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从A到Z!Free Design

时间:2006-07-10 00:00来源:compotechasia.com 作者:admin 点击:

美国德州,除了蕴育出TI这个半导体的开山鼻祖外,也是另一芯片大厂飞思卡尔的发迹地。于2004年7月从摩托罗拉独立出来的飞思卡尔半导体,将自身定位在“嵌入式半导体设计与制造供应商”,其产品应用层面遍及汽车用电子、消费性电子、工业电子、网络电子以及无线网络市场等领域,名列“标准普尔500大企业”(S&P 500)的公司。

这家“老店新开”的明星企业,对中国市场亦有着旺盛的企图心。事实上,飞思卡尔和中国的结缘,可追溯到1992年,区别只在它的身份当时还是摩托罗拉的半导体部门。中国无疑是飞思卡尔全球战略重要的一环,是其在亚洲惟一建置集设计、制造、销售于一体的基地;今年端午节前夕,这个与中国渊远流长的国际企业更首度走出美国本土,由高层领军,大张旗鼓地开跋到上海举行“飞思卡尔技术论坛”(Freescale Technology Forum),以介绍并展示最新的战略合作及解决方案,颇有与英特尔IDF争艳科技界的架势。

  
“嵌入式”形象深植人心  受中国教育部
邀请展开产学合作


一手领导飞思卡尔在1994年IPO、并成功让股价从13美元飙升至近期32美元新高记录的飞思卡尔执行长暨主席Michel Mayer,在开幕时特别肯定中国消费市场的无穷机遇;表示过去20年来,中国每年的成长率均高达9.5%,估计未来数十年内仍将持续在7%~9%之间。其中,中国的载客车辆市场规模今年预估为300万,为全球第三位;移动电话用户达3.5亿,已是全球最大规模,2009年时预计还会成长到将近6亿。另一方面,未来两年内,中国的宽带联机家庭数目应该就会超越美国。“超英赶美”,中国在全速发展进步下,终于做到了!

在Michel Mayer隆重的演说之后,飞思卡尔随即与中国教育部副部长吴启迪于FTF会上共同宣布:与中国教育部的自动化控制教育指导委员会签署协议,在全国选定的高校联合建立嵌入式系统实验室。这是该部会首次正式建议中国高校设立嵌入式系统的课程,不仅展现了飞思卡尔对中国的重视,也是对其在“嵌入式半导体”领域卓然地位的肯定。最初参与的大学均为顶尖学府,如清华大学、上海交通大学、同济大学、中国电子科学技术大学、天津大学、北京航天大学及东北大学等。在2006年底前预计针对12所大学进行该项计划,在2010年以前更计划延伸到100所以上。

期间,飞思卡尔不但将提供嵌入式产品及研发工具,同时也会举行技术研讨会,以便协助培训工作;该项计划将提供课程及实验室给就读汽车、网络、无线、工业及消费相关科系的学生,产品涵盖所有飞思卡尔主要嵌入式处理器,如8/16/32位的微控制器、ColdFire、PowerPC、数字信号处理器(DSP)、56300系列及Zigbee装置等。此前,飞思卡尔曾于2005年11月宣布与教育部共同举办“S12智能型车辆设计竞赛”,共吸引了58所大学、114支队伍参赛,将于今年8月18日-19日,在北京同场竞技。此次上海行,除了亲身见证这些重要宣示外,我们也通过这个机会对飞思卡尔的新推产品做了概略的巡礼。

  
RS08新内核震撼低端微控制器市场

微控制器可谓是让人印象深刻的产品线之一,拥有在全球排名第二的实力,在汽车电子领域更排名第一。在许多大厂纷纷将重心投入高端32位产品的此刻,飞思卡尔却于日前宣布推出KA2的超低端8位MCU;负责运输及标准产品业务的亚太行销总监关永祺(Allen Kwan),此番也随团来到上海与我们细说从头。
Allen说,各厂家对“家庭联网”的策略路径有很多种,有些人倾向借助TCP/IP多址存取是好方法,也有人主张由“网关”统一分配资源才是正途。飞思卡尔认为前者成本太高,若成本问题不解决,很难落实Home Connectivity的概念。而飞思卡尔之所以有推出超低端MCU的想法,便是着眼于低端市场还有很多空间未智能化;例如在灯光智能化方面,由于MCU是内嵌在灯泡之中,而像灯泡这种易损坏的消耗品,一旦不堪使用,MCU也将随之被丢弃,故厂商对MCU的价格承受力是很有限的。基于性价比考虑,特别花了近两年时间开发新内核──RS08,推出首款低端MCU产品──KA2,售价低于50美分,未来也不排除推出更低价的产品。

他并进一步细数RS08核心特色及家世背景:它和一般MCU最大的区别在于Flash的结构,这也是最大的“Charge Boundry”(价钱界限)所在。它已拿掉部分较高端性能的指令,是point-to-micro架构,因此体积也小得多;memory理论上不能超过20K,可经10万次读写循环。而KA2则是基于此款新内核的首款产品,在正式交付前经过3、4个月严格环境条件测试,在性能质量上具有一定保证。RS08虽是新开发的内核,但它最迷人之处在于:它可和同样以低成本为诉求的32位MCU──ColdFire系列兼容,设计人员只要通过软件修改,便可将产品从8位直接升级到32位。

面对微控制器这个看似已“了无新意”的古老基本元器件,各大厂也没忘努力“另辟蹊径”;如某些厂商就选择把模拟器件集成到当中,有些厂商则把可编程特性纳入其中。那么,飞思卡尔又是怎样的想法?Allen表示,整合“光电器件”和“低成本的无线”是他们的战略目标。Allen指出,过去CCFL阴极管由于价格便宜、水银含量和功耗皆低,常是液晶电视的当然选项;然而,它却有着光管本身带蓝色,导致红绿色表现不佳,以及色彩饱和度只能达到70%、容易有残影现象等诸多缺点。

在此次FTF上,我们一眼就可瞥见一幅巨大的液晶屏幕,据悉就是飞思卡尔微控制器结合RGB发光二极管完整方案的成果。不仅颜色逼真许多、饱和度可达110%且覆盖均匀、亮度可媲美数百颗LED的水平,帧与帧之间也连接流畅,使残影消失无踪。Allen乐观地估计,如此成本只有LED一半的整合型解决方案,将在今年年底开始普及,明年初即有望成为主流;到2008年后,一旦成本再度降到某个临界点,则现今的滤光片将不复存在。

在低成本无线技术方面,Allen表示红外线由于远程控制不佳,并非首选(其实以飞思卡尔对ZigBee推动的积极度来看,读者想必也心里有数);他并提到,另一个可能扩展的产品特性是将“保护机制”加入MCU,可取代一些外围器件。最后,他特别强调,飞思卡尔的目标在将“从便携式到家用产品一举成擒”,因此致力发展1.8V~5.5V宽幅输入电压的产品。为提供客户更好的在地服务,飞思卡尔除了在美欧基地外,也在香港、苏州和天津建有设计中心,平均每4-5月就有新产品问世。
  
以完整平台解决方案取胜无线市场

在2005年飞思卡尔近60亿美金的营收中(确切数字是58亿美金),无线业务占约2/3的比例,也就是近18亿的份额,足见这块业务对整个企业的贡献度与影响力。飞思卡尔无线及移动系统部副总裁兼总经理Franz Fink表示,依托和摩托罗拉的深厚亲缘,Freescale更能贴近市场、不断推进技术的发展,包括3G、4G、多媒体和其它无线技术,以及计算、RFID、功率管理和功率放大器等,以针对不同客户及地区供应“多样化”产品,包括基带和UWB、ZigBee等辅助性无线技术的完整解决方案。Fink并对战略部署做了简要说明:在欧洲,飞思卡尔和芬兰一家独立的设计商共同完成Sybian 6.0版的开发;在亚洲,于印度班加罗尔拥有约数百人的软件工程师,善用当地资源,在全球提供因地制宜的芯片产品和参考平台。
  
UWB:退出论坛不等同放弃市场

飞思卡尔是目前惟一通过美国联邦通信委员会(FCC)认证测试的直接序列超宽带(DS-UWB)供应商,并已成功商用;早在去年7月海尔在美国公开展出的平板电视,即是采用飞思卡尔110Mbps的UWB芯片。虽然目前因各地区的标准未获统一,IEEE也还未正式通过UWB的标准,但他们仍相当看好UWB的前景,例如在投影仪、机顶盒、移动VoIP和高速率视频流等应用,同时Fink也对退出UWB论坛的始末做了澄清:“我们认为通过和业界厂商的实质合作,要比参加论坛更有助于市场的推广。”由此可见,Freescale的“退出论坛”并不意味着“放弃UWB市场”,反而不改商用为重的战略初衷,意在以在市场造成商用事实,企图带动“拉式需求”。
  
3G:钟情WCDMA和TD-SCDMA两手准备战略

另一个引发媒体关切的新闻点,则是飞思卡尔对3G布局的看法;Fink认为,未来中国应会同时采用WCDMA和TD-SCDMA两种标准,原因很简单:因为对中国而言,保护知识产权固然是积极目标,但像中国移动这样世界级的运营商,终究要和世界接轨,方便国际人士全球漫游;因此Freescale将以两手准备战略因应3G市场。他并指出,投注在2G和2.5G的厂商有近10家,但眼下在3G部署有成的不过3、4家;而飞思卡尔是以整合度和灵活性著称,在RF和功耗方面都有具竞争力的产品。

整体而言,飞思卡尔在目前全球无线平台方案的供应商排名第三(前两名分别是德州仪器和高通)。“或许我们在个别产品领域不是都占第一位,但因为我们在DSP、基带、射频和其它无线技术都拥有强劲的产品,因此就平台角度来看,我们能提供高度完整且灵活的解决方案。”Fink如此自我评析说。最后他特别强调,和世界三大手机厂(诺基亚、摩托罗拉和三星)保持密切关系是必要的,而包括诺基亚等手机领军厂商,都是其解决方案的爱用者。
  
守得云开见月明,ZigBee渐露大鸣大放之势

无线监控将成为无线连接领域的下一代前沿技术之一,因此ZigBee亦是另一个备受关切的无线应用。ZigBee是适用于下一代无线网络的低功耗无线通信技术和国际标准协议,利用简化的协议和提供有限功能,可以减少数据量,实现更低成本的网络构建;采用IEEE 802.15.4 (2.4 GHz频段的短距离无线通信标准)定义的PHY和MAC层。飞思卡尔商用无线经理Brett Black也代表飞思卡尔在FTF会中,与媒体沟通了对于ZigBee市场的看法。

Black开宗明义地表示,820.15.4MAC是IEEE的标准,是宏观进入控制层;而ZigBee是网络协议,是在MAC的上一层进行开发,它本身是一种网络技术,具有自我创造和自我修补特性,理论上可无限放大。他并将记忆拉回年前,客户中以支持820.15.4MAC的为大宗,超过50%;而820.15.4几乎囊括剩下的另一半,只有不到5%是遵循ZigBee的。然自从去年底ZigBee协议标准拍板定案后后,用户中由xMAC和802.15.4转向ZigBee趋势明显,时至今日,已有近20%的客户都是做ZigBee,前述两者各占40%的份额。在频谱标准上,在中国,虽然较多讨论的是700MHz频段,但国际多以2.4GHz频段为依归,飞思卡尔目前也正和中国政府积极讨论,坚信中国将成为采用ZigBee技术的大国。

“住宅市场”为黄金应用,潜力更胜蓝牙

Black指出,飞思卡尔的强项优势来自于各产品之间共通性高,无线电、控制器、软件和传感器皆可相互为用;例如预计于今年下半年度要发布的新版32位、基于RS08内核的微控制器ColdFire,即带有软件解决方案并支持以太网,为客户创造更大的灵活性。这款新版ColdFire产品,会把源代码开放给客户,且档案只有3K大小,让那些不满足于820.15.4MAC标准解决方案的系统厂商,也能在其上再堆栈专属的应用层或网络,以做出定制化产品;由于他们都是基于同一硬件平台,故通过软件开发不同产品并不需要重新认证。同时,未来也会继续强化8位产品。

飞思卡尔对ZigBee的发展是信心满满的。“这点从我们ZigBee网站浏览率高就可测知;在我11年半导体生涯中,还是第一次感觉到这么强的市场拉力”,Black难掩兴奋地说。在此次FTF会上,飞思卡尔在展示区把iPod和摩托罗拉的手机连接,模拟一旦有人开门,就会触动照明设备,然后就会发短信到手机上的情境,显示互操作性的成功。Black重申,ZigBee特别侧重家庭控制和工业自动化市场的“大规模网格状网络”,美国奥斯汀州防火系统的应用就是一例;而欧洲的Hawking公司和南非的电气配件制造商Crabtree,也都是早期知名应用。前者开发的HomeRemote系统可以无线方式,满足客户对无线住宅监控产品的需求;后者则以iTRONIC家庭自动化系统管理日常任务,并达到节能目的。

在美国典型家庭中,估计有超过200个节点是通过ZigBee来控制网络;看中它低本较低、电池使用寿命长(约3-7年,未来目标为10-20年)且duty cycle较短的特性,飞思卡尔认为它很适合在住宅市场发展。以4个节点组成的网络为例,ZigBee每个节点的成本约10美元~25美元,一旦量产后可望再下降5美元~10美元,而蓝牙则要50美元,实不可同位而语。他并透露,ZigBee去年的出货量约200万,今年估计可到700万~1,000万,增长率在100%~150%之间,而到了2008年将真正大幅增长。

事实上,蓝牙推出迄今已近9年历史,也是在约3年前才终于找到在蜂窝和语音上的应用之路;反观ZigBee从研发开始到今天,还不到3年时间(2004年12月通过认证,2005年3月正式推出),前景大好。但有鉴于ZigBee开发需18-30个月,且终端消费者关心“使用便利性”往往大于技术本身,因此“互操作性”显得格外重要;为让消费者便于识别,通过互操作的产品将获ZigBee联盟授予认证标志,附在产品上以兹区别。此外,为帮助客户快速进入市场,飞思卡尔亦提供超过6,000个开发包和兼容测试支持。  

超过6,000个开发包和兼容测试支持,加速市场推广

以最近推出BeeKit无线连接工具包为例,它提供了一种简便易用的接口和框架,可以帮助开发人员为点到点、802.15.4和ZigBee应用配置参数。

BeeKit包括飞思卡尔的BeeStack(一种兼容ZigBee的协议栈)和开发人员配置工具(可以支持飞思卡尔符合ZigBee标准、基于HCS08 MCU的平台)。在完成无线解决方案的配置后,开发人员就可以使用BeeKit,将其导出到飞思卡尔的CodeWarrior IDE中,帮助构建和调试应用;即使是没经验的设计人员,也能在30分钟内顺利将网络运行起来。飞思卡尔的BeeStack堆栈将全面兼容ZigBee联盟的下一代家庭控制协议栈,包括家庭自动化协议。联盟计划的其它更新内容包括支持基于802.15.4 MAC、802.15.4的应用和基于Simple MAC (SMAC)的应用等。BeeKit将于2006年第3季度上市,工具包和堆栈的预计起价为每单位995美元。

开发工具所附带的代码库,包括预先配置的ZigBee应用示例和模板,目前共有超过15个模板的供应商,共开发出40个模板可供销售;未来更拟大力发展参考设计和“交钥匙方案”(Turn-key solution),为客户省去RF的设计麻烦。来自台湾地区的Compal(华宝)公司,便已设计出符合ZigBee和IEEE 802.1.5.4的标准通信模块,并为客户提供硬件和软件的支持,能够满足人们对经济高效、低功耗的无线传感器和控制网络的需求。例如,如果有人需要定期进行健康监控,可利用ZigBee技术在病人周边建立一个本地传感器网络,在紧急情况下,ZigBee网络可以用于自动通知病人的GPS电话。对这种电话可进行适当的编程,用以联系最近的医疗中心。

即便已有诸多成功案例,然而来自媒体的问题总是单刀直入的,关于TI收购挪威Chipcon公司以强化ZigBee的效应,飞思卡尔自然也躲不过被探询的命运。Black的解读是,TI和飞思卡尔皆和ZigBee 1.0兼容,但由于Chipcon堆栈协议是基于英特尔Xscale处理器,属于8051内核系列,而TI本身的产品并不支持8051,预计TI须将先前所投资的平台进行转换,想必又是另一笔不小的投资。

再者,在一片单芯片热潮中,飞思卡尔是否也会从善如流推出ZigBee的SoC产品?Black的回应是,就现况来看,ZigBee的市场条件还未臻成熟,SoC气候亦未成,因此他们现阶段是采SiP的方式(System in Package),先将无线电和微控制器集成,可省下33%的电路板空间,预计在今天下半年会推出单芯片解决方案。
  
i.MX多媒体应用处理器  
专为便携式高清视频而开发


面向移动电话、便携式媒体播放器和其它无线设备的多媒体内容已随处可得,在这种情况下,能否提供电影品质的视频和音频体验主要取决于设备的应用处理器。飞思卡尔无线暨移动系统部多媒体应用部门总经理Berardino Baratta叙述,他们目前在同一平台上,同时开发有4个系列的处理器,其中3个是蜂窝式的,另一个就是面向移动多媒体、从去年第四季开始推出的i.MX。它的存在重点在于:已把应用层集成到芯片中,未来开发便携式设备的处理器时,只要一个i.MX便足以因应。简言之,只要是有屏幕、对视像要求较高的产品都适用。

依照Baratta的说法,各大厂对多媒体处理器的发展各有策略重点,例如:英特尔xScale是锁定频率较高的应用而发展,且对软件的依赖甚深,功耗较大、扩展性也相对较弱;而TI的OMAP若要达到高清标准,必须仰仗DSP之助,才能将频率提高到600MHz以上,同样存在高能耗和散热的问题。此时,飞思卡尔经过硬件精简的i.MX产品便有了立锥之地,其处理速度可达665MHz;而对于高端用户,他们也能把去掉的存储硬件再重新放进来,以满足额外的需求。Baratta表示,目前i.MX共同几个家族:最早的11系列的频率在200MHz左右;21系列频率可达200MHz~500MHz;31系列频率在400MHz~665MHz。他并透露,下一代的i.MX产品,将会在600MHz~700MHz。

飞思卡尔的i.MX多媒体应用处理器是运行微软Windows移动操作系统的最新移动电话的核心设备。除了提供手机和移动娱乐设备的标准特性外,此处理器还通过了Microsoft PlaysForSure认证,可支持主要的视频标准,包括:MPEG-2、MPEG-4、AVI、DivX、H.263和H.264,具有极佳的数字视频压缩功能。目前内建i.MX应用处理器的创意行动装置包括AOCOS MP-200迷你MP4播放器(i.MX21)、Techno PMP-10S与PMP-30S (i.MX21)、Toshiba gigabeat S系列(i.MX31L)数字影音播放器、内建GPS导航功能的车内控制器Edge Products A2 (i.MX21)、Supa S300多合一GPS导航装置(i.MX21)。

以目前广为市场接受的i.MX21和i.MX31系列来看,21系列基于ARM926EJ-S处理器核心,包括一个片上增强型多媒体加速器(eMMA),提供独立的前处理/后处理模块和同步的MPEG-4或H.263编码和解码加速器,大大减少了驱动视频所需的内存、CPU周期和功率,同时还提供出色的图像和视频质量。而新型i.MX31和i.MX31L基于ARM11平台,集成了图像处理单元(IPU),能够提供高达VGA 30 fps的视频质量;并采用飞思卡尔的Smart Speed增强技术架构,使用硬件加速器来卸载CPU负载,以及纵横制交换机来实现系统并行运行。
一组6x5 Smart Speed纵横制交换机几乎可以消除等待状态,从而减少有效每指令周期数(eCPI),使i.MX31处理器可与时钟速度达到3GHz的处理器提供相等的性能,却没有系统连接复杂和高运行频率的功耗缺点。同时,在i.MX31和i.MX31L上可先行开发所有代码,再将它转到MAC上;且其安全架构可为运营商和消费者提供针对恶意服务攻击、服务偷窃和配置保护。最后,Baratta特别提到,其实现在有许多最领先的设计都是出现在中国,但由于消费类电子利润率较低,需依赖量的支撑,因此成本的控管尤其重要;而i.MX21是在苏州研发制造,在成本上享有相对优势,且在软件重于硬件的今天,当地的技术团队支持也是关键,这些都是i.MX更符合OEM或系统整机商期待的原因。
  
网络业务:QUICC引擎赋予PowerQUICC
架构新活力


飞思卡尔的网络业务也表现不俗,日前刚获华为评为“最具有价值的供应商”。飞思卡尔数字系统部副总裁兼总经理Lynelle McKay介绍说,网络业务可略分为两大块:一是RF转换器,和华为的合作已扩及整个系统;另一是数字系统,如PowerQUICC和PowerPC等DSP平台。她并指出,由于有些OEM会把PA和RF外包出去,故RF业务对飞思卡尔助益颇多,约占65%的全球份额。
但McKay同时也表示,对中国未来RF市场是看好的,因为有越来越多的OEM开始自己做RF设计。以她自己的经验来说,和5年前相比,如今的中国市场不仅RF自己做的现象增多,且对新产品的采纳度也明显提升,表示掌握的知识技能和经验已越见丰富。飞思卡尔极看重从网络融合到IP的基础设施,以基本的IP开发包括有线和无线在内的多种应用,其中RF份额尤为突出,而PowerQUICC引擎更是帮助网络间融通的重要推手。当媒体问到,作为一个芯片大厂,最大的挑战是什么?她的回答是:“首先是产品从通用型走向应用区隔,必须针对不同需要开发不同应用,而这个数量几乎是从前的2~3倍,才得以满足不同客户的需求,达到全面覆盖”,尤其是在中国市场,像手机TD-SCDMA和机顶盒标准,都有其特殊性。对照SoC的成本不斐,故开发方向必须格外谨慎。
其次是一方面要提供下一代的功能,另一方面又要顾及向后的兼容性。所幸PowerPC内核的底子好,具备易于整合到通信处理器模块(CPM)的特性,可轻松连接ATM、IP和以太网。飞思卡尔以“整合”为依归,从“平台全方位设计”的理念来设计产品IC,所有产品从IP Block角度来看,具有可互换性和伸展性,彼此并不冲突。分组交换网络(PBN)的演进历程正重新塑造着有线和无线接入网络,也促使通信设备市场须提供各种成本经济、与现有软件兼容的IP融合方案。飞思卡尔半导体正以下一代PowerQUICC处理器的推出解决了这些融合/兼容/成本挑战,这种新的处理器集成了PowerPC内核和1个新的、分组友好的(packet-friendly)通信引擎。
  
MPC8360E:助力无线基础设施过渡,QUICC引擎
技术应用的首度试刀


其实PowerQUICC并非全新架构,它诞生已有10年历史了,然而QUICC引擎技术的诞生,却进一步活化了PowerQUICC的市场空间。QUICC引擎技术基于经过优化的双核32-bit RISC架构,是一种可扩展、可编程的通信协议加速引擎,旨在从控制平面CPU(如PowerQUICC处理器中的PowerPC核心)或DSP上减轻带宽密集的处理任务,专为下一代有线和无线接入应用而设计。它提供数据包流量、互通功能(无CPU干预)和多协议支持,并具有极高的信道密度和软件兼容性,颇符合“融合分组网络”对经济高效的要求。

QUICC引擎技术是飞思卡尔在基于RISC的通信处理模块(CPM)技术上的革命性进展,而MPC8360E PowerQUICC II Pro处理器是QUICC引擎技术的首次应用。该处理器系列基于e300 PowerPC SoC平台,目标应用包括:IP DSLAM、IP语音(VoIP)系统、3G无线基础设施、无源光网络(PON)设备、多业务接入节点(MSAN)和中小型企业(SME)路由器等。皆采用飞思卡尔的安全协处理器系列的强大集成安全引擎,支持DES、3DES、MD-5、SHA-1、AES和ARC-4加密算法,以及公钥加速器和片上随机号码生成器。

MPC8360E带有2个均以500MHz运行的RISC核心,可支持高达1.2Gbps的全双工总数据吞吐量;并具有8个统一通信控制器(UCC),可通过微码支持多种通信协议和功能,包括第1层物理接口、第2层终端/转发和互通(传输速率可达2Gbps)、第3层互通和转发、第4层身份识别和转发,以及IP/以太网和ATM流量管理,专为降低分组网络和无线设备的开发成本而设计;适用于从2G、2.5G到全分组化3G无线基础设施的过渡,要求满足与传统TDM和ATM基站的互通和交换。

QUICC引擎技术提高了PowerQUICC处理器在处理数据面(data-plane)任务时的性能,如互联互通(interworking)、交换和分析(parsing),提供包吞吐量(packet throughput)、互联互通能力(无需CPU干涉)、多协议支持、高信道密度和软件兼容性,满足成本敏感的分组网络应用。对于媒体网关和IP PBX等高密度VoIP系统而言,QUICC 引擎技术能够支持2,000多个语音信道,约是CPM的3倍!采用它可以开发出支持256个用户的IP DSLAM,在实现高密度的同时也能减少系统成本。

在此次FTF上,飞思卡尔特别针对消费性及家庭办公室(SOHO)网络装备市场,更为经济、低功耗的版本──MPC8358E,能满足宽带接入应用的性能要求,如中小型企业(SME)路由器、低端DSLAM和IP专用自动分交换机(PABX)系统,并与MPC8360E具备引脚兼容性。
  
MPC8358E:简化版QUICC引擎技术现身FTF,网络数字家庭装置的经济版本
同样基于PowerPC核心开发的MPC8323E PowerQUICC II Pro,拥有优异封包处理、IP语音(VoIP)及加解密能力,MPC8323E系列处理器针对消费性及家庭办公室用网关器、无线基地台(AP)、企业私有网络(VPN)及防火墙路由器等设备,以及采用IP技术的产品如VoIP系统或IPTV用视频转换器而设计,提供杰出处理能力及多样化的网络接取能力;甚至是USB 2.0规格的打印机集线端口、网络附加型存储装置(NAS)或媒体服务器、无线局域网络如802.11.x及新世代的WiMAX等多种规格,都能透过MPC8323E内建的PCI接口支持。MPC8323E处理器当然也能用于数字家庭以外的应用范围,例如DSLAM卡、工业控制或检试与测量设备上。

MPC8323E系列处理器提供简化版的QUICC引擎技术,内建一个32位RISC引擎,能使消费性及家庭办公室用网络设备最佳化,配合5个通用通信控制器(UCC),每个UCC可以在组态后处理不同通信协议,包括10M/100M以太网络、速度达到OC-3规格的异步传输协议(ATM)、多物理层ATM、分时多任务、高端信息链接控制(HDLC)、双路通用异步收发器/发送器(DUART)及二进制同步协议(BISYNC)等,特别适用于需要高效能封包处理能力及高度使用弹性接口的消费性及家庭办公室网络设备。

客户端设备(CPE)市场的成长将受新世代设备的升级而推动,且DSL网关器则对此成长的影响最深。然由于未来“最后一公里”的传输管道未定(如同轴、HPNA、电线或无线局域网络),因此,拥有能够弹性处理各类通信协议的平台,就显得格外有吸引力。MPC8323E系列产品拥有双控制平台/数据平台核心及广泛的多协议支持,可提供设计模块化广域网络前端设备(支持ADSL、VDSL、WiMAX及PON)及局域网络联机(支持以太网络转换或IEEE?802.11x等)所需的多样化平台。

MPC8323E处理器以各界公认的PowerQUICC SoC单芯片架构为基础,能经由PowerPC及QUICC引擎技术同时处理控制流及资料流的运算工作;系列产品内有工作时钟达到333MHz的加强型e300c2 Power PC核心以及双整体单元(dual integer units)。PowerPC核心内有16KB L1指令集及数据快取,由一个32位、DDR1或DDR2内存控制器、32位PCI控制器及16位本地总线所支持。加强型e300c2核心设计时以达到原始的e300核心效能3倍为目标,两个乘法器支持两个低位速率语音编解码器,提高运算效率,更减少对处理器核心运算效能的需求;MPC8323E使发展VoIP网关器时更加容易,且不再需要额外的DSP支持。

MPC8323E系列处理器由飞思卡尔90nm工艺生产,使用516引脚PBGA封装,最早推出的产品包括MPC8323E、MPC8323、MPC8321E及MPC8321。凡建有PowerQUICC功能且产品名称以E结尾者,代表内建锁码加速功能。MPC8323/E支持以太网络及ATM协议(必须透过UTOPIA界面)。MPC8321/E的最佳化可供IP/以太网络封包处理应用,MPC8323E系列产品则针对在PowerQUICC I处理器及PowerQUICC II处理器之间的过渡产品而设计。
具备成本效益的开发系统及针对特定家用/家庭办公室用网络设备而制定的规范平台将在2006年夏季由飞思卡尔及其EMS伙伴提供。MPC8323E系列产品样本将于2006年第三季初推出,266MHz的MPC8321处理器在2007年建议售价为12.95美元(采购5万颗时单颗报价)。

后向兼容能力和广泛的生态系统支持,保护已投入的软件投资
新一代PowerQUICC II Pro处理器系列可与以前各代PowerQUICC通信处理器保持软件兼容,并得到了飞思卡尔提供的CodeWarrior开发工具的支持,以及由飞思卡尔智能网络联盟计划(SNAP)的第三方供应商所提供的全面的开发工具、操作系统和应用程序的支持。CodeWarrior QUICC Engine是图形界面(GUI)工具,可加速、并简化由QUICC引擎技术所管理的驱动程序和通信协议的初始化和配置工作。其关键的特点包括协议冲突告警(conflict notification)、以及通过鼠标响应(mouse-over)和下拉菜单实现对文档的快速访问。

为拓展QUICC引擎技术的应用,飞思卡尔特别推出“Open QUICC Engine开发商计划”,作为飞思卡尔PowerQUICC架构支持生态系统的一个重要组成部分;旨在帮助开发商定制QUICC 引擎技术上运行的飞思卡尔微代码,进而支持广泛的行业标准通信接口和协议。Open QUICC Engine计划使开发商可以自由定制通用的飞思卡尔微代码,开发有针对性的微代码解决方案来满足客户的具体需求。它使第三方开发商和客户可以在微代码中实施新的通信处理功能,而不必向应用中添加ASIC或FPGA设备。开发商可通过与飞思卡尔签署许可协议参加Open QUICC Engine计划(www.freescale.com/quiccengine)。

加入Open QUICC Engine计划的开发商将有机会接受全面的培训,获得丰富的技术资料,并使用CodeWarrior编程工具。Open QUICC引擎工具使软件工程师可以灵活处理并优化QUICC引擎通信接口,向基于PowerQUICC处理器的应用中添加新功能。通过Open QUICC Engine技术计划开发的定制微代码,在基于QUICC引擎技术的处理器平台和应用间具有可移植和可扩展特性,还可与主要操作系统兼容,如:Linux、Green Hills Software的Integrity和Wind River Systems的VxWorks RTOS。

多年合作伙伴现身相挺

华恒科技作为此次FTF中国本土惟一黄金级赞助商,也在会中向业界展示了完全自主研发的PMP解决方案和税控POS机解决方案,并通过技术研讨会与业界资深技术人员进行了深入的沟通和互动。在技术展示区,近10款造型新颖,功能独特的PMP产品在华恒科技的展台上光彩地陈列着,通过多年的技术积累和自主研发,充分发挥了i.MX系列处理器的卓越多媒体性能和低功耗特性,在保持硬件成本在一个较低水平的同时,实现了如游戏、Flash、Java等功能丰富的软件应用,充分满足了最终用户和消费类电子厂家的需求。

华恒科技称得上是国内早期提供嵌入式解决方案设计服务的领军企业,致力于上游芯片厂商与下游电子产品制造厂商之间的技术衔接,据悉,早期的商务通32位Linux系统即是出自其手。秉承分工合作的理念,为客户提供极具竞争力的嵌入式解决方案和完善的售后技术支持服务,从而加速电子制造商产品的上市。华恒科技在金融终端、消费电子、智能交通、广播电视、医疗电子、电力控制和航空航天等各个行业领域拥有数目众多的成功案例。华恒科技产品总监黄宁在接受我刊专访时表示,以做SOHO路由器和防火墙等中低端产品起家的华恒科技,今年特将工作方向转向以消费类电子为主。经他们非正式调查,发现终端设备的合理售价在400美金~600美金,而i.MX平台由于性价比合理,极适合用来开发多种移动终端;其中又以即将正式量产的i.MX27最为看好。

黄宁形容他们和飞思卡尔的合作关系,有点儿类似是“Freescale Design House”,为客户提供系统级(板级)的软硬件,目前像MP4等典型手持设备产品是他们的重中之重,并认为还有很多“变形”的扩展应用。例如通过飞思卡尔的引介,他们就正与知名无线厂商Marvelle展开Wi-Fi模块在MP4的合作。最后他并公开呼吁:拥有多年嵌入式领域技术积累和丰富产品化研发经验的华恒科技,竭诚希望能与更多的行业厂商合作,实现合作双赢,共同推动国内嵌入式产业发展!

另一家同样是飞思卡尔亲密伙伴、将市场重点放在“所有台式PC以外之嵌入式平台”的美商蒙特维士达公司(Montavista),其亚太区总监徐志亮在与编辑畅非PC类的操作环境时表示,功耗这个老掉牙的问题,仍是首要考虑;其次是操作频率,与台式x86架构的2.3GHz不同,手持设备一般能达200 MHz已属高效(如ARM和MIPS等),而摩托罗拉的一款智能手机,采用Montavista的解决方案,可达300MHz的速度。

在面对MobileCE的来势汹汹,是否会让Montavista感到威胁的质疑时,徐志亮回应说,在便携式设备中,软件的优化是必要的,一旦处理不当,很容易让消费者察觉,这也是为何微软系统至今仍备受争议的原因。微软系统由于档案体积大,往往需要500MHz~600MHz才跑得动,且容易出现操作系统不稳、效能不佳的情况,电池寿命也相对较短,因此Montavista仍然倾情Linux系统,并乐于为飞思卡尔的PowerQUICC II Pro处理器提供支持,共同协助客户简化下一代IP网络设备的开发进程。
  
结语

今年初,飞思卡尔首先在美国CES展提出“从A-Z”完整解决方案的概念(汽车应用到ZigBee家庭联网,关于汽车电子部分由于我刊前几期内容已多所著墨,在此不多做赘述),志在为各种音像、信息娱乐、汽车、家用电器、无线和联网应用提供相互为用的解决方案,带来令人振奋的新一代开发和设计自由。明年的FTF,又会给我们带来什么惊喜呢?值得期待。(责任编辑:admin)
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