飞思卡尔FTF 2007折射未来四大市场走向

11月，飞思卡尔技术论坛(FTF)在深圳举行。超过2000位来自中国、新加坡、美国等国家的工程技术人员相聚在这里。这是飞思卡尔在中国举办的第二次技术论坛，期间，互动技术展示区设立了70多个展台，这里不仅是工程师的乐园，更是与会者了解飞思卡尔先进技术的地方。通过FTF 2007可以发现飞思卡尔在半导体产业技术融合趋势下的市场走向：除了继续在强势的汽车、通信和网络市场积极耕耘，在消费电子和通用工控市场，飞思卡尔也有着更多的期待。

汽车应用成飞思卡尔多种技术融合之一大动力

此次论坛上，飞思卡尔专程从美国装运来“概念车”(见图1)，它融合了多种汽车电子突破技术，包括带有鸟瞰图的导航、线控驾驶、网络以及ZStar仿翻车系统。现场，多个展台分别展示了汽车应用中的传感器、多媒体、电机控制等产品。飞思卡尔CTO Lisa.T.su透露，飞思卡尔汽车与标准产品部门2006年营收达到27亿美元，每年芯片出货量超过10亿颗。如今，车辆中逐年增加的电子器件，尤其是在安全、娱乐等方面应用的增长，给飞思卡尔带来无限商机，并促使面向各种汽车应用的技术得到快速发展。

图1 飞思卡尔的“概念车”

一个封装中集成越来越多的功能单元

在传统的汽车应用，如气囊中，多采用数个ECU、多个传感器架构，且各传感器之间信息互不相通。这样会导致很多问题，比如使用分立器件多，连线复杂，控制起来不方便等。现在的汽车应用中，一个封装中正在容纳多个感应单元。MEMS裸片也与智能控制器集成在一起，比如胎压监控解决方案，把多个MEMS感应单元放置在一个封装之中，不仅能读出轮胎的充气程度，并且可以利用一个加速度计和集成控制器确定它所在的轮胎。

飞思卡尔先进的胎压监测系统解决方案已经整合到汽车电子中，业内第一款包含一个电容式压力传感器，并面向超低功耗和精确感应的TPMS MPXY8300已经推出。该解决方案集压力传感器和8位微控制器、两轴加速计和无线射频于一身。当任何一个轮胎(包括备胎)的胎压未处于最佳水平时，MPXY8300 TPMS解决方案能够及时提醒司机，以帮助他们维持一个适当的胎压。通过把TPMS的必要数字、模拟和传感器功能结合到一个紧凑的封装内，MPXY8300系统能够帮助汽车工程师减少开发周期和系统成本。

MCU MC9S08SG加入汽车电子入门级产品队列

此次论坛上，飞思卡尔推出了包括4种8位MCU的MC9S08SG系列。这些MCU设计用于本地互连网络(LIN)从属、通用市场和空间有限的汽车应用。MC9S08SG内核的运行频率高达40MHz，把8位性能的边界延伸到了16位MCU中。S08SG系列提供片上仿真/调试功能，使开发人员可以实时进行软件修改，从而缩短开发时间。该系列使工程师不再需要外部时钟源等外围设备主板组件，有助于降低开发成本、节约主板空间和提高系统级质量。

面向车载娱乐的多媒体芯片

论坛现场，多种基于多媒体芯片的汽车娱乐应用使众多相关工程师驻足探讨。比如利用MPC5200B Power架构，可以设计车载信息服务与资讯娱乐系统。MPC5200B使用了Power架构e300核，指令运行速度达760MIPS@400MHz，能够为进行音频、相机、无线、CD、MP3和驱动信息系统的设计服务。MPC5121e具有优异的图形处理功能和音频、3D图形处理能力，支持高分辨率的图形与极佳的音质效果，主要也是面向车载娱乐应用。

i.MX已成为汽车娱乐中的重要成员。2007年早些时候，福特和微软宣布推出SYNC车载通信和娱乐系统，基于i.MX31处理器推出汽车应用。i.MX31处理器配备专用的多媒体加速器，使ARM11内核的处理能力用于面向消费者的软件、导航和其它任务中。一个例子就是飞思卡尔专用的图像处理单元可执行后视镜与取景器任务，无需中央处理器干涉。i.MX31处理器系列利用飞思卡尔的Smart Speed技术架构，使设计者可以在较少的eCPI(有效单位指令循环)及功耗下实现平行处理。它通过6×5 Smart Speed的交叉开关，实现系统并行处理，几乎消除了停滞状态，使处理器的性能与时钟速度高达3 GH的处理器相同，但又不会因高运行频率而导致高功耗。

领先的电机控制解决方案

利用56F8023芯片设计的电机控制解决方案吸引了众多工程人员。工程师介绍，该方案亦可使用56F8037进行设计。56F8023是DSP与MCU的结合，计算速度非常快，达到32MIPS，时钟频率达32MHz，PWM为96M，控制直流50A的电机。与原来使用飞思卡尔56F801/803/807设计的电机控制解决方案相比，该方案可以实现与更丰富的外围设备，如串口、SPI等相连接，内部具有32K闪存，不需要再进行外部扩展存储器。采用56F802X系列产品的方案具有极低的功耗，满足市场的环保要求。

飞思卡尔与富昌电子(Future)合作，使用56F8013共同给客户提供大、小功率的马达控制解决方案，具有功耗低、效率高、噪音小、反应快等特点。富昌电子亚洲系统设计中心区域经理梁耀华介绍，小功率马达控制方案主要应用于便携设备、家电、吸尘器等，要求效率高，可靠性好，采用56F8023的解决方案亦可以满足客户要求。另外，也有基于56F8037的马达控制方案，增加了CAN总线通信，用于汽车上，可靠性很高。

此外，飞思卡尔还能够为汽车应用提供各种高性能的模拟、电源管理以及RF器件。

多核DSP与多媒体技术深刻影响新一代家庭网络

在家庭网关的连接上，全球化的需求正在显现出来，这从全球运营商的动作上可见一斑：2010年，Verizon计划达到1800万户W/FTTx，法国电信计划在2008年前部署达20万户的FTTx;中国宽带订户年复合增长率达38%。家庭为在线内容的支付也在增加——到2010年，美国家庭在在线内容的支出上将达110亿美元，其中，约43亿为视频内容，25亿为音乐，44亿为游戏。Lisa.T.su强调，“飞思卡尔一直专注于网络技术，关注网络中的每一个连接。”她说，现在，单核技术已经达到了网络应用中的功耗瓶颈，而多核技术则可以获得比单核技术更高的性能，消耗更少的功耗。

多核MSC7120是飞思卡尔推出的支持话音功能的千兆无源光网(GPON)SoC之一。它将MSC711xDSP设备的高信道话音密度与PowerQUICC II Pro平台的高速联网功能相结合，采用Power架构技术，可实现千兆位线速分组前转。利用MSC7120和软件堆栈，飞思卡尔使宽带网关解决方案(见图2)成为可能。MSC7120带有StarCore核心，集成的OMI/CDR支持2.4Gbps下载速率和1.2Gbps全速GPON速率，GPON G.984与GEM MAC兼容等。两个10/100/1000以太网MAC支持FIFO、GMII以及GRMII模式。另外，MSC7120的开发工具、硬件平台、软件构建模块和专用软件解决方案也已推出。

图2 使用MSC7120构建的宽带网关解决方案

In-Stat的数据显示，2010年的固定式WiMAX用户数预计将达到1千6百万、而移动式WiMAX的用户数也将会有1500万~2500万。飞思卡尔第三代多核DSP MSC8144即为瞄准无线和基础设备应用的多核可编程器件，为包括声音、视频和数据在内的三重市场服务而设计。MSC8144嵌入4个多版本1GHz StarCore DSP内核，并集成了业内密度极高的10.5MB嵌入式DSP存储、一个安全协处理器、RISC引擎和一系列高速联网接口，同时维持了具有较高竞争力的成本功率比。

基于MSC8144，飞思卡尔和ArrayComm LLC联手推出WiMAX解决方案，WiMAX网络运营商可以期待基带设备在覆盖范围、覆盖质量和运营效率上有极大改善。与目前的WiMAX基站系统设备相比，基于联合解决方案的产品有望为802.16/WiMAX网络提供2～4倍的覆盖范围、2倍以上的数据传输速率以及4倍的容量。该参考设计符合IEEE 802.16e标准，并遵守WiMAX Forum Wave 2的基本情况。

借助i.MX27处理器IP电话开发成本大幅降低

尽管可视电话的发展历史已经不算短，但是对大众来说，价格依然是推动基于IP的语音及视频(V2IP)电话市场扩大的一大障碍。i.MX应用处理器所针对的基本市场将IP电话(VoIP和V2IP)纳入其中，且可以在视频格式、3D图形与连接领域发挥优势效果。飞思卡尔和Quanta Computer密切协作开发了一系列基于i.MX处理器系列的IP电话平台。基于飞思卡尔i.MX21和i.MX27多媒体应用处理器，Quanta提供从最简单的语音电话到先进的IP视频和语音(V2IP)电话。论坛上展示了i.MX27处理器驱动的V2IP电话，基本的平台结构为应用处理器+电源管理IC+BSP+编解码(见图3)，可以使上市时间和开发成本大幅降低。这种电话的小巧设计包括一个彩色LCD显示屏(带触摸显示屏和书写笔)、一个30万像素的CMOS摄像头、两个100/100Mbps以太网端口和一个USB 2.0主机。为了实现高质量视频，i.MX27处理器可以支持VGA分辨率、每秒30帧的全双工(编码/解码)H.264视频。

图3 V2IP解决方案

多重产品拓展消费电子市场

Lisa.T.su于论坛上强调，随着便携技术与多媒体技术的普及，消费电子成为有目共睹的崛起市场。飞思卡尔会把握生活趋势的变化，为人们的生活需求提供技术保障。

用于便携市场的加速度计

目前，OEM厂商希望通过使用运动控制作为用户接口，这推进了感知技术的应用。而加速度计可以在建筑内GPS信号丢失时提供位置信息。结合定位算法和测试测量，可以完美实现位置测量。同时，GPS备用系统也需要使用加速计进行位置定位。

针对这种应用需求，飞思卡尔小尺寸数字3轴加速计可以在SPI/I2C总线上进行数字输出，并具有极小的封装，同时具有点击中断、0重力自由落体输出。另外，加速度计具有很低的初始误差。所有这些都基于飞思卡尔在智能化功能领域对算法开发提供的支持，是具有价格竞争力的解决方案。

利用三轴加速计MMA73x0L，智能便携式电子产品用户能在其笔记本电脑、PDA和MP3播放器不慎掉到地上时，更好地保护磁盘驱动器。当所有三个轴都处于0重力状态时，0重力检测功能就提供一个逻辑中断信号，防止敏感电子组件遭到损坏。

比如，在磁盘驱动的自由落体检测方案中，需要自由落体输出产生线性自由落体中断信号。飞思卡尔3轴加速计可以帮助实现这种需求。3轴数字输出加速计MMA7450L基于需要移动、加速或倾斜传感的手部运动和设备，这种极薄的加速计在0.8mm厚的塑料矩栅阵列(LGA)封装中提供，可以在I2C和SPI界面总线上通信。数字输出功能可简化与MCU或微处理器的通信。它消除了对专用ADC的需要，使传感器可以和其他器件共享界面，从而进一步节约小型系统的空间。便携式器件制造商可以将MMA7450L与无线平台直接相连，如i.MX架构或高度集成的8位MCU，将加速计设计到手机和便携式媒体器件中。MMA7450L可实现多种基于移动的功能，如倾斜滚动、游戏控制、按键静音和自由落体硬盘驱动保护。

工程师介绍，以前对于角度变化比较快的应用，多采用角速度传感器，但是这种传感器的成本较高，约是3轴加速计的2倍。随着加工工艺和传感技术的进步，3轴加速计具有3个加速度量输出，成本在不断下降，而性/价比更高，在游戏机、手机中大有市场。他说，对3轴加速计而言，唯一的缺陷就是不能够测量沿水平面旋转的速度。

针对电池充电的手持设备产品，飞思卡尔MMA7340L成为一款低成本、小尺寸电容式MEMS加速度传感器，其采用了信号调理、单极低通滤波器、温度补偿和自检技术，以及检测线性自由坠落的零重力检测技术，并且提供2个量程可选，用户可在2个灵敏度和量程中进行选择。该器件已做零重力补偿和灵敏度设置，并提供休眠模式。

Symphony DSP用于家庭音频设计

目前，Dolby实验室、SRS实验室、QSound以及很多专利算法都可提供虚拟环绕声技术。随着便携式DVD播放器、媒体播放器、Mini系统、电视、游戏附件的广泛使用，在没有多通道扬声器系统但可能得到多通道语音资源的任何地方，虚拟环绕声效可满足用户享受高音质语音资源的需要。

飞思卡尔Symphony DSP产品推动了音频应用创新，设计面向需要较高音频处理性能的消费电子、专业音响和汽车应用，如Sony蓝光光盘和HD-DVD播放器、家用A/V接收器、车载放大器、信息娱乐系统等。Symphony DSP具有两个针对虚拟环绕声应用的DSP，即DSPD56371和DSPD56374。同时，在ROM中应用了很多解码IP，如多通道解码(杜比数字，DTS，AAC等)、用于立体声源的杜比定向逻辑技术等。该DSP还用于杜比虚拟扬声器、杜比耳机(见图4)。

图4 Symphony DSP用于杜比耳机&杜比扬声器

使用i.MX技术对便携式设备的导航系统进行设计

i.MX31与i.MX31L是飞思卡尔目前在便携设备中应用极多的多媒体芯片。i.MX31具有2D/3D图形加速器，走的是高端PMP、PDA路线(见图5)，也可以用于手机电视等;i.MX31L没有2D/3D图形加速器，相对成本较低。上述两芯片引脚兼容，利于工程师对设计方案进行升级。工程师介绍，目前市场上很多具有图形加速的多媒体芯片还不是真正的3D加速，而是2.5D。与i.MX方案相比，要做出真正的3D效果，竞争对手还需要加一个图像处理芯片，成本也会因此升高。

图5 使用i.MX31设计的PMP

合作伙伴对飞思卡尔的i.MX技术非常看好。Focus enhancement是一家视频输出编码器芯片厂商，它对飞思卡尔的FS453/471电视输出信号进行编码。Focus Enhancement与飞思卡尔共同在微软Zune产品上进行过密切合作。Focus Enhancement半导体事业部亚太区总经理黄政万对i.MX多媒体芯片的前景很乐观，他说，针对飞思卡尔的新产品，Focus都会有相应的解决方案紧密跟进。

MCU扩大向工业应用渗透力度

不久前，在感应集成电路产品领域，飞思卡尔扩展其产品应用领域到工业市场。比如，继推出MC33794之后，飞思卡尔的MC34940产品将其电场感应集成电路产品线从汽车应用市场扩展到电器和工业市场。

此次论坛 上，在MCU领域，飞思卡尔再次将其扩展的8位微控制器系列产品推向广泛的工业应用。在S08系列产品中新增多种高度集成的微控制器，包括MC9S08JM60、MC9S08SH8/4、MC9S08AC16等系列。这些产品可以使嵌入式产品设计人员利用8位选件支持5V操作、高级电机控制，以及从USB到LIN的更广泛外围设备，满足市场需求。

飞思卡尔消费及工业微控制器事业部全球产品营销经理Jeff Bock指出，JM60系列的目标应用包括照明控制系统、测试测量设备、实验室设备、工业网络产品、持续供电电源以及零售业务等。这个日益增长的系列中有8种器件，带有全速USB器件控制器，使客户快速实现串行通信的升级和标准化。S08JM60系列提供24MHz的总线频率、高达60KB的闪存和12信道12位ADC。另外，这些器件还包括集成的USB收发信机，不需要芯片外部组件，可帮助客户节约成本、开发时间和主板空间。通过CMX软件，飞思卡尔提供广泛的USB应用注释和补充的USB-Lite软件堆栈及USB堆栈的源代码，使开发人员可以轻松修改软件。

MC9S08SH8/4系列共有12种器件，它将更高的灵活性和广泛的封装选择带到飞思卡尔5V低端8位MCU系列产品中。这是飞思卡尔第一批具有20MHz内部时钟源的低引脚数S08器件。它们还包括有用的联动输出功能，使开发人员可通过用1个位在多个引脚上切换来实现更高的电流驱动。该系列非常适合电压范围在2.7V~5.5V之间的多功能特定消费品和工业应用。

相比之下，MC9S08AC16系列集成了飞思卡尔0.25mm闪存技术。该系列包括6种器件，能够提供向上迁移路径，帮助工程师实现迁移到基于MC9S08AW的应用——这类应用需要更高的性能、增强型外围设备、更大的内存空间和更高的系统安全。MC9S08AC16增加了第三个计时器PWM模块(TPM)，为设计人员提供了更多计时灵活性。高性能和片上集成的结合使MC9S08AC16系列非常适合众多普通嵌入式工业控制和消费类设备应用。

Lisa.T.su认为，在中国，汽车、消费电子、通信和网络以及工业控制等所带动的未来市场让人激动。同时，人口老龄化、绿色环保等推进着全球尤其是亚洲的发展，生活中许多因应这种变化的消费电子产品亦会应运而生。她相信，飞思卡尔FTF会对中国的汽车、通信/网络、消费及工业市场产生深远影响。■