袖里乾坤 容納天地

　　楊宇欣還介紹，現(xiàn)在消費(fèi)者更趨于理智，希望可以用更低的價(jià)格獲得更高性能更好用戶體驗(yàn)的便攜電子產(chǎn)品，對(duì)低成本差異化產(chǎn)品要求提升了。ARM始終堅(jiān)持一貫的市場(chǎng)戰(zhàn)略，并沒(méi)有因?yàn)榻鹑谖C(jī)而改變。ARM現(xiàn)在的重點(diǎn)加大了軟件方面的投入，與合作伙伴的關(guān)系也變得更加緊密，這是為了擴(kuò)大并加強(qiáng)ARM的生態(tài)環(huán)境，生產(chǎn)出更多符合市場(chǎng)需求的產(chǎn)品。

　　CEVA市場(chǎng)拓展副總裁Eran Briman認(rèn)為圍繞手機(jī)/便攜電子產(chǎn)品市場(chǎng)有著兩個(gè)主要的新興發(fā)展趨勢(shì)：連接性和可編程性。

　　CEVA的便攜式多媒體解決方案通常集成了DSP內(nèi)核、DSP子系統(tǒng)和豐富的視頻及音頻軟件，在經(jīng)過(guò)硅驗(yàn)證的平臺(tái)中支持所有的行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)。這款解決方案的架構(gòu)經(jīng)設(shè)計(jì)滿足超低功耗、最小存儲(chǔ)器容量和高清晰度等要求，可讓獲授權(quán)廠商增添任何音頻/視頻標(biāo)準(zhǔn)組合，并開(kāi)發(fā)自己專有的軟件，以實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品差異化。相比其它競(jìng)爭(zhēng)對(duì)手處理器(如精簡(jiǎn)指令集計(jì)算機(jī)(RISC))，使用CEVA DSP內(nèi)核實(shí)現(xiàn)HD視頻/音頻可大幅減低所需的系統(tǒng)功率資源，對(duì)于需要提高能效的應(yīng)用來(lái)說(shuō)，是頗具吸引力的選擇。

　　CEVA開(kāi)發(fā)了一系列結(jié)合部署CEVA DSP內(nèi)核所不可或缺的眾多硬件和軟件元素的系統(tǒng)平臺(tái)。它是由下列元素構(gòu)成：

　　● 硬件基礎(chǔ)架構(gòu) –多用途DSP子系統(tǒng)集成了CEVA DSP內(nèi)核、相關(guān)的外設(shè)和系統(tǒng)接口如片上數(shù)據(jù)和程序存儲(chǔ)器、高性能DMA控制器、緩沖時(shí)分復(fù)用端口(BTDMP)、高吞吐量主機(jī)、處理器接口(HPI)，以及其它接口。

　　● 軟件環(huán)境 – CEVA通過(guò)提供軟件開(kāi)發(fā)環(huán)境和軟件框架來(lái)減輕集成負(fù)擔(dān)，將“即插即用”算法集成進(jìn)無(wú)線和媒體處理所要求的多任務(wù)解決方案中。

　　當(dāng)然，在任何嶄新的電子產(chǎn)品設(shè)計(jì)中，預(yù)算一直是主要的考慮事項(xiàng)。對(duì)于新興的LTE/4G市場(chǎng)，新手機(jī)的功率預(yù)算將與3G手機(jī)保持相同，不過(guò)，新手機(jī)將需要支持比3G手機(jī)多10倍的數(shù)據(jù)。部署低功耗DSP可讓手機(jī)制造商降低功率預(yù)算，同時(shí)又能達(dá)到出色的性能水平。

　　低功耗應(yīng)用

　　便攜式電子產(chǎn)品越來(lái)越復(fù)雜，計(jì)算需求和能力不斷增強(qiáng)，因而對(duì)供電系統(tǒng)的要求很高。通常，這些系統(tǒng)由電池供電。為了能夠提供足夠的應(yīng)用壽命，必須降低器件的功耗。

　　Microchip高級(jí)單片機(jī)架構(gòu)部產(chǎn)品營(yíng)銷經(jīng)理Jason Tollefson介紹，該公司的nanoWatt XLP技術(shù)，已經(jīng)在該領(lǐng)域處于領(lǐng)導(dǎo)地位。Microchip的MCU具有世界上最低的運(yùn)行和休眠電流，使得設(shè)計(jì)人員能夠選擇日益復(fù)雜的用戶接口和通信方式，同時(shí)仍保持可接受的電池壽命。由于采用更先進(jìn)的工藝技術(shù)，休眠電流也因而增加。Microchip推出深度休眠模式，以抵消工藝尺寸減小造成的漏電增大的影響。這項(xiàng)技術(shù)還使Microchip可以采用更先進(jìn)的工藝，進(jìn)而降低運(yùn)行功耗。Microchip對(duì)低功耗技術(shù)投入巨大，并會(huì)在可預(yù)見(jiàn)的將來(lái)繼續(xù)投入。

　　Tollefson先生十分看好無(wú)線傳感器，因?yàn)樗婕岸鄠€(gè)市場(chǎng)。例如工業(yè)控制應(yīng)用、個(gè)人健身產(chǎn)品、樓宇自動(dòng)化和家庭自動(dòng)化，它們都是無(wú)線傳感器的代表性市場(chǎng)，將推動(dòng)創(chuàng)新和擴(kuò)大市場(chǎng)規(guī)模。為使應(yīng)用具備實(shí)用性，它們必須能夠依靠電池供電運(yùn)行多年，或從熱、光或射頻(RF)電波等來(lái)源獲取能量。低功耗的MCU和射頻電路可將電池壽命延長(zhǎng)到10年以上。能量采集也逐漸成為一種為設(shè)備永久供電的方法。

　　萊迪斯半導(dǎo)體產(chǎn)品營(yíng)銷經(jīng)理Shantanu Dhavale介紹，消費(fèi)類的電子產(chǎn)品需求的關(guān)鍵是低成本、低功耗，比較小的尺寸，還應(yīng)該有一個(gè)比較快速和可靠應(yīng)用。其中需要權(quán)衡的問(wèn)題一個(gè)是速度，一個(gè)是功耗，必須盡可能實(shí)現(xiàn)兩者的平衡。這就需要一方面通過(guò)芯片創(chuàng)新技術(shù)，減少功耗，通過(guò)采用關(guān)鍵的技術(shù)，盡可能地減少系統(tǒng)功耗。所以最大的挑戰(zhàn)是兩方面，一個(gè)是怎么在物理上降低元器件本身的功耗。從使用者來(lái)說(shuō)，半導(dǎo)體廠商的問(wèn)題是怎么給他們提供盡可能多的工具，通過(guò)這些工具降低功耗。為此，該公司推出其新的MachXO2 PLD系列，為低密度PLD的設(shè)計(jì)人員提供了在單個(gè)器件中的低成本、低功耗和高系統(tǒng)集成。嵌入式閃存技術(shù)采用了低功耗65納米工藝，與MachXO PLD系列相比，MachXO2系列提供了3倍的邏輯密度、10倍的嵌入式存儲(chǔ)器、靜態(tài)功耗降低至原來(lái)1%并減少了高達(dá)30%的成本。不斷地探索消費(fèi)電子產(chǎn)品的挑戰(zhàn)中重要的一環(huán)是怎樣降低功耗，這包括兩種功耗，一是靜態(tài)功耗，還有動(dòng)態(tài)的功耗。動(dòng)態(tài)功耗一般都是使用者來(lái)掌控，取決于使用者進(jìn)行切換的速度有多快。而所謂的靜態(tài)功耗就是芯片沒(méi)有使用時(shí)肯定會(huì)消耗的功耗，這是芯片廠商可以控制的。就功耗優(yōu)化來(lái)說(shuō)，萊迪斯使用了這些技術(shù)，包括65納米的低功耗的加工工藝，同時(shí)里面包括可變的通道長(zhǎng)度，可以通過(guò)優(yōu)化晶體管的選擇，提供功耗管理的特性。

　　電源管理

　　便攜產(chǎn)品能夠廣泛應(yīng)用，不僅僅有賴于低功耗器件的開(kāi)發(fā)，更多的是借助先進(jìn)的電源管理和功率器件帶來(lái)全新的低功耗應(yīng)用體驗(yàn)，從而讓電池供電系統(tǒng)能夠更為長(zhǎng)久可靠的提供服務(wù)。

　　TI模擬器件事業(yè)部業(yè)務(wù)拓展經(jīng)理周翔坦言，消費(fèi)便攜產(chǎn)品類包括醫(yī)療便攜式產(chǎn)品對(duì)半導(dǎo)體器件有特殊的要求，包括低功耗、小封裝尺寸、出色性能和低成本，其中成本可跟隨客戶的需要，時(shí)刻保持成本的敏感性。具體到電源系統(tǒng)設(shè)計(jì)，便攜產(chǎn)品系統(tǒng)需要復(fù)雜電源的要求，舉一個(gè)例子來(lái)說(shuō)，上電持續(xù)是不是跟蹤，因?yàn)楸銛y式不可避免會(huì)用到電池，電池密度也會(huì)有高的需求。此外是空間的局限，現(xiàn)在消費(fèi)產(chǎn)品的尺寸做得越來(lái)越薄，越來(lái)越小。

　　當(dāng)然，提升器件能耗效率的方法有很多種，比較有效的包括提升工藝水平和增大集成度。其中提升工藝水平是最根本的辦法，改善線寬、材料和半導(dǎo)體介質(zhì)等技術(shù)可以顯著降低能耗，不過(guò)模擬技術(shù)的工藝已經(jīng)很難向下前進(jìn)了，數(shù)字模擬結(jié)合的混合電路又非常盛行，這就需要在工業(yè)設(shè)計(jì)中保持?jǐn)?shù)字模擬技術(shù)功耗的平衡，而不能單純只降低一方面的能耗。

　　具體到TI的最新集成電源產(chǎn)品，TPS82671 以僅 6.7 mm2 的微小尺寸提供極小的集成型插件式電源解決方案，每平方毫米的電流可達(dá) 90 mA。該器件可在 TI 高度為 1 毫米的全新 MicroSiP封裝中高度整合所有外部組件，從而能夠顯著簡(jiǎn)化智能電話等 600mA 便攜式電子產(chǎn)品的設(shè)計(jì)工作。TPS82671 工作時(shí)靜態(tài)電流非常低，僅為 17mA，并能以 2.3V～4.8V 的輸入電壓實(shí)現(xiàn)超過(guò) 90% 的電源效率。

　　ADI看好便攜醫(yī)療設(shè)備、測(cè)試與測(cè)量系統(tǒng)以及智能消費(fèi)設(shè)備方面的新興應(yīng)用在未來(lái)的設(shè)計(jì)創(chuàng)新和增長(zhǎng)前景。ADI華中地區(qū)銷售經(jīng)理張靖認(rèn)為，與電池化學(xué)技術(shù)的成本效益和尺寸效益提升速度相比，便攜系統(tǒng)功能的增長(zhǎng)速度仍將更快。因此，系統(tǒng)功效仍是最關(guān)鍵的設(shè)計(jì)要素。將線性穩(wěn)壓器替換成開(kāi)關(guān)穩(wěn)壓器以穩(wěn)步提升本地穩(wěn)壓器性能或效率增益雖然仍很必要，但不再足夠?，F(xiàn)在已有許多不同于傳統(tǒng)的系統(tǒng)架構(gòu)，通過(guò)分散實(shí)現(xiàn)大功率應(yīng)用處理器的一些管理功能來(lái)有效地提高系統(tǒng)功效。其次蜂窩手機(jī)中采用的通用電源管理單元將數(shù)字、音頻、電池充電、線性穩(wěn)壓、開(kāi)關(guān)轉(zhuǎn)換、時(shí)鐘和其它功能整合在一個(gè)IC中。高性價(jià)比地集成這些完全不同的功能所要求的制造工藝可能導(dǎo)致電壓轉(zhuǎn)換模塊性能的下降。為了提高性能、效率和設(shè)計(jì)靈活性，今后的趨勢(shì)是不再集成較為重要的負(fù)載點(diǎn)穩(wěn)壓器。

　　針對(duì)上述市場(chǎng)和新需求，ADI公司推出了新的改進(jìn)型本地穩(wěn)壓器(超低噪聲LDO、6MHz開(kāi)關(guān)穩(wěn)壓器、高性能迷你PMU)。這些器件是ADI已發(fā)明的性能遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過(guò)傳統(tǒng)中央電源管理單元架構(gòu)的一些解決方案實(shí)例。以及ADI公司最新的開(kāi)關(guān)穩(wěn)壓器具有6MHz的開(kāi)關(guān)頻率，使用微型外部元件，因此系統(tǒng)工程師能夠方便地快速完成在系統(tǒng)需求和功能方面的修改工作。