國半推出新串行接口技術(shù)便攜式設備標準問(wèn)題引起業(yè)界關(guān)注

2004年4月B版
國半推出新串行接口技術(shù)便攜式設備標準問(wèn)題引起業(yè)界關(guān)注


美國國家半導體亞太區便攜式電源產(chǎn)品經(jīng)理吳主祥

美國國家半導體公司 (National Semiconductor Corporation)公布一種被稱(chēng)為移動(dòng)像素鏈路(MPL)的物理層技術(shù)，這種物理層技術(shù)的成功開(kāi)發(fā)顯示新一代串行接口已經(jīng)朝著(zhù)標準化方向邁出重要的第一步。這種新接口適用于可拍照手機及小型顯示器，據稱(chēng)可徹底解決這類(lèi)手機及顯示器因采用寬平行總線(xiàn)互連而產(chǎn)生的各種問(wèn)題，例如與電源、噪音及穩定性等有關(guān)的問(wèn)題。
便攜式設備是目前個(gè)人消費類(lèi)電子產(chǎn)品中的一個(gè)應用熱點(diǎn)，但由于功能和性能的不斷豐富，產(chǎn)品設計本身也面臨一些難以避免的挑戰。以手機為例，增加照相和PDA等功能已經(jīng)是目前手機的流行設計，未來(lái)的手機等移動(dòng)設備還需要具有收發(fā)電子郵件甚至收看電視和其他視頻等功能，一些這樣的產(chǎn)品已經(jīng)在市場(chǎng)上出現。所有這些產(chǎn)品中一個(gè)明顯的發(fā)展趨勢是需要更大顯示屏幕，導致功耗和EMI增加等問(wèn)題，傳統的接口技術(shù)已經(jīng)顯露出應用的局限性。美國國家半導體亞太區便攜式電源產(chǎn)品經(jīng)理吳主祥表示：“為了確保手機內照相機及顯示模塊獲得足夠的支持，目前的手機大多采用寬闊、高速的并行接口為基帶處理器、應用程序處理器、圖像處理器及輸入/輸出器件提供線(xiàn)路互連。但這種傳統的接口有多個(gè)設計上的局限。例如，這種接口會(huì )有電磁干擾的問(wèn)題，功率及系統成本也較高，可靠性則較低，而且機械設計方面也有若干限制。美國國家半導體針對這些問(wèn)題，推出的移動(dòng)像素鏈路(MPL)的全新串行接口，致力推動(dòng)業(yè)界采用MPL接口作為移動(dòng)設備的寬闊并行互連線(xiàn)路，以便為圖像傳感器與顯示器提供互連。MPL接口有助降低功率、電磁干擾及系統成本，但另一方面又可提高系統的可靠性，以及精簡(jiǎn)移動(dòng)設備的機械設計?！?
 
功耗、成本和EMI是便攜式設備的三大設計挑戰
據吳主祥介紹，MPL接口技術(shù)通過(guò)多個(gè)方法降低功耗。首先，MPL技術(shù)采用低電流模式信號傳輸電路傳送數據，使系統電流不會(huì )超過(guò)幾百mA，但仍確保系統可以提供幾百Mbps的帶寬。較低的電流及較低電壓的供電有助限制開(kāi)關(guān)電壓尖峰，減少噪音，而且只為線(xiàn)路增添極微弱的電壓。由于線(xiàn)路電壓較低，因此無(wú)需將線(xiàn)路/負載電容充電/放電，比高擺幅信號傳輸電路更優(yōu)。這款芯片組還設有節能功能(中斷聯(lián)系)，每當該接口無(wú)需工作時(shí)，可停止為其供應電流，以便為系統節省更多電力。此外，由于數據及時(shí)鐘脈沖分開(kāi)傳送，因此接收器無(wú)需裝設會(huì )消耗較多電能的鎖相環(huán)路或編碼器。若系統已有高速時(shí)鐘脈沖，發(fā)送器也無(wú)需加設鎖相環(huán)路或編碼器。而在電磁干擾方面，MPL 接口技術(shù)具有采用10mV 的轉換電壓，具有極微弱的 dV/dT，信號傳輸狀態(tài)電流限于150/450 mA，邊沿較軟 (soft edge) 的電流模式傳輸，信號線(xiàn)路及 MPL 接地之間的環(huán)路只有極微量的電流，時(shí)鐘與頻率同步，專(zhuān)用的電流回流路徑/細小的環(huán)形天線(xiàn)等方面的優(yōu)勢，可以使EMI降到最低。
對于串行接口技術(shù)，可能設計工程師最關(guān)心的問(wèn)題之一是數據傳輸速度。根據美國國家半導體公司的介紹，在最初的階段，MPL專(zhuān)門(mén)針對40、80、160Mbps或以上的應用，這被認為已經(jīng)是極高速的數據傳輸。美國國家半導體透露未來(lái)將傳輸率提高一倍至320Mbps，另?yè)摴灸M測試顯示，高達千兆位以上的傳送率是實(shí)際可行的。
 
標準化設計是便攜式設備成功的關(guān)鍵
市場(chǎng)分析公司In-Stat/MDR 高級分析員 Neil Strother 表示：“由于手機產(chǎn)業(yè)的發(fā)展漸趨成熟，因此若要進(jìn)一步節省成本，元件標準將發(fā)揮舉足輕重的作用。廠(chǎng)商可以利用美國國家半導體的MPL解決方案降低移動(dòng)電話(huà)的互連成本。美國國家半導體可以借著(zhù)這個(gè)解決方案的推出，集合業(yè)界的力量一同解決這方面的問(wèn)題?！?
據業(yè)內人士分析，移動(dòng)像素鏈路(MPL)標準的制定顯示美國國家半導體致力為各移動(dòng)設備接口確立一個(gè)開(kāi)放式的標準。由于移動(dòng)手機技術(shù)的發(fā)展已漸趨成熟，采用開(kāi)放式的元件標準有助廠(chǎng)商降低可觀(guān)的生產(chǎn)成本。系統設計工程師只要采用MPL解決方案，便可向不同廠(chǎng)商采購零部件，以及確保便攜式設備可以發(fā)揮最高的性能。
在去年10月，美國國家半導體曾經(jīng)和ARM公司合作推出PowerWise Interface 接口技術(shù)，作為系統電源管理的標準接口，為數字處理器及電源管理集成電路的連線(xiàn)互通提供一個(gè)開(kāi)放式的業(yè)內標準，使便攜式電子設備可以采用更先進(jìn)的電源管理解決方案，使系統可以根據應用程序的實(shí)際工作量及操作情況靈活調減功耗。PowerWise 接口技術(shù)為不同硬件提供一個(gè)互連標準，使更多廠(chǎng)商可以利用這些先進(jìn)的電源管理解決方案開(kāi)發(fā)新一代的便攜式電子產(chǎn)品。
本次國半推出的第一版的MPL物理層技術(shù)采用低功耗、低電磁干擾的設計，有一單端電流模式物理層器件將各種傳統的并行接口直接串行化。這將解決手機寬視頻通道、高功耗、高EMI產(chǎn)生的各種問(wèn)題。手機制造商只要采用MPL物理層技術(shù)，便可從電纜(尤其昂貴的柔性電纜)縮小中節省成本，也可縮小集成電路封裝及連接器的尺寸。而正在開(kāi)發(fā)中的MPL Level 1基于同樣的物理層技術(shù)，將提供公開(kāi)的協(xié)議包，因此可在不同廠(chǎng)商的外圍設備中互通。據了解，美國國家半導體正在與各大手機制造商合作，可望通過(guò)類(lèi)似目前的移動(dòng)設備產(chǎn)業(yè)處理器接口 (MIPI) 聯(lián)盟制定一個(gè)MPL Level 1業(yè)界標準。
目前已經(jīng)有一些全球著(zhù)名的手機廠(chǎng)商如飛利浦、Sony-Ericsson 及 Wavecom表示支持美國國家半導體的移動(dòng)像素鏈路技術(shù)。飛利浦移動(dòng)顯示系統公司首席技術(shù)官 Johan van de Ven 表示：“移動(dòng)像素鏈路這類(lèi)高速串行顯示器接口解決方案的市場(chǎng)需求正日益增加，我們支持和認可客戶(hù)這方面的需要?！?nbsp;Sony-Ericsson 公司副總裁 Kazuaki Takanose 表示：“由于移動(dòng)電話(huà)提供的視頻內容越來(lái)越多姿多采，因此廠(chǎng)商都需要成本低廉、性能可靠以及體積小巧的線(xiàn)路互連技術(shù)，將電話(huà)內不同的子元件連接起來(lái)。這個(gè)發(fā)展趨勢令線(xiàn)路互連成為設計上日益重要的問(wèn)題。MPL可望為業(yè)界提供一個(gè)標準化之路，使我們可以采購不同廠(chǎng)商的產(chǎn)品?！盬avecom 基帶集成電路總監 Philippe Beche 表示：“移動(dòng)像素鏈路架構的優(yōu)點(diǎn)是可將柔性電纜內的電線(xiàn)數目大幅減少，使我們可以減低電磁干擾及功耗，確保我們的解決方案更具成本效益。采用移動(dòng)像素鏈路技術(shù)之后，我們可以更快將應用于 Wavecom 解決方案的各種技術(shù)集成一起，然后集成到多種不同的客戶(hù)設計之中?！?
雖然MPL技術(shù)是美國國家半導體向業(yè)界推出的一個(gè)公開(kāi)的便攜式設備用的串行接口標準，可以解決圖像傳感器及顯示器采用寬平行總線(xiàn)互連的問(wèn)題，降低功耗，減少電磁干擾(EMI)，節省系統成本，提高移動(dòng)設備的可靠性，以及精簡(jiǎn)產(chǎn)品的機械設計。但由于目前手機等便攜式產(chǎn)品中的標準繁多，無(wú)論是手機制造商，還是元器件供應商在面臨新標準的選擇時(shí)，需要考慮涉及自身利益的許多因素。但就整個(gè)產(chǎn)業(yè)而言，移動(dòng)設備的標準化無(wú)疑有助于產(chǎn)品的成功?！?/span>