不久前曾在美國(guó)拜訪了10多家半導(dǎo)體公司,盡管全球半導(dǎo)體體行業(yè)的趨勢(shì)在于更高的集成度、更低的功耗、集成化的開(kāi)發(fā)平臺(tái),但各家公司仍然依據(jù)其自身的主流產(chǎn)品和與眾不同的特色推陳出新,一些新興的初創(chuàng)公司的產(chǎn)品更是讓人耳目一新,充分展示了硅谷的創(chuàng)造力。

在此與大家分享一下部分公司的最新產(chǎn)品、技術(shù)動(dòng)態(tài),內(nèi)容涉及到MCU、存儲(chǔ)器、電源管理、高速信號(hào)處理器和圖像處理技術(shù),以及這些公司認(rèn)為的新興應(yīng)用領(lǐng)域等。

Perlegos:安全
和智能卡是增長(zhǎng)最快的兩個(gè)
應(yīng)用領(lǐng)域。

以MCU和存儲(chǔ)器為核心,加速安全和智能卡應(yīng)用

Atmel以MCU和存儲(chǔ)器作為公司的主流產(chǎn)品,并在該基礎(chǔ)上以不斷研發(fā)新的產(chǎn)品。按照該公司市場(chǎng)副總裁Jeffrey Katz的介紹,在2004年Atmel的產(chǎn)品結(jié)構(gòu)中,基于MCU的產(chǎn)品占據(jù)了43%,而非易失性存儲(chǔ)器的比例為28%,同時(shí),產(chǎn)品線也擴(kuò)充到了RF無(wú)線、GPS和高壓ASSP等新興領(lǐng)域。

作為Atmel的主流產(chǎn)品之一,其8比特AVR閃存MCU系列在2004的增長(zhǎng)率達(dá)到了40%,該系列MCU的特點(diǎn)之一在于具備在片系統(tǒng)可編程閃存和EEPROM,能夠?qū)崿F(xiàn)遠(yuǎn)程升級(jí),甚至在CPU運(yùn)行過(guò)程中也可以對(duì)閃存進(jìn)行再編程。全系列MCU代碼兼容性和具備完全的JTAG調(diào)試接口是值得一提的另外兩個(gè)特點(diǎn),代碼的最高利用率和調(diào)試的便利性得到更好了的詮釋。

TinyAVR(目前最高8KB閃存編程存儲(chǔ)器,512B SRAM和EEPROM)、MegaAVR(目前最高256KB閃存,8KB SRAM和4KB EEPROM)和ASP AVR(具有特定功能,包括LCD、CAN、TCP/IP、馬達(dá)控制等)是AVR系列中按照不同應(yīng)用劃分的三大主要產(chǎn)品,使不同應(yīng)用領(lǐng)域有了更細(xì)分的對(duì)應(yīng)產(chǎn)品。

Atmel的8051閃存MCU產(chǎn)品AT89LP系列具有低功耗、單指令周期的特點(diǎn),據(jù)稱其速度較傳統(tǒng)的8051內(nèi)核MCU產(chǎn)品在速度上要快12倍,功耗則要低85%,同時(shí),模擬比較器、10比特ADC、兩個(gè)16比特增強(qiáng)型計(jì)時(shí)器、8比特PWM、增強(qiáng)型UART、SPI、內(nèi)部RC震蕩器、以及可配置I/O端口等都是該系列新增或增強(qiáng)的功能,從而大大提升了8051 MCU的性能指標(biāo)。同時(shí),Atmel在其智能32比特ARM MCU系列集成了ARM7內(nèi)核,面向互接和通信應(yīng)用,支持USB 2.0、SPI、CAN總線、100Mb/s以太網(wǎng)以及外設(shè)DMA等,包括了32K至512 KB閃存和8K至64KB的SRAM。

圖2:GSP器件省略了高速ADC,
并保證了數(shù)據(jù)長(zhǎng)距離傳輸后
的保真性。

該公司也首先推出了基于閃存或ROM的安全MCU,采用8或32比特MCU內(nèi)核,用于SIM卡和銀行卡中。該系列MCU包括帶有一個(gè)兼容ISO 7816的接觸接口和兩個(gè)滿足ISO 14443類型3標(biāo)準(zhǔn)的非接觸接口、以及USB接口,在安全標(biāo)準(zhǔn)上則符合ITSEC E3、通用準(zhǔn)則EAL4+以及VISA的級(jí)別3批準(zhǔn)等行業(yè)安全認(rèn)證?！鞍踩椭悄芸ㄊ窃鲩L(zhǎng)最快的兩個(gè)應(yīng)用領(lǐng)域。”Atmel的總裁和CEO George Perlegos這樣表示了這兩種產(chǎn)品的地位。

實(shí)現(xiàn)功能集成和更高轉(zhuǎn)換效率

Sipex聲稱在全球10大手機(jī)制造商中的4家均采用了該公司的超亮度LED驅(qū)動(dòng)器。作為應(yīng)用器件之一的LED相機(jī)閃光燈一體化的解決方案,Sipex的器件尺寸大小為5.1mm x 3.0mm,同時(shí)將閃光和閃光泡(Torch)集成在一起,而且不需要任何其它器件可以實(shí)現(xiàn)內(nèi)部的開(kāi)關(guān)。在閃光燈領(lǐng)域,該公司的驅(qū)動(dòng)器可以提供100mA至780mA的電流,并正在實(shí)現(xiàn)1A的解決方案,同時(shí),該公司認(rèn)為無(wú)電感解決方案將成為未來(lái)該類應(yīng)用的主流方案,并廣泛地應(yīng)用在他們的解決方案中。

提高效率是電源業(yè)界永遠(yuǎn)的主題,Sipex的SP6655據(jù)稱已達(dá)到98%的效率,應(yīng)用在以電池供電的便攜設(shè)備中。從其性能指標(biāo)曲線上看,在負(fù)載電流約為10-50mA時(shí),效率達(dá)到最高值,但更值得稱贊的是在0.4mA至500mA的負(fù)載變化區(qū)間內(nèi)都能保持大于90%的效率,變化平滑,實(shí)現(xiàn)了從超輕負(fù)載至重負(fù)載變化過(guò)程中效率值的總體一致性,并維持較高的效率。

Sipex在電源控制器上的另一個(gè)突破是以單相位實(shí)現(xiàn)了高效率輸出的30A負(fù)載驅(qū)動(dòng)能力,與多相位方案相比,有效降低了實(shí)現(xiàn)成本。

以CMOS工藝為G時(shí)代做準(zhǔn)備

對(duì)G級(jí)數(shù)據(jù)傳輸速率的追求使一些硅谷的新興中、小型半導(dǎo)體公司有了展示其獨(dú)特技術(shù)的舞臺(tái)。

成立于2001年的Scintera公司專注于G比特信號(hào)處理器,由于G比特級(jí)信號(hào)長(zhǎng)距離傳輸后的真實(shí)恢復(fù),并再次傳輸。在該公司的GSP解決方案中采用了CMOS工藝和模擬信號(hào)處理技術(shù),并完全省略了數(shù)字信號(hào)處理中所需采用的高速ADC器件,可以對(duì)1G至12GHz/bs的數(shù)據(jù)流進(jìn)行處理,以保證數(shù)據(jù)的長(zhǎng)距離正確傳輸。從奈奎斯特采樣定律可以清晰地了解對(duì)于12GHz/bs的數(shù)據(jù)流,如果采用ADC器件時(shí)所需的采樣速率,而這是目前的半導(dǎo)體工藝極難達(dá)到的,這款器件確實(shí)從一種全新的角度解決了高速數(shù)據(jù)長(zhǎng)距離傳輸后的恢復(fù)問(wèn)題。

作為一家為網(wǎng)絡(luò)、以太網(wǎng)、存儲(chǔ)領(lǐng)域提供智能轉(zhuǎn)換、SAS/SATA/RAID、FTTH解決方案的公司,Vitesse公司相信G比特以太網(wǎng)將會(huì)在家庭、中、大型企業(yè)和政府機(jī)關(guān)獲得廣泛的應(yīng)用,尤其在亞洲是一個(gè)千萬(wàn)G比特以太網(wǎng)端口的市場(chǎng)。Vitesse從今年9月開(kāi)始提供24端口G比特以太網(wǎng)芯片組SparX 24方案,其具備軟件端口可配置的智能以太網(wǎng)SME轉(zhuǎn)換器,采用3芯片組替代了常規(guī)的7或8芯片組解決方案,并通過(guò)大多數(shù)使用CMOS工藝來(lái)降低高速芯片的成本,該公司認(rèn)為CMOS工藝完全可以支持達(dá)10Gbps的數(shù)據(jù)處理速率。

圖3. 提供完整的參考設(shè)計(jì)
是Zoran的策略之一。

以核心技術(shù)擴(kuò)展多種應(yīng)用領(lǐng)域

Zoran(卓然)相信未來(lái)將是數(shù)字化產(chǎn)品的世界,數(shù)字化電視、電影、音樂(lè)、像片、圖像都是該趨勢(shì)的必然應(yīng)用領(lǐng)域。

在Zoran提供的解決方案中,硬件、軟件和系統(tǒng)(包括參考設(shè)計(jì))解決方案各占了三分之一。除了我們熟知的傳統(tǒng)DVD芯片外,Zoran也在為HD DVD和藍(lán)光DVD提供解決方案,與此同時(shí),數(shù)字電視、數(shù)字打印、數(shù)字相機(jī)等領(lǐng)域也是該公司覆蓋的領(lǐng)域,而從2004年開(kāi)始移動(dòng)電話領(lǐng)域成為Zoran另一個(gè)關(guān)注的應(yīng)用領(lǐng)域。

Zoran的強(qiáng)項(xiàng)在于面向圖像、圖形的處理芯片,2005年6月其通過(guò)收購(gòu)為高清晰度電視提供解碼器為專長(zhǎng)的Oren Semiconductor公司進(jìn)入到新的領(lǐng)域。以目前可以提供參考設(shè)計(jì)方案的ATSC HDTV為例,通過(guò)結(jié)合Oren公司解調(diào)器與Zoran后端解碼器,Zoran可以提供只有信用卡大小,包括除調(diào)諧器以外的全部功能電路。采用該方案的SupraHD 6xx系列可廣泛應(yīng)用于LCD/PDP電視市場(chǎng),包括了一個(gè)傳輸處理器、高清晰度MPEG視頻解碼器、MIPS CPU、以及Zoran的HDXtreme視頻處理和圖象增強(qiáng)技術(shù)等,同時(shí),該系列芯片還滿足美國(guó)FCC要求的數(shù)字接收機(jī)兼容性標(biāo)準(zhǔn)。

按照Z(yǔ)oran的CEO和總裁 Levy Gerzberg博士的總結(jié),在消費(fèi)類電子應(yīng)用中,集成度更高的單芯片解決方案,以及低功率、高速處理芯片將是半導(dǎo)體公司的發(fā)展方向,而半導(dǎo)體工藝的進(jìn)步和終端產(chǎn)品的特性化將是推動(dòng)力。

作者:張毓波

（電子工程專輯）