嵌入式信息家电与传统嵌入式系统一样，只需要少量的硬件资源即可运作。甚至不用硬盘，也可在极小空间、极低耗电的条件下运作，不需像PC一样占据整张桌面，或是需要充沛的供电与高档的硬件资源，嵌入式IA即能与PC相同地存取网络资源、运算与应用网络资源。

在系统资源少、空间小、低耗电等先决条件下，还要赋予网络连接功能，以及信息运算与多媒体能力，在软硬件设计上都是严苛的挑战。此时如果能在系统芯片、韧体程序、应用软件三方面给予完整、密切的支持与参考，则可加速嵌入式IA产品的设计与发展。

先期市场的主流IA产品

HP并购COMPAQ已成定局，此一事实足见PC的成长与利润大不如往昔，也几乎印证了IBM总裁于1997年发表「PC已死」演说的论点，而起而代之的高成长产品将会是IA。

IA强调功能单纯、使用直觉、价格大众化、更容易连接与存取因特网等特色。如此简化的定义与诉求，使得各式各样的电子商品都被称为IA，如MP3随身听（MP3 Player）、具有上网功能的手机（Mobile Phone）或电视游乐器（Game Console），都被称为IA。

虽然标榜IA概念的产品相当多样，但仔细从中研究与分类，现阶段较具市场规模与用户接受度的IA，专注在STB（Set-Top-Box）」、PAD（Personal Access Device）、TC（Thin Client）、以及Residential Gateway（亦称Home Gateway）等4项主流领域产品。所有的IA产品，也都几乎可从这四项产品衍生或修改而成。

举例来说，智能电话（Smart Phone）可说是迷你型的PAD，而可上网的电视游乐器，也可由STB修改与强化而成，因此这四项IA产品不仅是目前市场的主流，也是其他IA产品的衍生、变化之根基。

主流IA产品的催生

IA产品要能价格低廉与快速上市，其支持的芯片相当重要。一个已经相当接近完整IA功能的IA芯片，可以让IA产品更便宜、更快速上市。但如果芯片提供商为功能太特别或市场不够大的IA产品设计与开发对应功能的IA芯片，在量产规模与芯片成本上则将不够划算。此外，产品生命周期过快的IA产品，也存有同样的考虑。

不过，STB、PAD、TC与Home Gateway都有一定的市场规模与产品周期，因此值得开发完整功能对应的IA芯片。业界目前采用的芯片解决方案亦有针对STB、TC及PAD/WebPAD（等设计。而其他特别的功能，可由额外单独的芯片，或者是韧体（firmware）、软件程序来解决，这也就是嵌入式设计（Embedded Design）的关键。

IA的消费利基

由于系统化一贯性的发展，所以IA产品的价格与上市时间都可以大幅缩短，也可以让IA产品厂商专心致力于产品差异性与特色的开发，而非基础系统的设计。在IA产品的差异化与特色上，IA产品开发商可以用额外的特殊芯片或硬件设计，以提供产品特殊的功能，也可以用韧体或软件方式来提供专属的特点，形成嵌入式IA的特色。如(图一)。

《图一 嵌入式IA商品开发特色》

＜数据源：美国国家半导体＞

由于价格的降低、多方业者的合作都有助促进IA普及。以消费者的角度而言，是否购买IA产品，其应用才是真正关键的因素，而这就有赖杀手级应用（Killer Application）的出现。眼前较有可能的杀手级应用，不外乎金融服务（如股票及时行情、分析、下单买卖等）及随选视讯（Video On Demand；简称VOD）。金融服务的迫切性高，所以需要IA，而随选视讯则为娱乐应用。但随着宽带（broadband）环境的到来以及媒体串流（media streaming）技术的成熟，也可望因此项应用而带动IA的销售与普及。

IA发展平台：x86

x86运算架构可以发展IA的平台。一直以来，用以连接与应用因特网最多的装置即是x86 PC。因此在x86 PC上发展与推出的因特网相关软件与程序也最为丰富，包括应用程序、软件组件、驱动程序、开发工具等。因此，采用x86架构的IA系统，便具备了直接或快速转移这些软件与韧体的方便性与优势。

此外，目前市场上与x86系统相关的硬件芯片与组件都相当成熟，价格也比较低廉，有助于降低IA产品价格与提升供货稳定性。如(图二)。

《图二 SC1200之建构》

＜数据源：美国国家半导体＞

就操作系统而言，x86硬件架构适用于Windows CE与Linux。Windows CE在多媒体功能上的支持较完整，而Linux则是在网络协议的支持与反应较为迅速，两者都有IA产品不可或缺的特点。因此，可根据IA产品的不同诉求来选择操作系统。强调多媒体的STB、PAD，建议可使用Windows CE。强调网络接取能力的TC、Home Gateway则可采用Linux。强调反应速度的Embedded Linux，则是搭配嵌入式IA的最佳选择。此外，x86硬件平台也有QNX、VXWorks等各类诉求的操作系统可供选择。

以分离式运算迎合嵌入式IA之芯片设计需求

从技术与应用角度来看，许多网络应用所需的运算效能并不高。典型而言，仅需200MHz至300MHz的CPU频率/效能即可，但偶尔会有少数一、二种强烈需要效能的应用出现。对于这类极消耗运算效能的应用，PC便以更高频率、更具效能的CPU来因应。

由于PC多功能的角色定位，所以必须以高效CPU随时因应各种应用的可能。当高效应用未出现时，高效CPU就无发挥的空间，在价格与电力耗损上都是浪费。反观IA，由于应用单纯，因此可藉由预估某类IA产品功能应用所需之尖峰效能，而设计可满足其所需的芯片效能。量产的IA芯片（如GX1、SC1200/2200/3200），可提供基础应用所需的效能外，对于特定需要高速效能的应用，则再额外搭配独立的数据处理芯片（Data Processor）来满足。

整体而言，不仅比PC的作法更节省电力，独立的数据处理芯片也更能确保高效应用的运算质量。因为有时PC的高效CPU会受限于多任务操作系统的运算资源分配原则，使某些运算服务因此延迟，而影响到应用质量。

这种基础运作与应用的效能由量产型IA芯片来提供，而特别高效需求的效能由特别的数据处理芯片提供，也被称为分离式运算（Distribute Computing），与PC集中由高效CPU应付所有需求的方式不同，更为省电且更确保应用质量。

分离式运算（Distribute Computing）让量产型IA芯片不需要随少数应用而加高运作频率，如此IA芯片不需要安装风扇也能够有效散热。NS相当不认同IA产品使用风扇，因为风扇不仅占空间、故障率高、寿命短、稳定性差，而且有噪音，又相当耗电，非常不适合在IA产品中使用。IA产品短小易携带，未来甚至可以全天候与因特网连接，所以省电性与稳定性将相当重要。如(图三)。

《图三 Geode和MDP耗电量比较》

＜数据源：美国国家半导体＞

嵌入式IA技术的设计

自此整体连贯来看，芯片、硬件参考设计、软件程序范例，都已经有解决方案与可遵循的范例及参考，而芯片、硬件、软件三者间在功能与应用上皆可以发挥互补效应，如此相互配合的结果将可以设计、开发出更精巧的信息家电。

在IA产品的所有软硬件环节中（包括硬件芯片、硬件设计参考、韧体程序、操作系统、驱动程序、应用程序编程接口API、应用程序六大块），目前市面上已有IA芯片及其驱动程序。驱动程序包括可驱动IA芯片的图像功能（Graphics，XpressGraphics）、音效功能（Audio，XpressAudio）、影像功能（Video）等。同样的，综合型的API（应用程序编程接口）亦有开发，可提供应用程序开发者直接呼叫与引用，加速应用程序的撰写。

此外，在韧体程序、操作系统、应用程序等范畴。这种完整方案架构的最大特色，即在于给予IA产品的开发、设计商最佳的弹性，此弹性可快速因应市场变化，包括价格变化、功能变化、时程变化等。

嵌入式IA市场成功路线

关于PC扮演IA Hub角色的论点，笔者对此有不同看法。事实上，若由家庭网关（Residential Gateway或称Home Gateway）取代PC扮演IA集线器的角色，则更能发挥IA产品的专属性。IA低耗电的特性，不但可减少长时间操作PC所需的电源供应，长远而言，也有利于环保的推行。

Home Gateway也是IA的一种应用，主要提供各种接口与各种装置连接，包括对外连接ADSL、Cable Modem等宽带网络或卫星的碟型天线（dash），对内连接TV、PC、以及IA等末端应用装置，让各信息家电可存取各种信息与数据源，且装置相互间也可交换数据。因此，Home Gateway能否率先走入家庭，也将是IA是否能居家普及的一个重点。

此外，许多人对Home Gateway存有错误的印象，以为其外观可能就和PC一样，就像个铁箱似的。事实上，Home Gateway可以相当短小轻薄，未来甚至可依附于其他常见的家电中，如床头音响、录放机内，发挥家庭内各类电子装置交换中心的功效，而这些都有赖专属的IA芯片才能达成。（作者为美国国家半导体亚太区信息家电市场经理）