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高速网路传输与影音娱乐的未来趋势
阳光、鲜花、矽谷精英

【作者: 籃貫銘】2006年08月07日 星期一

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6月初的台湾,被厚厚的锋面云层垄罩,接连好几日的豪大雨,把岛内的世界陷入一片泥泽之中。赶往机场的那天,雨势也同样惊人,雨珠如弹丸一般,绵密的扫击早已不堪负荷的土地,从台湾的上空往下俯瞰,真叫人有点不忍注目,黄泥从岛内滚滚流出,注入周围暗灰色的海里,扩散作用把周围的海域染成一种诡异的颜色,整个台湾从天上看下去,有如一块即将化在海里的巧克力,混浊又危在旦夕,这是6月初的台湾。


同样的6月初,矽谷天空湛蓝、无云,金黄的阳光洒落在每一条街道上,落在每个人的脸上,缤纷多彩的花卉遍植整座城市,翠意盎然的草木环绕周围社区,有鸟语,有花香,偶而还有几只松鼠从树上跃下来捡食地上的松果,朝气从环境就可以感受出来,每个人都神采奕奕,每个人都心情愉快,相较于阴郁、多雨、弊案丛生的台湾,矽谷展现出世界第一的先天优势和欣欣向荣的领先地位。


从混乱扰碌的台湾来到矽谷,深深体会到这世界科技重镇的秩序和持续前进的力量,在仿如花园般瑰丽整齐的环境中,以宁静又沉稳的脚步,持续领导下一波的科技方向。


本刊于6月初顺应美国当地公关公司的邀请,参与由该公司所举办之亚洲媒体团,与中、日、韩、印、菲等亚洲媒体记者,实地造访矽谷八家科技公司,一探目前矽谷最新的科技取向,及其独步世界的优势所在。因篇幅缘故,本期将先报导Broadcom、Entropic Comm、Synplicity及Maxwell等四家科技公司,其余四家将于下一期的报导中登载。


Broadcom率先推出802.11n草案规格的解决方案

对Broadcom来说,今年的美国父亲节是一个极重要的日子。包含Buffalo、Linksys和Netgaer等采用其最新的802.11n草案规格晶片的无线配接设备商,皆赶在这个节日之前推出相容于802.11n的无线配接产品,为的就是搭上各大电子卖场的父亲节促销,几乎所有的当地报纸都在这波促销中登载了这些厂商的产品。这对Broadcom无疑是个好消息,因为他们更可以利用这波市场反应,来强调消费者对下一代WiFi的强烈需求,同时也合理化他们提前在草案拍板定案之前就释出相关解决方案所可能造成的负面影响。


Broadcom的无线产品行销主任Bill Bunch就表示,任何一种标准的制定,都必须考虑是否迎合市场需要,而802.11n正是消费者需要的。他们急切的需要更大频宽,更好的传输品质,而这也是Broadcom所努力的方向。


对于802.11n的规格Broadcom可以说是深信不疑,他们完全不认为这个规格将会再有任何的变动。笔者造访Broadcom的那天,他们的无线产品测试人员前一天才结束与Atheros在台北Computex 2006的展示,返回圣荷西的实验室中。当天他们使用同一组的测试机件,并在Broadcom的实验室里实际展示802.11n的传输应用以及实际使用数据。


在展示过程中,Broadcom使用一部已内建802.11n无线模组的联想笔记型电脑搭配一台支援802.11n规格的Router进行线上高画质影片播放,影片播放的过程相当平顺流畅,显示Broadcom在此一领域的研究成果已相当成熟,只要草案通过并得到系统商的采用,802.11n全面进入笔电应是指日可待,这也是Broadcom目前积极推动的市场之一;另一个传输数据测试则是在Broadcom专门测试无线传输品质的房间里进行,该房间以层层的金属隔版和吸收溢波的海绵体所搭建,借以隔绝其余干扰并正确判定是否为所欲测试的讯号,测试的结果显示,使用Broadcom 802.11n解决方案的产品,平均的传输速度达到170Mbps到180Mbps之间,已经大幅超越现今主流的802.11g有数倍之多。针对这项测试Bill Bunch补充说到:「任何一家采用Broadcom解决方案的产品制造商,只要测试数据低于170Mbps,我们便会淘汰那家公司。」


目前Broadcom所提出的802.11n解决方案皆可相容现存的规格,如802.11b和802.11g,并不会取代既有的规格,而是以并行的方式进入市场,但如果802.11n普遍的被消费者采用,自然会迫使传输频宽较低的规格退出市场,Broadcom就预测至2007年第一季时,802.11n的成本将会大幅的下降至消费者可普遍接受的范围内,届时802.11b的规格将会完全退出市场,变成g/n并行的局面,初期仍会以802.11g为主流。


同时Broadcom也强调确定规格的重要性,Bill Bunch说道:「WiFi无线市场从802.11b转换到802.11g只花了两个月的时间,为什么会这么快,因为规格。」他们非常希望草案能够快速通过,以便加速次代WiFi市场的发展。


Entropic Communications加速同轴缆线的数位娱乐应用

Entropic Communications成立于2001年1月,是一家年轻的网路控制晶片设计公司,社址位于美国加州的圣地牙哥,以提供高速同轴缆线网路连线和提升数位娱乐应用的家庭网路效能为其主要的营运方向,Entropic同时也是MoCA(Multimedia over Coax Alliance)的创始成员之一。


《图三 可直接使用(off-the-shelf)的FPGA逻辑程序编译机版,搭配Synplicity的开发软件可大幅缩减制作ASIC芯片原型的时间。》
《图三 可直接使用(off-the-shelf)的FPGA逻辑程序编译机版,搭配Synplicity的开发软件可大幅缩减制作ASIC芯片原型的时间。》

Entropic的产品主要应用为提升家庭中多元的数位娱乐内容(如数位影片、音乐、游戏等)来源间的传输效能,利用既有的家用同轴缆线基本建设和专利的频宽管理技术,将频宽做有效的管理与应用,以提供不间断的线上数位影片播放,并补强目前以传输资料为主的软硬体技术之不足,其解决方案能改变现今效能不彰的数据分享方式,并支援更多的影像来源。除家庭中的数位娱乐应用外,Entropic也提供公寓型住宅高速同轴网路连线的解决方案,同样架构于既有同轴基础建设上,达成低成本高效能的网路品质,带给住户于高价的光纤部署之外,另一个经济实用的选择。


Entropic认为目前的家庭网路应用设计都是以传输「资料」为主,一但增加需使用更多频宽的数位娱乐应用,便会出现效能不足的情况​​。 Entropic行销业务副总裁John Graham表示,未来的家庭网路应用都会以娱乐为主,将会大量使用数位娱乐内容,如数位影片、音乐以及游戏等,与传统单纯只浏览网页或进行文件传输的应用大相径庭,在软硬体不更新或升级的情况下便会出现效能不足和频宽不够的情形。


Entropic表示,未来每个家庭中都会有高速网路数据机及无线网路分享器,和支援DVD影片录放的录放影机及多部数位机上盒,这些应用将会造成既有的同轴缆线网路频宽不敷使用。 Entropic所提出的解决方案「c.LINK」晶片则可在不更换线路的情况下解决此一问题。 c.LINK支援P2P连线、单对多的网路连线、完整的服务品质保证(QoS)、高速数据传输及低错误率、基础的加密安全防护,并提供相容性高的多重影像装置支援和低成本的网路部署。全球销售业务副总裁Michael Economy指出,c.LINK可确保90%的装置在使用时拥有100Mbps的传输速率。目前c.LINK晶片已实际应用于机上盒、路由器、同轴数据机等产品上,并与Intel、Cisco、Motorola等有策略合作。 Entropic最新的一款网路控制器c.LINK「EN2210」也于今年6月初推出,专门针对需要高宽频的数位影像装置所设计,能够提供高达270Mps的处理效能。


除了自身产品之外,Entropic也积极推广MoCA同轴网路技术的应用。 MoCA是一种开放的同轴网路传输技术,任何单位及公司皆可采用,它能优化数位影片和娱乐应用在既有的同轴缆线网路的传输效能,MoCA可应用于绝大多数有线及无线的家用娱乐网路配接设备上,最新的版本为MoCA 1.0。


Synplicity创造可程式逻辑IC的无限动能

Synplicity是极为先进的EDA工具供应商,他的品牌在台湾媒体的能见度并不高,但将近100%的台湾消费性ASIC产品是使用其解决方案所设计,99%的ASIC电路原型制作工具也是由Synplicity所提供,是一家低调但极具实力的EDA工具商。 Synplicity专为IC设计者提供快速且有效率的设计工具,包含FPGA、DSP和ASIC设计。



《图一 Entropic是一家年轻的公司,图中四人依序为全球销售业务副总裁Michael Economy(左一)、营销业务副总裁John Graham(左二)、营销主任Fernando(右二)、公关Rob Gelphman(左四)》
《图一 Entropic是一家年轻的公司,图中四人依序为全球销售业务副总裁Michael Economy(左一)、营销业务副总裁John Graham(左二)、营销主任Fernando(右二)、公关Rob Gelphman(左四)》

近年由于消费性电子产品的热卖,促使FPGA的应用越来越普遍,在成本、效能和可扩充性上,FPGA可编程的特点非常符合消费性电子产品生命周期短与多样化的特性,对此Synplicity开发了一套快速的FPGA设计工具「Synplify Premier」。 Synplicity的总裁暨执行长Gary Meyers表示,时间是生产消费性电子最大​​的成败关键,过去的IC设计人员总在验证和成效测试上花掉太多时间,以至于延误了上市时间,其工具将可大幅的缩短这些流程所需要的时间。Synplify Premier是一套图形与实体整合的IC电路设计工具软体,非常容易上手,只需点击程式里的按钮,就可绘制出电路图,并可及时进行模拟测试,立即得知效能数据。


Synplicity非常看好FPGA设计市场,也是此一市场的领先者,根据一份由国际数据服务公司Gartner的调查资料显示,Synplicity在2005年的FPGA可程式逻辑IC的市场占有率达到七成五,远远领先其他竞争对手。


除了FPGA设计工具之外,Synplicity也针对设计人员最头痛的除错(debugger)问题开发了RTL层的除错工具「Identify」。能直接对RTL层的Source Code做除错,加速开发的时程并减低错误率。


而在亚洲地区,ASIC晶片设计则是出现相当独特的需求,包含消费性电子产品、电脑和通讯电信产品等装置都会使用ASIC的设计,范围非常的广泛。根据Gartner的调查资料,约有45%的系统设计使用FPGA,32%使用cell-based的ASIC设计。对于亚洲地区的独特需求Synplicity也提出了ASIC原型制作的解决方案「Certify」。Certify是以图形化的软体和一块可直接插上电脑使用(off-the-shelf)的FPGA逻辑程式编译机版相结合,同样运用软体结合实体的方式,大幅缩减制作ASIC原型所需要的设计周期和上市时间。


《图四 副总裁Michael Sund是个精较成本与获利的经营者,他也认为这就是Maxwell最大的竞争优势。》
《图四 副总裁Michael Sund是个精较成本与获利的经营者,他也认为这就是Maxwell最大的竞争优势。》

另外,由于数位娱乐市场的高度成长,也带起了DSP的设计需求增加,Forward Concepts在2005年时便预测,利用FPGA制程来制作DSP的市场规模至2008年时将会到达900万美元。而在DSP的设计开发上,Synplicity同样认为使用FPGA的特点来设计DSP可以得到最佳的成效。 Synplicity表示,如今的FPGA技术已经可以制作出相当复杂且高性能的DSP,他们也对此开发了DSP的设计工具「Synplify DSP」。


除了设计制作上的优势外,FPGA也具有优秀的验证和除错功能,非常适合用来作为ASIC的验证,Synplicity的海外市场行销主任John Gallagher说道:「以往的设计人员采用RTL模拟需要一个月的时间来进行验证和除错,但使用FPGA只需要3秒钟」,技术长暨创办人Ken McElvain也表示,在IC的设计上,除错永远是模拟测试中花费时间最多的部分,但Synplicity的解决方案则可大幅缩短除错的时间。


Synplicity也透露将在今年下半年会有另一项重要发表,而详细内容他们则暂时保密。


Maxwell超高电容器的能源节约方案

Maxwell成立于1965年,最早是一家替美国政府提供工程设计与研发服务的公司,过去的十年中,Maxwell已逐渐转型为电子零件的制造商,并积极往竞争激烈的商业市场发展,目前已是一家以提供高效能电容器为名的公司。



《图五 Maxwell BOOSTCAP系列的高效能电容,已被广泛使用在油电混合的汽车和高压的铁路系统上。》
《图五 Maxwell BOOSTCAP系列的高效能电容,已被广泛使用在油电混合的汽车和高压的铁路系统上。》

Maxwell的产品线分为三大类,第一种为「BOOSTCAP」系列的高效能电容器(Ultracapacitor;UC),其针对小、中、大三种不同尺寸等级的应用,开发出了各种规格的电容产品,可提供小至消费性电子产品,大至油电混合汽车使用;第二种为「CONDIS」系列的高电压电容器(High-Voltage Capacitors),专门提供给输送电源的公共建设和相关的输送设备使用,以强化其稳定性和安全性,此系列产品也可应用在高电压的量测仪器上;第三种为微电子应用(Microelectronics),此类的产品种类非常的广泛,从一般的电子零件到太空实验室应用的零组件Maxwell皆有提供。目前Maxwell于市场上能见度最高的仍是其电容产品,也是该公司最积极拓展的业务。


根据Maxwell所提出的市场应用分布显示,其产品主要的应用仍是在大型的交通设备和公共建设上,不难看出他们长期与政府单位合作所建立的良好关系。由于UC系列产品在使用寿命及环境的适应力上有极为突出的表现,已被使用在油电混合的汽车和高压的铁路系统上,甚至连设置于海岸线上的风力发电机也采用UC电容来增加发电效率。据Maxwell的测试数字,他们的电容器可达到一万次的充电循环,即使处在恶劣的环境下也不会受影响,可大幅减低维修的成本并且为其余的电力来源增加效能。 Maxwell对外关系暨投资人事宜副总裁Michael Sund便表示,企业营运的五大重点,就是成本、成本、成本、效能和应用。显示出Maxwell对于其产品所带来的经济效应极具信心。



《图二 Synplicity的经营团队,其中技术长暨创办人Ken McElvain(左一),其右为总裁暨执行长Gary Meyers(左二)、营销副总裁Andrew(右二)、海外市场营销主任John Gallagher(右一)》
《图二 Synplicity的经营团队,其中技术长暨创办人Ken McElvain(左一),其右为总裁暨执行长Gary Meyers(左二)、营销副总裁Andrew(右二)、海外市场营销主任John Gallagher(右一)》

Buckley也针对高效能电容和电池(batteries)的差异点提出说明。他指出,UC和电池比较起来,UC可以提供较多次的即时电量,体积较小电容量较高,充放电的速度快且经济,可以承受较恶劣的环境,同时不需维修也没有环保问题,他表示:「在一些应用上UC可以增强电池的效能,也能减少整个系统的体积,但在其他一些应用上,UC则可完全取代电池。」


当问到是否有针对消费性电子的电源解决方案时,Sund回答:「这个市场的获利率太低,销售一个仅获利几分钱,不符合效率,因此暂时没有计画。」依然是一本生意经。


小结

除了Maxwell因其本身产品的定位问题之外,其余的三家厂商都对多媒体的数位娱乐应用相当的重视,Broadcom的高速无线网路,Entropic的同轴缆线网路解决方案,以及Synplicity的DSP设计工具,尽管各自的产品领域异然,但朝向的趋势却是一致。他们皆相信未来的电子发展必然会朝向以娱乐功能为主,意味着更精致的画面品质、更丰富的媒体支援、更快速稳定的系统、以及更广的网路频宽会被陆续开发,但不管什么应用,一切「快乐为主」。


下一期将继续为读者介绍其余四家公司,包含HyperTransport、Mentor Graphics、Atmel和Azimuth,近距离了解这几家公司目前最新的科技发展。


延 伸 阅 读

IEEE 802.11n 是目前最受瞩目的无线区域网路(WLAN)标准,主要目的为制定下一世代的高速无线网路。该标准的制定方向目前主要由两个技术提案(proposals)主导,这两个技术提案分别是TGn Sync 以及WWiSE 二阵营所提出。相关介绍请见「IEEE 802.11n 技术提案摘之研究」一文。

过去在56kbps传统类比拨接上网的时代,许多人都迫切希望宽频早日到来,当时Cable Modem服务比ADSL更早起跑营运,在美国、加拿大等地已有数十万住户使用,而ADSL却连G .Lite规范都尚未底定,然到了今日,很明显的是ADSL盛、Cable Modem衰的景象。你可在「Cable Modem最后续命寄托?HomePNA同轴缆线价值最大化」一文中得到进一步的介绍。

复杂度日益增加的系统设计要求高性能FPGA的设计与PCB设计平行进行。透过整合FPGA和PCB设计工具以及采用高密度互连(HDI)等先进的制造制程,这种设计方法可以降低系统成本、最佳化系统性能并缩短设计周期。在「以FPGA和PCB的平行设计因应系统设计挑战」一文为你做了相关的评析。

市场动态

几款采用IEEE 802.11n标准草案的客户端和路由器在经过首轮测试后,其结果显示出性能低于预期、缺乏互通作业性,而且安全性也不够等问题。在该测试结果披露后,针对下一代无线区域网路(WLAN)标准的供应商便被迫采取守势,以因应来自各方的批评。相关介绍请见「802.11n草案测试结果暴露缺陷 引发多方剧烈争论」一文。

有线电视缆线数据机宽频上网(Cable Modem)用户数方面,2005年第二季我国Cable Modem用户数达四十二万户,与上一季相较增加了一万多户,成长率达3% 。本季Cable Modem用户中双向用户已渐趋100%,而单向用户仅占0.4%。你可在「2005年6月底止台湾上网人口」一文中得到进一步的介绍。

FPGA整合市场主导者Synplicity表示,其最新版本的Synplify Pro工具提供对Virtex-5的完全支援,包括时序驱动的整合,使设计师​​能够充分利用Virtex-5平台的速度、容量和多功能。目前Synplicity和Xilinx提供试用软体,预计2006年6月正式推出通用版本的产品。在「多家EDA工具公司宣布支援Virtex-5」一文为你做了相关的评析。

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