国半推出新串行接口技能便携式设备规范问题引起业界重视

2004年4月B版
国半推出新串行接口技能便携式设备规范问题引起业界重视


美国国家半导体亚太区便携式电源产品司理吴主祥

美国国家半导体公司 (National Semiconductor Corporation)发布一种被称为移动像素链路(MPL)的物理层技能，这种物理层技能的成功开发显现新一代串行接口现已朝着规范化方向迈出重要的第一步。这种新接口适用于可拍照手机及小型显现器，据称可彻底处理这类手机及显现器因选用宽平行总线互连而发生的各种问题，例如与电源、噪音及稳定性等有关的问题。
便携式设备是现在个人消费类电子产品中的一个使用热门，但因为功用和功用的不断丰富，产品规划本身也面对一些难以避免的应战。以手机为例，添加照相和PDA等功用现已是现在手机的盛行规划，未来的手机等移动设备还需求具有收发电子邮件乃至收看电视和其他视频等功用，一些这样的产品现已在市场上呈现。所有这些产品中一个显着的开展趋势是需求更大显现屏幕，导致功耗和EMI添加等问题，传统的接口技能现已显露出使用的约束性。美国国家半导体亚太区便携式电源产品司理吴主祥表明：“为了保证手机内照相机及显现模块取得满足的支撑，现在的手机大多选用宽广、高速的并行接口为基带处理器、使用程序处理器、图画处理器及输入/输出器材供给线路互连。但这种传统的接口有多个规划上的约束。例如，这种接口会有电磁搅扰的问题，功率及体系本钱也较高，牢靠性则较低，并且机械规划方面也有若干约束。美国国家半导体针对这些问题，推出的移动像素链路(MPL)的全新串行接口，努力推进业界选用MPL接口作为移动设备的宽广并行互连线路，以便为图画传感器与显现器供给互连。MPL接口有助下降功率、电磁搅扰及体系本钱，但另一方面又可进步体系的牢靠性，以及精简移动设备的机械规划。”
 
功耗、本钱和EMI是便携式设备的三大规划应战
据吴主祥介绍，MPL接口技能经过多个办法下降功耗。首要，MPL技能选用低电流形式信号传输电路传送数据，使体系电流不会超越几百mA，但仍保证体系能够供给几百Mbps的带宽。较低的电流及较低电压的供电有助约束开关电压尖峰，削减噪音，并且只为线路添加极弱小的电压。因为线路电压较低，因而无需将线路/负载电容充电/放电，比高摆幅信号传输电路更优。这款芯片组还设有节能功用(中止联络)，每逢该接口无需作业时，可中止为其供给电流，以便为体系节约更多电力。此外，因为数据及时钟脉冲分隔传送，因而接收器无需装设会耗费较多电能的锁相环路或编码器。若体系已有高速时钟脉冲，发送器也无需加设锁相环路或编码器。而在电磁搅扰方面，MPL 接口技能具有选用10mV 的转化电压，具有极弱小的 dV/dT，信号传输状况电流限于150/450 mA，边缘较软 (soft edge) 的电流形式传输，信号线路及 MPL 接地之间的环路只需极微量的电流，时钟与频率同步，专用的电流回流途径/细微的环形天线等方面的优势，能够使EMI降到最低。
关于串行接口技能，或许规划工程师最关怀的问题之一是数据传输速度。依据美国国家半导体公司的介绍，在开始的阶段，MPL专门针对40、80、160Mbps或以上的使用，这被以为现已是极高速的数据传输。美国国家半导体泄漏未来将传输率进步一倍至320Mbps，另据该公司模仿测验显现，高达千兆位以上的传送率是实践可行的。
 
规范化规划是便携式设备成功的要害
市场剖析公司In-Stat/MDR 高档剖析员 Neil Strother 表明：“因为手机工业的开展渐趋老练，因而若要进一步节约本钱，元件规范将发挥无足轻重的效果。厂商能够使用美国国家半导体的MPL处理方案下降移动电话的互连本钱。美国国家半导体能够借着这个处理方案的推出，调集业界的力气一同处理这方面的问题。”
据业界人士剖析，移动像素链路(MPL)规范的拟定显现美国国家半导体努力为各移动设备接口建立一个开放式的规范。因为移动手机技能的开展已渐趋老练，选用开放式的元件规范有助厂商下降可观的生产本钱。体系规划工程师只需选用MPL处理方案，便可向不同厂商收购零部件，以及保证便携式设备能够发挥最高的功用。
在上一年10月，美国国家半导体从前和ARM公司协作推出PowerWise Interface 接口技能，作为体系电源办理的规范接口，为数字处理器及电源办理集成电路的连线互通供给一个开放式的业界规范，使便携式电子设备能够选用更先进的电源办理处理方案，使体系能够依据使用程序的实践作业量及操作状况灵敏调减功耗。PowerWise 接口技能为不同硬件供给一个互连规范，使更多厂商能够使用这些先进的电源办理处理方案开发新一代的便携式电子产品。
本次国半推出的第一版的MPL物理层技能选用低功耗、低电磁搅扰的规划，有一单端电流形式物理层器材将各种传统的并行接口直接串行化。这将处理手机宽视频通道、高功耗、高EMI发生的各种问题。手机制造商只需选用MPL物理层技能，便可从电缆(特别贵重的柔性电缆)缩小中节约本钱，也可缩小集成电路封装及连接器的尺度。而正在开发中的MPL Level 1根据相同的物理层技能，将供给揭露的协议包，因而可在不同厂商的外围设备中互通。据了解，美国国家半导体正在与各大手机制造商协作，可望经过相似现在的移动设备工业处理器接口 (MIPI) 联盟拟定一个MPL Level 1业界规范。
现在现已有一些全球闻名的手机厂商如飞利浦、Sony-Ericsson 及 Wavecom表明支撑美国国家半导体的移动像素链路技能。飞利浦移动显现体系公司首席技能官 Johan van de Ven 表明：“移动像素链路这类高速串行显现器接口处理方案的市场需求正日益添加，咱们支撑和认可客户这方面的需求。” Sony-Ericsson 公司副总裁 Kazuaki Takanose 表明：“因为移动电话供给的视频内容越来越多姿多采，因而厂商都需求本钱低价、功用牢靠以及体积细巧的线路互连技能，将电话内不同的子元件连接起来。这个开展趋势令线路互连成为规划上日益重要的问题。MPL可望为业界供给一个规范化之路，使咱们能够收购不同厂商的产品。”Wavecom 基带集成电路总监 Philippe Beche 表明：“移动像素链路架构的长处是可将柔性电缆内的电线数目大幅削减，使咱们能够减低电磁搅扰及功耗，保证咱们的处理方案更具本钱效益。选用移动像素链路技能之后，咱们能够更快将使用于 Wavecom 处理方案的各种技能集成一同，然后集成到多种不同的客户规划之中。”
尽管MPL技能是美国国家半导体向业界推出的一个揭露的便携式设备用的串行接口规范，能够处理图画传感器及显现器选用宽平行总线互连的问题，下降功耗，削减电磁搅扰(EMI)，节约体系本钱，进步移动设备的牢靠性，以及精简产品的机械规划。但因为现在手机等便携式产品中的规范繁复，无论是手机制造商，仍是元器材供给商在面对新规范的挑选时，需求考虑触及本身利益的许多要素。但就整个工业而言，移动设备的规范化无疑有助于产品的成功。■