國(guó)半推出新串行接口技術(shù)便攜式設(shè)備標(biāo)準(zhǔn)問題引起業(yè)界關(guān)注

2004年4月B版
國(guó)半推出新串行接口技術(shù)便攜式設(shè)備標(biāo)準(zhǔn)問題引起業(yè)界關(guān)注


美國(guó)國(guó)家半導(dǎo)體亞太區(qū)便攜式電源產(chǎn)品經(jīng)理吳主祥

美國(guó)國(guó)家半導(dǎo)體公司 (National Semiconductor Corporation)公布一種被稱為移動(dòng)像素鏈路(MPL)的物理層技術(shù)，這種物理層技術(shù)的成功開發(fā)顯示新一代串行接口已經(jīng)朝著標(biāo)準(zhǔn)化方向邁出重要的第一步。這種新接口適用于可拍照手機(jī)及小型顯示器，據(jù)稱可徹底解決這類手機(jī)及顯示器因采用寬平行總線互連而產(chǎn)生的各種問題，例如與電源、噪音及穩(wěn)定性等有關(guān)的問題。
便攜式設(shè)備是目前個(gè)人消費(fèi)類電子產(chǎn)品中的一個(gè)應(yīng)用熱點(diǎn)，但由于功能和性能的不斷豐富，產(chǎn)品設(shè)計(jì)本身也面臨一些難以避免的挑戰(zhàn)。以手機(jī)為例，增加照相和PDA等功能已經(jīng)是目前手機(jī)的流行設(shè)計(jì)，未來的手機(jī)等移動(dòng)設(shè)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(xiàn)。所有這些產(chǎn)品中一個(gè)明顯的發(fā)展趨勢(shì)是需要更大顯示屏幕，導(dǎo)致功耗和EMI增加等問題，傳統(tǒng)的接口技術(shù)已經(jīng)顯露出應(yīng)用的局限性。美國(guó)國(guó)家半導(dǎo)體亞太區(qū)便攜式電源產(chǎn)品經(jīng)理吳主祥表示：“為了確保手機(jī)內(nèi)照相機(jī)及顯示模塊獲得足夠的支持，目前的手機(jī)大多采用寬闊、高速的并行接口為基帶處理器、應(yīng)用程序處理器、圖像處理器及輸入/輸出器件提供線路互連。但這種傳統(tǒng)的接口有多個(gè)設(shè)計(jì)上的局限。例如，這種接口會(huì)有電磁干擾的問題，功率及系統(tǒng)成本也較高，可靠性則較低，而且機(jī)械設(shè)計(jì)方面也有若干限制。美國(guó)國(guó)家半導(dǎo)體針對(duì)這些問題，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(shè)備的寬闊并行互連線路，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(tǒng)成本，但另一方面又可提高系統(tǒng)的可靠性，以及精簡(jiǎn)移動(dòng)設(shè)備的機(jī)械設(shè)計(jì)?！?
 
功耗、成本和EMI是便攜式設(shè)備的三大設(shè)計(jì)挑戰(zhàn)
據(jù)吳主祥介紹，MPL接口技術(shù)通過多個(gè)方法降低功耗。首先，MPL技術(shù)采用低電流模式信號(hào)傳輸電路傳送數(shù)據(jù)，使系統(tǒng)電流不會(huì)超過幾百mA，但仍確保系統(tǒng)可以提供幾百M(fèi)bps的帶寬。較低的電流及較低電壓的供電有助限制開關(guān)電壓尖峰，減少噪音，而且只為線路增添極微弱的電壓。由于線路電壓較低，因此無需將線路/負(fù)載電容充電/放電，比高擺幅信號(hào)傳輸電路更優(yōu)。這款芯片組還設(shè)有節(jié)能功能(中斷聯(lián)系)，每當(dāng)該接口無需工作時(shí)，可停止為其供應(yīng)電流，以便為系統(tǒng)節(jié)省更多電力。此外，由于數(shù)據(jù)及時(shí)鐘脈沖分開傳送，因此接收器無需裝設(shè)會(huì)消耗較多電能的鎖相環(huán)路或編碼器。若系統(tǒng)已有高速時(shí)鐘脈沖，發(fā)送器也無需加設(shè)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(zhuǎn)換電壓，具有極微弱的 dV/dT，信號(hào)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(hào)線路及 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，專用的電流回流路徑/細(xì)小的環(huán)形天線等方面的優(yōu)勢(shì)，可以使EMI降到最低。
對(duì)于串行接口技術(shù)，可能設(shè)計(jì)工程師最關(guān)心的問題之一是數(shù)據(jù)傳輸速度。根據(jù)美國(guó)國(guó)家半導(dǎo)體公司的介紹，在最初的階段，MPL專門針對(duì)40、80、160Mbps或以上的應(yīng)用，這被認(rèn)為已經(jīng)是極高速的數(shù)據(jù)傳輸。美國(guó)國(guó)家半導(dǎo)體透露未來將傳輸率提高一倍至320Mbps，另據(jù)該公司模擬測(cè)試顯示，高達(dá)千兆位以上的傳送率是實(shí)際可行的。
 
標(biāo)準(zhǔn)化設(shè)計(jì)是便攜式設(shè)備成功的關(guān)鍵
市場(chǎng)分析公司In-Stat/MDR 高級(jí)分析員 Neil Strother 表示：“由于手機(jī)產(chǎn)業(yè)的發(fā)展?jié)u趨成熟，因此若要進(jìn)一步節(jié)省成本，元件標(biāo)準(zhǔn)將發(fā)揮舉足輕重的作用。廠商可以利用美國(guó)國(guó)家半導(dǎo)體的MPL解決方案降低移動(dòng)電話的互連成本。美國(guó)國(guó)家半導(dǎo)體可以借著這個(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題?！?
據(jù)業(yè)內(nèi)人士分析，移動(dòng)像素鏈路(MPL)標(biāo)準(zhǔn)的制定顯示美國(guó)國(guó)家半導(dǎo)體致力為各移動(dòng)設(shè)備接口確立一個(gè)開放式的標(biāo)準(zhǔn)。由于移動(dòng)手機(jī)技術(shù)的發(fā)展已漸趨成熟，采用開放式的元件標(biāo)準(zhǔn)有助廠商降低可觀的生產(chǎn)成本。系統(tǒng)設(shè)計(jì)工程師只要采用MPL解決方案，便可向不同廠商采購零部件，以及確保便攜式設(shè)備可以發(fā)揮最高的性能。
在去年10月，美國(guó)國(guó)家半導(dǎo)體曾經(jīng)和ARM公司合作推出PowerWise Interface 接口技術(shù)，作為系統(tǒng)電源管理的標(biāo)準(zhǔn)接口，為數(shù)字處理器及電源管理集成電路的連線互通提供一個(gè)開放式的業(yè)內(nèi)標(biāo)準(zhǔn)，使便攜式電子設(shè)備可以采用更先進(jìn)的電源管理解決方案，使系統(tǒng)可以根據(jù)應(yīng)用程序的實(shí)際工作量及操作情況靈活調(diào)減功耗。PowerWise 接口技術(shù)為不同硬件提供一個(gè)互連標(biāo)準(zhǔn)，使更多廠商可以利用這些先進(jìn)的電源管理解決方案開發(fā)新一代的便攜式電子產(chǎn)品。
本次國(guó)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(shè)計(jì)，有一單端電流模式物理層器件將各種傳統(tǒng)的并行接口直接串行化。這將解決手機(jī)寬視頻通道、高功耗、高EMI產(chǎn)生的各種問題。手機(jī)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(jié)省成本，也可縮小集成電路封裝及連接器的尺寸。而正在開發(fā)中的MPL Level 1基于同樣的物理層技術(shù)，將提供公開的協(xié)議包，因此可在不同廠商的外圍設(shè)備中互通。據(jù)了解，美國(guó)國(guó)家半導(dǎo)體正在與各大手機(jī)制造商合作，可望通過類似目前的移動(dòng)設(shè)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(biāo)準(zhǔn)。
目前已經(jīng)有一些全球著名的手機(jī)廠商如飛利浦、Sony-Ericsson 及 Wavecom表示支持美國(guó)國(guó)家半導(dǎo)體的移動(dòng)像素鏈路技術(shù)。飛利浦移動(dòng)顯示系統(tǒng)公司首席技術(shù)官 Johan van de Ven 表示：“移動(dòng)像素鏈路這類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(rèn)可客戶這方面的需要?！?nbsp;Sony-Ericsson 公司副總裁 Kazuaki Takanose 表示：“由于移動(dòng)電話提供的視頻內(nèi)容越來越多姿多采，因此廠商都需要成本低廉、性能可靠以及體積小巧的線路互連技術(shù)，將電話內(nèi)不同的子元件連接起來。這個(gè)發(fā)展趨勢(shì)令線路互連成為設(shè)計(jì)上日益重要的問題。MPL可望為業(yè)界提供一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)化之路，使我們可以采購不同廠商的產(chǎn)品?！盬avecom 基帶集成電路總監(jiān) Philippe Beche 表示：“移動(dòng)像素鏈路架構(gòu)的優(yōu)點(diǎn)是可將柔性電纜內(nèi)的電線數(shù)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(yīng)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設(shè)計(jì)之中?！?
雖然MPL技術(shù)是美國(guó)國(guó)家半導(dǎo)體向業(yè)界推出的一個(gè)公開的便攜式設(shè)備用的串行接口標(biāo)準(zhǔn)，可以解決圖像傳感器及顯示器采用寬平行總線互連的問題，降低功耗，減少電磁干擾(EMI)，節(jié)省系統(tǒng)成本，提高移動(dòng)設(shè)備的可靠性，以及精簡(jiǎn)產(chǎn)品的機(jī)械設(shè)計(jì)。但由于目前手機(jī)等便攜式產(chǎn)品中的標(biāo)準(zhǔn)繁多，無論是手機(jī)制造商，還是元器件供應(yīng)商在面臨新標(biāo)準(zhǔn)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(shè)備的標(biāo)準(zhǔn)化無疑有助于產(chǎn)品的成功?！?/span>