FTF大会构建和谐电子生态环境

6月底，来自美国和全球其他国家和地区的2300多位无线通信、汽车、网络传输、消费电子、航空航天、工业与医疗行业的设计师和高层管理者，参加了在美国奥兰多举行的第三届飞思卡尔技术论坛（FTF 2007）。同时参加本届论坛的还有飞思卡尔的众多全球合作伙伴，包括Cadence设计系统公司、MontaVista软件公司、风河公司，以及Arrow电子公司、安富利公司、Digi-Key公司、Future Electronics、Green Hills软件、微软、TQ-Components和Tundra半导体公司等。与会者讨论了各种新的设计挑战并分享了相关的创新解决方案。

飞思卡尔董事长兼首席执行官Michel Mayer在主题演讲中指出：“有三个主要趋势将极大地影响电子技术领域的发展。首先是全球性的绿色节能趋势；其次是人口老龄化问题；第三是宽带网络对社会及消费者行为的影响，以及由此带来的新业务机会。随着上述三大强劲趋势在我们周围的汇聚，另一种形式的融合也正在发生。嵌入式智能、网络与无线通信技术正逐渐渗透进从汽车电子到消费电子、从工厂到家庭、从航空电子到医疗设备等各个应用领域。这三种技术及其组合正越来越多地产生着新的、激动人心的合作。今后，简单的东西将更具智能性，很复杂的任务也可以用更简单的系统级设计加以解决。我们公司去年总收入为64亿美元，研发投资达到了12亿美元。这种强大的技术实力将保证我们在上述领域为全球消费者提供高质量的生活品质。”

他接着讲到：“在美国，消费者每年在能源方面的支出达到了2000亿美元，制造商的支出也达到了1000亿美元。2010年，全球能源消耗将增加50%。环境污染问题也变得越来越严重，只占全球人口5%的美国却消耗着全球26%的能源，是发展中国家人均值的15倍。随着中国和印度市场越来越富裕，它们对能源的需求正在迅速扩大，在消费和商业方面面临的能源价格压力也在增加。世界上，无论个人还是企业，每一笔购买决定都要更多地考虑能源管理和绿色环保问题。75%的美国人将为购买环保产品多支付10%。家电制造商将不得不更多地考虑能源成本。采用过飞思卡尔改进马达效率的数字信号控制器的家电厂商将突破传统观念，开发出互联网家电，通过一个按钮，家电可以在电价处于谷底的时段自动开机。调查显示，消费者对这种既节能又省钱的产品非常欢迎。”

在考虑能源成本时，汽油价格对消费者是一个十分敏感的问题。毫无疑问，半导体厂商在提供清洁、高效的汽车方面起着很关键的作用。目前，一半以上新上市的汽车采用了Power架构的MCU，实现了更高的燃油效率，更低的排放，更可靠的安全性。

Michel Mayer特别提到了在中国和美国的高校里，赞助学生团队采用飞思卡尔的汽车电子技术分别开发智能汽车和可替代燃料汽车。

在技术展厅里，展示了美国高校团队为通用汽车公司开发的引擎控制系统平台，飞思卡尔提供了220万美元的Power架构MCU软硬件开发工具及培训。

由于本届技术论坛包括380多小时的技术培训会议、200多次演示和主题演讲,我的报道无法做到面面俱到,所以这里以Michel Mayer的主题演讲为线索,重点介绍论坛上涌现出的一些具有代表性的创新技术。

创新的8位与32位兼容Flexi微控制器系列

我们知道，8位MCU在成本方面具有优势，而32位MCU更加侧重性能及各种不同的应用。随着市场需求的快速发展，8位MCU在很多场合已经无法满足工程师们的设计要求，从8位向16位或32位转移就成了一种必然趋势。由于向16位和32位MCU转换的成本很接近，因此，设计师们当然更愿意直接转向32位MCU了。

不过在从8位MCU向32位MCU的转换过程中，对于设计师及其团队来说，需要增加一定的时间和资金成本，这包括改变硬件电路板的设计，学习使用新的软件开发工具等，并因此而推迟产品的上市时间。如何降低上述成本成为了MCU供应商应该解决的问题。

在本届论坛上，飞思卡尔推出了创新的Flexis系列MCU（见图1），在8位与32位产品的兼容性方面取得了突破。基于S08内核的MC9S08QE128和基于ColdFire V1内核的MCF51QE128，实现了8位与32位MCU的引脚兼容，使用相同的软硬件，无需新的工具代码，使外围元件的设计不必以牺牲软件兼容性为代价，加速了从8位到32位MCU的无缝移植。降低了开发成本，缩短了产品上市时间。

图1 QE182 MCU结构框图

Flexis系列是飞思卡尔Controller Continuum的8位到32位“连接点”，Controller Continuum是业内唯一实现8位和32位兼容架构的线路图。Flexis QE128系列可使开发人员以简便易用性、高速度、经济高效性和超低功率在低端和高性能嵌入式设计之间灵活移植。

飞思卡尔副总裁兼微控制器部总经理Mike McCourt表示：“Flexis QE128 MCU系列打破了传统的位界限和嵌入式系统移植的旧模式。重新定义了8位与32位产品之间的兼容性，使开发人员可以在最短的时间里以最少的工作和最低的成本增强嵌入式系统设计的性能与功能。”

通过提供一条清晰的移植路径，Flexis QE128 MCU可以应用于消费电子和工业应用方面，包括医疗仪器与监控、工厂自动化、销售点设备、消防与安全系统、HVAC与楼宇控制、计量与消费电子产品等。

微控制器部全球工业与消费产品市场经理Jeff Bock举了一个家用血压监测仪升级为高级医用血压监测仪的例子。一家医疗设备公司以8位MCU开发的血压监测仪售价不到50美元，在用同样的电路板和元件，以32位的设计增加性能后，价格达到了80美元。而8位和32位器件的价格差仅为20美分，它为客户创造的边际利润高达30美元！

Flexis QE128 MCU的另一大优点是，使用超低功耗特性来最大限度地降低运行成本，延长电池寿命。MC9S08QE128与MCF51QE128能够运行一个外部32kHz的可编程、消耗电流小于1mA的振荡器。同时，Flexis QE器件具备一个内部电压调节器，帮助将系统从停止模式下快速唤醒，唤醒时间一般为6ms。Flexis QE128设备在停止模式下的功耗非常低，最低功耗停止模式下所需的电流为370 nA。时钟门控被用来关闭时钟至未启用模式，这样就可以进一步降低运行模式功耗达33%。

完整的无线及移动平台解决方案

随着3G移动通信的发展，到2009年底，全球手机用户数将达到30亿。另外，每年全球PMP出货量大致为2亿台，个人导航设备为5600万台。手机和便携式多媒体产品正在出现融合的趋势，话音通信、数据/企业通信、WLAN/BT/GPS/NFC/FM连通技术、数码相机/电视/音乐/彩屏/游戏/存储技术、协议/平台/用户接口软件等，将更多地融入这种趋势。由于技术和资本方面竞争的加剧，这个市场中有实力、成规模的厂商数量将比以前有所减少。

面对消费者要求的多功能、体积小巧、电池使用时间长、有吸引力的价格和易用性，供应商们要提供更加友好的用户界面、更多的应用、更有吸引力的设计、更低的功耗、更低的成本、更快的上市时间。

手机平台解决方案

飞思卡尔无线与系统部全球战略总监Kaivan Karimi表示：“我们将利用自身的优势更加注重于提供高集成度、低功耗的强有力平台解决方案。我们与诺基亚、Symbian共同推出了3G手机参考设计，该手机在Symbian的操作系统上运行诺基亚的S60软件，采用的是基于飞思卡尔单核调制解调器的MXC300-30平台，多媒体平台采用的是Win CE和Linux操作系统。”

Kaivan Karimi指出：用户可以采用我们提供的包括开发工具、参考设计电路板和ASIC在内的同一平台，开发VoIP、便携式媒体、便携式导航等多种应用。MXC蜂窝架构、i.MX应用处理器技术可使工程师通过设计创新开发出市场竞争力很强的差异化产品。工艺和晶体管级设计、电路级设计、架构和子系统设计、软件设计及系统设计，可更好地满足消费者更长电池使用寿命的需求。

对于3G市场，飞思卡尔具有RF收发器、基带、功放、电源管理和应用处理器等一系列完整的产品线。据Karimi透露，他们对于中国即将启动的3G市场非常重视，已经准备了丰富的WCDMA解决方案，对于中国拥有自主知识产权的TD-SCDMA技术，也将视市场的实际走势随时为手机开发商提供各种帮助。他补充强调说：“除3G之外，WLAN、WiMAX、ZigBee等无线通信领域也是我们在中国和全球的战略重点。”

i.MX27应用处理器技术

对于寻求集高清晰视频、安全性、设计灵活性、出色的功率管理和重复使用于一身的设计需求，i.MX27应用处理器可以帮助工程师们增加设计选择，缩短产品上市时间。

i.MX27处理器针对广泛的移动消费和工业应用进行了优化，它结合了Smart Speed技术、H.264 D1硬件编码/解码器、USB、片上以太网MAC、安全性能和强大的ARM9核心，为移动多媒体设备带来了更高水平的视频、图形和连接。

将低功率视频加速和应用软件集中在一个芯片中，这使设计师能够增强功能，减少功耗和占地面积。捕捉视频和实时回放功能让i.MX27特别适合视频监视、互联网协议视频和语音、移动电话市场。

飞思卡尔多媒体应用部主管兼总经理Paul Marino表示：“根据客户的反馈，这种32位处理器将面向广泛的市场，我们将提供价格非常具有竞争力的解决方案，来满足客户的需求，并支持快速研发。”

SMARTMOS 10智能电源模拟技术

随着消费者对便携式产品的体积、电池使用时间等方面有着越来越严格的要求，改善模拟电源芯片性能，进一步降低功耗是众多半导体公司面临的巨大挑战。通过结合电源、模拟和数字电子技术，采用130nm工艺的SMARTMOS 10技术使数字系统能够与外部环境连接和交互作用。

飞思卡尔SMARTMOS与MRAM技术研究员兼总监Saied Tehrani表示：“随着设计师继续将计算能力集成到更多消费设备中，支持SMARTMOS技术将变得日益关键。SMARTMOS 10技术将使设备不断变小，同时不断提高性能。技术的进步帮助延长了电池寿命，使它成为管理系统电源以及系统外部接口的较好选择。”

与SMARTMOS 8技术相比，SMARTMOS 10将电源设备的漏电降低了20多倍，延长了电池寿命。此外，该技术还将FET、电阻器和电容器间的模拟匹配性能提高了一倍，从而改进了模数转换分辨率。该技术能够支持30V电压，提高了液晶显示器的背光亮度和均匀性。它允许集成高速和低漏电数字功能，并且为定制、校准和并行编程提供低电流密集熔断。此外，它还通过预埋的层隔离结构提供优秀的信号隔离和抗闩锁功能。

手机和消费电子产品等无线移动设备中的SMARTMOS 10技术，能使系统设计提供电源、模拟和数字功能的高度集成。它可实现多功能单芯片产品，管理多项功能，如电池电源和保护、彩屏、键盘、高速数字USB、麦克风和扬声器等。

FlexRay车载网络系统与SMARTMOS模拟产品

FlexRay技术

目前,为满足驾驶者不断增长的需求，汽车制造商正在积极开发各种先进的技术使汽车更加安全、方便和舒适。无线、网络和嵌入式智能技术正在发生融合,最终可能会将汽车变成一台巨大的移动计算设备。

据Michel Mayer介绍，对于由欧盟创立、戴姆勒-克来斯勒协调管理的SPARC项目，飞思卡尔是其合作伙伴。SPARC的目标是通过在动力传动、转向和刹车系统中采用线控技术，改进汽车的行驶安全性和效率。与雷达、GPS和相机等先进的辅助驾驶系统进行组合，SPARC将在汽车中嵌入多种智能控制技术，从而建立起道路安全预警系统，避免交通事故的发生。

在飞思卡尔技术展厅里，人们可以看到，FlexRay车载网络技术已经从实验室进入了实际商用。采用了飞思卡尔的FlexRay控制器，宝马X5汽车的自适应驱动悬挂系统已成为获得商用的FlexRay车内网络解决方案。

SMARTMOS模拟产品

引擎控制模块需要诊断和专用控制功能来监控环境输入，控制复杂的负载，同时在恶劣的行车环境中工作。在本届技术论坛上，飞思卡尔推出了包括输出驱动器、信号监控与调节器及H桥等6种面向引擎管理应用的标准SMARTMOS模拟产品。SMARTMOS技术将高密度、高速逻辑与精准的模拟及高电压、大电流动力电路相结合，利用串行外围接口(SPI)通信协议，SMARTMOS器件可以和MPC55xx 32位MCU产品无缝地协同运行，支持多汽缸引擎控制应用。

MC33800是一种16信道多功能输出驱动器，适用于引擎和传输控制，电动助力转向、四驱控制等系统。MC33810低端驱动器提供引擎控制MCU和汽油引擎点火、喷油组件之间的多功能可编程接口。可应用于汽车、摩托车、工业引擎、发电机等。

MC33811是一种5信道螺线管监控器件，用于确保螺线管的正常运行。可应用于自动变速、喷油器和其他控制真空管传动器。MC33975是一种增强型接口，可以连接到任何支持SPI的MCU，提供受保护的交换机级接口和模拟输入信号功能。该器件还可以用于车身控制模块。

MC33899和MC33926是单芯片H桥电源器件，用于电子节气门控制和低压直流伺服发动机控制应用。该器件可以驱动直流发动机或双向螺线管控制传动器，如节气门控制或尾气再流通传感器。MC33899带有到系统MCU的SPI接口，可支持高级诊断、可编程电流限制和可选择的转换率。MC33926提供简单的输入控制来实现精确的负载管理，不需要SPI接口。适于小型引擎控制器。

45 nm嵌入式多内核通信平台

消费者和企业要求新的服务和丰富的内容，这使各地的网络容量高涨。与此同时，渐进式的半导体产品创新不足以满足市场要求。设备生产商在寻求新的处理解决方案来制造持久的以软件为导向的平台，使服务供应商可以在融合网络快速推出新服务。飞思卡尔的嵌入式多内核通信平台（见图2）解决了这一需求，它实现了嵌入式多内核技术所承诺的优势，建立起改造全球网络的新的实用方法。

图2 多内核通信平台构架

这种多内核架构，提供了突破性的效率、性能和规模，同时可解决多内核软件开发过程中不断出现的一些问题。其优势在于节省电源，并融合了45nm工艺技术中的优势。

飞思卡尔网络和计算系统部战略营销总监Fawzi Behmann表示：“新平台不是仅仅在芯片上增加更多的内核，这是基于缓存一致且高度可扩展的多内核设计方法的综合SoC架构。我们坚信该平台及其支持生态系统将释放多内核运行的真正潜能，为整体网络性能设立新的行业基准，并极大地简化多内核的开发。”

平台的核心是CoreNet技术，这是一种支持片上连接的可扩展的结构。该技术用于消除其它多内核方式中常用的总线共享/内存共享所产生的总线冲突、瓶颈和延时等问题。CoreNet技术可以无缝地容纳超过32个内核，支持异类内核实施。

多内核平台包括一个增强的Power Architecture e500-mc内核，基于e500-mc内核，针对1.5 GHz频率。该平台同时融合了经验证的应需应用加速能力，例如处于芯片间信息传递和内存缓冲预留的新的数据通道资源管理技术。为了进行安全的自治操作，本平台使用了程序管理程序环境，这样多个操作系统可以共享系统资源，包括处理器内核，内存和其它片上功能。

Behmann补充说：“飞思卡尔在多内核通信平台上融入了一些功能，在实现先进的调试的同时，与生态系统的合作伙伴一起合作，确保提供可以利用这些特性的工具。这些功能包括集成的指示跟踪、检测点触发器，交叉事件触发器、性能监控和Power ISA定义的其它调试功能。”

继续拓展模拟和电源管理市场

市场调研公司Databeans的报告指出，模拟市场在2006年的销售额达到了370亿美元，而且每年以12%的复合增长率增长，远远超过了数字IC市场。Databeans公司预测，全球模拟市场的总交易额在2007年将达到390亿美元，与2006年相比增长5%，2008年的增长率将高达13%。

飞思卡尔副总裁兼模拟和混合信号与电源事业部总经理Arman Naghavi表示：“我们在模拟产品开发、流程技术和设计资源方面正在进行战略性投资，希望抓住模拟市场迅速发展的机会。我们在下一代SMARTMOS技术上进行了大量投资，我们将利用该技术将数字、模拟和电源管理电路结合到面向电子消费品市场的高度集成且极具市场竞争力的解决方案中。”

他指出，今后重点推进的模拟产品和技术开发工作包括：数码相机的马达控制和电源管理；液晶显示（LCD）的LED背景光和电源管理；采用锂离子电池供电的器件的电源管理解决方案；便携式媒体播放器的电源管理；数据密集型计算、联网和海量存储应用的电源管理；联网应用中的以太网供电（PoE）产品。

单双电源稳压器及DC/DC转换器

与其它传统内存相比，显卡和几乎所有计算系统中都使用的DDR内存可以提供高得多的带宽。计算平台和DDR内存生产厂商需要紧凑、灵活、集成而高效的电源管理解决方案，以便在当今设计紧凑的计算、联网及海量存储平台空间内提供广泛而先进的控制。

MC34712/3/6/7单双电源稳压器芯片可以高效地为数据密集型DDR1/2/3内存系统提供电源，并在许多电源转换应用程序中提供DC/DC转换功能。

Naghavi表示：“计算平台生产商正在设计需要更密集的内存系统和更长电池使用时间的下一代产品。这些的单电源和双电源稳压器采用了先进的电源管理技术，具有高度集成和高效率的特点，可以很好地满足下一代DDR内存系统的电源要求。”

MC34712/3/6/7系列是基于SMARTMOS技术开发的，可用作同步降压型开关转换器，旨在将大多数DDR应用的电源管理效率提高93%，并降低DC/DC转换的功耗。其高度集成的特点可减少对外部元件的需要，同时在空间有限的应用中减少需要的元件总数。■