便攜式設備創新發展道路

　　回顧“便攜”內涵的變化，你會發現便攜式電子產品的概念在這十年中已有了顛覆式的改觀。十年前能夠塞進褲兜或別在腰間就堪稱新潮，而現在則差不多要放進上衣口袋甚至帶在手腕上才夠“酷”。集成電路十年來的發展所遵循的“摩爾定律”成就了這一市場的拓展，集成度越做越高的同時，芯片越做越小，其結果是更低的功耗和更低的成本。

　　德州儀器DSP市場開發經理鄭小龍指出：“在可預見的未來若干年內，這一規律還將延續，這不能不說是便攜式數字信息產品發展的福音。差不多所有的便攜式產品，都面臨如何更有效地延長電池壽命，以及如何充分增強個性化設計的需求。在便攜式新產品研發方面，如何有效縮短產品開發周期，加速產品的更新換代速度，則是能否贏市場成功的關鍵?！?/p>

　　便攜式設備處理器--更高性能與更低功耗的矛盾統一體

　　作為便攜式設備的核心，便攜式設備的處理器平臺是便攜式設備提供豐富多彩功能的保證。終端消費者不斷提出的新需求是推動便攜式設備處理器不斷發展的原動力。目前，用戶對未來的便攜式設備的要求就是希望能享受到更多的功能，包括游戲、音頻、視頻和連接等，并希望這些功能還能夠集成在一起。比如游戲可能是下載的Java游戲，音頻可能有MP3、WMA、RM等標準，視頻有MPEG-4、H.264, Microsoft VC-1等標準，而連接方式則可能有Wi-Fi、藍牙、紅外線等多種方式。ARM中國區總裁譚軍指出：“要實現這眾多的功能，對CPU的要求自然就更高了。而在實現這些功能的同時，用戶還希望便攜式設備的價格能夠越來越低，當然也不能因為功能越來越多其功耗也越來越大，否則動不動就要充電是用戶難以接受的?！?/p>

　　便攜式設備實際上正走向深度融合---成為一種多功能的載體。飛思卡爾半導體無線及移動系統部移動多媒體市埸經理梁耀光則表示：“技術融合仍在影響我們每一個人。在過去幾年中，我們可以看到很多不同功能(如MP3、視頻播放、照相機、3D游戲和手機電話)都融合到一個設備中。越來越多的功能(如WLAN和DVB)都將集成到便攜式處理平臺中，從而增加便攜式設備的內容?！?/p>

　　實際上，除了要面對滿足越來越多融合需求外，便攜式設備處理器還面臨更多需求。鄭小龍以及Philips 便攜式視頻產品營銷經理Dirk-Jan Riezebos的都表示便攜式設備處理器除了考慮提高性能外，還要考慮低成本、低功耗、輕便小巧等多個因素。

　　由此可見，現今的便攜式設備處理器實際上正面臨巨大的挑戰，一方面要以卓越的性能實現豐富的功能吸引更多的消費者，但反過來不斷擴大的消費群體又提出了新的需求迫使處理器去不斷提升性能，同時處理器設計師還要不斷考慮如何降低處理器的功耗、尺寸、成本等更多難題，在這種不斷攀升的技術循環中，如何以創新式的技術革新將這種技術循環跳過不斷追求提高性能的死胡同，走入良性的發展道路是領先的處理器供應商考慮的問題。

　　目前，便攜式設備中有80%的處理器都基于ARM內核，許多處理器都是在這個內核的基礎上通過增加外圍功能來突出獨有的功能和特色的。如ST的Nomadik多媒體處理器是基于ARM926內核，然后添加了視頻和音頻加速器突出了其多媒體方面的特色。所以通過了解ARM內核的變化我們可以把握未來便攜式處理器的趨勢。

　　為了能夠在便攜式設備中實現多種標準的音頻、視頻功能，ARM公司開發了OptimoDE數據引擎技術，該技術適用于所有領先的多媒體應用軟件編解碼器。而ARM最近新推出的OptimoDE Audio Edition嵌入式數據處理技術又為嵌入式設備中的數字音頻提供優化。通過OptimoDE技術，設計者能夠便捷地在系統中實現多種音頻、視頻標準的集成和兼容，同時實現高效處理和低功耗。

　　但是，隨著便攜式設備功能的日益豐富，單一的處理器終將面臨性能與功耗的難以折中問題，而多核技術將是有效的解決之道。目前已經看到的是有多處理器的平臺已經出現，以移動電話為例，從模擬制式向數字制式轉移時，雙核結構(一個微處理器+一個DSP)成為必然的選擇。后來由于要融合更多的功能--藍牙、WLAN、MP3、GPS等，迫使移動電話的處理器平臺必須有獨立的應用處理器來實現這些融合的功能。未來隨著半導體工藝技術的發展，處理器中將基成多個內核。ARM的譚軍強調：“隨著用戶對便攜式設備功能、價格和功耗的要求不斷提高，單MCU系統將會慢慢地為多MCU系統或者多核單MCU系統所取代。這一趨勢已經在某些便攜式設備中得以體現，比如iPod中就已經有多個MCU了。這一趨勢將使設計的復雜度降低，加快產品上市時間，并且能夠在便攜式設備中實現更多的功能，同時降低成本和功耗。ARM最新的ARM11 MPCore正是為滿足這一趨勢而開發的最新的多核處理器系列?！?/p>

　　多核技術并不陌生，從2004年開始，Intel就倡導在個人PC領域推廣多核技術，并推出了針對個人PC的多核處理器。而今年2月，Sony和IBM公布的Cell處理器實際上是有9個處理器組成的超級芯片。該芯片主要瞄準消費電子領域。

　　多核技術的優勢是在提供性能的同時將功耗降低。ARM的譚軍表示：“基于ARM11的處理器明年的速率會達到1.5GHz,也就是目前P4的處理性能，但其功耗卻只有P4的百分之一還不到?！?/p>

　　不少便攜式設備處理器供應商已經推出了多核架構的處理器產品。飛思卡爾的梁耀光強調：“飛思卡爾的i.MX31和i.MX31L已于2005年6月初面市，這兩款產品均基于ARM11(tm)平臺，通過飛思卡爾的Smart Speed技術得到增強，532 MHz 的i.MX31應用處理器能夠利用并行處理，以相當于3 GHz處理器的性能運行?！?/p>

　　Intel亞太區無線技術發展中心經理朱京甬也表示：“Intel于近日在歐洲發布了新的Xscale處理器，該處理器也采用了雙核架構?！?/p>

　　當然，在提高處理器性能的同時也要考慮如何提高處理器開發的高效性，TI的鄭小龍則表示：“針對那些專用便攜式設備，單一的DSP處理平臺依然能以其高速度、低功耗和低成本的特性，有效實現大量復雜運算，因此也是一個極為實用的核心引擎。越來越多的新技術在以軟件的方式展現出來，而無論是SOC還是純DSP都是理想的承載平臺，那么誰能夠掌握有效的開發手段，誰就更有機會獲得新技術的成功。TI的eXpressDSP的開發理念貫穿SOC和DSP軟件開發的整個過程，對于最終成功開發出便攜式產品具有重要作用，特別是新近將推出的Code Composer Studio 3.1更是超平臺集成開發平臺，首次同時支持TI各種系列DSP平臺，也包括SOC系列平臺，將極大降低產品軟件系統開發調試的難度?！?/p>

　　另外，隨著音視頻應用在便攜式設備中的普及，便攜式設備處理器也將考慮對內容版權的保護。譚軍就指出：“隨著用戶在便攜式設備上能夠獲取的音頻、視頻內容的不斷增加，數字版權保護和系統安全問題也是一個相當大的挑戰。便攜式設備使用過程中的版權和安全問題也將越來越得到重視，例如與iPod配合使用的iTune，就是這方面的一個成功的例子。除了通過軟件實現這一功能，如何將對版權和安全的保護措施整合到硬件及軟件系統中，也將是未來便攜式設備設計者所必須考慮的一個非常重要的問題?！?/p>

　　SigmaTel亞太區副總裁Jose Lau也表示：“最大的挑戰在于付費音樂內容下載的數字版權管理(DRM)方面，另外，便攜式音頻處理器供應商也面臨支持低解析度運動視頻方面的挑戰?！彼嘎禨igmaTel今年晚些時候發布的下一代音頻處理器將采用ARM9內核，可提供更豐富的功能。

　　工藝升級是提高處理器性能的有效方法，目前，許多便攜式設備處理器供應商積極通過采用新的工藝技術達到提高性能、降低成本、功耗和尺寸的目的，如珠海炬力總經理趙廣民表示：“炬力正在致力于0.13um工藝的發展，同時努力提升MCU和DSP的處理能力，并降低功耗，將MCU+DSP的綜合平臺打造的更加有靈活性?！盤hilips也表示將通過工藝升級提高其Nesperia處理器的綜合性能。

　　便攜式存儲技術--更大容量、更快效率是主旋律

　　存儲技術也是便攜式技術中的一個重要分支，容量巨大，輕便小巧的存儲設備將使便攜式設備攜帶更方便，也使用戶體驗到更多精彩內容。因此，便攜式設備的存儲技術的發展也是驚人的。目前，便攜式設備主要采用基于微型硬盤的存儲和基于閃存的存儲方式，這兩種存儲技術各有優缺點，所以將在一段時間內共存。

　　Agere杰爾系統存儲事業部策略分析師Jeff Janukowicz表示：“存儲市場一直保持了高速增長，預計到2008年以前，消費電子產品中的存儲設備的年增長率達到了42%。不斷提升的存儲需求意味著要不斷提高存儲容量，1英寸硬盤相比閃存的優勢更低每Gb存儲成本，由于基于不同的應用，在移動消費領域，1英寸的微型硬盤將和閃存共存?！?/p>

　　不過，雖然CCID預測未來在便攜式音頻播放器領域，基于閃存的存儲方式將占主導。但微型硬盤和閃存的競爭將繼續演進，Jeff表示：“微型硬盤制造商目前關注的重點是通過提升信噪比來提高性能、通過采用低漏工藝技術(low-leakage)來降低功耗、通過采用IP復用和提升集成度來降低成本、通過降低工作溫度來提高支持惡劣工作環境的能力等?！?/p>

　　他表示今年2月Agere已經推出了針對1.8英寸、1英寸、0.85英寸大小微型存儲的驅動芯片組，該芯片組包括前置放大器、馬達控制器、硬盤控制器等，其讀出和寫入的速度達到了每秒350Mb。

　　東芝公司同時提供微型硬盤和閃存芯片，東芝電子亞洲有限公司總經理潘潤湛表示：“便攜式設備終端消費者不斷追求更大的容量，雖然有時容量大到他們難以管理的地步，但他們對容量仍孜孜以求。比如，有的MP3容量高達20G，可以存儲數千首歌曲，消費者怎么能聽這么多歌曲?”

　　他表示東芝公司會考慮在微型硬盤和NAND 閃存之前做好平衡。雖然我們相信NAND閃存的需求會超過微型硬盤，但在大容量和成本方面，微型硬盤仍有優勢。不過閃存的優勢也很明顯，就是功耗低和無噪聲。他強調東芝不斷開發針對NAND閃存的先進工藝技術，目前采用的是70nm工藝，未來將采用60nm工藝技術。在封裝上也從SLC向MLC轉移。

　　他表示東芝也積極開發外部存儲卡，如SD卡、mini-SD卡、微型SD卡等。他指出由于有些便攜式設備制造商不希望自己制造的設備有大的存儲裝置-因為這樣有可能增加成本影響銷售，所以他們的設備帶有支持外部存儲卡的接口，而用戶也愿意給便攜式設備購置自己喜歡的存儲裝置，所以這個市場潛力巨大，一個便攜式設備可能配有多個外部存儲卡裝置。