星期五, 12月 02, 2005

NTT DoCoMo以TI OMAP 2架構發展3G手機

NTT DoCoMo以TI OMAP 2架構發展3G手機
上網時間 : 2005年12月02日

德州儀器(Texas Instruments;TI)宣佈,NTT DoCoMo將利用TI OMAP2420應用處理器發展新款的FOMA 902i系列3G手機,並提供先進的多媒體功能。這些FOMA 902i系列手機將於年底推出,是市場第一批採用OMAP 2的行動裝置,運用TI OMAP 2全功能娛樂架構的處理效能,可提供3D遊戲、300萬畫素相機、數位錄影和電視輸出等3G行動娛樂應用。

NTT DoCoMo已連續三年利用TI的OMAP應用處理器發展FOMA系列3G行動電話,目前絕大多數FOMA 3G手機都是採用TI OMAP應用處理器技術,這次推出的新款3G手機也建立在兩家公司的長期合作基礎上,並將成為市場最先採用OMAP 2的行動電話,其後還將會推出更多FOMA手機。

OMAP2420是TI利用OMAP 2全功能架構發展而成,行動裝置製造商可透過它把許多高階消費電子產品功能整合到智慧型手機或可攜式多媒體裝置。OMAP 2處理器為無線市場提供消費電子品質的各類應用,包括高品質數位電視、高傳真3D立體音響、DVD畫質視訊裝置、高階遊戲主機功能、600萬畫素數位相機、類比與數位廣播接收、高速無線連結和VGA以上解析度的彩色液晶顯示器等各種產品。

除了最先進的多媒體功能外,OMAP2420還透過TI SmartReflex解決方案提供更強大的電源和效能管理。SmartReflex技術包含各種智慧型和適應性硬體與軟體技術,可以根據元件動作、操作模式以及製程和溫度的差異來控制電壓、頻率和耗電量,進而在不影響複雜多媒體應用的執行效能下節省更多電力。

TI OMAP2420獨立式應用處理器採用ARM11微架構與90奈米技術,內含ARM1136JS-F核心、TI可程式音訊DSP、TI視訊加速器、每秒輸出高達200萬個多邊形的2D/3D繪圖加速器、整合式相機界面和M-Shield硬體安全解決方案和許多其它功能。

星期四, 12月 01, 2005

蔡明介重登股王的祕密武器

蔡明介重登股王的祕密武器
(2005/12/1 467期)
撰文/林宏文

十一月初,竹科同業公會會議室擠滿了從台北下來的外資投信法人,其中不乏重量級券商的分析師,因為他們要參加聯發科第三季法說會。當聽到聯發科董事長蔡明介說,第四季聯發科手機出貨量單月可達到四、五百萬套時,原本埋頭抄寫的法人,都抬起頭露出無法置信的表情。

許多外資在會議結束後,都匆忙地趕回公司撰寫報告,不少券商還調高聯發科的投資評等,目標價則普遍升到四百元左右。

建華金控旗下建華投顧預估,聯發科明年手機晶片的出貨量將倍數成長,從今年的三千萬套成長到六千三百萬套,估計對營收的貢獻,將從今年的一一四億元成長到二四三億元,至於整體營收則可從今年的四五七億元成長到五六九億元,每股稅後純益(EPS)則從二十二.四元成長到二十八元。


引進人才技術 在光儲存領域打敗眾外商

若聯發科明年真的如建華投顧所預估,可以達到六千三百萬套的出貨量,以明年市調機構預測手機出貨量可超過八億支,市佔率就可達到八%左右,比起兩年前台灣完全沒有這項產品,可以說是相當難得的成績。

事實上,聯發科早在五、六年前就決定投入手機晶片的研發,當時聯發科還沒上市,在光儲存IC領域已經打敗很多外商,但蔡明介堅持要建立第二個產品線,其間歷經了相當多的摸索與挑戰,終於在今年開花結果。

聯發科遇到最大的挑戰是,台灣過去完全沒有這方面的技術與人才,與原來的光儲存技術也完全不相干,因此,負責手機計畫的現任聯發科副董事長卓志哲,便積極延攬以陶光忠為首的工研院開發射頻(RF)技術團隊,再從美國國家半導體找來負責基頻(baseband)技術的陳銘圭,並把原來開發光儲存最優秀的主管及人才調過去支援,自行摸索研發。

在手機更重要的人機介面等軟軔體(firmware)上,蔡明介更遠到歐洲與印度找團隊合作,去年還購併了一家研發中心設在印度的Pixtel,這家公司在美國及加拿大也都有據點,藉以引進最先進的嵌入式系統及圖形化使用者介面等技術,其間為了調整戰力,也數度更換團隊陣容及計畫,目前則由來自科勝訊(Conexant)的無線通訊事業部總經理徐至強統籌負責手機團隊。

至於蔡明介本人,不僅全心投入,把手機晶片列為第一優先的工作,而且,他最重要的任務就是訂定計畫,並且到處找人與找技術,他個人還投資很多以發展手機技術為主的公司,希望能夠為聯發科找到最好的解決方案。


成立達智 打開自有手機晶片的市場

在開發產品的過程中,手機產品的測試過程繁複,因此早期切入大陸市場時,聯發科員工還經常大江南北到處跑,帶著筆記型電腦到處測試。

剛開始根本沒有客戶敢用聯發科的手機晶片,為此蔡明介便與正崴董事長郭台強合資成立手機設計公司達智,透過這家公司把委託設計製造(ODM)的產品賣給客戶。

另外,聯發科了解大陸消費者「便宜又大碗」的需要後,便把聯發科最擅長的多媒體技術,例如可以聽音樂的MP3功能整合進去,再加上可以聽FM(調頻)收音機,還附簡單的PDA(個人數位助理器)功能,整套賣的價格不高,但功能比其他產品強很多,也因此讓聯發科在大陸市場一炮而紅。

聯發科手機晶片的出線,已明顯衝擊到現有的競爭生態,其中以提供手機基頻晶片的美商ADI公司受害最深,日前ADI已表示將在幾季後退出中階手機晶片市場。

根據CSFB(瑞士信貸第一波士頓)的估計,目前聯發科在中階手機晶片的出貨量已達到ADI的兩倍,另外原本使用ADI晶片的樂金(LG),也已透過設計代工廠(ODM)達智採用聯發科的晶片,這也是ADI會決定退出的原因。


套裝概念 整合多媒體打下大陸市場

資策會市場情報中心(MIC)副主任秦素霞表示,很多人都以為聯發科切入的是低價手機市場,但其實聯發科真正搶攻的是中階市場,雖然其在軟硬體設計上的表現不見得最強,但卻利用本身擁有多媒體的整合能力,把整套軟硬體賣給客戶,而在大陸獲得空前的成功。

秦素霞認為,聯發科的定位清楚、策略正確,不與大廠正面交鋒,找出差異化的市場,並且把自己的缺點變成優點,可以說是贏在商業模式正確,這也是未來台灣手機業者要勝出的關鍵,一定要找出適合自己切入的市場,否則很難脫穎而出。


更上層樓 爭取一級大廠是努力目標

對聯發科來說,目前客戶大部分分布在大陸與台灣市場,其中還包括華碩、華寶、英華達及達智,其中華碩更言明未來的機型都會以使用聯發科晶片為主,但這些都不是品牌大廠。

不過,未來聯發科要更上層樓,只有打進一級大廠,其中又以明基西門子是最「門當戶對」的選擇,若聯發科能與明基建立更緊密的合作關係,對於台灣建立手機上下游產業體系的幫助應該很大。

聯發科協理喻銘鐸表示,打入一級客戶是聯發科正在努力的目標,就像早期聯發科推出影音數位光碟播放機(DVD Player)晶片時,最初也只能賣給大陸二線客戶,後來等站穩腳步後,才逐漸成為一線廠商的供應商,未來手機晶片的模式也很接近,前六大品牌都是聯發科爭取的對象,並以先攻佔全球一成市佔率為目標。

不過,未來聯發科的挑戰還是相當大,最主要是手機晶片的技術日新月異,而且未來最重要的是低價手機所需的整合單晶片,由於聯發科的技術與一流大廠還有段距離,還無法整合出很小顆的晶片,因此在低價手機晶片上,德儀、飛利浦與英飛凌都將領先推出,因此聯發科目前仍然積極地延攬人才進來,甚至不排除再去購併公司。

有趣的是,過去聯發科蠶食鯨吞光儲存晶片後,有不少歐美日等供應商被逼得只能退出市場,例如飛利浦、松下及橡樺(OAK)等都是,如今聯發科在手機市場上遭逢的是像德州儀器、飛利浦、飛斯卡爾、英飛凌這種五至十倍大的對手,聯發科有沒有可能扳倒這些巨人,應該也是一件值得觀察的焦點。

星期二, 11月 22, 2005

CDMA2000發展快速 成為最先進的3G技術

CDMA2000發展快速 成為最先進的3G技術
上網時間 : 2005年11月22日

CDMA發展組織(CDG)行政總監Perry LaForge於3G世界大會的主題演講中宣佈,CDMA2000於61個國家的用戶總數已經超過2億,成為發展最迅速且最先進的3G技術,不但為用戶提供先進的語音與資料服務,並為供應商創造新市場與龐大收入;未來,其快速度的發展升級途逕將有助於供應商至少提前兩年將更強的功能與服務推向市場。

根據CDG的資料顯示,全球共有131家的CDMA2000供應商分佈於六大洲的61個國家,而WCDMA供應商只有78家,分佈於亞洲、歐洲及北美的38個國家。亞洲(包括東南亞地區)有35間CDMA2000供應商,拉丁美洲有31間,歐洲及俄羅斯有27間,北美有25間,非洲及中東有13間。另外於非洲、中東、拉丁美洲及亞洲還有29個CDMA2000網路正在建設中。

目前的CDMA2000 1xEV-DO版本0能在商用網路中提供600-800kbps的速率,最高速率可達3.1Mbps,預計在2006-2007年投入商用後將超越 HSDPA(高速下行分組接入)技術。1xEV-DO的下一版本A採用QoS技術,能提高反向鏈路上的資料速率,並推出完善的多媒體功能鋪路,包括在全 IP化的無線接入與核心網路上提供VoIP及視頻電話服務。

CDG表示,CDMA2000技術帶來了目前最高的網路效率與資料處理能力,未來並將持續這種優勢。版本A將於2006年後期投入商用,屆時將使運營商於上述領域保持至少兩年的領先優勢。預計將於2008年投入商用的版本B提出了動態可擴展帶寬的概念,這種功能將讓供應商可以於前向及/或反向鏈路中將最多15個1.25MHz載波合併於一起,將網路的容量及傳輸速率提高到73.5Mbps。

CDG並指出CDMA2000的競爭優勢關鍵在於能夠實現頻帶內遷移,並能使cdmaOn、TDMA、NMT與Greenfield的供應商於450MHz、800MHz、1700MHz、1900MHz或2100MHz頻帶內對現有系統進行升級或建設新網路。另一方面,WCDMA商業系統採用的是2100MHz頻帶內的Greenfield配置(除了美國),需要新的頻率範圍及新的無線電網路。

廣泛的設備選擇是CDMA2000的另一個競爭優勢。目前有900種CDMA2000設備,其中包括150種用於1xEV-DO的設備,從具有基本資料功能的低階手機到具有多媒體功能的設備,一應俱全。於規模經濟效應的推動下,CDMA2000設備的價格不斷下降,遠遠低於WCDMA設備。

CDMA2000在投入商業化的前五年發展速度已超過了WCDMA及GSM。憑藉2億的用戶數量,CDMA2000控制了85%的3G市場,服務的用戶數佔全球無線用戶總數的近10%,成為擴張最迅速的無線技術,預估在2005年底,CDMA2000用戶總數將達到2.2億。

大陸TD-SCDMA標準甩不掉Qualcomm專利糾纏

大陸TD-SCDMA標準甩不掉Qualcomm專利糾纏
上網時間 : 2005年11月22日

由於美國Qualcomm公司決心要對TD-SCDMA技術收取知識產權版權費(IP Royalties),中國大陸本土開發的3G行動標準要想成功,免不了要先到美國聖地牙哥(San Diego),即Qualcomm公司的總部所在地繞一圈。

在完成最後的場外測試和一旦手機廠商實現TD-SCDMA手機量產後,中國大陸非常可能從2006年開始對TD-SCDMA技術進行商業化應用。TD-SCDMA受到大陸政府的支援,因為它涉及的多數IP屬於大陸本土公司。但TD-SCDMA可能拋不開CDMA大廠Qualcomm的糾纏。

「就像所有與CDMA相關的技術一樣,我們當然也在TD-SCDMA技術方面擁有基本專利。我們在全球有60家TD-SCDMA和 WCDMA技術授權客戶,儘管我們在中國大陸沒有任何TD-SCDMA授權客戶。」Qualcomm中國大陸公司總裁孟樸(Frank Meng)表示。「一旦它進入商業化階段時,我們將與大陸廠商磋商,以簽署授權協議。」

中國大陸主管和業界人士對於Qualcomm的主張,反應則相當冷淡。TD-SCDMA產業聯盟秘書長楊驊(Yang Hua)表示,他相信該聯盟的成員擁有TD-SCDMA需要的「多數核心與基本IP」,而且這些專利在聯盟成員之間是交叉授權的。

TD-SCDMA技術論壇副主席、西門子高層李萬林(Li Wanli)表示,Qualcomm早在兩年前就提出了這個問題,但迄今為止,該公司仍然沒有提交一份他們所聲稱擁有的TD-SCDMA專利名單。(原文連結處:Qualcomm repeats China 3G ownership claim)

(Mike Clendenin)

星期一, 11月 14, 2005

HSDPA有重大缺陷 摩托羅拉提出因應之策

HSDPA有重大缺陷 摩托羅拉提出因應之策
上網時間 : 2005年11月14日

為了確保在歐洲能以最佳的形式部署具備HSDPA (High Speed Downlink Packet Access)功能的蜂巢式網路,摩托羅拉(Motorola)公司最近進行了大幅且深入的試驗,並於日前發佈了初步結果。該公司表示,從多用戶的戶外試驗之發現將有助於廠商決定如何最佳部署HSDPA。其強調,最初用戶在使用行動寬頻中的感受相當重要,而且廠商的目標必須是提供與固定寬頻類似的性能。

該公司表示,從不同試驗中所取得的三大指導方針中,最重要的一項是需要提供足夠的處理能力以減少延遲。儘管HSDPA在增強目前蜂巢式網路的傳輸率方面表現突出,但摩托羅拉的研究仍顯示,當進行諸如網頁瀏覽的應用時,該技術會出現延遲。這是由一種被稱為「state switching(狀態轉換)」的機制所引起的。這種機制會將用戶由高速狀態轉換到低速狀態,而用戶並不知曉。

而當無線電網路的狀態由慢轉回到快速運作時,會引發數秒的延遲,這對標榜為「行動寬頻」的業務是不可接受的。摩托羅拉的解決方案據稱是忽視用戶行為,避免將用戶由高速向下切換到低速狀態。由於HSDPA使無線電資源在用戶之間能進行動態共享,因此減少這種狀態切換非常重要。但是,該公司指出,這種安排(scheduling)需要基地台具有密集運算處理能力。研究建議,網路廠商應該確保他們擁有足夠的基地台處理能力,以在推出HSDPA業務時對最高可能數量的呼叫進行排序。

要成功推出HSDPA,另外一個重要問題就是採用一些重要的手機功能,因而獲得更好的行動體驗。該公司解釋,HSDPA性能與設備或手機的功能有相當的關聯性。舉例來說,當用戶處於行動狀態時,手機的一種名為均衡增強(equaliser enhance)的訊號處理功能猶為重要。摩托羅拉表示,該公司的初期試驗結果顯示,支援這種功能的手機的傳輸率可提高多達40%。但目前僅有極少手機製造商宣稱可以提供這種功能。

此外,試驗還顯示,活躍用戶達到一定規模時,視訊串流性能會下降。該公司透露:「如果沒有適當地安排優先順序,活躍用戶只要達到4位,就足以導致視訊串流出現停頓。」為了解決這個問題,廠商必須積極地為視訊服務設定比其他服務更高的優先權,或者提供更多功能。在HSDPA方面,廠商可以延遲提供視訊服務,但視訊服務本身佔UMTS功能的一大部份,這種功能應該被移植到HSDPA上,並提高效率。

(John Walko)

星期三, 11月 09, 2005

Qualcomm是3G市場的罪魁禍首還是代罪羔羊?

Qualcomm是3G市場的罪魁禍首還是代罪羔羊?
上網時間 : 2005年11月09日


日前六家知名通訊公司向歐盟提起訴訟,針對的是CDMA晶片組巨擘Qualcomm,這件事其實並不太令人意外。但有一個簡單的問題是,到底是什麼讓業界能在如此長的時間內忍受Qualcomm霸道的商業模式。有時候,該公司會被拿來和英特爾(Intel)在微處理器市場中的做法相提並論。而二者的區別在於,Qualcomm低調的多。

諾基亞(Nokia)、Ericsson、Broadcom、NEC、Panasonic Mobile Communications和德州儀器(TI)這幾家業者指控Qualcomm利用自己持有的CDMA技術專利限制競爭對手發展,稱這種行為違反了反壟斷法。這些公司請求歐盟就Qualcomm在3G行動技術基本專利授權方面的做法展開調查,並制止Qualcomm的反公平競爭行為。

但在他們提出抗議的同時,也不禁要讓人質疑這六家廠商起訴Qualcomm的動機不純。也許有些廠商,如德州儀器,擔心Qualcomm將在3G領域成為最終的贏家,因此在市場火紅之前要及時對Qualcomm來個下馬威。還有另外一種可能性是:3G形勢不妙,而Qualcomm將成為替罪羔羊。而更也許是上述兩種情形兼而有之。

畢竟,大家認為2005年第一季整體3G手機市場是「令人失望」的,但據RBC Capital Markets的報告,預計今年下半年3G市場成長會較為強勁。RBC的資料顯示,預計2005年3G手機市場將從2004年的2,420萬部成長到5,000萬部。

無論如何,Qualcomm聲稱該公司在CDMA晶片組市場一直以來都是公平競爭的,而至少表面上也是這樣。在90年代中期,Qualcomm嘗試公開其 CDMA技術,將內部開發的cdmaOne晶片組技術授權給四家廠商:DSP Communications(後被英特爾收購)、LSI Logic、PrairieComm(後來被Freescale收購)和VLSI Technology(後來被飛利浦收購)。最近幾年,三星(Samsung)、Sony、意法半導體(ST)和德州儀器曾分別試圖進入CDMA晶片組市場。

但幾年過去了,沒有一家公司成功地開發出CDMA晶片組與Qualcomm抗衡。英特爾、LSI Logic和Sony幾年前分別受挫並退出了CDMA晶片組市場。意法半導體(ST)最近也放棄了在這方面的努力。三星沒能推出一項產品。甚至實力強大的德州儀器在這個領域也是步履維艱。

簡而言之,CDMA晶片從來就不是公平和開放的市場。當對手可望推出CDMA晶片組時,Qualcomm已至少領先兩代。大部份手機製造商不願意使用Qualcomm以外的落後和未經驗證的CDMA晶片組。

而且除了在CDMA領域外,Qualcomm還想在WCDMA領域分得更大的餅,讓人懷疑這是造成3G手機價格較高而且選擇較少的原因。3G產業一直令人非常失望。該技術在美國一直沒有如預期般發展,在亞太地區也沒有太大動靜。例如,在新加坡,3G手機非常笨重,而且服務費用昂貴。

最令人感到不解的是,在這樣的情況下消費者卻還有心思考慮4G行動服務呢!

(原文連結處:Qualcomm: the problem or scapegoat? Commentary sees 3G wireless service a major bust)

(Mark LaPedus)

反將一軍 Qualcomm指控諾基亞侵犯GSM專利

反將一軍 Qualcomm指控諾基亞侵犯GSM專利
上網時間 : 2005年11月09日

Qualcomm公司日前在美國San Diego的聯邦法院提起訴訟,指控行動電話大廠諾基亞(Nokia)侵犯該公司的11項專利及其全資子公司SnapTrack的一項專利。這些知識產權據稱對製造與使用GSM、GPRS和EDGE行動電話而言是必不可少的部分。

Qualcomm在起訴書中聲稱,諾基亞在美國生產或銷售的GSM系列標準產品侵犯了其專利,該公司將尋求法庭禁止諾基亞在美國繼續銷售手機,並賠償相關損失。上個月下旬,諾基亞等六家公司曾分別向歐洲委員會提起申訴,指控Qualcomm濫用與3G WCDMA技術相關的知識產權。

而Qualcomm則針對諾基亞的訴訟中所涉及的其中六項專利,也曾被Qualcomm用於2005年7月時向Broadcom提起的訴訟的基礎,該項訴訟也將在San Diego的聯邦法院舉行聽證。

Qualcomm公司的法務長兼資深副總裁Louis Lupin表示:「我們曾經就一系列問題與諾基亞展開洽談,其中包括諾基亞採用的部份基本GSM專利並未獲得我們的授權。事實上,我們並不想和諾基亞公司對簿公堂。直到不久以前,我們仍然認為這些問題是可以透過協商解決,但目前看來這種可能性已經不大。」

(John Walko)

誰執牛耳 明年是寬頻無線市場關鍵年

誰執牛耳 明年是寬頻無線市場關鍵年
上網時間 : 2005年11月09日

對於寬頻無線技術而言,2006年將是極其重要的一年,預計採用ZigBee、超寬頻(UWB)和WiMAX的產品將大量湧現。這是市場研究公司 Northern Sky Research (NSR)日前發表關於《寬頻無線市場:WiMAX、Wi-Fi、3G、4G、UWB與ZigBee技術展望》的報告中對於明年特別冀予厚望的看法。

報告指出,首批經過認證的802.16d WiMAX解決方案預計將於2006年中進行部署。再經過12到18個月的發展,預計到2006年底,WiMAX用戶將達到50萬用戶。在UWB方面,首批商用UMB產品將於2006年底在北美開始部署,PC和週邊設備應用則是開路先鋒。

至於ZigBee,首批具備ZigBee功能的產品將於2006年第一季在北美、歐洲和亞太地區展開,並率先針對家庭自動化和產業應用。NSR預計,到2010年,全球將部署5.8億個ZigBee元件。

NSR總裁Christopher Baugh認為,經過多年的規劃和努力,未來12個月內WiMAX、UWB和ZigBee將進入市場。這些新技術針對個人和都會區域接取網(metro access)市場,具有更高的性能,並可實現低成本和互通作業性。

值得一提的是,儘管MSR認可WiMAX甚至是UWB和ZigBee的潛力,但該公司仍然認為,就用戶規模、硬體銷售和服務收入而言,Wi-Fi、3G甚至是4G市場才是最大的市場商機。到2010年,全球3G用戶預計將達12億,因此未來5年,3G將是主要的寬頻無線技術。目前3G市場領先行動 WiMAX達3年,隨著新型的3G技術(HSDPA/HSUPA/Rev.A/Super 3G和D-CDMA)的出現,這一趨勢還將加強。

星期二, 11月 08, 2005

高速下行分組接入的接收端設計挑戰分析

高速下行分組接入的接收端設計挑戰分析
上網時間 : 2005年11月08日

高速下行分組接入(HSDPA)能提供比通用移動通信系統(UMTS)更高的速率,但要求更強的處理能力、更大存儲容量和高階調製等新的性能,這些要求對接收端的設計帶來挑戰。本文分析了這些技術挑戰,並提出了採用均衡器、雙天線等解決思路。

許多有關HSDPA的討論都集中於這樣一個事實,即HSDPA可與傳統的UMTS業務共存於相同的無線網絡中。這使運營商能夠對網絡進行逐步升級,從而儘可能減少用於改善基礎設施的投資,降低傳輸每比特業務的成本。儘管許多人都強調這種技術能為運營商帶來好處,包括從原有的 UMTS順利過渡、更有效地利用現有設備以及更高的投資回報,但無線技術開發商卻很少談到它對手機設計的影響。

事實上,這種技術給手機設計帶來了挑戰,如果能夠有效解決這些挑戰的話,將為消費者提供3G的性能,使數據傳輸速率達到14.4Mbps,大大超過目前UMTS所能提供的速度。

在權衡HSDPA手機設計所面臨的挑戰時,有兩點需要考慮。其中最重要的一點是,該協議是第三代合作夥伴計劃(3GPP)規範的進一步擴展,而不是一種全新的技術。這種技術通過擴展在UMTS標準裡已經建立的技術來取得速度上的優勢。它將關鍵的數據處理從無線電網絡控製器轉移到節點B(基站),使數據處理與空中接口更靠近,從而實現更高的系統吞吐量並改善服務質量。

由於HSDPA建立在3GPP規範基礎之上,因此手機OEM廠商在開發HSDPA設備時可重複使用大量已有的設計工作,但這些手機將需要性能更高的信號處理器件。

第二個需要考慮的是上行的性能,正如其名稱暗示的那樣,HSDPA只是運營商對下行性能的升級。在未來一定時間內,對高速上行分組接入(HSUPA)的部署將會增加。目前,設計更改應該只是針對手機的接收部分,發射端(W-CDMA上行鏈路)基本保持不變,這對設計所需時間及複雜性的影響是顯而易見的。

接收器實現面臨的困難

並不是所有HSDPA的實現方式都是一樣的,注意到這點很重要。一些較早投入市場的HSDPA解決方案是基於CDMA耙式接收器(rake receiver)技術。儘管對傳統的UMTS而言,耙式接收器工作效果很好,能滿足HSDPA速率高達每秒數兆比特的系統要求,但要實現 14.4Mbps的HSDPA峰值下載速率,則還需要更先進的接收器技術。通常需要在接收器中採用先進的均衡器來應對這一挑戰。

接收器分集是HSDPA性能決定於實現方式的另一個方面。雖然單天線系統適合某些實現方式,在最佳的空中接口條件下有可能提供全速的數據速率,但對更高性能的手機和PDA來說,採用具有接收器分集特性的雙天線系統更有利。增加的第二個接收器和天線允許手機在大多數空中接口條件下達到更高的下載速率。

接收器的其它方面也需要加強。HSDPA支持16-QAM(正交振幅調製)、鏈路自適應、物理層中繼與混合自動重傳請求 (HARQ)相結合、物理層信道條件反饋,以及一種新的傳輸信道類型,這種新的傳輸信道稱為高速下行共享信道(HS-DSCH),它允許幾名用戶共享空中接口的信道資源。16-QAM調製要求更嚴格的射頻性能,特別是對線性的要求更加嚴格,接收器還必須能夠檢測信道質量並反饋給基站。

HSDPA帶來的最基本的影響就是它改變了手機的信號處理及系統控制,從而導致軟硬件實現更加複雜。

HSDPA提供的數據傳輸速率將需要更快的處理能力,並要求手機具備容量更大的存儲器。若要以可接受的成本和功耗水平實現必需的速度和存儲器功能,那麼就必須借助於65納米節點的半導體工藝技術,而目前UMTS系統通常採用130納米及90納米技術。採用65納米工藝技術製造的多內核半導體器件對HSDPA手機獲取市場領導地位將至關重要。

如上所述,以數據處理為主的高性能手機將採用兩個接收器和兩個天線,以儘可能增加在所有鏈路條件下HSDPA業務的吞吐量。儘管兩個天線都嘗試捕獲相同的信號,但通過將接收分集設計到手機裡,將獲得最佳接收性能。通過採用自適應性調製及編碼,任何一個天線接收到的高質量信號,都能進行複雜的調製與更高速率的編碼。因此,用戶能夠享受到更高吞吐量及更高速率的數據業務,同時運營商也能更有效地傳輸數據並為其他用戶保留系統資源。

為達到最好效果,每個天線和接收器都必須工作於相互獨立的信號傳輸路徑。同時,系統必須能夠結合兩個信號輸入以獲得可能的最佳信號。所有這些都增加了設計複雜性,並需要額外的電路,這可能增加手機的尺寸。

不過對設計人員而言,雙天線、雙接收器配置所帶來的最大挑戰在於兩個天線放置的位置必須儘可能離得遠些。通常說來,這意味著兩個天線必須位於手機兩端,即一個天線靠近麥克風,另一個則靠近耳機。在翻蓋式手機設計裡,這意味著信號路徑必須通過翻蓋轉軸,這會帶來工程上的問題,但還沒到無法解決的地步。

增強用戶體驗

對手機OEM廠商和消費者來說,HSDPA技術還有一個方面的好處,即其空中接口有助於延長電池的使用壽命。雖然HSDPA接收器比標準的UMTS手機要複雜得多,並且處理能力更強,但它下載數據的效率也將大幅提高。

因此,處理器不需要那麼多時間來工作,它處於低功耗狀態的時間會更長。目前還沒有數據能夠量化該技術對電池使用壽命的影響,不過預計上述特性能夠達到節能作用。儘管預計功效將得到提高,不過這仍取決於諸多因素。

無論如何,消費者將會注意到的HSDPA最大優勢就是能提供比傳統UMTS更高的速率。吞吐量翻了一番,這意味著最終用戶接收數據的速率更快,而且在更多時間裡將享受到更好的網絡性能。

作者:Bill Krenik

無線先進架構經理

德州儀器

星期五, 11月 04, 2005

Skyworks用TTPCom軟體開發EDGE方案

Skyworks用TTPCom軟體開發EDGE方案
上網時間 : 2005年11月04日


TTPCom表示,已授權其數位蜂巢式矽知識產權和EDGE協定軟體給無線半導體公司Skyworks,後者將運用該軟體開發Lynx EDGE蜂巢式系統解決方案,為中、高階手機強化多媒體性能。

TTPCom表示,在一個手機平台上體現EDGE數據機功能,要比執行GSM/GPRS系統性能複雜得多。平台設計者必須優化數據機的所有元件,以確保系統可行性。而TTPCom蜂巢式基頻引擎系列(CBE)為一個完整的通訊系統,能提供數據機核心元件,同時也是開發支援EDGE的基頻晶片組的起點。

Skyworks曾在1996年提出完整手機系統解決方案概念。在其Helios射頻及PA技術基礎上,Skyworks提供用於建造完整無線終端的系統解決方案,內含所有重要的軟、硬體。Skyworks同時提供符合GCF的參考設計,並預先整合協定堆疊和多媒體框架,大幅縮短了手機製造商的開發時程。

TTPCom進一步指出,在結合Skyworks的系統解決方案與TTPCom的CBE、經驗證的協定軟體和預先整合的AJAR應用框架後,將大幅減少手機製造商採用高性能平台時的成本,並縮短上市時間。

星期四, 11月 03, 2005

3G標準戰火再起 惟速戰速決才是眾人之福

3G標準戰火再起 惟速戰速決才是眾人之福
上網時間 : 2005年11月03日

想想也不過就是六年前的事,當時由於L.M. Ericsson和Qualcomm撤消了對簿公堂的威脅,讓這一件鬧得沸沸揚揚的知識產權糾紛達成協議,因而也為3G標準開啟了平順之路。當我聽到這個消息時,覺得是心頭放下了一塊大石。之前雙方為了誰擁有這項CDMA介面技術爭論了多年。他們是在1999年3月達成協議的,適逢第三代行動電話標準獲得批准。

當然,我們現在知道它實際上導致三種相互競爭的無線介面規格並存,為現在的國際商務旅者埋下了禍根。當時磋商取得的突破,是因為當事人表示願意支援一種能夠支援多種作業模式的CDMA射頻介面標準,即在全球各個地區容忍不同的射頻介面。因此產生了下面我們非常熟悉的縮寫,即: Qualcomm的CDMA2000,主要用於美國和韓國;歐洲和日本則迅速採納了W-CDMA (W代表寬頻),目前幾乎在全球各地都在採用。

當然,與IP相關的問題往往久拖不決。但一旦擺平,無線產業一般會接受各方達成的協議,並努力應用相關技術。而現在我要以沈重的心情指出, Ericsson,現在又加上了行動大廠們:Broadcom 、NEC、德州儀器(TI)、諾基亞(Nokia)和Panasonic Mobile Communications讓戰端再起。他們向歐盟提出的申訴中指稱,Qualcomm沒有履行對國際標準機構所做出的承諾,以公平、合理和非歧視性的條款提供其技術授權。

雙方在歐洲開戰,至少最初是這樣,基本上是在預料之中的,因為歐洲正推出3G的W-CDMA版本。但由於有兩家日本廠商捲入其中,因此無法排除官司可能也會打到亞洲。只是歐洲當局將如何回應仍需拭目以待。採用以往的經驗,他們將歡迎這個可以從容審案的機會。英特爾和微軟都曾與歐盟長期爭執不下,而微軟與歐盟的官司至今仍然懸而未決。

在兩項申訴中,其中一項將令歐洲律師們垂涎三尺。這項指控的內容是:Qualcomm試圖阻止其它手機晶片組製造商在歐盟市場進行競爭或者進入此一市場,因而違反了歐盟的法規。但願他們的審理過程不會拖上幾年時間,因為我擔心會出現這種情況。六家公司分別提出申訴不會有什麼用處。如果聯合起訴,倒是有可能加速官司的進展。

更重要的是,希望上述糾紛不會延遲3G服務的推出,因為有些歐洲國家已在迅速推出3G服務。

(John Walko)

星期三, 11月 02, 2005

用編譯時聲明在早期發現錯誤

用編譯時聲明在早期發現錯誤
上網時間 : 2005年11月02日

一段時間以來,筆者一直在討論如何在C和C++中使用結構來定義記憶體映射元件暫存器的佈局,並曾討論了可以用來為相應暫存器給每個結構成員以合適的尺寸和排列。然而,不同的平台對數據的排列和填充不一樣。因此,一個特定的結構定義對一個平台能正確佈局結構成員,但對另外一個不同的平台進行編譯時,可能會產生錯誤的佈局。

一種不正確的佈局結構在編譯時常常沒有警告出現,但是最終的程式在執行時不能依所期望的那樣工作。你可以改進程式碼而不用費時費力地除錯,這樣編譯器能發現佈局錯誤。其中的技巧就是利用聲明(assertion),聲明能在結構成員出現尺寸或者排列錯誤時產生明顯的編譯時 (compile-time)錯誤。

C和C++提供了實現聲明的不同方法。筆者偏愛於那些能提供標準C聲明巨集編譯時對等量的方法。我們從簡要了解一下這個巨集開始。

執行時(Run-time)聲明

聲明巨集在標準的C頭文件和標準的C++頭文件中定義。形式為:

assert(condition);

的調用擴展到測試條件的程式碼。如果條件為真(產生一個非零值),將什麼也不會產生。即在巨集調用之後,程式繼續執行下一個語句。另一方面,如果條件為假(等於零),程式寫一個診斷消息到stderr(標準錯誤串流),並透過調用標準中斷函數終止程式的執行。

聲明巨集能幫助在程式中發現邏輯錯誤。例如,假設調用get_token(f, t, n)掃描來自FILE *f的輸入,並將掃描的輸入拷貝到字符數組中,以*t開頭,長度為n,可以在get_token中調用聲明來發現錯誤的自變量值,否則將導致產生不確定的行為,如下面的函數:


bool get_token(FILE *f, char *t, size_t n)


{


...


assert(f != NULL);


assert(t != NULL);


assert(n >= 2);


...


}

如果程式不經意地用一個空指針作為第一個自變量來調用get_token函數,第一個聲明將向stderr寫入一個消息,並中斷執行。對於大多數編譯器來說,消息看起來類似於:


Assertion failed: f != NULL, file get_token.c, line 18

將聲明寫入到程式碼中能幫助進行歸檔,並提高開發程式碼的成功率。然而,因為是寫到stderr,在缺乏對標準C I/O系統支援的嵌入式環境中,標準的聲明巨集毫無用處。然而,寫你自己的聲明巨集版、在別的地方顯示消息並不那麼困難。

儘管聲明巨集可以是一種有用的除錯輔助手段,但並不適合於處理在已付運的終端用戶產品中的執行時錯誤。已付運的產品應該產生對於一般終端用戶來說很有意義的診斷消息。它還應該比透過調用中斷函數更可靠地恢復或關斷程式的執行。因此,提供了一種在原始程式碼很少或不改變的情況下使所有聲明無效的簡單方法。開發者可以在程式碼中保留聲明作為文檔,但是應該使它們不會產生程式碼。

如果在包入之前在原始文件中定義NDEBUG巨集,聲明巨集將這樣簡單地定義:


#define assert(cond) ((void)0)

因此,隨後的調用諸如:


assert(f != NULL);

擴展為:


((void)0);

編譯器能夠優化這個語句,使其根本不會產生程式碼。

可以在包入指令前,將NDEBUG的定義寫入到原始程式碼中:


#define NDEBUG


#include }

這種方法的問題是,每次想打開或者關閉聲明的時候必須修改原始程式。大多數編譯器允許在調用編譯器的時候,透過使用命令行自變量來定義巨集,通常選擇D選項。例如,像下面的命令行出現在原始程式的第一行之前,則將聲明關斷:


cc -DNDEBUG get_token.c


compiles get_token.c as if:


#define NDEBUG

使用預處理程式的編譯時聲明

開發者可以使用聲明來驗證記憶體映射結構成員具有正確的尺寸和排列。例如,假設像下面這樣為一個定時器定義元件暫存器:


typedef struct timer timer;}


struct timer


{


uint8_t MODE;


uint32_t DATA;


uint32_t COUNT;


};

可以使用一個聲明和offsetof巨集來驗證DATA成員在結構內部具有偏移4,如下:


assert(offsetof(timer, DATA) == 4);

在標準C頭文件和標準C++頭文件中定義了tffsetof巨集。一種fsetof(t, m)形式的表達式從結構類型t的開始處返回成員m的偏移,偏移佔若干位元組。

這個聲明確實解決了一個潛在的排列問題,但是並不十分理想。使用聲明來檢查一個結構成員的偏移將應該在編譯時完成的檢查延遲到執行時。對聲明的調用只可以出現在函數內,因此不得不將調用包含在一個函數里,將這個函數作為程式啟動的一部份調用,或者緊接著程式啟動調用這個函數。

這裡需要澄清的是,筆者並不是建議每個聲明都可以在編譯時檢查。例如,像測試一個變量的值的聲明如:


assert(f != NULL);

必須在執行時完成。然而,測試一個常數表達式的值的聲明,例如一個結構成員的尺寸和偏移,可以在編譯時完成。

對於只涉及常數表達式的聲明來說,一些C和C++編譯器將允許使用一個預處理程式條件語句來測試聲明,如下列語句:


#if (offsetof(timer, DATA) != 4)}


#error DATA must be at offset 4 in timer


#endif

利用這種方法,編譯器在編譯時評估這個條件─實際上是在預處理期間。如果聲明失敗(#if條件為真),預處理程式執行#error指令,這個指令顯示一個包含指令中的文本的消息,並結束編譯。不同的編譯器的消息形式各不相同,但可發現一些相似之處:


timer.h, line 14: #error: DATA must be at offset 4 in timer

使用#error指令使你能寫出非常清楚的診斷消息。

因為這種方法在編譯時評估聲明,因此聲明不會存在任何執行時的代價,因此你可以不必將聲明關閉。一個程式的編譯時聲明失敗只會導致編譯失敗。

與聲明調用不同的是,預處理指令可以出現在任何地方─全局、局部,或者甚至是在一個類或者結構定義內部,而聲明調用只能出現在函數體內。

儘管有這些優勢,使用#if指令實現聲明至少會有幾個問題。第一個問題不太嚴重,即必須對#if語句中的聲明條件求反,在這個語句中通常你會使用聲明巨集來寫。例如,為測試定時器的DATA成員的偏移為4,依下面的語句寫執行時聲明:


assert(offsetof(timer, DATA) = = 4);

為測試在編譯時的相同條件,需要用運算符!=替換= =,如:


#if (offsetof(timer, DATA) != 4)}


#error ...


#endif

或者在邏輯上對整個條件求反,如:


#if (!(offsetof(timer, DATA) == 4))


#error ...


#endif

或者不管條件,將#error指令放到#else部份,如:


#if (offsetof(timer, DATA) == 4)}


#else


#error ...


#endif

第二個問題是關於使用#if指令來實現聲明,這個問題比較嚴重:標準C和C++不識別在#if條件中的sizeof和 offsetof。它們也不能識別在#if條件中的枚舉常數。一些編譯器允許在#if中作為擴展存在sizeof、offsetof和枚舉常數,但是大多數編譯器是不允許的。慶幸的是,你可以以另外一種沒有這種限制的方式來寫編譯時聲明。

編譯時聲明的無效聲明

在C和C++中,規定一個數組聲明中元素數量的一個常數表達式必須具有一個正值。例如:


int w[10];


int x[1];

是有效的數組聲明,而int y[0];不是。一個常數維數組具有多個作業數和運算符,包括sizeof和offsetof子表達式,例如:


int z[2 * sizeof(w) / sizeof(w[0])];

這聲明數組z具有兩倍於數組w的元素。

開發者可以利用常數數組的維數必須是正數的要求,來以巨集的形式實現編譯時聲明:


#define compile_time_assert(cond)

char assertion[(cond) ? 1 : 0]

如果x是一個評估為真的表達式,於是調用:


compile_time_assert(x);

擴展到一個有效的數組聲明(一維)。否則,擴展到一個無效的數組聲明(0維),這個數組聲明產生一個編譯時診斷消息(錯誤或者警告)。

然而,當聲明失敗時錯誤消息的文本對於不同的編譯器是不同的。筆者看到過的消息如『數組必須至少具有一個元素’,或者『無效的腳本或者腳本過大’。

如果幸運,編譯器產生包含數組名的一個消息,例如數組大小『聲明’為零。在那種情況下,它幫助使數組名成為一個額外的巨集參數,如下:


#define compile_time_assert(cond, msg)

char msg[(cond) ? 1 : 0]

然後,你可以使用數組名來描述聲明失敗的原因。例如,如果調用:


compile_time_assert(offsetof(timer, DATA) == 4,}


DATA_must_be_at_offset_4);

造成一個聲明失敗,那麼將可能看到一個錯誤消息,類似於:


size of array 'DATA_must_be_at_offset_4' is zero

如上所述,這個巨集有一個很容易解決的小問題。這個問題是,在某些情況下,數組聲明可能是分配儲存的一個定義。可以將數組聲明轉變為typedef來避免這個問題,如:


#define compile_time_assert(cond, msg)

typedef char msg[(cond) ? 1 : 0]

在相同的範圍內,兩個typedefs不能具有相同的名字,因此必須使用msg參數來給每個typedef一個獨特的名字。如果不願意採用msg參數,那麼可以將數組聲明為外部數組,如下所示:


#define compile_time_assert(cond)

extern char assertion[(cond) ? 1 : 0]

然而,如果採用這種方法,將不能在C++類中使用巨集,因為你不能將C++類成員聲明為外部量。你可以發現編譯器不會對0大小的數組提出『抱怨’。在這種情況下,你可能嘗試將0改變為-1,如下所示:


#define compile_time_assert(cond, msg)

typedef char msg[(cond) ? 1 : -1]

Boost庫(www.boost.org)為C++程式設計師提供了另一種以稱為BOOST_STATIC_ASSERT 的巨集的形式實現編譯時聲明的方法。利用C++模板可以巧妙地實現這個巨集。如果你是一個C++程式設計師,而且你理解模板的特殊性,你可以進行嘗試。

作者: Dan Saks


總裁


Email:dsaks@wittenberg.edu


Saks & Associates公司

星期二, 11月 01, 2005

以專利阻礙產業發展 六大廠訴請歐盟調查Qualcomm

以專利阻礙產業發展 六大廠訴請歐盟調查Qualcomm
上網時間 : 2005年11月01日

諾基亞(Nokia)、Ericsson、Broadcom、NEC、Panasonic Mobile Communications和德州儀器(TI)等六家通訊產業廠商日前分別向歐盟提起申訴,指控Qualcomm利用自己持有的CDMA技術專利限制競爭對手之發展,並指稱這種行為違反了反壟斷法。

這些公司訴請歐盟就Qualcomm在3G行動技術基本專利授權方面的做法展開調查,並制止Qualcomm的反公平競爭行為。 Qualcomm是CDMA技術領域的先驅,該公司還擁有采用CDMA技術的3G標準的幾項重要專利。上述幾家公司在申訴中指出,Qualcomm的做法違反了歐盟公平競爭法,同時也沒有兌現自己當初對國際組織的承諾。

Qualcomm之前曾經承諾公平、公正、合理的向其它公司提供技術授權。諾基亞等六家公司在在一個聯合新聞發表會上表示,如果當初 Qualcomm沒有做出這樣的承諾,WCDMA 3G標準將不會被採納。六家公司指控Qualcomm試圖阻止其它手機晶片組廠商進入市場,或削弱其它廠商的競爭力,這種行為違反了歐盟法律。

根據申訴書中的內容,Qualcomm的主要做法包括:拒絕依據標準條款向潛在的晶片組市場競爭對手提供基本專利授權,以及降低獨家購買 Qualcomm晶片組的手機廠商的版權費用。諾基亞等六家公司還指控,Qualcomm為WCDMA標準基本專利收取的版權費用過高,收費等級甚至與 CDMA 2000標準基本專利相當。事實上,Qualcomm對WCDMA標準的貢獻不及CDMA2000標準,因此WCDMA基本專利費用也應當低一些。

而針對上述這些公司向歐盟提起的申訴,美國Qualcomm公司的回應是,認為競爭對手的種種指控是毫無事實和法律依據的,並表示將積極因應任何對其授權和晶片銷售行為的指控。Qualcomm公司表示,已經與多家廠商簽署了130多個授權協議,而其中包括這次進行申訴的六家公司中的其中五家,所以此一指控是缺乏合理性的。

Qualcomm還否認目前的授權模式意在排除手機晶片組市場的競爭對手,理由是,Qualcomm已經把技術授權給了主要的晶片生產商,包括德州儀器、NEC、英飛凌(Infineon)、飛利浦(Philips)、Agere、摩托羅拉(Motorola)、威盛(VIA)和富士通 (Fujitsu)。

(Peter Clarke、Spencer Chin)

星期五, 10月 28, 2005

3G、Wi-Fi和WiMAX勢必走向整合之路

3G、Wi-Fi和WiMAX勢必走向整合之路
上網時間 : 2005年10月28日

隨著無線服務供應商及設備製造商嘗試選出行動寬頻資料的未來發展之路時出現一些說法認為,業界需要將3G、WiMAX及Wi-Fi加以適當地整合,才能讓成功最大化。市場研究公司Rysavy Research and Datacomm Research Company聲稱,當無線多媒體應用不斷增多時,WiMAX將發揮關鍵作用。

該市場研究公司表示:「WiMAX必須成為較廣泛領域的固定、漫遊(nomadic)和網路中繼站(backhaul)應用之全球標準。只有供應商完美執行,WiMAX才能功成名就。在行動市場,WiMAX廠商必須採用低成本高密度的基地台基礎設備,以提供較高的容量並向大樓應用滲透。」

該報告由Rysavy公司總裁Peter Rysavy撰寫,他聲稱,CDMA無線技術將在未來幾年內主宰行動技術,但這些3G系統仍然不能滿足需求。面對業已活躍的20億無線用戶,Rysavy 指出,沒有一種單一的網路技術能夠解決所有市場的要求。因此,實現額外解決方案的壓力也隨之而來,包括Wi-Fi和WiMAX。然而,後兩種技術卻並未被傳統的服務供應商所接納。

報告指出,「支援更多寬頻用戶的唯一途徑是將多媒體資料傳輸下載給行動廣播網路,採納更密集部署的無線網路技術,不管是3G、WiMAX或 Wi-Fi。」Rysavy並補充說明,3G和WiMAX族群將不得不埋頭苦幹,以改進智慧基地台天線系統和MIMO (Multiple-Input Multiple-Output)方案。

(W. Gardner)

星期二, 10月 25, 2005

為「嵌入式系統」正名

為「嵌入式系統」正名
上網時間 : 2005年10月25日

嵌入式系統中都具有隱藏的智慧。我並不是指嵌入式系統裝置看起來都笨笨的──雖然對消費者來說這樣就足夠了──而是說,嵌入式系統的真正精華所在都隱藏在一個黑箱中。不管是DVD錄影機、音樂播放器、汽車防鎖煞車系統,還是行動通訊設備,其系統核心都藏在彩色塑膠外殼和商標的背後,硬體和軟體設計通常都不是業者強調的賣點。

Jim Turley

的確,我們看到的嵌入式系統其實只是其零件或包裝的表象,而不是真正的技術。相比之下,隨便一台電腦,不管是PC、Mac、工作站、還是超級電腦,業者總是強調產品中的技術內涵。我們常說買一台4-GHz、具備512MB RAM的PC,但從來不會說買具有6箇中斷的微波晶片及一個10位元A/D的產品。對於電腦首先就表現出的是其核心元件(常見的「Intel Inside」),而對於嵌入式產品的核心內容卻總是難以展現出來。

這對許多嵌入式工程師來說其實是感到挫折的,他們設計了產品,但工作本身卻不引人注目。但是換一個角度來看,不強調技術內涵未必是錯誤的。一個過分技術化的嵌入式產品往往會在市場中失敗,而簡單的產品往往非常易於銷售。

嵌入式設計人員對於描述他們自己的工作也會有失落感,假如你參與設計大眾所熟識的產品,如F/A-18 Hornet、Whirlpool冰箱或Nokia手機,你可以自豪地說:「我就是做那個產品的」,但對於我們從事嵌入式產品開發的大多數人來說,開發的產品往往超出一般大眾所理解的範圍,例如,祖母們可以知道留聲機是什麼,但卻無法理解一個具有即時優先權的多工調度程式。

Donald A. Norman有一本著名的書——《無形的電腦》(The Invisible Computer)。他在書中提到,真正的電腦是極其複雜的,然而卻是無形的,也就是說嵌入式電腦無處不在。他說的絕對正確,據我估計,美國每個中產階層家庭中平均擁有大約40至50個內含微處理器的設備,再外上車庫中每輛汽車所包含的10至30個。與家庭中的PC數量(一個PC包括幾個處理器)相比,嵌入式產品雖不起眼但卻佔據了絕對的優勢。

當我們被問到嵌入式系統時,我們總是手舞足蹈地進行描述,我們是嵌入式設計工程師和程式設計人員,卻不能非常清晰地說明我們所做的工作;更甚者,嵌入式 (embedded),這個最基本的名詞,在很多情況下其定義還往往不是完全相同的,也不是大多數人常用的辭彙。看來我們的確需要找到一個名詞,能夠更貼切地描述我們的工作。

《無形的電腦》是一個良好的開始,但如果我說「我的工作是設計看不見的電腦」,好像不太容易讓人理解。但試圖解釋「嵌入式 」又有點像解釋一個笑話:當你說完時,你的聽眾已經不感興趣了。我們所需的是一個更貼切的術語,這種吃力而混亂的描述已經持續太久了,現在需要有人能想出更好的定義。所以,寫出你的高見吧,你所從事的產業需要你。


作者:Jim Turley是EE Times姊妹刊物《嵌入式系統設計》的主編。

星期五, 10月 21, 2005

採用MIMO-OFDM技術提升WLAN性能

採用MIMO-OFDM技術提升WLAN性能
上網時間 : 2005年10月21日

本文描述了多輸入/多輸出-正交分頻多工(MIMO-OFDM)技術如何顯著提升WLAN性能,使其不僅能夠更加經濟有效地為現有應用服務,而且能夠實現要求更高的新型應用。此外,本文還解釋了製造商和終端用戶如何能夠透過部署MIMO-OFDM產品而獲益,又不錯過未來IEEE 802.11n標準可以帶來的好處。

任何一種無線連接的品質和有用性都可以透過三個基本參數進行完全描述,分別是:速度、範圍以及可靠性。MIMO-OFDM出現之前,上述3個參數依據嚴格的規則相互限制:速度的增加只有靠犧牲範圍和可靠性才可實現;範圍的擴展以犧牲速度和可靠性為代價;而提高可靠性必須降低速度和傳輸範圍。MIMO-OFDM的出現顛覆了這種限制,因為它能同時提升上述3個參數的性能。MIMO最終將使包括行動電話在內的所有主要無線產業獲益,但目前,WLAN引領了利用MIMO創新的潮流。

什麼是MIMO?

多徑傳播是所有無線通訊環境的一大特徵。

通常情況下,從A點的發射器到B點的接收器之間有一條主要(最直接)通道。但不可避免的是,一些發射訊號會通過其它路徑(從環境中的物體、大地以及大氣層反射等)到達接收器。


圖1:多徑傳播如何影響無線訊號。

經非直接通道傳輸的訊號到達接收器的時間會略晚於正常訊號,而且通常會衰減。處理衰減的多徑訊號的一般做法是簡單的忽略。但是,當多徑訊號太強以至於無法忽略時,會導致基於現有標準WLAN設備的性能下降。

無線訊號可借助正弦波進行描述,如圖1.a所示,縱軸表示振幅,橫軸表示時間。當多徑訊號比主訊號稍晚到達接收器時,其峰值和谷值與主訊號的峰谷值不會完全同相,接收器接收到的混合訊號多少會出現失真,見圖1.b。如果多徑訊號的時延導致其波峰與主訊號的波谷在同一刻出現,那麼多徑訊號將部份或完全抵銷主訊號,見圖1.c。傳統無線系統通常不對多徑干擾採取任何防範措施,僅依靠主訊號自身來抑制多徑訊號;或者利用多徑解緩技術。一種解緩技術是使用多個天線以便能夠在任一時刻及時捕捉最強訊號;另一種技術則給接收訊號增加了不同的時延,迫使各波峰和波谷同相。

無論何種解緩技術,它們都假定多徑訊號是無用甚至有害的,並竭盡全力制止這種危害。

與之相反,MIMO卻借助多徑傳播的特點提高吞吐量、傳輸距離/覆蓋範圍以及可靠性。MIMO非但沒有想方設法消除多徑訊號,而是讓多徑訊號攜帶更多的資訊。MIMO技術通過在相同無線訊息通道內同時發射並接收多個數據訊號實現了上述目的。多波形技術的使用構成了一種新的無線通訊模式──利用多維訊號進行通訊,該模式是目前為止唯一已知的能同時提高三個基本連接性能參數(範圍、速度和可靠性)的方法。

因為MIMO透過訊息通道傳輸多訊號(而不是傳統系統中的單訊號),所以MIMO擁有成倍的資訊負載能力(這是速度的另一種表達方式)。無線能力的一個通用測度標準是頻譜效率,即單位時間內單位頻寬所傳送的資訊量,通常以每赫茲每秒位元或b/s/Hz表示。

使用傳統無線技術,工程師必須設法才能漸進地提升頻譜效率(例如,每次增加一個b/s/Hz)。透過在同一個頻道內傳輸包含不同資訊流的多個訊號,MIMO提供了一種能夠成倍或三倍提升頻譜效率的方法。

MIMO還能被看作是一種多維無線通訊系統。傳統無線系統試圖在一維管道內壓縮盡可能多的資訊。為此,工程師必須使其設計適應一維訊息通道的噪音及其它限制。MIMO賦予了工程師在多維空間工作的條件,為消弭一維訊息通道的限制提供了機會。

更高的頻譜效率轉換成為更高的數據速率、更寬的覆蓋範圍、更多的用戶、更強的可靠性或上述指標的任意組合。透過增加頻譜效率,MIMO為多種新應用敞開了大門,同時還節省了現有應用的實施成本。

MIMO與智慧天線的區別

乍看起來,MIMO與智慧天線系統非常相似:兩個系統都採用多個天線,天線的佈置在可實施前提下盡可能遠離。但只要深入研究,你就會發現MIMO和智慧天線系統在本質上存在差別。

智慧天線增強了傳統的一維無線系統。大多數通用智慧天線系統採用波束成形技術(又稱波束切換)將訊號能量聚集於主路徑,而後利用接收合成技術(又叫分集)捕捉在任一特定時間內的最強訊號。注意:波束成形和接收合成僅僅是多徑解緩技術,並不能將無線訊息通道的數據吞吐量加倍(見圖2)。


圖2:比較智慧天線(a,b和c)與MIMO方案(d)

但這並不意味著波束成形和接收合成技術毫無用處。在點對點應用中(例如,戶外無線回傳應用),兩者均被證明能夠成倍提高系統性能。但是,波束成形和接收合成技術只能稱的上是對傳統無線系統性能的提升極有價值,而MIMO是一次可資標榜的轉變,它戲劇性地改變了人們對多徑傳播的接收度和反應。接收合成和波束成形只能一次將頻譜效率增加一或兩個b/s/Hz,而MIMO則能夠使b/s/Hz成倍增加。

為什麼採用MIMO-OFDM?

MIMO能與任何調變或接取技術共同使用。今天,大多數數位無線系統選用時分多址(TDMA)、碼分多址(CDMA)或正交頻分多工(OFDM)技術。

時分系統在窄頻訊息通道上傳輸數據,採用時槽(time slot)來分隔不同用戶或用途的數據。碼分系統在寬頻(擴頻)訊息通道上傳輸數據,採用程式碼來分隔不同用戶和用途的數據。OFDM也是一個寬頻系統,但與在整個訊息通道連續擴展訊號的CDMA不同,OFDM採用多個分離的低數據速率子訊息通道。

MIMO可以與任何調變和接取技術一同使用。研究顯示,執行過程非常簡單,特別是對用於高數據速率的MIMO─OFDM而言更是如此。值得一提的是,MIMO─OFDM訊號能用相對直接的矩陣代數進行處理。

MIMO─OFDM如何使基於現有標準的產品受益

整合準標準MIMO增強型Wi-Fi的產品從外觀上看與具有智慧天線的產品極為相似,這一事實也暗示了另一個優勢。準標準MIMO產品裝配有天線和其它必須電路,當基於現有標準模式進行作業時,可以提供智慧天線功能。

事實上,即便僅在連接的一端採用這種智慧天線功能,也能提升系統性能。因此,準標準MIMO產品不僅能夠與現有Wi-Fi標準完全相容,還能夠增強這些標準的表現性能。

這從另一個方面也證明,準標準MIMO的增強效果可以被用來補充而不是阻礙現有標準。所以,一些用戶或許會購買準標準MIMO增強型Wi-Fi產品以期利用 MIMO-OFDM的出眾性能,而另一些用戶卻可能會發現,僅將這些設備添加到基於標準的網路中就能幫助他們解決問題。

供稿:Datacomm Research公司

現成IP並非定心丸 專家提醒買家謹慎決策

現成IP並非定心丸 專家提醒買家謹慎決策
上網時間 : 2005年10月21日

知識產權(IP)買家在決定購買IP核心之前,需要被提醒,以便預做心理準備。這是日前參加Denali Memcon活動的業界專家所提出的觀點。IP產業幾年前曾遭業界放棄,如今它正頑強地尋求可行的商業模式,並在系統單晶片方法內樹立了越來越主流設計的地位。

此次會議由美國EETimes半導體編輯Ron Wilson主持,與會者包括:Denali Software首席驗證架構師Sean Smith、Rambus工程設計總監Kevin Jones、思科系統(Cisco Systems)硬體工程設計經理Shyam Pullela、Sun Microsystems前端技術總監Shrenik Mehta和LSI Logic的CoreWare IP行銷總監Harmel Sangha。

會中談討了三家供應商和兩家用戶就準備、驗證和其它持續挑戰IP模式的問題。主持人Ron Wilson指出最新「產業挑戰(Industry Challenge)」調查中「IP選擇」的研究顯示,許多回覆者已決定在設計中以近乎現成的方式使用IP。

而與會者也認為那是很常見的,但通常大家都容易過於輕率而不夠謹慎。思科系統公司硬體工程設計經理Shyam Pullela表示,許多特定的行動來自於最後一分鐘的決策。「你尋找IP是因為你總是匆匆忙忙,由於你總是匆忙行事,因此也就沒有把如何將IP整合在你的流程內進行必要的審慎評斷」,他補充道。「你最好從一開始就花點時間(用於研究IP及其內涵),不要拿了就用。」

Rambus公司DFT和建模驗證工程設計總監Kevin Jones也強調「買家應謹慎」的看法,尤其是當在系統條件下驗證IP時。他表示:「大家應該考慮它是如何建構的?如何被測試的?IP這一水域可是深淺不一。」

Denali首席驗證官Sean Smith也指出,太多的用戶趨向於認定IP已是拍案決定的事,所以他們無需擔憂一切。以片PCI Express核心為例,它就是一個複雜的邏輯區塊。「對於(PCI Express)這一類IP供應商而言,要能執行並保證100%規格的可能性是不存在的,」他指出。「我誠心的建議身為用戶的你,應該要了解的更詳細些。」

(Brian Fuller)

星期二, 10月 18, 2005

IC設計過程中 軟體與驗證應優先考慮

IC設計過程中 軟體與驗證應優先考慮
上網時間 : 2005年10月18日

Denali Software公司技術長Mark Gogolewski日前在某場活動上發表專題演講時表示,一個新設計案中應有90%以上的精力是耗費在軟體內容和驗證策略上,而且必須在設計的最初階段就要詳加考慮。

Gogolewski表示,設計成本不斷飛升,大多數歸因於消耗於結構和驗證的時間和精力增加。另一個挑戰是保護知識產權,並且令其可互用,而這也是損害EDA產業及半導體產業之間關係的因素。Gogolewski引用飛利浦半導體的資料指出,系統單晶片(SoC)的軟體內容每十年成長 10倍。設計啟動計畫趨向縮水,因為設計成本上升。他指出,新的晶片設計需要1億美元的市場商機,而這幾乎是微乎其微。

此外Gogolewski根據一些圖表指出,軟體開發成本已超過了硬體開發費用。這一問題的部份原因是產業花費了太多精力用於組合IP模組,然後再驗證互通作業性。Gogolewski呼籲業界圍繞匯流排和介面標準展開更緊密的合作。他指出,PCI Express是一個突出例子,英特爾公司早期就考慮該規格,推動了產業更多支援和開發。(原文連結處:Denali CTO says software, verification first)

(Dylan McGrath)

星期五, 9月 23, 2005

但見新人笑那聞舊人哭 工程師的心聲

但見新人笑那聞舊人哭 工程師的心聲
上網時間 : 2005年09月23日


如果連續幾年公司既沒有調薪也沒有發獎金,但仍要你積極努力投入工作,你會如何?如果老闆要你24小時待命,電話、email隨傳隨到,你又會如何?凌晨三點,地球另一端的同仁要你解決產品問題,你覺不覺得苦?新興國家的勢力,一波波的衝擊美歐日的工程師,有人坦然處之,有人積極自保。這波浪潮是不是已經波及台灣?懂中文的工程師就略勝一籌嗎?許多看似別人的問題,其實也有值得我們玩味之處。

在駛離85號高速公路旁的一個咖啡館中,聚集著許多以筆記型電腦免費使用Wi-Fi連線的人們。其中一位名叫Ken Martin的工程師正低頭啜飲著一大杯的脫脂拿鐵咖啡,來舒緩一點他在搭機後因時差所造成的不適。兩天前,他才從中國大陸的深圳和上海搭機返國。

「中國讓我回想起美國在20年前的產業情況,」Martin說,「人們當時都還年輕,對於未來會發生什麼都感到無比的熱衷與好奇,而現在卻再也見不到這樣的景象了。」

Martin引用的統計資料,更讓埋首於矽谷工作的人們感到沮喪與氣餒。目前的就業率仍停留在1995年的時的水準,商業地產業者也估計辦公大樓的空屋率約有33~53%。一向是灣區精神像徵的惠普與甲骨文兩家公司在上月所發佈的裁員人數已累積達兩萬人。

面對難以預料的未來,Martin利用業餘時間在網站上成立了一個部落格(blog, www.viewfromsiliconvalley.com),並指出矽谷將會成為下一個「衰退地帶」(Rust Belt)。這位任職一家半導體製造商的46歲工程師表示,他將設立部落格一事視為「情緒發洩及嘲諷媒體過度樂觀報導的園地;而就某部份來看,也是萬一我失去工作時的準備。」

「我過著也許明天可能就會失去工作的生活。我目前沒有借貸,投資理財也很謹慎保守,即使租屋也只一次簽約半年,」Martin表示,「我認為矽谷有些人越來越富裕,但目光卻越來越短淺了。」

沒有獎金、沒有調薪 仍要積極

事實上,隨著2001年時dot-com公司網路泡沫化的破滅,對於工作的安全感也隨之瓦解。現在,由於行動電話與筆記型電腦的普遍與易於操作,使得工程師與遍及美國、亞洲與歐洲的同事和客戶間的關係緊密相連,更讓工作與個人生活間的平衡如在微風中飄搖般的不定。

在EE Times所作的「2005工程師地位調查」中,工作/生活的平衡與委外製度密切相關,這一點是目前工程師最為關切的議題,其次則是薪資所得與工作安全感的問題。這是由於許多因素所造成的。

半數的美國工程師指出,每週的平均工時已經增加到了47.1個小時;然而,儘管有39%的工程師每年擁有的年假天數長達四週以上,但實際上只有20%的工程師真正享受到了這麼多天的年假。

同時,晉升的機會變得更少。只有24%(較去年所統計的28%減少)的工程師表示去年職等升級,而五年多來從未有過升遷機會的工程師,則由18%的統計數字提高到了24%。

56%的受訪者表示所任職的公司中普遍存在著工程師短缺的現象。許多人工作於充斥著裁員與暫停工作的威脅中,而關於「新進人員」這樣的字眼不是未曾聽說,要不指的多半就是在印度或中國的新同事。

「我在Nortel工作,我們公司已經五年內都未曾僱用新工程師了。」對於這位工程師的說法,至少有24位受訪者均表達出相近的看法。另一位更明白指出:「過去四年來,我們公司僅裁撤人員。」另外一位也說:「所有的新進人員均來自美國本土以外的市場。」

Intel公司位於奧勒崗州Hillsboro市實驗室的一位工程師則指出,該公司最近縮小了辦公室的大小,這似乎可說是一種公司「適型化」的警訊。

「過去四年來,公司不曾作過調薪或發過獎金,員工已難維持一種積極的工作態度;公司卻還希望你能用團隊中更少的人力產出更多的產品,」另一位要求匿名的Intel工程師表示。「藉著任意降低開銷與員工薪資,來設法維持一個股票交易價,可說是這個產業的一種傷害。」

24小時待命 手機、email隨傳隨到

雖然目前景氣低迷,參與本調查的工程師中,68%的人仍表示大致上還算滿足其雇主與職業。而88%的人表示非常滿意工程師的工作,原因很多,其中包括電子工程師的技能使他們得以持續一個積極正面的人生態度。

僅有1/4的人表示他們必須日以繼夜隨時待命。而有將近400位受訪者例舉雇主如何使他們持續緊密地受制於全球的客戶、設計團隊或製造廠。「我被要求隨時隨地攜帶著行動電話,以便在發生任何問題時,他們都可以隨時聯絡我,並且得到回覆。曾經還有人因為未能回覆電話而遭到解僱呢!」一位受訪者表示。

其它人則表示,他們必須回覆行動電話,而且「即使是在假期中也要持續以email聯絡。」「我曾經在晚上八點去看眼科醫師,」另一位受訪者說:「但就在我一回到家時,我太太告訴我,由於公司的一點小問題,我的主管曾打電話找我,而且對於我沒在家中接他的電話感到不悅。」

所謂的緊急的狀況,可能來自於一個軟體的錯誤而困擾了一個在印度的設計團隊;一個因製程上的缺陷而影響在中國的一個製造廠,或者是在以色列的一項EDA工具的缺失,甚至是歐洲或日本的客戶當機情形。

「像我們這一家擁有全球客戶與工程師團隊的全球性公司,要適應並管理不同的時差,並被要求必須隨時隨地都待命,甚至必須在週日回覆email或行動電話,以因應其它有些國家12小時以上的時差。」一位受訪者說。

「我負責帶領一支分別位於歐洲、美國與亞洲的全球性研發與生產團隊,我們通常會在此地的早上六點、晚上五點或晚上11點召開網路會議,每次團隊會議通常長達兩個小時以上。尤有甚者,我還被要求必須在24小時可隨時作好到國外出差長達一個月以上的準備。」另一位受訪者說。

還有兩位受訪者表示,他們曾經參加過安排在凌晨三點的視訊會議。另一位工程師表示,每週七天/每天24小時隨時待命的工作並非公司所指派的,而是「一群更有野心抱負的人共同努力工作所自然形成的結果。」

文化衝擊、新人難帶 老鳥苦

許多受訪者表示,工作處於地理疆域消弭的多文化團隊下,溝通的技巧逐漸變得更具關鍵性。「這是我的工作中最有趣,也最令人受挫的部份,」任職於一家日本公司的一位汽車電子工程師表示。「在從事多年的國際性工作後,我學到了各地區不同的設計哲學。」

有時,即使是簡單而些微的地區之差也可以為共同的會議帶來一些有趣的變化,一位印度工程師發現,「就像在我們的文化中,左右搖頭表示他們贊同你的意見,而非否定。」

有些工程師指出,大學教育在塑造工程師成為團隊成員的方面還需要更大的努力。「大部份剛畢業的年輕人在技術上都十分有才能,但卻無法在團隊環境中表現得很好。我認為這是因為分派到實驗室中的專案計劃較少是需要團隊共同合作完成的。」一位受訪者表示。

約有一百位受訪者認為工程師在面對客戶時的文字書寫、語言表達與簡報的能力仍有待提升。

全球網路環境的多元化正與日漸複雜的基礎科技並駕齊驅。受訪者表示,在面對從商業市場所延伸到兼具服務、系統、軟體與矽晶的電子產業中,新進工程師最欠缺的一項能力特質便是如何在交互相關的整體電子產業鏈中作全面性的評斷。

這樣的批評可從許多方面看出來。有些人指出菜鳥工程師欠缺晶片驗證與測試難度的正確判斷力;有些則發現他們缺乏封裝、類比與RF設計技術。也有幾位受訪者說新一代的工程師忽略了軟體的重要性。「新進工程師缺乏對於矽晶的直覺判斷力似乎是很平常的。他們都是很棒的軟體作業人員,但卻往往不知道實際發生於底層的基本原理為何,使得矽晶除錯對他們來說變得相當困難。」一位受訪者說。

「隨著軟體工程師人才庫逐漸增加,硬體與系統工程師的品質似乎也逐漸下降了。」另一位補充道。而即使是在軟體領域中,許多受訪者也發現年輕工程師欠缺某些能力。許多工程師說這些新手們太過於專注在個人電腦,而缺少嵌入式軟體的技能。其它的人則指出軟體設計幾乎在每一方面都相當短缺,無論是 XML、Perl與scripting語言等高階的網頁程式碼,或是C++、Linux等組合語言。

新加入的工程師並不明白「僅僅執行一小部份軟體與真正商品化之間的差異;他們也不瞭解這種差異在現實世界中的重要性,」一位工程師說。其它工程師還指出,新聘用的人員並不瞭解「以現成的軟體來完成大部份的工作與從頭開始做起的結果往往會是相反地。」

下班後 劃清界線還是積極充實?

面對這些挑戰,仍要致力於維持積極的工作態度,有些工程師便表示,會藉由下班後的休息時間來做調適。「錯過私人教練給我每週三次體能訓練課程的唯一理由便是出差,」一位大型網路公司的經理表示。「而且,每個週末至少一天的時間花在砍樹或到樹木茂盛的林子裡清理灌木叢。這種直接又簡單的快樂感,讓週一的上班日也變得較為順利。」

工程師Chris Haidinyak同意此一說法,並補充道,「至少發掘出一種可每日執行的重要活動,並且儘可能找到有趣的新鮮事,常常笑一笑。」其它的受訪者則說他們只需要每天工作結束後,下班回家,就在家門口與工作劃清界線。「通常我回家後,就完完全全地離開我的工作,避免在家中再使用電腦收發email,或作任何與工作有關的事。」一位受訪者說。

新興公司Engenio資訊科技的總工程師Ed Jackson建議,「晚上不要在家用筆記型電腦工作,也不要把你的行動電話號碼給工作上相關的人。如果是工作時用的行動電話,就把它關機吧!」

文章一開頭時所提到的那位網路系統公司的經理Ken Martin則是,由於網站建置的完成與成長帶給他不少的信心,Ken Martin這位對矽谷發展質疑的部落客(blogger),對於矽谷的長期觀察,他仍抱持樂觀態度。儘管矽谷可能會逐漸陷於困境,但整體產業仍有其遠景。

「我正在學說一點兒中文,」Martin品嚐了一口拿鐵咖啡,並以中文如此說。過去九個月來他已經持續地在Los Altos與Fermont的上班通勤中聽語言CD學中文。「和一般人喜歡在地鐵上收聽廣播節目比起來,我覺得學中文更好,」他略有所思地笑著並望向東方,且坦誠道:「但要能在上海搭地鐵時用中文交談,應該還差一大截吧!」

(原文連結處:Working harder in tough times,原文附有五張統計圖表可供讀者參考))

(Rick Merritt)

星期五, 9月 09, 2005

速度慢一點的處理器可能更好

速度慢一點的處理器可能更好
上網時間 : 2005年09月09日

當人們討論處理器的時候,話題總是圍繞著處理器的速度,其他的比較因素,諸如功率效率等卻少被討論或甚至被忽略,似乎越快的處理器就一定更好。

但對大多數的嵌入式訊號處理應用來說,這種觀念是不對的。這些應用通常具有固定的處理需求,並希望能夠在最小化成本和能量消耗的同時,達到應用的需求。對這樣的應用而言,處理器的速度只要能夠滿足工作需要即可,更快的速度並不一定能夠帶來更多的價值。

實事上,我們通常都希望儘可能用最慢的處理器來完成任務。因為,與速度快的處理器相較,速度慢的處理器成本和功耗都更低;而且慢速、低成本的晶片通常還採用更小的封裝尺寸。

當然,有些訊號處理應用需要大的運算,在此情況下,似乎處理器的速度越快越好,但事實也並非一定如此。例如,一個具有幾百個通道的通訊系統,採用幾個較慢的處理器來共同工作要比採用一個高速處理器要好些。

採用多個處理器的方法應該會比單處理器成本低,因為業者通常對最快的處理器訂出較高的價格,另外對於多通道系統採用單處理器,必然需要寬頻I/O介面和高速記憶體,這些元件將提高系統的成本,而採用多個處理器,可以用慢速、低成本的I/O和記憶體系統。

以上並不是說高速處理器就沒有優勢可言,通常情況下,減少設計的時間、困難及風險總是重要的,而採用快速處理器更容易達到這些目標,還可提高軟體編程的效率加快設計面市時間。

此外,若預留更多的處理效能,在日後也更易於重覆使用同樣的設計來開發衍生新產品。但是,這些預留的效能是需要成本的,你有可能得透過犧牲成本、功率效率或其他的因素來換取。

簡而言之,對於訊號處理應用來說,「什麼處理器最快?」是一個錯誤的問題,而應該換成這樣問:「什麼處理器能夠滿足設計要求的速度,並具有最低的成本、功耗、開發時間和風險?」在多數情況下,答案應是選擇最慢的處理器而不是最快的處理器。

作者:Jeff Bier是Berkeley Design Technology Inc. (www.BDTI.com)的總裁。這家諮詢公司提供有關DSP技術的分析和建議。

台灣ODM業者尋找新的成長點

台灣ODM業者尋找新的成長點
上網時間 : 2005年09月09日

仁寶電子公司(Compal)日前宣佈了接獲摩托羅拉公司3G手機訂單的消息。這樣的聲明似乎並沒有什麼特別,只是台灣代工業者長久以來的業務模式之一。但在仔細解讀之後,我卻發現到一些顯然不同於以往的重要變化。

報導說仁寶公司將負責該款手機的機械設計及製造,這表示,仁寶將以原始設備製造商(OEM)而不是原始設計製造商(ODM)的模式與摩托羅拉進行合作。這個現像似乎意味著,台灣非常著名的ODM業務模式正逐漸開始轉變。

事實上,另一家公司─明基電通(BenQ)在幾年之前曾是摩托羅拉公司的行動電話生產商。現在,當BenQ等台灣業者艱難地從一般的ODM型態轉向品牌產品公司時,它們發現自己正處在與其傳統美國OEM客戶進行直接競爭的棘手衝突中。

PC和消費電子市場已經體驗到嚴峻的價格壓力,這個壓力反過來極大地擠壓了ODM業者的利潤空間。更甚者,由於在中國大陸的 OEM業者繼續鞏固其品牌及其在全球市場上的知名度,台灣ODM業者更要擺脫利潤擠壓壓力,才能與中國大陸的OEM業者進行競爭,這對台灣的業者來說是更大的挑戰。

儘管產業觀察家認為品牌建立對BenQ來說是正確的發展路線,但此策略是否真能奏效,現在也還言之過早。另外一間宏碁電腦(Acer)則是繼續在PC領域征戰,並已在歐洲的筆記型電腦市場中取得了一席之地。

其它的ODM公司,如主機板製造商華碩電腦公司(Asustek),也希望建立全球品牌。華碩電腦現正在積極進軍智慧型手機和筆記型電腦市場。

這是否顯示,這個幾乎是由台灣的電子公司所建構出的540億美元ODM產業已經開始出現了裂痕?其實不然。大多數以台灣為基地的ODM業者仍然堅持著,這個過去20年來已奠定深厚基礎並良好運作的業務模式。

因此,這則新聞背後所隱藏的真正意義是:在設計和製造產業的持續演進過程中,傳統的OEM/ODM模式已經開始發生變化,這迫使一些主要業者坐下來沈思其可能的發展方向。BenQ公司併購陷入困境的西門子手機部門,也顯示出台灣ODM業者為保持其成長動能而願意承擔的風險。

這些ODM業者的動態對晶片製造商來說有非常重要的意義,所以,半導體製造商將密切關注台灣產業在OEM和ODM模式之間的發展動態。

對台灣的製造商來說,改變已經是不可避免的。他們寄望ODM產業的轉變可為其帶來更多的營收成長機會,這自然也會在台灣及其週邊地區中產生更多的設計活動。

作者:Majeed Ahmad

電子工程雜誌亞洲版編輯

星期二, 8月 23, 2005

大陸手機產業鏈質變 本土方案大行其道

大陸手機產業鏈質變 本土方案大行其道
上網時間 : 2005年08月23日

中國大陸手機產業鏈已悄然發生了變化。產業鏈中階出現了方案公司這一環節,且發展態勢愈演愈烈,因而導致了手機品牌廠商更多的「拿來主義」。上週 (8月18日)在深圳舉行的2005首屆中國大陸手機方案研發展示交流峰會暨2005中國大陸手機經銷商論壇大會上,於「中國大陸手機生態環境如何設立」的對話中,手機產業鏈上下游的企業主管們坐在一起,就設立手機生態環境發表了自己的意見。

目前,中國大陸手機產業鏈劃分可以劃分為四個環節:第一個環節是產業鏈的最頂層,也就是晶片、原材料(包括配件)廠商;第二個環節是方案設計公司,也就是我們常說的design house;第三個環節是工廠,也就是品牌廠商,他們將方案轉換成為成品;第四個環節是銷售管道及售後服務。

手機晶片製造商展訊通訊有限公司CEO兼總裁武平表示:「現在是中國大陸手機產業發展非常好的一個時機,上下游產業鏈完整、製造業發達。而且手機業經過這幾年的磨練,已經積累了很多經驗,湧現出了不少設計公司。」手機設計公司的興起正是近幾年的事情。最初的手機設計公司,多為韓國公司,他們不僅提供整體方案,還向中國大陸的手機設計商提供外形ID等方案。在2001、2002年這兩年間,中國大陸本土的設計公司開始興起,借助本土優勢,慢慢佔領了這一市場。

當然手機製造商仍會從產業鏈最頂層的晶片供應商處獲得晶片,從事自己的手機設計,但是據手機方案供應商經緯科技有限公司董事長兼總裁李海林介紹:目前產業分佈越來越精細,大的品牌廠商也開始外包。手機與電視不同,是個性化非常強的產品,而且產品週期越來越短,市場需求越來越快,產品也必須朝多樣化發展。作為品牌廠商,依靠自己的設計能力提供產品是遠遠不夠的,因此他們會從更大範圍來尋找產品,而這些,也正賦予了設計公司生存的空間。

李海林表示,中國大陸現在的大型手機品牌商正放開自己的研發,他們一部份把研發獨立出去,另一部份則即有自己的研發,也不介意從外面獲取方案。他說,曾經就有一個大品牌的老闆向他表示,技術已經不再是品牌廠商的核心競爭力,他們更為關注的是品牌本身以及生產能力等其他方面的競爭能力。

設計公司的增加,側面反映出了中國大陸設計師設計能力的增強。李海林介紹:「現在的設計公司,基本上是大陸人的天下。」設計公司主要做核心的技術工作,在產業鏈中的重要性不言而喻。中國大陸手機廠商起步初期,都在努力擴充自己的開發力量,而現在,更多的企業則是對設計人員進行裁員,更多的從第三方獲得設計方案,因而設計公司的地位越來越重要。

未抓住產品核心是無法真正獲利的主因

今年,大陸國產手機企業紛紛發出了虧損的消息,就這個問題,展訊的武平表示:「產生這個問題的原因有兩點:第一是產品外部環境發生變化時,不能及時適應。而第二個原因,就是中國大陸企業沒有掌握核心的東西,因而無法獲得最大利益。而這些問題的唯一解決方法,就是要國內上下游更緊密的合作。」

隨後他補充:「中國大陸的創造力被凝固了。過去手機業的創造,譬如夏新的A6、TCL的鑽石手機,缺少核心東西,門檻很低。而這種創造並不代表真正意義上的創造。中國大陸手機業要想繼續發展,必須所有企業緊密合作起來,真正具有差異化的技術的東西,滿足市場需求。

專業生產音視訊壓縮、解壓縮晶片的高速華芯(國際)總工程師Ken Gao很同意武平的看法,他表示:「國內企業整體的設計,包括原材料,重要的元元件,都受制於國外的大企業是導致這一問題的原因所在。除此外,手機最大的問題就是同質性太嚴重,各廠商生產的手機只存在個別的差異化,中國大陸的手機企業,只有走出一條更新、更具有創造力的道路才能再發展下去。」

李海林也表示:「目前國內企業處於低谷,並不是說手機產業無錢可賺。虧損除了是產品缺乏個性化所致,中國大陸企業求大求全也是導致企業低迷的原因所在。」他表示,去年的許多虧損就是由於積壓所導致的。

提出為手機增加標配音箱的三諾電子的王經理則表示:「從手機來講,進行大的突破設計很難,但是我們可以從小處著眼。」大陸國內企業不能只單純停留在仿照階段,一定要有自己的創新點。他介紹:「三星一款手機中有一個很小的喇叭,國內一家企業曾想去仿照,手板都仿照出來後卻無法實現功能。因為三星在晶片中加入了一個很小的數位功率放大器,可以達到0.15w的功率。但是國內廠商目前只有0.01w的功率,因而無法實現驅動。」他表示,很多廠商,很少注重細節,而恰恰是這些細節,往往能導致企業的全盤皆嬴。

關注售後服務和產品品質的股多利公司CEO陳廣興則認為:「目前市場還很混亂,不適合競爭。政府和各相關協會應該在產業界設立有秩序的競爭環境,對一些不守規矩的動作進行打擊。其次,手機品牌商應該更注重服務意識,要更了解客戶的需求。」

3G時代為企業帶來新的發展契機

在昨天的峰會上,藍芽耳機也大出風頭。對於一般消費者而言,一直都將手機用耳機的定位為可有可無的配件,不是主流。而這個觀點,在3G時代也許會有所改變。

大北歐通訊設備(中國大陸)有限公司中國區業務總經理Kenson Zhang認為:「今後藍芽耳機會成為通訊設備的主要產品,而不是依附手機的一個配件。因為在3G時代,串流媒體、視訊會議會更為普遍,而耳機也將成為一個非常重要的設備。不僅如此,藍芽耳機的外形會千變萬化,體積會更加小巧。實用、高科技電子、時尚是今後藍芽耳機的定位。」

3G時代的到來,也為高速華芯帶來了希望,Ken Gao表示:「大陸信息產業部曾透露今年底會發3G牌照,2006年3G會在中國大陸逐漸開始。而3G頻寬的增加,也將加速具備影視訊應用的可視手機的發展。手機設計公司將我們看到的影像壓縮到最小,在有限的頻寬進行傳輸。未來的資料影像。高解析電視,安全系統,資料影像的未來。」

(唐曉琪)

星期六, 7月 23, 2005

無線USB 1.0規範正式出台,但仍面臨軟件和頻譜等障礙

無線USB 1.0規範正式出台,但仍面臨軟件和頻譜等障礙
上網時間 : 2005年07月23日

在美國加州舉行的第一屆無線USB(WUSB)開發商大會上,USB實施者論壇(USB-IF)正式發布了無線USB 1.0版規範,從而向該技術的標準化邁出了一大步。

圖1: 無線USB發展規劃時間表。

「我們已經實現承諾,在2004年完成規範的制訂,在2005年正式公布該規範,」英特爾技術戰略專家兼USB實施者論壇 (USB-IF)主席Jeff Ravencraft表示。該規範是在英特爾、傑爾系統、微軟、NEC、飛利浦半導體、三星和惠普這七大公司主導下並聯合其他100家公司一起定義的。

為了滿足他們自己設定的期限,七大支持者不得不在兩個對立的超寬帶版本之間做出選擇:一種是WiMedia聯盟正在力推的MAC和PHY;另一種是來自UWB論壇的不兼容技術,即直接序列UWB(DS-UWB),該論壇的主要支持者是飛思卡爾半導體公司。

最終的無線USB規範採用了WiMedia聯盟的MB-OFDM超寬帶MAC和PHY,其設計目的是達到與有線高速USB相當的速度:3米距離時傳輸速率為480 Mbps;10米距離時為110 Mbps。UWB物理層芯片的功耗預計為130到160毫瓦,首批能互操作的芯片和設備將於年底面市。

Ravencraft並不認為競爭者會妨礙其WUSB計劃。他指出,飛思卡爾的產品只是為USB 2.0提供了一個無線介質的直接端口,而不是重頭開始的無線設計;除此之外,它背後還缺乏USB實施者論壇的支持。

WUSB將儘可能採用現有有線USB技術,包括支持一台主機連接127台設備的拓補結構。此外,WUSB增加了安全性能,要求所有傳輸均採用AES-128硬件加密。

借助WiMedia聯盟開發的「融合層」軟件,WUSB底層的UWB射頻能夠支持1394、藍牙、互聯網協議(IP)或USB協議的軟件棧。許多觀察家同意USB是UWB第一個合理的應用目標,因為迄今為止全球已經付運了20億個USB端口,僅在PC上的就有5億個。

市場調查公司In-Stat預測,用戶對有線連接的不滿將促使OEM在2009年推出1.4億個WUSB連接。

但眼下的WUSB規範要想成為主流配置,其間還要克服重重障礙。符合標準的芯片組必須通過互操作性測試。規範的某些部分及幾個軟件層還需繼續編寫。成本需要從最初預計的10美元/節點大幅下降。此外,歐洲和亞洲的法規也要為已獲美聯邦通信委員會(FCC)批准的類似設計敞開大門。

下一個里程碑事件將發生在今年9月,屆時,英特爾將在其位於俄勒岡州的實驗室內進行符合WUSB 1.0規範的WiMedia媒體存取控制層(MAC)和物理層(PHY)芯片測試。目前有7款PHY及大約40種MAC正在設計之中,LeCroy公司的市場營銷總監James Wright表示。該公司在WUSB開發者會議上發布了一款UWB協議分析儀。

「那些想趕在2006年聖誕假期銷售WUSB產品的公司正在開發自己的MAC,但明年那個時候沒有人會需要分立的 MAC/PHY芯片,」Wright表示。對Alereon、Staccato和Wisair等UWB初創公司來說,如果不能提供IP或盡快推出分立芯片,到時候可能會面臨很多麻煩。

飛利浦半導體表示,它將推出一款採用90nm工藝、基於ARM7的WUSB終端設備MAC,它包含一個第三方的PHY,售價將低於10美元。NEC也展示了選用第三方PHY的自主MAC,並表示自己的PHY正在開發之中。Wipro科技公司則展示了一款支持AES-128的通用UWB MAC,並計劃於明年初推出一款WUSB終端設備MAC。

這次會上展出的所有芯片都基於WiMedia MAC和PHY規範的0.9版本,並且全部利用FPGA實現。「最大的問題是如何進行互操作。」Alereon公司的CEO Eric Broockman表示。

Wipro公司的一名代表介紹,WUSB的AES加密功能佔用MAC中30%的門面積。終端設備芯片還需要具有微調度(microscheduler)功能。

軟件障礙

規範的某些部分及其相關軟件仍在開發過程中。WiMedia的融合軟件層要到九月底才能完成,而WUSB和其它協議棧要以該軟件層為基礎進行構建。

用於點對點傳輸的IP over UWB協議棧應該會在同一時間完成。用於WiMedia芯片的無線1394規範則將在年底完成。

另一個問題是WUSB設備如何互相識別。一個專門工作小組正在從事此項研究,並預計在9月底完成相關規範。研究小組考慮了多達5個關聯模式,其中包括匹配若幹個主機和終端設備或需要一個PIN的方案。


用戶或系統如何針對特定工作選擇協議也是WUSB工作組討論的問題。因為針對低速率數據流(如音樂)傳輸,藍牙是最具功效的協議,而UWB在傳輸大數據塊時最為省電,所以協議選擇並非難事。

微軟定於2006年底推出的下一代視窗操作系統Longhorn預計將不會自動支持UWB或WUSB,所以微軟尋求OEM的幫助以開發試用版驅動程序。微軟表示,它有15個針對無線應用的USB類驅動程序,並已經成功測試了其中的13個。

「在這個能夠通過網絡升級Windows的年代,我們能夠更加方便地獲得軟件支持,」惠普的USB專家Ed Beeman說,並表示良好的驅動程序支持是他最關注的事情之一。

WUSB的支持者預期兩個早期市場將幫助這個產業打開局面。將於2006年推出的第一批產品可能是用於PC或外設的可選適配器。一旦芯片的價格在2006年底降至5美元,基於PCI或PCI Express的內置適配器卡就會接踵而至,並率先用於高端系統。

但是如果要進入主流應用,WUSB功能就需要變成模塊,被集成進PC芯片組和數碼相機或MP3播放機的控製器中。

「向WUSB的遷移之路不會像向USB 2.0升級那樣一路平坦,」Beeman表示,「USB 2.0採用了上一代軟件,從制定規範到被集成進芯片組只用了大約1年時間。」

世界各地的管理條例

讓歐洲和亞洲為UWB開放頻譜將是最棘手的任務之一。英特爾的技術戰略專家兼WiMedia聯盟主席Stephan Wood透漏,歐盟告知英特爾,歐盟預計於2006年6月前完成的法規不可能與FCC保持一致。「頻段的變化還比較容易處理,但如果他們要求降低發射功率,那麼一些已計劃的應用就將夭折,」他表示。

韓國已經發放了UWB產品的測試許可證,並可能在年底發放完全的許可證。Wood希望亞洲其它國家在2006年中期也能有所行動。

作者: 麥利

星期三, 5月 25, 2005

程式設計一定要除錯嗎?

程式設計一定要除錯嗎?
上網時間 : 2005年05月25日

對所有的程式設計人員來說,除錯是必要的工作,還是顯示出這個產業的尚未成熟?其他產業的專業人士並不會花費一半的時間來找出設計中的錯誤,但為什麼程式設計人員必須要這麼做?

Jim Turley

根據統計,整個軟體開發時間中,有五成是花在撰寫程式碼,而另外五成則是用來除錯。我想,由於這樣的情況行之有年,大部分人可能都會認為,50/50的分配應該是合理的。

但仔細想想,為什麼程式設計需要這麼多的調整與糾錯工作?其他的專業人士決不會像我們一樣,認為這麼多的修正是必須的。建築師不會將大樓蓋好後,然後再看看它會不會倒下來;其他的船舶、飛機和農業機械工程師,也大多都是將東西製造出來後,就能使用。

與程式設計師類似,硬體工程師也需要進行一些除錯的工作。他們設計、測試、找出錯誤,然後再重新設計。當然,對晶片設計來說,這是不具經濟效益的,他們必須儘量能在第一次設計時就成功。

難 道除錯真的是軟體工程領域中必備的本質與固有特性?或是,這只是我們長久以來不願改變的工作方式?或許,50/50的時間規則是這個產業尚未成熟的一種象 徵,可能還要花上更久的時間才也可能突破。我們知道,在90年代初期,那時的汽車製造商也是得不停的修改,才能將車子真正做出來,但現在,汽車的製造方式 早已不可同日而語。同樣地,近百年來醫藥科學的進步,醫生為病患進行試驗以找出病灶的次數也大幅減少。

理智上,我認為在未來的數十年中, 軟體開發將變得更正規化與更有紀律,會較類似於機械或化學工程。但是,情緒上,我卻很不忍心程式設計人員將會失去這「軟性」的一面。撰寫程式是有趣的,但 如果嵌入式軟體將成為每日生活中的一部份,從全球經濟發展的歷程來看,顯然,軟體的撰寫流程就一定會被要求變得更為嚴格、正確、與正式。如果真是這樣,程 式設計人員就會多出50%的多餘時間了!

作者:Jim Turley,Embedded Systems Programming 主編

WiMAX寬頻無線接入的頻譜利用及介面分析

WiMAX寬頻無線接入的頻譜利用及介面分析
上網時間 : 2005年05月25日

文章探討了IEEE 802.16a/d/e WirelessMAN的實現,全球的頻譜管理組織已經指定了用於寬頻部署的頻段,包括得到授權的和未得到授權的頻段。在討論功率問題以及未來頻譜分配的同時,本文還討論了射頻前端到基頻(SoC)的介面問題。

就在Wi-Fi無線區域網(WLAN)借助IEEE 802.11標準快速起飛的時候,新近出現的基於IEEE 802.16無線都會網路(MAN)標準的MAN也即將快速啟動。就頻譜而言,IEEE 802.16a/d/e WirelessMAN也稱為WiMAX(微波接入的全球互作業性)。儘管802.16x設置了標準化和互通性規範,但WiMAX論壇這個全球寬頻無線接入(BWA) 產業協會仍提供了品質控制和認證以保證成功的標準化部署。WiMAX論壇的首要任務是聯合全球大量的參與者,包括晶片生產商、軟體開發商、設備生產商和服務供應商來支援IEEE WirelessMAN/ETSI HyperMAN標準,並保證全球性的相容性和互通性,但同時還建構一個競爭性的領域以降低服務供應商和用戶的成本。IEEE 802.16和WiMAX將推進BWA以加速成本可接受的全球寬頻網路部署。

圖1:WiMAX用戶站的基本架構圖:不同的RF前端提供頻段靈活性。

然而,標準化並不意味全球的‘一致’以及‘所有’已部署的經認證的WiMAX設備的自動互作業性。標準定義和建議了媒體存取控制(MAC)層和物理層 (PHY)的關鍵框架,MAC層根據標準協議對原始數據進行封包或解包以提供數據、語音和視頻,PHY層根據用戶需求和射頻(RF)連接品質處理空中介面和調變方案。IEEE 802.16標準產生了各種框架,但也允許供應商進行定製以滿足特定的或區域性的市場需求,或者允許供應商透過增加增值特性來使自己區別於競爭者。

更甚者,在全球範圍內,不同區域的射頻介面存在變化。在這個方面,頻譜管理者在決定針對不同,甚至有時是競爭業務的頻譜分配上扮演關鍵角色,如美國的聯邦通訊委員會(FCC)。透過這些管理者,政府可以使某些與世界其他地方一致或不一致的頻譜為某個指定的業務所用。對於WiMAX的全球部署來說也是這樣,儘管確實存在一些非常共同的RF問題,但是在頻譜的分配和管理上也存在大量的差異性。

但是,並不僅僅是管理的問題造成在 WiMAX無線MAN全球部署上的RF頻段差異性,在一個區域內的服務營運商和無線網際網路服務供應商(WISP)也具有頻段的選擇問題。可用的和已分配的頻譜包括不同的已授權的和未授權(免授權)的頻段,業務營運商可以選擇利用它獲得授權的頻譜來提供業務並/或選擇使用未授權頻譜。大多數WISP選擇使用未授權頻譜,因為這些頻譜免費使用,大幅降低最終用戶的成本。

WiMAX無線都會網路部署的頻譜差異性導致了對具有不同 RF的基地台(BS)和用戶站(SS)的需求。如圖1中所展示,一個典型的WiMAX SS系統包括一個控制處理器、一個MAC單元、一個基頻處理器(BBP)和一個類比RF前端,這個RF前端的作用是將802.16x放入到一個授權的或未授權的頻段中。設備供應商期望晶片製造商來提供完整的參考設計、材料清單、元件、軟體/韌體以及技術支援,以便他們能快速地生產WiMAX設備以滿足這些 RF差異化的市場需求。這種服務於某種特定頻段的介面就是RF前端。

關注802.16d

得到WiMAX認證的BWA應用包括蜂巢式網路回程(backhauling)、有線和無線LAN回程、無線MAN將BWA帶入到家庭或商業中,作為DSL 或有線接入之外的一個選擇。然而,最大的爆發性市場成長將在802.16x未來版本解決了可攜性和行動性問題,將BWA直接帶入到終端用戶的時候。這個 ‘最後一哩’必然是利用超視距(NLOS)RF傳播的點對多點的結構。在這個領域,WiMAX網路將以授權和免授權頻段出現在全世界,在很多情況下代替 802.16之前的已有業務。

當前,人們關注2GHz到6GHz的頻段。這些是已分配的頻寬,相對於10GHz到66GHz 的可用頻寬來說很窄。10GHz以下的微波頻段被稱為公分波段,10GHz以上的為毫米波段。毫米波段具有很寬的通道頻寬,提供很大的數據容量,因此通常非常適合非常高數據速率視距回程應用(主要管線),而公分波段非常適合於多點、超視距、支線和最後一哩分佈應用。

IEEE 802.16d支援固定NLOS BWA來替代或作為對DSL和線纜接入在最後一哩的補充,這是WiMAX部署的第一波。進一步,IEEE 802.16e將在2005年被批准,將加入行動和可攜特性以支援像筆記型電腦和PDA在6GHz以下頻率的應用。在這些部署中,授權和免授權頻譜都將被利用到。

授權和免授權頻譜

圖2顯示了2GHz到6GHz頻率範圍內BWA可用的頻段。注意這些頻段是以授權或免授權來標示的,授權頻段是指那些被承運商所有的,它們已經為用這些頻段支付費用,免授權頻段是免費給任何試驗或企業應用的。基於IEEE 802.11a/b/g的Wi-Fi佔用免授權頻段,儘管在這些頻段中存在相競爭的技術,但已經經驗證非常穩定。在每個頻段內,通道間距相對較窄,因此相對於高頻率的微米波段的通道來說限制了數據率。


圖2:2GHz到6GHz公分波段可以用在BWA。

很多無線ISP尋求利用免授權頻段,因為這是免費的,不僅節省區域網路部署的成本還節省時間,這同樣也節省用戶的成本,並提供了DSL和電纜數據機服務以外的選擇。在美國,免授權頻段同樣具有吸引力,因為在2GHz-6GHz的頻率範圍內沒有多少授權頻譜可用。另外一方面,擁有授權頻段的主要營運商可以推銷他們的服務為‘商業級’的服務,因為他們被認為是穩定而可靠的,享有主要品牌的聲譽。

頻段分配

3.5GHz~3.5GHz 頻段是一段已授權頻譜,在很多歐洲和亞洲國家可以用在BWA上,但在美國卻不行。這個頻段是最擁擠的,代表最大的全球BWA市場,覆蓋了從 3.3GHz~3.6GHz的300MHz頻寬,這個頻段為大管線回程到廣域網路(WAN)業務提供了非常大的靈活性。主要的營運商在採用這個授權頻譜後,都可以透過規模經濟和WiMAX設備的低成本為用戶提供具有競爭性的收費。

5GHz U-NII & WRC頻段-免授權國家資訊基礎設施(U-NII)頻段擁有三個主要的頻段:低和中U-NII頻段(5,150-5,350)(802.11a)、WRC (5,470-5,725)以及上端U-NII/ISM頻段(5,725-5,850)。Wi-Fi存在於低和中U-NII頻段,這已證實可用於BWA。很多重疊的5GHz頻段標誌著BWA在全球的成長。最新分配的世界無線電大會(WRC) 5,470-5,725MHz頻段擴大增加了免授權頻段頻寬。大多數WiMAX執行在U-NII 5,725-5,850MHz頻段的上端,因為在這個頻段很少有競爭性業務和干擾,也就是Wi-Fi和室外功率允許在2到4瓦的範圍,而在低和中U- NII頻段的功率只有1W。分析家和商業人士認為WiMAX在免授權頻率內將有強勁的成長。

WCS-兩個無線通訊業務 (WCS)頻段是兩個15MHz的頻率片斷,分別為2,305MHz到2,320MHz和2,345MHz到2,360MHz。兩者之間的25MHz頻率間隙分配被用來作為數位音頻無線業務(DARS),這產生了由DARS地面中繼器導致的潛在干擾問題。在這些頻段的成功部署將要求非常高的頻率效率,例如 Wi-Fi和WiMAX都採用正交頻分再使用(OFDM)。

2.4GHz ISM-2.4GHz工業、科技和醫學(ISM)頻段為免授權的,為BWA的部署提供了大約80MHz的頻寬。當前的Wi-Fi就存在於這個頻段,已經證明能為WLAN提供穩定的服務。未來規定可以互作業的MAC和BBP要求的WiMAX類(profile)將同時帶來這兩種業務,為用戶提供大範圍行動性的互補作業。

MMDS-多通道多點分配業務(MMDS)頻譜包括在2,500MHz到2,690MHz範圍內,間距為 6MHz的31個通道,還包括教學電視固定服務(ITFS)。由於最初用作教育電視的目的,這個頻譜沒有得到充分的利用,美國FCC已經將這個頻譜分配給 BWA業務。BWA供應商透過FCC的拍賣和/或者向ITFS租用通道來獲得對這個頻譜的利用。在美國,Sprint和Nextel是這裡主要的頻譜擁有者。分析家希望在未來的若干年內,在這個頻段內BWA市場有很大的成長。

由於高成長和應用的潛力,WiMAX論壇專注於其初始的MMDS的類建立和認證工作,3.5GHz已授權頻段和免授權U-NII 5GHz頻段較少干擾,能提供合理的功率水平以及足夠的頻寬。這將有助於保證全球WiMAX BWA業務的高成長率,因為這些頻段代表著最大的潛在市場,而且由於規模經濟而可以實現較低的成本。

發射和接收訊號強度

發射和接收訊號的功率和功率控制對於任何WiMAX中的系統效率來說都非常的重要,功率必須得到有效管理以保證穩定的通訊和減少潛在的干擾。此外,根據每個用戶的情況進行功率動態控制,決定於用戶的規格、到BS的距離。

正如WiMAX標準中所規定,2GHz到11GHz的公分波段的接收功率是相同的。接收器必須能準確地解碼最低通道功率為-30dBm(1uW)的訊號,並能承受0dBm(1mW)的強訊號,而且不損壞前端電路。此外,Rx應該能夠提供最低60dB的鏡像抑制。WiMAX標準規定‘鏡像抑制要求必須包含於產生在接收器射頻和其後的中頻的所有鏡像條件中’。堅持這些要求將保證在近距離和遠距離條件下可靠地工作。

傳輸要求

不利用子通道(單一載波)的用戶站必須提供30dB範圍的功率控制。對於利用子通道的SS(OFDM)(這種SS將包括所有2GHz到11GHz的經過認證的WiMAX SS),發射器必須具有50dB的動態功率控制,控制步進不小於1dB。功率控制精確度必須在高達30dB範圍內達到+/-1.5dB以內,或者在 30dB以上達到+/-3dB。

對於BS發射器,輸出功率電平控制必須不低於10dB。實際的發射功率則必須取決於用戶的距離、傳輸特性、通道頻寬和調變方案(BPSK、QPSK、16QAM、64QAM)。BPSK是數據效率最低的調變方法,在SS與BS之間距離很遠的情況下採用,因此需要更高的發射功率。而64QAM提供非常高的數據效率(每個符號的位元數),當SS與BS的距離相對較近的時候採用,因此需要較低發射功率。

SoC與RF介面

參照圖1,RF前端與SoC之間的介面涉及到用於處理作業和發射器和接收器的內部管理功能,以及I/Q訊號到A/D和D/A數據轉換器的介面控制訊號。另外,調變器電路發送到SoC的接收數據應該是差分的‘I’和‘Q’訊號。可以在接收端採用衰減器來處理校準和增益控制,以保證最大的位元利用率、轉換效率以及類比數位轉換器(ADC)轉換效率。

WiMAX未來的頻譜

當前全球在進行WiMAX和其他類似寬頻無線接入業務部署時,正在考慮額外的頻段。在日本,2007年後將用到4.9GHz-5.0GHz的頻段,同時也在考慮將來採用5.47GHz-5.725GHz頻段。前者在BS部署時需要得到授權,將支援5MHz、10MHz和20MHz頻寬,而後者有可能不需要授權,並可能支援20MHz頻寬。

北美市場正顯示出在4.9GHz寬頻公共安全頻段部署WiMAX的興趣。甚至有興趣使用已得到授權的800MHz和免授權的915MHz ISM頻段作為WiMAX和類似業務的部署。WiMAX標準將使期待已久的能滿足用戶行動性、語音服務和高數據速率應用的頻譜效率和吞吐量得以實現。由於其超視距特性,因此可以允許更多用戶接入,實現更低的部署成本、更大的容量,以及因為標準化和互作業性帶來的低CPE成本而滲透到大眾消費市場。更不用說,它是寬頻行動性實現的無障礙途徑,將成為‘4G’的基礎,提供真正的自由行動性。

供稿:富士通微電子美國公司

星期二, 2月 15, 2005

TI推出首款OMAP-Vox™元件樣品提供行動電話更先進的多媒體應用

TI推出首款OMAP-Vox™元件樣品提供行動電話更先進的多媒體應用

TI開始供應OMAPV1030 GSM/GPRS/EDGE晶片組樣品以低成本提供更強大的功能

(台北訊,2005年2月15日) 德州儀器 (TI) 宣佈推出全新GSM/GPRS/EDGE晶片組解決方案,協助行動電話製造商以更具競爭力的成本,打造功能先進的多媒體手機。OMAPV1030解決方案是以TI先進的OMAP™處理器架構為基礎,結合TI在應用處理器的技術成果,為日益成長的中階無線產品帶來更豐富的多媒體應用。OMAPV1030基頻處理器採用TI先進的量產型90奈米製程以及GSM/GPRS技術,是業界整合度最高和最佳化的EDGE解決方案之一。OMAPV1030是TI OMAP-Vox™無線通訊平台系列的首款產品,即日起開始供應樣品元件。TI的OMAP-Vox™無線通訊平台,使手機製造商能夠以最具競爭力的成本,規劃從GSM/GPRS/EDGE升級到UMTS標準的完整產品藍圖。

OMAPV1030解決方案是專為功能豐富的多媒體手機而設計,提供中階行動電話更先進的功能,例如以每秒30格畫面的速率擷取、播放和串流QCIF影像;百萬畫素的數位相機;彩色液晶螢幕和互動式2D/3D遊戲。 OMAPV1030是以OMAP架構和既有GSM/GPRS技術為基礎,另外還增加對於EDGE標準的支援,做為之後UMTS OMAP-Vox處理器的基礎,讓軟體可從EDGE順利升級至UMTS標準,進而為製造商節省時間和成本。

TI行動通訊系統副總裁 Alain Mutricy表示,OMAPV1030為客戶規劃完整的發展藍圖,不但可加速多媒體手機進入消費市場,同時也為手機帶來更多娛樂及通訊功能。基於TI OMAP處理器在高階市場創下的豐碩成果,此一整合應用軟體和數據機技術的解決方案將支援日益成長的中階多媒體無線產品,為TI取得有利的市場地位。

整合系統單晶片 強化應用和降低成本

TI 的系統整合技術不但使OMAPV1030擁有更強大功能,並使其最佳化以降低成本。OMAPV1030的強大效能,可在共享硬體資源的同一顆處理核心上執行數據機功能和應用軟體。OMAPV1030處理器以OMAP1710架構為基礎,因而能夠利用OMAP核心內的ARM926TEJ和TI DSP同時執行GSM/GPRS/EDGE數據機功能和應用軟體。這套架構是可延展性OMAP-Vox硬體架構的基礎,其設計都經過仔細考量,能輕易地從 2.5G升級至3G等其它標準。OMAPV1030不但能提升產品效能,還能降低中階裝置的成本和功耗,讓消費者享有更長的電池壽命。

採用OMAPV1030的應用裝置可為製造商、電信業者和內容供應商提供各種最新的多媒體功能,業者可藉此為行動電話用戶開發豐富的多媒體服務,進而創造更大營收。OMAPV1030可執行的功能包括兩百萬畫素的靜態影像;視訊的錄製和播放以及串流媒體下載,其中QCIF格式可達每秒30格畫面,CIF格式則為每秒15格畫面。其它功能包括MP3和其它格式的數位音訊;64和弦MIDI手機鈴聲;2D和3D遊戲;兩個液晶螢幕,解析度最高可達QVGA以及硬體支援的安全功能。

OMAPV1030晶片組包含一顆整合式類比元件,將電源管理、音訊編碼解碼器和驅動器整合為單顆晶片,大幅降低產品的零件數目。已通過認證的OMAPV1030參考設計提供實際電路板的完整用料清單,其中包含射頻和功率放大器,讓製造商能在短時間內發展出完整的解決方案。為了進一步減少研發資源,OMAPV1030還包含已經實際測試的完整GSM/GPRS/EDGE協定堆疊軟體 (protocol stack software)、整合式多媒體編碼解碼器和相關功能以及各種產品開發工具。TI的全球支援能力讓無線產品製造商從設計到量產都無後顧之憂,縮短新產品上市時間。

完整的作業系統支援為產品研發帶來更多選擇

TI為客戶提供軟體延展能力和一系列的功能差異化及研發選擇。OMAPV1030可支援Nucleus™和嵌入式Linux®應用軟體以及Java加速功能,新解決方案還能支援多種高階作業系統,例如 Windows Mobile™和Symbian OS™等軟體。和所有TI OMAP用戶一樣,採用新技術平台的設計人員可加入由應用軟體開發商、系統整合商和研發工具供應商組成的OMAP平台社群 (OMAP Platform Ecosystem),讓客戶得以重複使用既有應用和標準應用程式界面。

OMAPV1030包含完整的連接技術選擇和支援界面,包括藍芽、無線區域網路和輔助型全球定位系統 (Assisted Global Positioning System,簡稱A-GPS) 等技術;此外,TI的OMAP-Vox平台內建強大的安全技術,包括一組支援終端裝置安全、交易安全和內容安全的硬體加速器,能夠避免軟體解決方案可能出現的作業延誤和安全漏洞。

憑藉著系統級的專業技術以及整合數位射頻功能的豐富經驗,TI將致力於發展GSM/GPRS/EDGE單晶片手機解決方案。

供應時程

OMAPV1030解決方案的樣品已開始供應,預計2005年第三季量產。