術與產品相繼在成都、深圳、上海、北京的IIC-China 2008舞臺上絢麗亮相,射頻和微波技術展區及電源技術展區的人頭攢動,還有討論熱烈的研討會……2008年的IIC展會華麗而又圓滿,眾多工程師們得以置身于電子領域最前沿、親身體驗并獲取最新的應用技術與資訊。《電子工程專輯》網站已在展會同期及時報道了海量豐富資訊,而這里,我們再一次整理了一些熱門趨勢與技術和大家分享。

低門檻使觸摸屏方案略顯擁擠,高端應用領域有待靈感挖掘

在觸摸控制/手寫功能時尚潮流的帶動下,IIC-China上涌現了多家公司的觸摸屏方案,針對的應用領域也五花八門。例如希格瑪微電子針對MP3/4+推出了由一顆8位MCU實現的觸摸功能的芯片和一顆MP3/4芯片組成的觸摸雙芯片解決方案；TI公司也不僅僅展示自己最新的達芬奇技術,同時也推出了基于MSP430 MCU實現電容式觸摸傳感的解決方案。

在接近電容式觸摸傳感控制器方面,飛思卡爾的MPR081非常適合用于旋轉界面應用,MPR082非常適合觸摸板應用。通過采用相同的針腳布局,能夠簡化控制面板管理、交換機更換、旋轉和直線滑動開關以及觸摸板實施。兩種觸摸傳感器器件都使用數字輸出I2C接口進行通信,運行在適合消費類電子的理想電壓范圍。

而賽普拉斯更是以先入者的姿態在觸摸傳感領域做出一些門道來,比如可以用于使用條件更惡劣的洗衣機等需要更高ESD保護和抗干擾性能的白家電領域,另外,一般競爭者的方案一個I/O智能控制一個按鍵,一般只做到10個按鈕以下的方案,而據該公司FAE透露,PSoC CapSense的方案可以替代48個按鈕。

電容式觸控技術的優點在于界面可以做得非常絢麗,支持多點觸控,但對于中國人喜愛的手寫功能來說,電容式觸控技術的精度不夠高,而這正是電阻式觸控技術的優點。多家半導體公司展出了成熟的電阻控制方案,其中北京昆騰微電子有限公司也展出了自己的4線觸摸屏控制芯片KT0346,其內部整合了一個12位125 kHz的SAR模/數轉換器。

而未來的新風潮已有跡象:蘋果近日已經把多點觸摸顯示屏作為iPhone中的通用配置；微軟也展示了它的多點觸摸Microsoft Surface,把普通的臺式電腦變成帶交互式界面的電腦,我們在猜測也在憧憬,IIC-China 2009上,中國系統廠商是否會對這樣的多點觸摸技術提出更大的需求？是否同時也會有廠商帶來更多的解決方案？

針對細分應用,閃存MCU更高集成、更低功耗、更快速度成焦點

在去年的IIC展會上,我們還能發現一些MCU選用單獨的片外Flash,但今年卻已悄然發生變化,要么是集成存儲部分,要么擴大容量,為了提高MCU性能并增加易用性,大多新推出的閃存都帶有片上存儲,而其中,又以片上閃存居多。Atmel在本屆IIC展示的產品是AVR MCU系列,基于閃存的ARM微控制器AT91SAM7L是此次參展的重頭產品,專門針對32位微控制器和32位嵌入式應用處理器市場,可以用電池直接供電,僅電池就可以控制系統的所有其他電源供應。AT91SAM7L帶有6K字節SRAM和64/128K字節閃存,提供30MIPS的處理能力,以毫安級的電流就可以維護2K字節的備份SRAM和實時時鐘的工作。據介紹,這款MCU主要面向對功耗要求比較高的手持應用,如PDA、GPS、ZigBee傳器模塊等等。

在AVR家族中,除了tinyAVR系列帶閃存的通用微控制器,Atmel還擁有一些具有差異化特性的AVR產品系列:如帶有硬件乘法器的megaAVR,具有領先節能特性的picoPower AVR,帶DMA、多級中斷控制器以及事件管理系統的XMEGA等。

NEC電子的8位通用微控制器也都使用閃存存儲器,在NEC的展臺上,有一款使用檸檬電池供電的MCU,這款78K0R系列的MCU待機模式電流低至。該公司透露,在價格方面,由于采用閃存來代替EEPROM,內置振蕩器,低電壓檢測功能,復位功能以及各種其它外圍器件,用戶的系統成本反而更低。

Microchip不僅在其8位閃存PIC單片機配備非易失性閃存數據存儲器,在PIC32 32位MCU中更是采用更大的存儲容量,提供512KB閃存和32KB隨機存取存儲器(RAM)。瑞薩科技帶有片上閃存的R8C/Tiny系列小型高性能16位MCU結合了高性能與易用性,也是獲得同樣吸引眾多關注。

無線感測網絡、煙霧警示器、便攜式醫療裝置、水表、遙控器等越來越多的電子產品需要長時間工作在休眠狀態,但它們一旦需要工作時,則需要迅速喚醒。這類應用對MCU的需求則是休眠時需要極低的電流、工作模式下需要動態電壓控制、喚醒時則響應時間要快,當然還有體積小成本低的特點。

針對上述應用,不少MCU廠商投入了更多的力量。在IIC-China上,TI和Silicon Labs都在此領域推出創新的方案,但是雙方的策略則大不相同。TI通過推出業界靜態電流最小的LDO(500nA),配合超低功耗MSP430,使其在原來功耗上再減半；而Silicon Labs則是通過集成DC/DC或LDO來使得休眠功耗降低,操作電壓低至。兩者雖然實現的方式不同,卻也是各有優勢。

TI支持雙電平電壓輸出的150mA低壓降線性穩壓器(LDO)TPS780xx,特別滿足基于MSP430微控制器的電池供電設備的要求。TPS780xx帶來的省電有兩個方面,一個是自身耗電降低,靜態電流僅為500nA；另一個則是通過VSET引腳實現雙電平選擇使MCU的待機功耗降低一半。該LDO無需外部部件,即可實現動態電壓縮放(DVS)功能,也就是該款LDO集成了DVS功能,這樣可以省去四個外圍的分離器件,包括三個電阻和一個MOSFET管,除了降低成本外,還簡化了基于MSP430應用的電源設計。

但是,另一家公司,Silicon Labs則正是將DC/DC和LDO進成進低功耗的MCU中,以實現更低的功耗,該公司的操作電壓最低的微控制器,使便攜式產品能從一顆電池取得所需電源。C8051F9xx采用最小僅4×4毫米的封裝,除了繼承上一代產品集成了10位高精度ADC、SmaRTClock振蕩器、64kB閃存和4kB RAM等特點外,最大的亮點在于集成了LDO或者DC/DC。在雙電池模式時采用LDO,單電池模式時采用DC/DC,從而在兩種模式下都能高效率的提供微控制器核心電源。即使操作電壓低至時,該MCU也能照常工作。

除了在功耗上做文章,處理速度也是MCU廠商競爭的法寶。例如意法半導體STM32系列32位閃存微控制器,當代碼從Flash中以72MHz的全高速運行時,在外設時鐘開啟時STM32僅消耗27mA的電流。其省電功能包括一個集成的實時時鐘、一個專用的32kHz振蕩器和四種功率模式,其中實時時鐘含有一個電池操作專用引腳。另外,該款MCU采用的ARM Cortex-M3內核,處理速度比基于ARM7TDMI的同級別產品快30%,由于Cortex-M3內置了快速中斷控制器,其中斷間延遲時間降到只需6個CPU周期。據介紹,除了適用于在家電、工業、安全等傳統應用領域,STM32系列在低功耗設備,如血糖儀器、血脂儀等方面的應用具有很大優勢。

電視應用琳瑯滿目,豐富體驗需求引發多種方案

中國傳統休閑方式對電視的依賴,以及奧運會的契機,都大力促進了移動電視、互聯網電視、高清電視等應用的增長,本屆IIC-China展會上,圍繞電視做文章的方案琳瑯滿目。例如安凱在基于AK78系列的移動電視手機方案,支持CMMB,以及T-DMB、DVB-H、MediaFLO、ISDB-T等標準。AK78系列多媒體應用處理器采用ARM926EJ內核,主頻高達300MHz,處理速度快,是安凱公司針對目前市場上日益增長的多媒體應用需求而推出的芯片產品。該芯片支持硬件加速,視頻顯示可支持到D1、刷新速率達到30fps。由于該芯片支持多路SPI/SDIO等各種豐富接口,可支持多模式移動電視。安凱方案還可以支持海量存儲,長時間錄制電視內容,并且用戶在收看一路節目的同時可錄制另外一路節目。

想在電視上直接實現IP電視、互聯網電視和VOD等多個功能,可以考慮恩智浦半導體(NXP)支持/MPEG4/MPEG2的單芯片(PNX8543x)液晶電視方案TV543,該單芯片處理器的獨特圖形處理能力,可改善電視機接收的畫質,使互聯網上的/MPEG4內容在LCD TV上高清播放。

目前,很多用于傳統模擬信號的電視機和數字到模擬機頂盒轉換器仍在使用由幾百個分立元器件組成的低技術、高功耗“鐵殼調諧器”模塊,通常帶來耗時的制造和測試過程。值得期待的是,在一些國際品牌率先采用硅調諧器(Silicon Tuner)的帶動下,再加上未來一些高端的數字電視將需要幾個調諧器,這更是為硅調諧器提供了廣闊的市場,直接替代傳統分立式的“鐵殼調諧器”。IIC-China展會上,NXP針對PC TV市場的TDA18271硅調諧器、可支持DVB-T、DVB-H、DVB-SH、T-DMB與ISDB-T等電視標準TDA18292；飛思卡爾的MC44S803硅調諧器；英飛凌的OmniTune系列調諧器產品；ANADIGICS的AIT1010/51/21等都備受關注。

在追逐新鮮體驗的同時,晶寶利則針對目前低端的CRT電視,增加一塊芯片,其變成標清電視,這就是該公司所展出的MyHD系列高清晰度電視圖像處理芯片,一款專門為CRT電視機設計的高度集成化的模擬/數字混合處理芯片。針對大多數消費群體暫時還難以承受目前平面顯示高清電視機的市場價位,使用MyHD產品的大量普通CRT電視機可以低廉的成本接收高清電視節目圖像。

多種無線技術爭奪遠程抄表應用

縱觀IIC-China上展出的自動抄表技術,一種是利用網絡直接傳輸采集的數據；另一種則是利用現有的蜂窩通信網。例如周立功單片機發展有限公司展出的無線抄表模塊就包括GSM/GPRS模塊,CDMA模塊等。從應用上講,不僅支持各種抄表(水表,電表,燃氣表等)應用,還能實現許多監控應用,例如鍋爐監控,自來水管道監控,天然氣管道監控,石油管道實時監控等。

后來人們又提出熱點和藍牙的概念,但這兩種方式的特點是高數據率,耗電量過大。近年來,隨著ZigBee技術的發展,人們似乎又將目光轉到了ZigBee上,IIC-China展會上工程師就對飛思卡爾的第三代ZigBee平臺、TI的ZigBee方案流露出了濃厚的興趣。

無疑,ZigBee技術具有超低的功耗,但根據目前技術的進展,配置網絡的成本似乎也不見得低,況且該技術所用的頻段為頻段,在許多樓宇中,建筑物的隔擋也是一個問題。在這種背景下,Cyan科技提出采用蜂窩通信子網的概念,將一個子網合成為一個“節點”。該節點稱作為主節點,采用傳統的方式與主站通信,而主節點下面是N個從節點,每個從節點對應著一臺計量表。節點的配置是靈活的,即任何一個從節點可以被設置成主節點。主節點與管理中心的鏈路可以是USB,GSM/GPRS,CDMA,以及以太網等。

無線抄表系統也是Integration收發芯片在中國市場的一個典型應用。Integration代理商貝能科技展出了基于Integration IA4421 RF射頻技術開發的無線自動抄表網絡,該網絡由三種設備組成:主控器、路由器和終端。主控器負責傳送PC控制信息到無線網絡,或者直接控制網絡。路由器在中間起到續接作用,主要是為了延長抄表距離。終端主要負責計量和傳送數據。

SSD存儲IIC初顯身手,市場反應有點淡

近來流行的熱門話題SSD技術在IIC上露面,不過或許是由于價格、性能、或者是針對不同的目標群體等綜合因素,實際市場關注度和媒體的熱評對比鮮明。三星電子展出了基于SaDPT技術的30nm 64GB NAND閃存晶圓及其芯片、eMMC和moviMCP產品以及1.8"/2.5" SSD等。其中eMMC是用于移動設備、汽車導航系統、音頻播放器和數字攝像機的存儲產品,而moviMCP則是利用MCP技術使eMMC能與DRAM、NOR和NAND閃存集成在一個封裝里面的移動內存產品,它使得系統的引導、代碼和數據的處理以及數據存儲都可以在moviMCP封裝里面實現。對于使用SATA II接口的1.8"/2.5" SSD,三星表示將在2008晚些時候推出128GB的SSD。

由于對于傳統硬盤而言,閃存更能適應高溫、易受撞擊的工業環境,采用閃存作為存儲介質也成為工業界的共識。勁永國際(PQI)與TDK合資的臺灣多利吉科技股份有限公司(CoreSolid Storage)也在IIC上露面,展出多款工業用SATA接口DOM(PQI專利的硬盤模組)和PC用SSD。

不過,就IIC觀眾的反應來看,由于OEM面臨成本和設計方面的障礙,大容量的SSD在中國的商用似乎沒有業界所期待的那么快,所以這也促使一些SSD廠商暫時把目光瞄向服務器市場。我們認為,在PC界廣泛采納SSD之前,該技術還有待在成本和設計兩方面實現巨大改進,其進展如何,亦值得拭目以待。

作者:趙娟