数字家电应用MCU需具备更高计算能力、功能集成度与灵活性

2009-06-17 14:51:56 来源:《半导体器件应用》2009年6月刊 点击:2007

      随着数字技术的蓬勃发展,家电产品数字化一直为人津津乐道,IT与家电产品的联系越来越紧密,造成了数字家电市场的兴起。数字家电市场前景广阔并孕育着巨大的市场机遇,数字家电产业具有鲜明的个性特点,对于MCU芯片厂商而言,如何紧贴市场需求、把脉消费者实际所需,显得更为重要。

数字家电拉升16/32位MCU需求  8位MCU应用仍具优势

      在“2009 International CES”上,消费电子协会(CEA)发布了09年数字家电的发展趋势,具体为以下四点:1、“绿色”成为消费者购买动机;2、革新接口及显示设备,即触摸面板及语音输入的应用;3、无线化外加服务,为无线设备提供服务将是发展趋势;4、联网产品增加,数字家电将发展为通过连接网络获取服务的便携终端。近年来,数字技术蓬勃发展,家电产品数字化一直是业界关注的焦点,IT技术与家电产品的联系越来越紧密,进而推动了数字家电市场的兴起。
      数字化是这个时代最前沿也最时尚的技术,各行各业都在想方设法往数字技术靠拢,电视、冰箱、洗衣机、空调等无不印上数字化的标志。“家电数字化使得产品能够以更多样化的型态出现,除了满足流行性的需求之外,数字化的结果使得家电功能的设计具有更强的延展性。”盛扬半导体(上海)有限公司上海营销处长戴君冠(Kevin Tai,以下简称“Kevin”)如是对《半导体器件应用》杂志记者表示:“如数字技术催生了平板电视的诞生,随着产品线的不断延展以及产品结构的日益丰富,等离子、液晶电视的价格逐步趋于平和并进入了更多消费者的家庭中。”他认为:“家电产品数字化的趋势已属必然。”在众多的数字家电产品中,数字电视的市场表现无疑是最为抢眼,世界各国政府对数字电视广播的推动以及数字电视厂商的不断推广已经成为数字电视市场增长的主要驱动力。创维平面显示科技(深圳)有限公司制造总部副总经理李文远(以下简称“李副总”)认为:“未来市场对于小屏幕数字电视的需求相对较大。”日本数码消费品市场调查专门机构BCN分析师田中繁广于2008年11月在公布由BCN排名得出的数字家电市场动向时也曾表示,今后占主流地位的应该是适合起居室30~39英寸数字电视产品。李副总指出:“随着3G技术发展和应用的普及,数字电视上需要增加更多的接口,在未来,电视机完全可以成为电脑或者其他产品的显示器。随着更多数字产品与数字电视机相连接,为消费者提供更多的附加价值将成为数字电视竞争热点之一。”在不久的将来,除了普遍看到的DVD、机顶盒、游戏机外,数码相机、家庭网关及媒体处理器等设备也将会更多地与数字电视机相连。

盛扬半导体(上海)有限公司上海营销处长 戴君冠(Kevin Tai)

      数字技术的运用让家电产品线得到了最大程度的延展,除了冰箱、洗衣机、空调、电视等传统家电,数码摄录机、数码相机、MD播放机、数码录音笔等也被归入了数字家电的行列,家电市场不断呈现新的消费亮点,埋下了巨大商机。家电市场是半导体MCU芯片的重量级应用领域,面对数字家电市场的迅速兴起,十速科技股份有限公司大中华区资深业务经理周家辉(以下简称“周经理”)表示:“数字家电也必将极大地推动对MCU芯片的需求。”相对于传统家电,数字家电运用的是数字技术,它与传统家电的最大区别就在于所有程序由电脑板控制,通过软件编程来实现各种功能,从而变机械化为数字智能化,提升了整个家电业的竞争档次。随着数字家电产品对质量和技术的要求越来越高,智能、高效、节能成为数字家电的发展趋势,为满足这类高级系统设计要求,MCU面临着更新的要求。如在数字电视应用中,与模拟电视和显示器不同的是,数字电视解决方案需要更高级的芯片,数字电视需要采用32位MCU芯片代替原来使用的8位MCU芯片来管理视频/音频电路和缩放器(scaler),并要拥有强大的操作系统和带有附加应用软件的中间件。数字电视、机顶盒以及数字家庭市场的陆续启动,必然带动对16位、32位高端MCU的需求。家电在数字技术时代将会实现高质量的互连,因此高性能的MCU是必不可少的,特别是数码家电产品对具备高速度和低功耗的MCU的需求更加迫切,键邦电子有限公司开发部陈俊喜表示:“因为受到手机相机的冲击,数码相机将往高档市场方向发展是必然趋势,所以我们将越来越多地采用32位MCU产品。”数字家电MCU应用向16位、32位升级已成为大势所趋,数字家电产品将需要MCU产品具备计算更加密集、更高功能集成并更具灵活性的能力。

十速科技股份有限公司大中华区资深业务经理 周家辉

      传统家电市场对8位MCU的持续增长具有举足轻重的作用,面对家电产品向数字化发展,MCU向16位、32位升级又是不可避免的趋势,那8位MCU芯片在数字家电领域中的市场表现将会如何?Kevin认为:“短时间内,8位MCU的价格以及开发便利性仍应具有相当优势。尽管16位和32位MCU的成本在逐步下滑,但要在家电产品上广泛应用仍存在一定的局限性。”周经理分析道:“不同位数MCU产品在数字家电产品中的表现需要看具体所应用的数字家电产品类型。”他指出:“无可否认,16位和32位MCU价格下降速度很快,在较高档的应用中8位MCU将受到有一定影响,而较复杂的应用也会向32位靠拢。但8位MCU以其低成本、易于操作、设计周期短和设计工具简单等特点仍然具有很大的应用空间,特别是在空调、洗衣机、电冰箱等产品中的应用。”当然,要应对数字家电产品含有的众多高级功能,8位微处理器必须具备更快的处理能力和更低电耗的特性。

Flash MCU脱颖而出   SoC芯片未对MCU带来冲击

      高速Flash技术在嵌入式系统中的应用已被更多的研发团队所关注,随着Flash技术的不断成熟,凭借应用特点与成本优势,Flash MCU在数字家电市场应用中是脱颖而出。Kevin说:“Flash MCU具有多次擦写的特质,在开发过程中广为工程师所接受;而在生产端,尤其是需求量大但是品种多、功能寿命短的产品应用上,Flash MCU更是有无可取代的便捷性以及库存零风险的优势。”Flash MCU自身所具有的特性是其在数字家电应用中备受青睐的主要原因,相比掩膜ROM微控制器,Flash MCU在软件开发、硬件开发、订购和生产环节具有缩短开发周期、减少不良库存和提高生产效率等优势。例如Flash MCU可以在大规模生产开始前更改软件,在软件开发的同时订购,因此缩短了开发周期。与一次性可编程的(OTP)或只读存储器(ROM)微控制器(MCU)相比,闪存MCU具有可重新编程的能力,当今的许多应用都要求存储器既可存储应用程序,又能存储数据,这些数据可能要经常更新并必须保存在应用系统中,即使在断电后也不能丢失。例如,用户在更换遥控器电池时,不希望每次都失掉原来的设置。采用可重新编程闪存的MCU非常适合解决这种问题,尤其是在程序需要定期升级到新版本的增强特性时,最能发挥其优势。Flash MCU通过工作电压、可编程次数以及器件密度等方面的不断改进,在机顶盒、电视机、音响等有着广阔的市场空间。
      集成闪存以后的MCU不仅提升了应用的灵活性,由于采用闪存来代替EEPROM,内置振荡器,低电压检测功能,复位功能以及各种其它外围器件,用户的系统成本将会更低。随着价格日渐接近OTP产品,Flash MCU更受市场热捧。周经理表示:“Flash MCU本身所具有特性优势使其在库存管理及产品升级方便有绝对优势,随着Flash MCU在成本上不断缩小与OTP MCU的差距,Flash MCU取代部份OTP市场是不可避免的趋势。”
      融入数字技术后的家电产品对芯片提出了更高的要求,Flash MCU的应用更好地促进数字家电产品性能的提高与成本的降低。数字家电作为消费类电子产品,还具有一个明显的特点就是生命周期较短,市场需求变化快,随着整机厂商对芯片功能定义和性能需求的愈加准确,SoC芯片设计方法也引起了业界厂商所关注。SoC芯片应用在数字消费类产品中,其特点是只要集成了高性能的MCU内核和一些特定应用的SoC芯片就能简化系统设计的复杂程度,有利于缩短产品的开发周期。周经理分析说:“SOC是趋势,特别是当某一市场达到一定规模时,MCU都会被整合进系统,如DVD方案整合MCU就是最好的例子;当MCU功能越来越强大,尽管当前对于MCU整合系统还是系统整合MCU已变得模糊,但是它们的共通点却都是朝SoC发展。”他指出:“由于家电市场时常变化,有很多产品特性是少量多样并不断更改,而SoC通常针对某一特定和成熟的应用市场才能充分显现其优势所在,因此家电产品并不全部适合SoC。换言之,在数字家电领域SoC也不会完全取代MCU。”
      Kevin也表示:“尽管SOC芯片的概念不错,但SOC有着强烈的领域开发局限性。如在实际操作时会受到考虑是否周全、计划时间和实际时间、计划成本和实际发生成本、其他竞争产品的出现、市场的变化等诸多因素所影响。”他认为:“以目前看来,除了在特定领域上之外(如电表之计量功能),数字家电领域仍远远不到需要使用SOC的地步。”

MCU厂商应对市场考验之道

      随着数字家电市场的发展,除了MCU芯片本身所面临的新要求,芯片提供商也迎来了考验,他们必须更快地去了解市场对产品的要求是什么。
      当家电产品需要增加更多功能、兼容更多标准并且还有强劲的价格压力时,整机厂商在进行做一个新产品定义时会与芯片提供商讨论芯片和产品有什么样的功能,便于大家同时进行开发工作的配合。因为半导体产品越做越小,芯片提供商在产品设计中会涉及模拟、数字等专门技术;另外,因为要和其他供货商通力合作才能使系统的性能非常好,芯片提供商可能要涉及到制造方面的支持。最后,芯片供应商还要关心消费者对这个新成品的反映,有哪些更好的需求启发他们再开发出更好的下一代新产品,进而完成新的一个循环。这将是数字家电整机厂商与芯片供应商面临未来市场挑战的一个做法。所以,为了让MCU实现更多的功能,除了设计中更多地实现集成之外,芯片供应商还应该从系统的架构着手,基于对产品系统的全面了解,推出整合性更高的微控制器产品。
      周经理说:“要符合市场需求,就一定要了解整个方案,包括外围电路。十速公司会以针对性产品做特定市场,尽管市场上有完全针对特定用途的ASI,但其缺点是延伸性不足、产品周期非常短,ASIC已不能符合‘time to market’的要求。十速的策略是以MCU为主体,再针对不同应用调整MCU功能,务求在时间,功能及成本上找出最佳平衡。”
      “盛扬面对众多的竞争压力,除了在高质量的保证下不断的降低成本以提升性价比外,亦着重于研究各个应用领域对MCU外围元器件的需求。”Kevin如是表示:“盛扬致力于针对性的领域作方案/硬件的整合于MCU上,以期能够推出更高度整合并且不损失开发灵活度的单片机,最大限度的使用单片机资源,发挥节能环保概念。”
      尽管当前经济大环境局面严峻,由于中国数字家电市场前景广阔并孕育着巨大的市场机遇,国内外MCU厂商对中国数字家电市场给予了高度重视。李副总表示:“随着消费者消费能力的提高以及消费更新观点越来越强,数字家电的市场发展前景是广被看好。”他指出:“对于我国消费者而言,由于受传统的消费观念与习惯影响,他们的消费愿望会稍高于投资的愿望,因此随着人们对生活质量的不断追求,数字电视等数字家电的具有广阔的市场发展空间。”
      对于家电整机厂商而言,他们需要避免重新陷入无奈的价格战中,陈俊喜说:“在选择MCU供应商的时候我们需要根据产品、成本、技术支持等方面进行考虑;而对于具体类型MCU芯片的选择,我们会根据产品的实际需求进行选购。”针对数字家电市场特点,陈俊喜总结了MCU厂商想要取得成功所需要具备的三大要素:首先是质量第一,产品质量是根本,在保证质量的前提下提供具有价格竞争力的产品才能获得客户的青睐;其次,数字家电属于消费电子市场,这一市场的特点是产品生命周期短,要求产品能够迅速上市,因此,MCU开发的难易程度就成为客户选择产品时要考虑的重要因素;最后,供货可靠性和产品寿命也是关键,MCU产品一般需求量较大,需要供应商具备充足的供货能力,而对于MCU产品寿命一般也都要求比较长。他表示:“经过近些年的发展,国内MCU厂商在技术支持方面已经做得比较成熟,如服务支持力度、实效性、及时性等方面。而台资MCU供应商的产品性价比方面是比较出色的。在技术方面,除了非常高端的产品,当前国内MCU厂商在的技术实力是能紧贴整机厂商所需求的。如果国内厂商能持续发展下去,相信在不久将来,本土厂商超越国外厂商也并不是没有可能的事情。”

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