從五家領(lǐng)軍供應商看2015產(chǎn)業(yè)創(chuàng )新風(fēng)往哪里吹

關(guān)鍵字：產(chǎn)業(yè)供應商  2015產(chǎn)業(yè)創(chuàng )新  物聯(lián)網(wǎng)  電子實(shí)驗模塊

專(zhuān)為物聯(lián)網(wǎng)打造的Wi-Fi模塊

 

然而，沒(méi)有統一的標準一直阻礙著(zhù)物聯(lián)網(wǎng)發(fā)展。孫東透露，飛思卡爾在物聯(lián)網(wǎng)標準方面積極推動(dòng)，其與Google聯(lián)合發(fā)起的Thread聯(lián)盟，上個(gè)月吸引到小米的加入，為該聯(lián)盟組織增添了新的砝碼。他說(shuō)：“標準將在二季度末制定，我們也在聯(lián)合加入這個(gè)聯(lián)盟的物聯(lián)網(wǎng)企業(yè)在國內推廣這一標準。”

 

更進(jìn)一步的是，飛思卡爾不僅賣(mài)芯片，還開(kāi)始聯(lián)合知名的IoT和細分市場(chǎng)廠(chǎng)商開(kāi)發(fā)新的產(chǎn)品和提供軟件解決方案。近期，飛思卡爾聯(lián)手高通推出一款針對物聯(lián)網(wǎng)的Wi-Fi模塊。“市場(chǎng)對Wi-Fi模塊需求比較大，BAT分別投資Wi-Fi模塊廠(chǎng)商，我們也在利用自身優(yōu)勢，與國內外Wi-Fi模塊廠(chǎng)商合作，產(chǎn)品將于2月份推出。”孫東說(shuō)。

 

 

圖題4：飛思卡爾聯(lián)手高通針對物聯(lián)網(wǎng)新推出的Wi-Fi模塊
 

 

他繼續表示，該Wi-Fi模塊硬件上結合了倆家的優(yōu)勢，有信心將成本控制得很低，客戶(hù)將得到原廠(chǎng)的直接支持，這一點(diǎn)對于長(cháng)尾市場(chǎng)客戶(hù)而言十分重要。“我們還希望通過(guò)這個(gè)合作模式改變傳統閉塞的Wi-Fi支持模式，讓它在開(kāi)放的平臺上實(shí)施。”他說(shuō)，“比較前沿的是，除了傳統的Wi-Fi連接，我們也把蘋(píng)果公司的一些技術(shù)放在這個(gè)項目上。這個(gè)平臺貌似是一個(gè)MCU的Wi-Fi模塊，但軟件上我們加入了新的協(xié)議，后續還會(huì )把一些其他的協(xié)議架在這個(gè)模塊上實(shí)現。長(cháng)遠來(lái)看，物聯(lián)網(wǎng)要做開(kāi)放的平臺，特別是芯片要和不同的產(chǎn)品兼容才能覆蓋更多的目標市場(chǎng)和更多的客戶(hù)。”

 

除硬件模塊，飛思卡爾還積極與騰訊微云、百度云、阿里云、360云盤(pán)、天翼云等本土云服務(wù)公司合作，并合作海外嵌入式云服務(wù)公司，使客戶(hù)的軟件在他們的模塊里得到很好的支持，順利進(jìn)入海外市場(chǎng)。

 

除了大應用、大客戶(hù)、大市場(chǎng)，飛思卡爾也在尋找創(chuàng )客的市場(chǎng)應用，已研究了開(kāi)放的Wi-Fi模塊開(kāi)發(fā)平臺，除Wi-Fi接口，還支持基于Wi-Fi的語(yǔ)音、紅外、藍牙、PM2.5傳感器、云存儲等設備開(kāi)發(fā)，飛思卡爾還提供BSP和所有外設驅動(dòng)。

 

“這是第一家把創(chuàng )客的需求會(huì )聚在一起開(kāi)發(fā)的開(kāi)發(fā)板，以開(kāi)放的形態(tài)支持大客戶(hù)、小客戶(hù)，甚至第三方器件，把大家在每個(gè)應用領(lǐng)域有優(yōu)勢的方案集成到我們的方案進(jìn)行推廣。”孫東說(shuō)，“前一陣與深圳比較火的幾家創(chuàng )客空間也在積極合作，探索新的扶持方式。”從應用案例來(lái)說(shuō)，深圳已有多家客戶(hù)利用開(kāi)發(fā)板搭建Wi-Fi智能音響原型。

One Box一體化網(wǎng)關(guān)方案

 

考慮到不同應用對應不同的系統的網(wǎng)關(guān)，如智能家居、能源管理、個(gè)人醫療等，為了在一個(gè)平臺上兼容眾多標準，飛思卡爾去年與ARM、Oracle合作推出了一體化網(wǎng)關(guān)方案，即“一體化盒子One Box”物聯(lián)網(wǎng)解決方案，一舉解決了不同盒子支持不同IoT服務(wù)、終端用戶(hù)面向多個(gè)運營(yíng)商且升級不便等局面。

 

飛思卡爾的One Box，實(shí)際上是對網(wǎng)關(guān)完成三件事，一是協(xié)議的轉換，二是不同協(xié)議標準的支持，三是完成傳統網(wǎng)關(guān)加密、數據存儲。孫東介紹說(shuō)，局域網(wǎng)端，該方案支持面向市場(chǎng)所有不同的短距離無(wú)線(xiàn)通信標準，藍牙、Wi-Fi、Zigbee、抄表協(xié)議等，遠端支持光線(xiàn)、電力線(xiàn)載波。

 

 

圖題5：飛思卡爾One Box一體化網(wǎng)關(guān)方案
 

 

“硬件上運用Jave、Oracle開(kāi)源操作系統，目標是讓客戶(hù)不用管底層支持，只需要關(guān)注自己應用層的開(kāi)發(fā)。”孫東說(shuō)，“底層我們做好，客戶(hù)做應用開(kāi)發(fā)，對系統的穩定性有很大的提高，用戶(hù)的便利度和體驗也有很大的提高。”

 

他繼續表示，術(shù)業(yè)有專(zhuān)攻，一個(gè)公司不可能在全產(chǎn)業(yè)鏈上占有自己的位置，產(chǎn)業(yè)分工會(huì )越來(lái)越細，飛思卡爾會(huì )在自己專(zhuān)長(cháng)和想投入的方向上占自己的位置。“通過(guò)三家的合作可以從物理節點(diǎn)，終端數據傳輸到協(xié)議轉換、協(xié)議管理以及到后臺云處理、調用可以做到無(wú)縫的銜接和管理。”他說(shuō)，盡管一體化網(wǎng)關(guān)方案于去年年中推出，但現在回過(guò)頭來(lái)看，國內做嵌入式物聯(lián)網(wǎng)的機制，嵌入式云服務(wù)的公司其實(shí)都走這條路線(xiàn)，作為硬件廠(chǎng)商不可能構建很大的團隊搭建全套的體系，飛思卡爾采用開(kāi)放式的心態(tài)和軟件廠(chǎng)商合作，把云端和嵌入式服務(wù)和節點(diǎn)的數據庫搭建起來(lái)。

 

孫東表示：“我們希望構建一個(gè)開(kāi)放的平臺，而開(kāi)放的平臺不僅僅是軟件的服務(wù)商或者用戶(hù)合作開(kāi)發(fā)一些產(chǎn)品，也不僅僅是和競爭對手的合作，更多的是整合上下游的資源，從而幫助客戶(hù)開(kāi)發(fā)創(chuàng )新的產(chǎn)品。”一家公司很難把整個(gè)物聯(lián)網(wǎng)系統做得非常完善和完備，因此要通過(guò)企業(yè)間軟件、平臺以及和云服務(wù)商的合作，共同打造一個(gè)開(kāi)放性的平臺，這樣不僅能服務(wù)更多的客戶(hù)，同時(shí)也能滿(mǎn)足新興市場(chǎng)的應用需求。

ADI：集成式RF收發(fā)器供不應求，SDR創(chuàng )新應用層出不窮

 

應用的豐富對更高帶寬和更高速率4G網(wǎng)絡(luò )的需求不斷攀升，反過(guò)來(lái)，他們的發(fā)展也對物聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展起到推波助瀾的作用。然而，從2G、3G、4G，LTE制式繁多，頻點(diǎn)的控制也十分復雜，OEM往往需要針對不同的硬件平臺支持不同的制式，這時(shí)，具有靈活性、可配置性和支持現場(chǎng)升級的軟件定義無(wú)線(xiàn)電(SDR)平臺成為眾多應用/市場(chǎng)OEM制造商的必選項。

 

目前，OEM對SDR需求處于被壓抑的狀態(tài)，原因在于現有的集成式寬帶捷變收發(fā)器解決方案在性能、可調帶寬方面受限，無(wú)法支持眾多應用。在基站方面，隨著(zhù)鐵塔公司的出現，要求正變得苛刻，通信設備安裝后不得隨意更換硬件，要求靈活配置，支持軟件現場(chǎng)可升級。而在通用消費領(lǐng)域，消費者對帶寬的需求變得無(wú)限擴大，這對于器件供應商來(lái)說(shuō)，AD要快，但快的話(huà)功耗高、成本貴。最困難的是濾波器，因為一個(gè)寬帶的系統要支持200k的GSM，必須把帶寬縮下來(lái)。寬帶不支持窄帶，窄帶不支持寬帶，形成最大的矛盾。

 

 

圖6：ADI公司渠道管理以及新興應用市場(chǎng)高級應用經(jīng)理章新明
 

 

 

圖7：工程師面臨的設計與市場(chǎng)挑戰
 

 

另一方面，許多OEM制造商缺乏實(shí)現實(shí)用性、高性?xún)r(jià)比的SDR的能力或資源，包括硬件和RF信號鏈設計技術(shù)、軟件開(kāi)發(fā)，以及上市時(shí)間延遲，而且分離式SDR設計成本高。對于工程師而言，產(chǎn)品上市時(shí)間的壓力很大，還要降低風(fēng)險和成本。工程師碰到的問(wèn)題是做基帶，也就是懂協(xié)議的人需要懂模擬，需要懂嵌入式設計，因為他是最懂系統的，很可惜他對模擬往往一竅不通。而反過(guò)來(lái)，射頻工程師的射頻玩得非常好的一般不懂數字，協(xié)議更不懂，兩者的協(xié)調非常麻煩。這時(shí)候就需要這樣的東西：集成式RF收發(fā)器，像手機射頻級芯片那樣，信號送出去以后工程師就不用再考慮。

集成式射頻收發(fā)器供不應求

 

ADI公司渠道管理以及新興應用市場(chǎng)高級應用經(jīng)理章新明表示，該公司推出的軟件無(wú)線(xiàn)電關(guān)鍵器件——集成式射頻收發(fā)器AD936x，很好的滿(mǎn)足了市場(chǎng)的渴求，去年在市場(chǎng)上的表現可以用供不應求、洛陽(yáng)紙貴來(lái)形容。“我們的芯片精度高、易用，且有仿真、開(kāi)發(fā)原代碼和參考設計，讓你的系統一開(kāi)始就能做好。”他說(shuō)，“ADI把AD9361/64芯片做在開(kāi)發(fā)板上，并配上Xilinx接口板，硬件系統已經(jīng)全部OK。軟件工程師直接在上面做應用開(kāi)發(fā)，開(kāi)發(fā)速度非?？?，是我們成功的原因。”

 

章新明介紹說(shuō)，該系列芯片都是可配置的，內置一千多個(gè)寄存器，集成了模擬濾波、混頻器、數據轉換器、發(fā)射和接收的頻率合成器。單芯片集成了所有其它功能，靈活可配置，是真正的軟件無(wú)線(xiàn)電，可以現場(chǎng)升級，沒(méi)有風(fēng)險；可以實(shí)現快速上市，實(shí)現了體積小，還解決包括散熱、功耗的問(wèn)題。

 

 

圖8：AD9361/64集成式射頻收發(fā)器的優(yōu)勢
 

 

AD9361/64芯片的工作范圍從70MHz到6GHz全部支持。帶寬從200KHz到56MHz都支持，也就是從GSM到微波的范圍全部支持。“這款芯片點(diǎn)亮了整個(gè)市場(chǎng)，使得做一個(gè)標準基站或者非標產(chǎn)品也能像做手機一樣簡(jiǎn)單。”他說(shuō)道。

 

AD9361包含高性能2X2 I/Q收發(fā)器，接收通道有低噪放、解調器、濾波器。他介紹說(shuō):“因為信號很小，如果有些特別苛刻的環(huán)境可以在外部加低噪放，芯片有三個(gè)輸出通道，也就是它可以支持三個(gè)天線(xiàn)，每個(gè)天線(xiàn)的帶寬不太一樣。芯片里集成了混頻器，也就是本身的本振，它的頻率是6G到12G。這里有各級的增益放大器，這些增益是可調的，后面有模擬濾波器，AD之后有數字濾波器，這些增益控制范圍80dB，30dB是數字的，1dB的步進(jìn)。”

 

這里畫(huà)的是兩個(gè)AD，實(shí)際上是個(gè)零中頻架構的芯片，這種架構有一個(gè)弱點(diǎn)，就是它的鏡像抑制本振泄*露的問(wèn)題，大家可以這樣理解，一個(gè)本振信號，發(fā)射的時(shí)候，一個(gè)本振信號發(fā)射的時(shí)候是直接相乘，這個(gè)本振信號發(fā)射出去，這就是本振泄漏，這個(gè)信號在空中通過(guò)解調器再解回來(lái)的時(shí)候又變成直流，這個(gè)直流很討厭，會(huì )導致AD的范圍縮小，這個(gè)直流會(huì )波動(dòng)，一定需要一個(gè)直流校準的算法，去除這些直流。另外零中頻的問(wèn)題還有正交性，因為他是IQ接收，就是90度，實(shí)際上做不到，因為空中多徑效應，導致天線(xiàn)不是90度的，信號回來(lái)也不是90度，芯片里面這個(gè)地方I和Q的增益也是不相等的，相位也是不相等的，所有的這一切導致最后解調非偏差，我們需要正交誤差校準功能，讓我們的芯片、系統正交性盡量保持良好。這是很重要的功能。

 

為了支持各種制式的帶寬，我們使用速度很高的ADC和DAC，在A(yíng)D前面有一個(gè)抗混波濾波器，信號采樣率需要是信號帶寬的兩倍，大家理解為是信號的兩倍，如果AD比較慢，比較高的信號有會(huì )混疊。比如說(shuō)芯片要支持56兆帶寬，要支持200K帶寬，AD至少要到100兆。但是有一個(gè)問(wèn)題，用一個(gè)方法解決帶寬的問(wèn)題，改變AD的采樣頻率很低，行不行呢？看上去行，但是問(wèn)題是現在的是芯片有56兆帶寬，射頻前端的帶寬都是超過(guò)56M的，那么它的各次高次諧波噪聲的噪聲全部會(huì )混過(guò)來(lái)，如果前面沒(méi)有濾波器的話(huà)，就會(huì )混迭回來(lái)。這時(shí)候信噪比會(huì )急劇惡化。

 

 

圖9：AD9361軟件定義射頻收發(fā)器IC參數
 

 

現在的問(wèn)題是，現在的芯片要支持56兆帶寬，按道理不能做固定的、硬件200K的帶寬是不可能，如果做可變的就要用電容、電感，這些參數誤差很大，而且要開(kāi)關(guān)切換，因為芯片做電容太難，要占面積，這是不可能的。“我們是用了一種非常高速的AD采樣，AD本身不混迭，采完以后，要把數據再降下來(lái)，現在做數字濾波，再抽取，把數字降下來(lái)，通過(guò)這樣的方式可以實(shí)現它的帶寬可調，200K到56兆，但現在國內在要求60兆帶寬，基站需要100兆帶寬，往后需要24M帶寬，那怎么辦呢，這個(gè)芯片沒(méi)辦法，我們需要再提高AD的速度，這個(gè)對噪底要求很高，對通道噪聲的要求，我們再重新設計，同樣的架構，我們后面的芯片會(huì )支持基站的設備，支持100兆帶寬，甚至高的帶寬，他的功耗很低。這個(gè)方案與原來(lái)的手機不一樣的，因為原來(lái)的手機為了照顧低功耗，它的AD是很慢的，架構不同。”章新明解釋說(shuō)。

 

“另外是支持頻點(diǎn)，我們支持70M到6G，這是為方便大家，單芯片技術(shù)，頻點(diǎn)這是各個(gè)國家寶貴的資源，在中國也是有在管理，我們的芯片可以保證在什么地方都可以用。通道帶寬是我們現在最痛苦的地方，200K到56兆，因為不同的制式要求不同的帶寬，一個(gè)芯片全部可編程，我們的芯片也比較貴，怎么辦呢？對于某些固定帶寬的應用，20兆或是40兆的，對某種通訊專(zhuān)用的，我們會(huì )把系列產(chǎn)品里挑出一個(gè)帶寬專(zhuān)門(mén)測試，打特殊編號賣(mài)給大廠(chǎng)。”他說(shuō)。

 

AD9361的優(yōu)點(diǎn)還包括出色的接收器靈敏度。“我們接收機的靈敏度已經(jīng)做到2.5dB，這個(gè)不算太低，也不算太高，我們2.5dB是考慮到后面ADC的干擾和整個(gè)通道折算回來(lái)，后面是有增益，后面都要除以增益往回算，這個(gè)芯片本身不是基站級的芯片。剛才講到基站的設備、基站的廠(chǎng)家需要這樣芯片的時(shí)候，我們現在需要將指標提上去，現在的做法是增加低噪放。發(fā)射需要高線(xiàn)性，芯片能做到EVM≤-40 dB，也就是1%的誤差。EVM是入場(chǎng)矢量的概念，我發(fā)一個(gè)信號，有相位的問(wèn)題，需要一個(gè)矢量，我發(fā)出來(lái)是錯的，就看這兩個(gè)角之間差了多少，我們保證誤差不會(huì )超過(guò)1%。這也是很重要的指標，也是基站和通訊標準能不能用的指標。產(chǎn)品里碰到的問(wèn)題都是基于這個(gè)展開(kāi)的。”他繼續表示。

 

AD9364和AD9361的唯一差別AD9364是1×1的，是單通道的，因為有些應用不要那么寬的帶寬，一個(gè)就夠了。

 

“上市支持上，有快速的上市套件，包括FPGA夾層卡(FMC)和廣泛的設計資源(Gerber文件、參考代碼、Linux示例應用和驅動(dòng)程序以及設計支持包)以供下載，并聯(lián)合Xilinx、安富利(AVNET)合作開(kāi)發(fā)基于 SDR架構的參考設計。這個(gè)demo真的是自己收自己發(fā)，接上天線(xiàn)就可以了，Xilinx可以提供他們平臺的支持，我們有代理商是安富利，他們也有專(zhuān)門(mén)的平臺，比較方便。”章新明補充說(shuō)。

包括熱門(mén)無(wú)人機在內的創(chuàng )新應用

 

軟件定義無(wú)線(xiàn)電能夠在測試儀器、通信尤其是4G微蜂窩基站、通用無(wú)線(xiàn)電平臺、軍用通信、手持通信中獲得更多應用。章新明分享幾個(gè)創(chuàng )新應用案例。一則是測試儀器，像頻譜儀和網(wǎng)絡(luò )分析儀一般既重由貴重，不易帶出，而現場(chǎng)測試人員又很需要這樣的設備。“用AD9361就能實(shí)現這種功能，可以把頻譜儀做成低功耗便攜式網(wǎng)絡(luò )分析儀、頻譜儀。”章新明說(shuō)，“當然我們現在也有客戶(hù)支持的問(wèn)題，精密儀器的要求比芯片高一個(gè)等級，客戶(hù)的支持難度很大，他們希望把每個(gè)參數優(yōu)化最好，把信號的潛力都挖出來(lái)，ADI也將進(jìn)一步改善產(chǎn)品。”

 

 

圖10：AD9361/64軟件定義RF收發(fā)器的應用領(lǐng)域
 

 

另一個(gè)應用是通訊遙測設備，比儀器的需求量大很多。章新明列舉了當下非常熱門(mén)的四軸飛行器，客戶(hù)非常需要實(shí)時(shí)的圖像傳輸。Wi-Fi通信距離太近，飛行器飛高飛遠了就會(huì )沒(méi)信號，AD9361就非常適合做這種產(chǎn)品，將圖像方案與通訊射頻方案移植到一起就能夠實(shí)現這一應用。“這個(gè)市場(chǎng)非常大，芯片也非常好用。”他說(shuō)。

富士通：為系統創(chuàng )新而生的FRAM

 

FRAM以其獨特的讀寫(xiě)與掉電特性，日漸在物聯(lián)網(wǎng)、工業(yè)設備、醫療器械及醫療電子標簽、電力自動(dòng)化、汽車(chē)后裝設備、認證芯片、POS機/金融A(yíng)TM機等領(lǐng)域的應用風(fēng)生水起。作為FRAM全球領(lǐng)導供應商，富士通半導體上海有限公司市場(chǎng)部經(jīng)理蔡振宇介紹了FRAM技術(shù)和工作原理、與其他存儲介質(zhì)相比的性能優(yōu)勢，更重要的是，他還帶來(lái)了FRAM在多個(gè)高可靠性領(lǐng)域的創(chuàng )新應用案例。

 

 

圖11：富士通半導體上海有限公司市場(chǎng)部經(jīng)理蔡振宇
 

 

鐵電的性能優(yōu)勢

 

FRAM是Ferroelectric Random Access Memory的縮寫(xiě)，鐵電的稱(chēng)謂由來(lái)是它運用鐵電材料(PZT等)的鐵電性和鐵電效應來(lái)進(jìn)行非易失性數據存儲。FRAM兼具了DRAM和SRAM的快速讀寫(xiě)特點(diǎn)，又可以像Flash和EEPROM一樣掉電后保持數據的特點(diǎn)，可謂優(yōu)點(diǎn)兼而有之。

 

 

圖12：鐵電的由來(lái)
 

 

從FRAM內部構造來(lái)看，整個(gè)工藝具有上下兩層電極，最基本的區別在于工藝中加了一層PZT膜。這層膜放大來(lái)看，邊上是整個(gè)鉛原子的構造，中間藍色的是氧原子的摻雜，紅球是貴金屬的原子。

 

當一個(gè)電場(chǎng)被加到鐵電晶*體時(shí)，中心離子順著(zhù)電場(chǎng)的方向在晶*體里移動(dòng)，當離子移動(dòng)時(shí)，它通過(guò)一個(gè)能量壁壘，從而引起電荷擊穿。內部電路感應到電荷擊穿并設置記憶體。移去電場(chǎng)后中心離子保持不動(dòng)，記憶體的狀態(tài)也得以保存。鐵材料本身帶有遲滯特性，原子運行到上面定義為0的位置，運行到下面定義為1，通過(guò)判斷這兩個(gè)位置來(lái)判斷數據是0還是1的極化值。

 

 

圖13：FRAM技術(shù)和工作原理示意
 

 

與其它存儲器相比，FRAM的特點(diǎn)非常明顯。EEPROM屬于異質(zhì)性，掉電后數據會(huì )丟失。寫(xiě)的周期來(lái)說(shuō)，FRAM一般是150納秒的數量級，現在有20納秒數量級。壽命方面，FRAM至少保證10的12次方，即有1萬(wàn)億次讀寫(xiě)的次數，EEPROM和FLASH都是100萬(wàn)次，SRAM也是無(wú)限次擦寫(xiě)。功耗方面，FRAM讀寫(xiě)時(shí)的功耗大概10微安，EEPROM和FLASH都是毫安級的，SRAM也是毫安級的。

 

 

圖14：FRAM與其它存儲器的比較
 

 

那么具體FRAM有多快?富士通蔡振宇介紹稱(chēng)，與常用的E2PROM相比，鐵電FRAM更加快速、耐寫(xiě)以及低功耗。鐵電FRAM有40000倍于E2PROM的燒寫(xiě)速度，FRAM只需0.5秒可以傳送的數據，E2PROM需要13.4S。同時(shí)，鐵電FRAM還具有高讀寫(xiě)耐久性1萬(wàn)億次的特點(diǎn)，可以頻繁記錄操作歷史和系統狀態(tài)，這一點(diǎn)強于E2PROM一百萬(wàn)倍(E2PROM只有一百萬(wàn)次)。而且只有其1/1000的超低功耗，寫(xiě)入時(shí)無(wú)需升壓。

 

 

圖15：鐵電FRAM優(yōu)勢：與E2PROM相比
 

 

蔡振宇認為，FRAM的特長(cháng)可歸結為三個(gè)方面。一是無(wú)須電源保護，意味著(zhù)它無(wú)須后備電池，可以瞬間斷電保護以及RF-ID應用，那么它就可以實(shí)現小封裝化、低功耗、環(huán)保，從而適用于便攜式設備中，并且減少維護保養工時(shí)。二是高速/高讀寫(xiě)耐久性，能夠實(shí)現信息數據的實(shí)時(shí)頻繁記錄。

 

值得一提的第三個(gè)特性在于其抗輻射性。與其他傳統存儲器相比，FRAM不易受到射線(xiàn)（α射線(xiàn)、中性電子線(xiàn)等）影響，從而適用于醫療器械應用，滿(mǎn)足可靠性要求。

FRAM應用面面觀(guān)

 

那么，這些特性將為FRAM帶進(jìn)哪些具體應用中呢？蔡振宇介紹說(shuō)，富士通FRAM包括三大類(lèi)：?jiǎn)误wFRAM、RFID FRAM和認證FRAM，可以廣泛應用于RFID標簽、智能計量?jì)x表(電表、水表、燃氣表)、ATM機、有線(xiàn)內窺鏡、通用驗證芯片等等產(chǎn)品中，其中FRAM RFID產(chǎn)品成就斐然。蔡振宇列舉了下面八個(gè)典型的應用案例，通過(guò)這些案例表現了富士通FRAM的優(yōu)點(diǎn)。在物聯(lián)網(wǎng)世界里，很大一部分就是要做到信息數據實(shí)時(shí)、頻繁的記錄，FRAM可以允許快速、頻繁的擦寫(xiě)，這也是富士通FRAM的優(yōu)點(diǎn)所在。而FRAM的抗輻射性，也使得FRAM在醫療以及一些工業(yè)領(lǐng)域受到了廣泛的應用。

 

1.基于無(wú)需后備電池的特性，FRAM用于數控機床和重工業(yè)設備。中國電網(wǎng)的斷電往往給設備造成困擾，數控機床需要實(shí)時(shí)記錄重要數據，數據量很大的情況下，以往都是加上一個(gè)后備電池用于保存數據。采用FRAM后，就可以把后備電池拿掉。后備電池的劣勢在于它會(huì )漏電，用兩三年電漏掉后要更換，對后面的維修也會(huì )造成麻煩。去掉它，可以減少維護保養的時(shí)間，并且環(huán)保。采用FRAM比SRAM+電池的方案可能會(huì )更便宜。

 

 

圖16：富士通FRAM的特長(cháng)
 

 

2.基于其抗輻射特性，FRAM RFID將應用于需要大量輻射的醫療和工業(yè)場(chǎng)合。比如手術(shù)臺的追溯、藥劑盒子、類(lèi)似于穿刺、血透的管子，美國和歐洲會(huì )有很多接觸到醫療器械的地方，需要經(jīng)過(guò)伽馬放射性射線(xiàn)消毒。普通的RFID滿(mǎn)足不了要求，只能用到FRAM的RFID。原來(lái)是美國和歐洲的要求比較多，然而現在，中國的醫院和客戶(hù)也慢慢對此提出了要求，并且會(huì )越來(lái)越多。目前市場(chǎng)上只有富士通的FRAM RFID可以滿(mǎn)足這些需求。還有一個(gè)特殊的案例是關(guān)于2011年福島海嘯引發(fā)的核泄漏，FRAM可以抗核輻射的釋放，普通的EEPROM被伽馬射線(xiàn)照射后數據會(huì )被破*壞。

 

 

圖17：FRAM的應用領(lǐng)域
 

 

3.利用其讀寫(xiě)次數多、讀寫(xiě)速度快的特性，內嵌FRAM的RFID產(chǎn)品應用于交通收費卡。在廣東，有些交通的收費卡在進(jìn)站和出戰時(shí)讀不出來(lái)，原因在于卡的使用頻率較高，超過(guò)一百萬(wàn)次就失效。FRAM RFID則不會(huì )讀到極限(10的12次方次)。另外，它不存在EEPROM讀寫(xiě)距離不同的問(wèn)題—EEPROM RFID在寫(xiě)數據時(shí)要先升壓到9V或12V才能收集電場(chǎng)能量，FRAM則無(wú)需。

 

4.FRAM RFID用于冷鏈控制。當需要追溯運輸途中每一節點(diǎn)溫度的變化，怎么保證整個(gè)運輸途中都是在這個(gè)溫度以下？就需要在整個(gè)車(chē)箱里加一個(gè)RFID的模塊，實(shí)時(shí)把數據傳到接收端，客戶(hù)讀一下就可以看出一小時(shí)運輸范圍內有沒(méi)有超過(guò)溫度系數、溫度范圍，才接收認為合格的產(chǎn)品，SPI接口可以做這樣的作用。

 

 

圖18：FRAM在RFID領(lǐng)域的應用
 

 

“有家杭州客戶(hù)是進(jìn)行疫苗運輸的，采取集裝箱柜方式運送，需要實(shí)時(shí)記錄溫度系數和運送時(shí)的具體溫度。”他介紹說(shuō)，以前是運用主動(dòng)標簽，一個(gè)點(diǎn)一百多元人民幣。車(chē)里做一個(gè)WiFi的節點(diǎn)，送到駕駛室，目的地再把節點(diǎn)的數據讀出來(lái)。改為FRAM RFID的方式后，一個(gè)結點(diǎn)用簡(jiǎn)單的MCU加溫度模塊加FRAM RFID即可。運輸到數據可以RFID五個(gè)點(diǎn)一讀，就可以把運送的流程拿出來(lái)。這給客戶(hù)省了不少錢(qián)，一百多元的主動(dòng)標簽還是比較貴，新的方案基本上可以降到一半的成本。

 

5.工廠(chǎng)自動(dòng)化和維護應用。在汽車(chē)的生產(chǎn)線(xiàn)上，像大眾這種大廠(chǎng)，每年的生產(chǎn)量都會(huì )往上提。生產(chǎn)量往上提，要把現有生產(chǎn)線(xiàn)的效率提高。在整個(gè)汽車(chē)生產(chǎn)中就要使用RFID，要把生產(chǎn)線(xiàn)、流水線(xiàn)變快的話(huà)，RFID讀取速度要變快。這就需要更快的流水線(xiàn)運轉速度，提高RFID讀取速度。富士通的128C就已成功運用在這樣的領(lǐng)域。

 

6.波音飛機。飛機每過(guò)一段時(shí)間需要大修、年檢。每個(gè)零件可以照取，可以把維修記錄通過(guò)RFID反映出來(lái)，知道哪個(gè)部件要壞了，哪個(gè)部件可能有問(wèn)題要更換等等。

 

7.基于FRAM的認證芯片，用于打印機真假磨合的辨認。佳能、EPSON的打印機能夠識別墨盒真偽，假的墨盒它就會(huì )彈出來(lái)，并告訴你用了盜版墨盒。實(shí)現這一功能，靠的就是富士通的認證芯片。“原理很簡(jiǎn)單，把芯片分別放在打印機端和墨盒端，認證芯片內含AES128加密數據。這樣一來(lái)，打印機取墨像對暗號一樣進(jìn)行驗證，出廠(chǎng)前就和廠(chǎng)商談好了每種不同的打印機和墨盒有對應的暗號，驗證的好處在于客戶(hù)的知識產(chǎn)權得以保護。”蔡振宇說(shuō)。

 

 

圖19：FRAM認證芯片
 

 

8.認證內窺鏡轉換頭。內窺鏡有一個(gè)轉換頭，有一個(gè)客戶(hù)希望轉換頭匹配自己內窺鏡片的頭。他把認證芯片加到內窺鏡的頭里，實(shí)現了類(lèi)似于墨盒的工作，驗證后規定的機器只能配規定的頭。

 

 

圖20：富士通的鐵電全球出貨統計
 

 

最后，蔡振宇表示，富士通從1999年開(kāi)始量產(chǎn)FRAM產(chǎn)品，14年累計銷(xiāo)售23億片，在日本三重和合津若松兩處設有晶圓制造廠(chǎng)，在中國南通也設有封裝廠(chǎng)，實(shí)現高品質(zhì)產(chǎn)品的穩定供貨。

硅谷數模：高速接口IC，技術(shù)遠超市場(chǎng)

 

以接口類(lèi)IC聞名的硅谷數模(Analogix)半導體公司成立12年來(lái)，一直在接口標準比較主流的DisplayPort技術(shù)上，進(jìn)行外部或內部連接SlimPort產(chǎn)品的開(kāi)發(fā)。硅谷數模市場(chǎng)總監梁茜介紹說(shuō)：“目前全球內置DisplayPort芯片出貨量超過(guò)10億臺，其中比較著(zhù)名的是iphone的AP從A5到今天的A8處理器里面都有，直到今天上個(gè)月還在跟蘋(píng)果談一個(gè)新版的AP，后續iphone的AP會(huì )持續支持。今天拿的iphone的接口實(shí)際上內部跑的是我們的架構。”

 

 

圖21：硅谷數模市場(chǎng)總監梁茜
 

 

 

圖22：當前高速顯示接口*技術(shù)演進(jìn)格局
 

 

外部連接向4k2k邁進(jìn)

 

她進(jìn)一步分享了該公司在數字高速顯示接口方面最前沿的技術(shù)以及最新的部署進(jìn)展。她表示，隨著(zhù)屏幕分辨率提高，AP處理器到屏的帶寬變得越來(lái)越大，才能輸出4K、2K或者1K的顯示。之前的老式接口已經(jīng)不能滿(mǎn)足大數據的帶寬，新的連接方式已經(jīng)轉向了更高速率的接口方式。

 

 

圖23：DisplayPort支持USB規格進(jìn)程
 

 

現在手機、平板、筆記本里會(huì )內置一個(gè)傳輸芯片，將4K、2K或者1K這種大帶寬、大數據的內容向外輸送。目前看到的普遍接口是SlimPort USB的方式。SlimPort采用了和iPhone的IP同樣的技術(shù)，單通道帶寬達到了6.75Gbps。SlimPort現在支持的最大向外輸送視頻的帶寬已達4K×2K。

 

 

圖24：通過(guò)SlimPort將手機連接到大屏可看高清視頻
 

 

“基本上接口*技術(shù)發(fā)展的最高規格也就是這個(gè)程度了。”梁茜表示，由于帶寬的富余，在外部連接這里，除了做高分辨率視頻向外輸送外，還加上了480M USB的數據以及快速充電功能。

 

梁茜繼續介紹了與屏的另一款芯片：“硅谷數模把前期LVDS接口換成EDP接口方式，三星開(kāi)發(fā)的最高屏是5K×3K顯示器，里面用的是我們的TCON。大家可以搜索一下，市面上大部分4K×2K的筆記本電腦大部分都是用的這個(gè)，是跟三星合作的。”

 

 

圖25：通用控制臺SlimPort NANO.COSOLE外觀(guān)及配置
 

 

 

她還表示，在外部連接上，從2012年開(kāi)始硅谷數模向全球的手機廠(chǎng)商介紹SlimPort技術(shù)，最先由Google開(kāi)始采用，后來(lái)華碩平板、LG平板都采用了SlimPort連接方式。最新發(fā)布的亞馬遜系列平板電腦也都支持SlimPort輸出。她繼續說(shuō)道：“目前主要的客戶(hù)是海外廠(chǎng)商，國內比較少。SlimPort業(yè)務(wù)2014年營(yíng)收7000萬(wàn)美金，利潤率超過(guò)40%，最貴的芯片賣(mài)到5到6美金，在消費品的IC里面，可以和AP相比了。這也是我們?yōu)槭裁匆恢弊鼋涌陂g的最高精尖技術(shù)的原因。”

 

內部連接單通道速率已高達8.1G

 

“在屏幕中的TCON也有一些芯片，包括一些平板和高分辨率筆記本。跟屏的合作伙伴主要集中在全球的三家，LG、三星和國內的BOE。”梁茜坦言，“截止到今天，單通道速率已高達8.1Gbps，四條通道達到30多Gbps。iMac后面有一個(gè)接口是DisplayPort加上了PCIE。我們覺(jué)得在消費類(lèi)電子這一側，IC廠(chǎng)商今天開(kāi)發(fā)的速率可以說(shuō)是已經(jīng)非常領(lǐng)先的。從應用上來(lái)講，今天連5.4G都沒(méi)有用到。所以從技術(shù)開(kāi)發(fā)到應用角度講，還是有一段差距的。在連接方式上，把它加入了很多東西，包括充電，并把DisplayPort加到了USB。”

 

 

圖26：通過(guò)SlimPort展示的豐富應用
 

 

DisplayPort作為唯一的標準，定義了USB接口連接方式上輸出的標準，用USB連接器，把DisplayPort數據傳出來(lái)。micro-B的標準2012年就出來(lái)了，Type-C最近才推出。Type-C同時(shí)支持最大充電功率達到100瓦20伏的電壓，能夠實(shí)現3.1的傳輸速率。關(guān)于USBType-C應用時(shí)間，梁茜表示，首先比較感興趣的是筆記本廠(chǎng)商，而海外廠(chǎng)商對Type-C觀(guān)望程度濃一點(diǎn)。目前國內廠(chǎng)商對時(shí)間的要求特別強烈，最先是從筆記本開(kāi)始，后續到平板電腦、手機，以及其他顯示。

顛覆性通用控制臺NANO.COSOLE

 

梁茜繼續分享了她對于移動(dòng)應用模式變化的觀(guān)察和思考，她認為中年一代的人都是從PC時(shí)代過(guò)來(lái)的，但現在的孩子將不再會(huì )逆潮流學(xué)習Windows，安裝、卸載程序的使用習慣將被觸摸、手持、云處理所取代。

 

“我們對于未來(lái)美好的理想，就是人們出行只用帶一個(gè)手機加一個(gè)折疊藍牙鍵盤(pán)，不用帶筆記本跑來(lái)跑去，文檔資料存在云端。”梁茜設想道，“家里甚至不需要盒子、X-BOX，手機變成OTT盒子讀取優(yōu)酷、愛(ài)奇藝內容，還可以直接配一個(gè)小手柄玩手機里的游戲。”

 

為此，梁茜著(zhù)重介紹了硅谷數模在CES2015上剛剛發(fā)布的一款名為SlimPort NANO.COSOLE的通用控制臺，實(shí)現了對OTT盒子、主機游戲以及移動(dòng)計算的創(chuàng )新性顛覆，也是芯片廠(chǎng)商向智能設備小周邊配件制造延伸的嘗試。NANO.COSOLE采用SlimPort接口*技術(shù)，克服了移動(dòng)設備上傳統接口空間架構的限制，使得手機、平板電腦能夠通過(guò)現有的移動(dòng)USB接口進(jìn)行高清多媒體連接和內容共享，實(shí)現全高清的用戶(hù)體驗。

 

NANO.COSOLE平臺由盒子底座、藍牙遙控器、電源以及HDMI和micro-USB線(xiàn)纜構成。它是盒子的形態(tài)，一個(gè)底座加蓋一個(gè)小搖控器，盒子里配一根線(xiàn)。使用時(shí)，用戶(hù)通過(guò)micro-USB線(xiàn)纜與智能設備連接，盒子的另一邊則通過(guò)HDMI線(xiàn)纜與高清顯示屏相連；藍牙遙控器可與手機配對，實(shí)現對手機中短距離的遙控。由于簡(jiǎn)單、方便與易用性，NANO.COSOLE也被形象的比喻為一款“智能硬件APP”。

 

“用戶(hù)只需將智能設備的micro-USB端口與NANO.COSOLE連接，就可以自*由按需點(diǎn)播多媒體內容，而不再受客廳機頂盒的限制；消費者也無(wú)需再購買(mǎi)昂貴的游戲主機即可玩視頻游戲，還不用擔心耗電問(wèn)題；也無(wú)需攜再帶個(gè)人計算機即可執行移動(dòng)辦公。集成無(wú)線(xiàn) NANO Remote具有高效、易用的控制功能，讓消費者能夠舒適、便捷地享受OTT視頻內容和互聯(lián)網(wǎng)應用。”梁倩表示。

 

它支持移動(dòng)端播放到4K的輸出，這樣就可以將手機變成4K內容獲取源，再配上4K高清電視，就可以自己拍攝和播放4K視頻。同時(shí)，它支持7.1聲道，4K×2K和7.1聲道可以同時(shí)輸出，這樣唱卡拉OK直接買(mǎi)一個(gè)話(huà)筒就可以了。又比如說(shuō)看電視節目，不用跑電視機旁邊去快進(jìn)快退，拿小板控制即可。除了HDMI的接收端，連投影、DVI它都可以。后續，硅谷數模在游戲場(chǎng)景方面還會(huì )跟手柄廠(chǎng)商合作，將推薦的游戲改成可以用手機玩。SlimPort還計劃與汽車(chē)車(chē)載做連接，使手機可以直接到汽車(chē)的顯示屏。

集創(chuàng )：集智創(chuàng )“芯”，超越“屏”凡

 

移動(dòng)智能終端日新月異，在集創(chuàng )北方公司副總裁陳馗看來(lái)，盡管市場(chǎng)看上去很熱鬧，但是實(shí)際上沒(méi)有突破。他認為，現在的智能穿戴只解決了人體穿戴硬件和手機騰訊，但內容不到云上，智能穿戴就還是不行。

 

“把可穿戴做好一定要滿(mǎn)足人體的特征，智能終端的本質(zhì)是人體ID。這個(gè)問(wèn)題突破的話(huà)，穿戴式設備一定非?；?，不需要簡(jiǎn)單數據傳輸，而是豐富數據傳輸。這種情況下，外設的設備變成狀態(tài)非常輕、體積非常薄，而且交流是透明的。硬件載體變成數據傳輸工具，大量的數據變化在云端處理，然后把計算結果傳下來(lái)。”陳馗說(shuō)道。

 

 

圖27：集創(chuàng )北方公司副總裁陳馗
 

 

 

他相信，從消費到醫療再到汽車(chē)，可穿戴產(chǎn)品是物聯(lián)網(wǎng)的接口。未來(lái)移動(dòng)產(chǎn)品的三個(gè)趨勢就是輕、薄、透，而柔性屏絕對會(huì )為可穿戴設備的移動(dòng)產(chǎn)品帶來(lái)另一次變革。并且，未來(lái)的人機交互是無(wú)處不在的，觸摸屏也將覆蓋所有的顯示設備，即有屏的地方就有輸入，顯示和人機界面交互將一定在一起。

 

因此，觸控+顯示技術(shù)的結合就成為了一種必然。而集創(chuàng )一直是專(zhuān)注于平面顯示技術(shù)的IC設計公司，去年經(jīng)受了Mediapad M1、聯(lián)想YOGA和三星Tab3的大批量考驗，2015年顯示技術(shù)融合的趨勢不變，IDT是明確的方向。

 

 

圖28：未來(lái)顯示技術(shù)走向ITD融合
 

 

ITD是顯示驅動(dòng)與觸控整合，是業(yè)內顛覆性一體化創(chuàng )新方案。國際觸控IC廠(chǎng)商相繼發(fā)起并購，為顯示與觸控IC整合鋪路。完全整合的方案還未出現，國內有望實(shí)現跨越式突破。集創(chuàng )北方是國內唯一一家立足于顯示屏，同時(shí)具備觸控與顯示芯片設計能力的公司。目前，集創(chuàng )正在力圖打造“國際團隊”，去年上半年在新竹成立新的分支，意欲為了未來(lái)顯示技術(shù)融合做準備，推出觸摸、電源管理、驅動(dòng)、TCON集成在一起的All-in-one整體解決方案。

 

 

圖29：2015集創(chuàng )目標是立足FPD市場(chǎng)提供All-in-one方案。
 

 

集創(chuàng )在本次研討會(huì )上也正式宣布推出擁有自主知識產(chǎn)權的觸控芯片全新解決方案ICNT86系列觸控芯片，該系列產(chǎn)品采用互電容＋自電容的架構，支持真實(shí)10點(diǎn)觸摸，搭載32位MCU及DSP，其數字處理能力經(jīng)測算相當于單8位MCU的20倍，還支持智能跳頻、防水等功能，并能有效抑制RF、LCM干擾，更強的抗充電器干擾能力。

 

 

圖30：集創(chuàng )新一代觸控芯片ICNT86，支持On-cell及In-Cell
 

 

ICNT86支持智能手機、平板電腦等多種移動(dòng)終端全尺寸屏幕?？蓾M(mǎn)足用戶(hù)在各種復雜環(huán)境和場(chǎng)景的觸控應用中保持精準。相比上一代產(chǎn)品來(lái)說(shuō)，除了定制化保護、真實(shí)防水、隨手觸控以及智能跳頻等特性之外，ICNT86還增加了對On-cell及In-Cell模組的支持。

 

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