超過50%的整體安裝成本、縮短停機時間、簡化維護作業及提升安裝彈性,可確保電力中斷時,依然保持網路運作,對於部分對斷線、當機敏感的網路作業,PoE大幅提升乙太網路的可靠性。
成立於以色列的IC設計公司PowerDsine專注於PoE技術的發展,該公司台灣暨大陸地區總經理毛崇知表示,PoE屬於電源管理技術的一種,目前一個埠(Port)可以提供15.4W的功率,一顆PowerDsine的晶片支援12個埠應用,這是為了配合目前以12埠或其倍數為主的交換器架構,同時該公司也有一款低埠數的產品,支援5/8埠的交換機產品應用。
替代傳統共振方式
本文討論的是如何在高功率的應用中,採用硬式切換方式替代傳統共振方式。硬式切換的功率架構提供系統上的優勢,例如複雜度較低,較高的內在可靠度,因此,能降低系統成本及加快上市時間。經過改善後的功率開關,開啟狀態時的電阻更低、切換的過渡更快速,使硬體切換和共振間的效率落差穩定地減少。本文中將敘述現今伺服器和電訊電源供應器的最新架構,方式是以兩個採用主動式(Active)PFC的1000W參考電路板系統,其主功率級採用的是相移(phase shift)ZVS全橋(full bridge)或用交插式(interleaved)雙電晶體順向轉換器(forward converter)做比較。在一個硬式切換系統中採用全新的高壓功率MOSFETs,從主功率級量測至輸出連接器的性能來看,可以達得超過91%的最大效率。與在共振系統中採用次佳的MOSFET的最大可達效率比較,這個結果顯示出相同,甚至更好的效率。
應用於運算和通訊中的電源供應器,一直面對增加功率密度需求的壓力,在相同或更小的尺寸中,被要求能供應比以往產品更多的功率。舉例來說,許多終端客戶都要求在相同的外殼和尺寸中,能將輸出功率升級20~30%,而且藉著效率的提昇,必須能夠有效的控制散熱的問題。於是,在這前提下產生了數個需求:改善半導體和被動元件的效益及創新架構,從全新半導體元件之功能中獲得有利的好處。低電壓隔離式的DC/DC作法提供了一些新方式和技術,能夠改善磁性和被動元件的使用,但是這些作法常常無法很順暢地擴展至較高的電壓和功率,因為和低壓半導體裝置相比較,高壓方面的性能受到相當的限制。
關鍵字 : MOSFET
電力品質監視及電力測量
現在的電力產生及傳送是透過三相交流電來完成。要了解電力品質監視及電力測量,首先必須對於三相電力的基本知識有所認識。
電力基本概念
身為一個機械工程師,常做的一個比喻就是將供電系統比喻成供水系統。在供水系統中,有輸送水的水管。水管越大,它能夠輸送的水量就越多。要讓水在水管中移動,就必須將水加壓,當水有能力從高壓地區移到低壓地區時(例如當打開水龍頭的時候),就會出現水流。反觀我們的供電系統,便是以電線來取代水管。電線輸送的不是水,而是電力。電線越粗,它能輸送的電力越高。當施加電壓時,便是為電子加壓。當電路完成時,電子會從高電壓流向低電壓,也因此而得到電流。
在直流電路中,電壓和電流是常數(負載恆定)。但是在交流電路中,電壓和電流會以正弦曲線的方式改變。同時間點上的電壓和電流值會根據其相位(phase)而隨著時間而變化。
《圖一 在單正弦波中,電壓和電流值會根據相位而改變》
關鍵字 : RMS,NI
中小企業Gigabit乙太網路建置需求逐漸抬頭
《圖一》
最近幾年政府鼓勵國際半導體大廠來台成立研發中心,以提升國內高科技技術水準,並協助產業轉型,Broadcom是少數用實際行動支持此一政策的國際級IC設計公司,並且不是為了租稅優惠將其在台業務據點便宜行事轉成研發中心,卻沒有真正產出,Broadcom台灣研發中心數度發表具備全球市場競爭力的乙太網路(Ethernet)產品,近年來儼然成為台灣最具研發實力的網路晶片研發單位。
乙太網路發展時間早,國內網通IC設計公司投入此領域也不算晚,不過最近幾年受到國際大廠全面化競爭的策略影響,自身技術能力又難以提升,所以本土網通IC設計公司的發展並不順利。Broadcom早期在台收購了一個網通研發團隊,經過長期的培養,該團隊除了順勢成為Broadcom台灣研發中心班底之外,也成為Broadcom乙太網路技術研發團隊中,頗具競爭力的一支,最近該公司發表下一代Gigabit乙太網路交換器──5埠與8埠ROBOSwitch產品,整合LoopDTech、CableChecker與WebSuperSmart技術,具備網路診斷功能,同樣也由台灣研發中心擔綱。
3.5G/HSDPA技術架構與手機開發要點
目前在手機市場上來勢洶洶的一個新名詞,正是號稱3.5G的HSDPA。它會成為市場上關注的話題,有其時代上的意義,一是由於CDMA2000在3G市場已取得領導性的優勢,讓WCDMA陣營感到極大的壓力;另外則是無線網路陣營推動的WiMAX聲勢浩大,也讓WCDMA陣營急需推出新一代的技術,以鞏固既有的江山。
先來看看目前3G市場推展的現況。根據GSA及CDG的統計,2004年中時WCDMA、CDMA2000 1X和CDMA2000 1xEV-DO的商用網路數量分別只有37、87和10個,而截至2005年6月,全球共已開通了223個3G商用網路,其中CDMA2000 1X網路123個,CDMA2000 1x EV-DO網路22個,相較之下,WCDMA網路只有78個;預計明年將有22個CDMA2000 1X EV-DO網路計畫開通,WCDMA網路則有七家電信公司準備進入商用階段,請參考(圖一)。
《圖一 全球3G商用網路成長趨勢》
若從用戶數量上來比較,兩個陣營的差異就更明顯了,依據中國資訊產業部電信研究所發佈的資料,截止到2005年6月底,全球共有1.919億3G用戶,其中CDMA2000 1X用戶達到1.437億,EV-DO用戶也有1780萬,WCDMA用戶卻只有3040萬。
關鍵字 : HSDPA
DBS積極卡位數位消費性電子時代
《圖一》
數位消費性電子時代來臨,數位電視商機為各界看好,許多不同的數位電視技術也同時進入競爭與成長的階段,數位直播衛星(Direct Broadcast Satellite;DBS)就是其中之一,Silicon Laboratories推出直播衛星單晶片射頻(RF)前端裝置,利用技術能力與產品整合度,企圖搶佔市場先機。
直播衛星一般可以分為免付費(free-to-air;FTA)與付費電視(pay-TV)兩種,Silicon Labs.有線產品行銷總監Mark Thompson表示,目前兩種型態的市場發展都呈現成長的態勢;而市場規模部分,2005年全球預計有6000萬個直播衛星接收器,2006年將成張為6500萬個,不論市場規模與成長比例都有可觀。
Silicon Labs.推出的直播衛星單晶片射頻前端號稱是業界效能最高、尺寸最小的裝置,而且輕鬆易用,應用領域在衛星機上盒、衛星電視PC卡、汽車或航空的DBS接收器、內置衛星接收器的DVD錄影機以及數位電視等免收費及付費電視DBS設備。Mark Thompson指出,該產品透過高度的整合,同時減少許多離散元件,因此在電路板的系統設計時更為簡便,只需要使用兩層的PCB板,相較一般系統需要300mm2的面積,採用Silicon Labs.的產品只需50mm2,節省5/6的電路板面積。
探析高性能類比開關優勢
隨著機上盒的設計中加入了更多的新興功能,例如支援視訊編程錄影的硬碟、高密度快閃記憶體介面和視訊點播(VOD)功能,使得類比開關可以持續且大量地被這類產品所採用。藉由選用正確的開關,設計人員不僅能縮短產品上市的時間及改善設計,還可以克服各種重要的設計挑戰,例如:維持信號的完整性。在某些設計中,適當的開關還有助於減少材料清單(BOM)的成本。本文將探討類比開關在不同類型機上盒應用中所扮演的角色,並闡述如何利用正確的開關來降低設計的複雜性及元件成本。
應用實例
IP數位機上盒
隨著終端用戶對視訊點播和VoIP服務的需求不斷增加,高傳輸量的視訊串流線路(video stream line)將透過網際網路的聯網設備如DSL或纜線數據機來操作。(圖一)所示為一簡單的功能方塊圖,說明IP機上盒設計如何使用寬頻類比開關,以便為進來的100Base-T乙太網路連接進行路由。與此同時,該開關還提供高度的彈性,將10/100 Base-T乙太網路信號向另一個乙太網路RJ-45介面回送,因而可以讓終端用戶方便地從機上盒的前端使用乙太網路功能。由於100Base-T電纜每對雙絞線通常都是100Mbps,因此開關的頻寬只要大於100MHz -3db,便適用於這類的應用。由於100Base-T採用全雙工模式作業,因此相鄰和非相鄰串音性能對於減低雙絞線對之間的相互干擾便非常重要了。類比開關在這裡提供的關鍵作用是去除在RJ45介面還未連接到PC時的懸接跡線,以及其他接頭寄生電容,從而改善回波損耗。
關鍵字 : 機頂盒,Set Top Box,STB,機上盒
改善FPGA效能的LVDS技術
《圖一》
FPGA可應用的領域非常廣泛,例如航太科技、車用電子、消費性電子產品、視訊影像、工業醫藥、量測、有線及無線通訊等領域之高效能應用方案。另外市面上之新興應用也為數眾多,而FPGA正非常適合用於這些可因應需求進行快速設計的產品上。
目前市面上有頗多以FPGA 結合LVDS I/O的產品,NS亞太區介面部門市場經理尹俊民表示,FPGA搭配LVDS I/O的優點是,可使提高晶片內部的整合度,降低pinout以縮小PCB板的空間。而所需要的元件可直接向單一廠商一次購足(One Stop Shopping),這是因為在FPGA上使用LVDS I/O可以向單一供應商取得所需之所有元件,可省去分別向不同廠商購買之困擾。另外,已經應用於產品上之IP可以重複使用於不同的產品上。而功耗也可減少,因為電源供應於單一晶片之中,不需要分別供電給FPGA與LVDS元件,因此可以達到更省電之效果。
系統辨識過程中所需考量的刺激及擷取要素
對控制設計工程師而言,LabVIEW系統辨識工具組(System Identification toolkit)提供了一組功能強大的數學運算法,能在開發模型式(model based)設計所使用的模型時,使工作簡化。模型的辨識實際上受到所選擇的刺激信號(作為對系統的輸入)影響。LabVIEW系統辨識工具組結合辨識運算法、刺激波形及資料擷取,將之納入單一的整合環境中,做為系統辨識之用。
前言
要辨識一部系統,牽涉到一些與要測量之系統輸出信號和要操控之輸入信號有關的選擇。如何操控系統輸入、選擇的信號處理類型、信號範圍,以及取樣行為,對於取得之模型是否可用有著極大的影響。雖然可以將不同的模型取得技術應用在相同的實驗資料組上,但是如果資料沒有捕捉到所需要的行為,就必需進行另外一次測試。由於執行辨識實驗往往要花費很多時間,也可能費用高昂,因此在進行實驗之前,應該詳加考量實驗的設計。本文將討論各種考量,並試圖說明每一種選擇的優缺點。
選擇系統刺激回應信號
在辨識過程中最重要的是了解要加以激發的程序。有這方面的了解,就有基礎可以判斷那些信號被視為輸出,用以判斷感測器的位置;那些信號被視為輸入,可以用來觸動系統。可能必須透過簡單的測試來判斷影響及耦合、時間延遲以及時間常數,以協助建立模型。
關鍵字 : NI
UTRAN 網路監控技術探微
有愈來愈多的用戶,要求立即、簡便與持續的「三合一」3G/UMTS功能。因此,網路業者也愈來愈重視測試工具。惟有好的工具,才能讓業者無後顧之憂地解決會直接影響行動用戶印象的問題。意即,技術人員、測試裝備及網路的重要順序,業者心中已有定鐸。同時,預算和技術需求也迫使業者的測試策略必須達到最高生產力及效率。因此,新的測試及疑難排解解決方案必須可延伸、富彈性,才能降低購買及升級成本,並加強資料在新通訊協定中的擷取效能與支援。
由於約七成的3G網路問題都跟無線介面有關,因此通訊協定分析儀一定要搭配適當的軟體,才能在重要介面上做現場測試。本文除了討論這些挑戰外,並會說明結合延伸性與彈性的高效能UTRAN分析平台,將如何因應這些挑戰。
UTRAN測試
日新月異的技術與用戶期望,正為無線通訊的獲利能力帶來嚴酷的考驗。語音收益再也無法維持無線業者現有商業模型的運轉。趨勢證明,無線語音、視訊及資料服務(三合一)將決定業者的ARPU是否能永續成長。
關鍵字 : UMTS
電池使用十大訣竅
可攜式產品使用電池做為主要電源供應來源,以下是設計工程師常見的幾個錯誤觀念,這些觀念大部分是由使用者角度設想的觀察結果。事實上,許多產品在導入各項新興科技後,卻仍為了一些簡單的理由,例如電池續航力不足等而讓使用者感到失望,雖然在某些情況下有些問題無法避免,但大部份的原因卻都是因為在設計上沒有仔細思考相關問題以及它們所引發的結果所造成。
為什麼不使用AAA或9V電池
AAA與9V鹼性電晶體收音機電池在與AA電池比較時事實上有許多缺點,兩者的輸出阻抗表現都相當差,同時它們有限的容量還會因負載滿載時的耗損提升而讓情況變得更糟,從常見製造商所提供規格來看,AA電池的容量大約為AAA的2.5倍,因此除非受到機構設計的限制,我們應該要避免使用AAA電池,雖然AAA電池的體積明顯小於AA電池,但我們卻經常看到它們被應用在一些事實上可以善用空間轉而使用較大電池的應用上。
9V電晶體收音機電池由於能夠讓5V系統直接透過廉價的線性穩壓器取得電源而擁有一些優勢,同時對較低電流的負載來說,9V電池的容量可以與AA電池相抗衡,不過由於9V電池是由六個小型的電池串聯封裝組成,因此輸出電阻較高,同時容量也容易受到負載電流的影響,這對電池每半年更換一次的煙霧偵測器來說或許還算可以,但對於較高負載的應用,需要時常更換電池將會造成使用者的困擾,同時電池本身較差的輸出電阻特性也會讓問題變得更加複雜,另一方面,在比較AA與9V電池的容量時,還必須謹記,對消費者來說,9V電池的成本大約是AA電池的四倍之多。
關鍵字 : 電池,Maxim,電源供應器
負載點電源供應器IC新架構
對於一個數位系統設計者而言,有一個兩難之處是:需要放棄寶貴的設計時間與板面空間,以建造與測試一個DC/DC穩壓器電路。電路板上的DC/DC控制器IC、MOSFET、電感、電容、電阻以及二極體僅是一個因數,電路佈局、元件選擇與電源供應的除錯佔用了更多的時間,且需要廣泛的電源供應設計專業知識。一位數位設計者最好把時間用於處理複雜數位IC介面與編寫程式,而非用於分析DC/DC電路的負載瞬間響應與定義電感、MOSFET以及電容上。別忘了,還有輸出電流漣波與迴路穩定性計算。
事先製造型DC/DC電源供應器,也可稱為負載點模組(point-of-load),已被視為是較簡單、較小型化且較快速的解決方案,但面對稠密佈置元件之嵌入式卡板的系統組裝,仍顯得不足。有些解決方案,號稱是完全電源供應器,卻仍需外部電感、許多額外的輸入與輸出電容以及補償電路,大部分此類設計是組裝在一個小印刷電路板上,因為電路上的元件是外露的、未含入封裝內,需要手動檢查以獲得穩定性。
針對熱散失與元件安全間隔,許多嵌入式系統規定了基板頂部與底部的最大厚度。不幸的是,高功率密度DC/DC模組必須採用高電感值的電感,且依賴厚印刷電路板以改善熱散失,但大尺寸與較高的高度則不利於其使用,因此,設計者必須設計一個可根據基板高度需求而最佳化的獨立電源供應器,或者依賴薄型電感的較低功率DC/DC模組。
關鍵字 : 電源供應器,Linear,凌力爾特,電源供應器
DBS積極卡位數位消費性電子時代
數位消費性電子時代來臨,數位電視商機為各界看好,許多不同的數位電視技術也同時進入競爭與成長的階段,數位直播衛星(Direct Broadcast Satellite;DBS)就是其中之一,Silicon Laboratories推出直播衛星單晶片射頻(RF)前端裝置,利用技術能力與產品整合度,企圖搶佔市場先機。
直播衛星一般可以分為免付費(free-to-air;FTA)與付費電視(pay-TV)兩種,Silicon Labs.有線產品行銷總監Mark Thompson表示,目前兩種型態的市場發展都呈現成長的態勢;而市場規模部分,2005年全球預計有6000萬個直播衛星接收器,2006年將成張為6500萬個,不論市場規模與成長比例都有可觀。
Samsung記憶體市場策略逐漸立體化
綜觀整個NAND Flash市場,早期雖由東芝研發商業化,但自從1999年三星購得相關IP後,便致力於成本的降低,市佔率2003年NAND市佔率為50%、2004年59%、2005年上半年市佔率55%,並沒有因為2004年各大記憶體廠商搶食NAND 晶片而有所明顯衰退,此原因可深究探討三星操作記憶體市場策略便可略知一二:
@中標:Samsung傳統記憶體策略-求市佔、求時程、不求利潤
@內文:觀察三星自1995年奪得DRAM市佔率第一名後便一路領先至今,早期三星主要的策略是在景氣循環低迷時逆向加碼投資,並於景氣反轉向上的時候,因為成本較低(因為先期投資),以較高密度產品卻以逼近較低密度產品價格出售,得以獲取市佔率的提升,此策略雖然短期間會影響總利潤的極大化,但是到景氣攀上巔峰時卻得到市佔提升與單顆利潤最高的目的,於是在巔峰所賺了大筆現金,在衰退期間靠著充裕資金又陸續加碼下一世代的資本投入。再加上2000年後PC品牌廠商集中化,促使PC廠商需要產能最大的三星倚賴日深,合約價格利潤豐碩,就這樣三星的策略營運幾年下來,成為DRAM的霸主。總歸三星記憶體市場策略基本教義就是「求市佔率的提升、求時程領先市場,卻不求利潤」,尤其自三星攀上DRAM第一寶座之後,即認為DRAM價格與利潤只是市場的倒影,公司營運策略沒有必要因為市場價格隨波逐流,在追求產能及市佔極大化的目標下,成為連Intel也忌憚的記憶體巨人。
漫談國內的VoIP產業現況
2005年9月,E-bay以26億美元併購了Skype,這個消息對網通業和系統整合業而言,無疑是一顆震撼彈。SkypeOut服務已經席捲全球,它現在共有5400萬名會員,其中有200萬名是Skype的付費會員。它的競爭對手:Yahoo目前只有2600萬名會員、AOL目前只有30萬名付費用戶。SkypeOut允許用戶透過網際網路免費打電話,下載此軟體的人次數目前約有1億5000萬人次,包含225個國家和地區。據說,在短短的兩年內,全球用戶使用SkypeOut打電話的總通話時間已超過120億分鐘。
可是在國內,對自行開發VoIP產品的業者而言,VoIP技術對公司營利的貢獻程度仍然偏低。深究其原因,大概有以下幾點:
PoE技術提升乙太網路運作可靠性
乙太網路(Ethernet)可以說是最成功的網路標準之一,其便利性與穩定性表現造成在辦公室環境的高普及度,2003年IEEE又推出乙太網路供電(Power over Ethernet;PoE)技術,讓乙太網路設備不因臨時的電力中斷,就停止網路運作,提升乙太網路運作可靠性。專注PoE技術的PowerDsine除了在技術標準部分投入頗深,同時也是市場領導廠商,期望利用PoE技術再次提升乙太網路的應用範圍。
PoE是由IEEE 802.3af工作小組於2003年6月推動的新興乙太網路技術,可將電力及數據整合至同一線路中傳輸,在既有乙太網路線上傳輸電力。能免除個別安裝電線與電源插座需求,最多可節省超過50%的整體安裝成本、縮短停機時間、簡化維護作業及提升安裝彈性,可確保電力中斷時,依然保持網路運作,對於部分對斷線、當機敏感的網路作業,PoE大幅提升乙太網路的可靠性。
中小企業Gigabit乙太網路建置需求逐漸抬頭
最近幾年政府鼓勵國際半導體大廠來台成立研發中心,以提升國內高科技技術水準,並協助產業轉型,Broadcom是少數用實際行動支持此一政策的國際級IC設計公司,並且不是為了租稅優惠將其在台業務據點便宜行事轉成研發中心,卻沒有真正產出,Broadcom台灣研發中心數度發表具備全球市場競爭力的乙太網路(Ethernet)產品,近年來儼然成為台灣最具研發實力的網路晶片研發單位。
乙太網路發展時間早,國內網通IC設計公司投入此領域也不算晚,不過最近幾年受到國際大廠全面化競爭的策略影響,自身技術能力又難以提升,所以本土網通IC設計公司的發展並不順利。Broadcom早期在台收購了一個網通研發團隊,經過長期的培養,該團隊除了順勢成為Broadcom台灣研發中心班底之外,也成為Broadcom乙太網路技術研發團隊中,頗具競爭力的一支,最近該公司發表下一代Gigabit乙太網路交換器──5埠與8埠ROBOSwitch產品,整合LoopDTech、CableChecker與WebSuperSmart技術,具備網路診斷功能,同樣也由台灣研發中心擔綱。
2006全球行動電話市場前瞻
蕭瑟的寒意替換成冬衣,季節軌跡又悄悄移到了12這一刻,站在此時序轉折點,全球行動電話產業亦正轉往新的路線發展。2005年估計全球行動電話出貨量約為772百萬支,較2004年的629百萬支,年成長率高達22.5%。此一成長率放在2004年是個令人難以置信的數字,又不知跌破多少市場研究公司專家的眼鏡,即使是全球最大之行動電話製造商Nokia也未料到2005年竟有如此樂觀的榮景。
全球行動電話市場分為換機與新機兩大市場需求,首先換機市場方面,觀諸過去數年的換機市場軌跡,1990年代末全球行動電話市場由於電信自由化,開放新進行動電話業者進入導致既有行動電話業者利潤下滑,使得行動電話業者從2G轉向2.5G,以GSM而言,行動電話業者積極轉進到GPRS,試圖透過數據服務以彌補語音業務成長力道之不足,隨著服務的轉變亦帶動行動電話之產品功能之演進。2001年出現彩色行動電話,接著在2003相機行動電話席捲,2005年接棒的是MP3行動電話。因此數據服務之興起帶動行動電話之功能演進,成就了過去數年的換機市場成長驅動力,並將持續在2006年發燒,其次3G服務紛紛進入商業化運轉,將再度複製「新興服務+行動電話=換機需求」模式,預計2006年全球3G行動電話將是突破1億支。
儲存市場的前浪與後浪
職場上有句俏皮話,說「長江後浪推前浪,前浪死在沙灘上」,用此比喻後生晚輩挾更優秀的職能技術,讓老一代的前輩們漸無用武之處,只得黯然的退出舞台,成為歷史的一部分。而在目前的儲存市場中,也正上演著這新舊世代交替的戲碼,不同的是,儲存市場的「前浪(HDD)」好像還不打算上岸,而「後浪(SSD)」雖然捲起的聲勢天高,但卻仍在遙遠的彼方。
目前主流的傳統硬碟(HDD),是在1956年時,由IBM所開發,當時的容量僅有5MB,但體積卻有兩個冰箱這麼大。在經過50多年的演進與技術的改良後,目前HDD的技術已相當的純熟,不但體積大幅的縮小,同時容量也呈倍數的增加。而除了體積與容量的改進外,HDD在資料儲存的速度與可靠性上也有大幅的提升,是目前最受信賴且最具經濟效益的儲存解決方案。
關鍵字 : SSD,Solid State Drive,固態硬碟,iSuppli,快閃記憶體,磁式儲存設備
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