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直击飞思卡尔FTF盛会,精彩视点不容错过

已有 1316 次阅读  2009-08-31 10:54

对于全球半导体业界工程师来说,每年都有几次必不可少的技术饕餮盛宴,但如果说到是由领导厂商主导的技术论坛,那么飞思卡尔技术论坛(FTF)则称得上是嵌入式半导体行业的年度盛会。2009年的飞思卡尔技术论坛是飞思卡尔公司在第四次在中国举办,延续了往届盛况,形成其包围飞思卡尔上下游生态系统充满活力、创新和协作环境,将国际化的技术与最前沿的应用展现在工程师的眼前,创造充分交流和互促进步的和谐氛围。

 

绿色环保:飞思卡尔打造高效、智能的LED照明管理系统

 

延续2008年飞思卡尔提出的三大主题:绿色节能、健康和安全以及网络连接。我们可以清晰的看到飞思卡尔的技术、产品的走向紧密围绕着这几个方面,尤其是在绿色环保方面可谓煞费苦心,涵盖飞思卡尔全部产品线中的基本设计基调——绿色环保成为飞思卡尔推出产品的全新理念。

2009飞思卡尔技术论坛中,绿色革命这一全球性话题将通过点点滴滴得以体现,特别是在新型照明控制系统——LED照明控制系统方面,飞思卡尔更是将技术主导这一优势发挥的淋漓尽致,以专题专场讨论的方式着重介绍飞思卡尔LED照明控制系统。在飞思卡尔强调的“绿色环保”应用为主旨的方向下,LED照明作为清洁能源以无可睥睨的优势凸现在人们面前,采用DMXDALI(数字寻址照明接口)和ZigBee等协议进行控制和通信,使得LED照明使用更加便利和易于调节。

DMX512是由U.S.I.T.T(美国剧场技术研究所)公布的一项标准。该协议最初用来控制照明调光器,现在已经延伸到控制灯具移动、幻灯片放映机和很多其它照明设施。

DALI是为电子镇流器的通信所开发的一种标准。DALI被设计用于标准组件和简单布线,即低成本应用。应用在调节灯光和预置不同照明环境的数值、根据日照的方向和节能因素等适当调节灯光设置,通过对主系统的数字寻址和调节,能够更灵活的管理区域性照明系。

Zigbee是由Home RF liteIEEE 802.15.4规格结合而成的通信协议。Zigbee运行在2.4GHz868/915MHz ISM波段内。由于它能以较低的成本得到低功耗,照明应用成为其主要市场之一。其网络功能和无线控制优势都能令照明管理效率得以提升。

以上三种照明通信协议是业界主流和最具发展潜力的照明通信协议。但是,传统的微控制器只提供简单的同步(SPI)或异步(SCI)通信。要想实施DALIDMX等通信协议,还需要额外的硬件和软件。而这一问题在飞思卡尔推出的针对这一市场研发的微控制器面世之后得以解决。

飞思卡尔的单芯片微控制器解决方案能使照明系统能源效率进一步提高。飞思卡尔微控制器家族系列全面,特别是针对需要精确亮度管理的照明系统中,具有高集成度、简化整体系统设计的优点,在LED照明、单片智能型荧光灯照明系统、车灯控制、高强度放大电照明系统以及电动机控制等领域都具有非常明显的优势,并可以连续控制灯具的亮度变化,因而可实现照明系统的暗光控制。飞思卡尔照明控制MCU支持DMXDALIZigBee协议,从而为大型照明系统提供了智能化管理功能。

 

 

红外操控的终结者:RF4CE射频技术实现遥控器革命

 

遥控(Remote Control)装置一般用于用户对家电设备的短距无线操控当中,目前以红外(IR)信号的方式最为常见。红外技术在设计上虽然简单容易,而且已有多年的成熟应用,但由于其固有的物理缺陷已越来越不能满足消费者多样的使用要求;因此,沉寂已久的射频(RF)遥控技术又重新进入消费者和设计师们的视线。

 

红外遥控的弊端

相信大部分家电用户在使用传统电视机、DVD播放器或空调的遥控器时,都碰到过以下问题:

 

l         遥控器与电器之间的距离不能过远

l         遥控器使用时应对准电器的接收方向,左右偏差角度不能超过25度,否则电器无法准确接收指令

l         遥控器在使用时要避免强光或其它光源的干扰

l         遥控器与电器之间不能存在障碍物,否则红外信号会被阻挡

l         遥控器与电器之间的通讯仅为单向

l         不同的电器设备可能需要不同的遥控器,增加了成本,同时给使用带来极大不便

 

以上红外遥控技术令人头疼的缺陷严重影响了数字化家居的生活品质,基于射频的解决方案由此应运而生。虽然射频方案代表了新一代的技术,但早期由于缺乏统一的标准而出现了多种互不兼容的遥控技术;因此,统一标准和新协议呼之欲出。

 

RF4CE改变家电操控方式

为了在家用电器市场普及射频操控技术,并避免新技术的引入成为产品设计的障碍,2008年,消费电子大厂索尼(Sony)、飞利浦(Philips)、松下(Panasonic)、三星(Samsung)与主要低功耗RFIC厂商飞思卡尔(Freescale)、德州仪器(TI),以及OKI共同成立RF4CERadio Frequency for Consumer Electronics)联盟(RF4CE Consortium)。20093月,RF4CE联盟同意与ZigBee联盟(ZigBee Alliance)合作共同开发基于ZigBee / IEEE 802.15.4,并用于家电遥控的射频新标准。从此,射频遥控终于有望彻底取代传统红外技术。RF4CE不但能提高操作的可靠性;提高信号的传输距离和抗干扰性;使信号传递不受障碍物影响;还能实现双向通信和解决不同电器的互操作问题,遥控器电池寿命也可显著延长。消费者将不再需要用遥控器的发射端准确指向电器的接收端,也不再需要数个遥控器来操作家中不同的电子设备。

 

飞思卡尔SynkroRF协议

SynkroRF是飞思卡尔开发的基于ZigBee / IEEE 802.15.4标准之上的网络协议栈,是用于RF4CE产品的最佳选择之一。SynkroRF通过在IEEE 802.15.4顶层建立网络层而降低开发的难度,这样开发者可将重点放到具体应用而降低研发工作所需的时间。

飞思卡尔早在2006年便与客户一同开发出以SynkroRF协议为基础的射频遥控器,以解决红外线通讯所带来的缺陷,并引进新的服务与功能。自2009 3月,ZigBee联盟通过了 ZigBee RF4CE 1.0 标准以来,仅飞思卡尔一家公司今年将售出近 4 百万件针对消费电子的产品射频遥控收发器设备,预计到 2012 年市场能够达到约一亿六千万件。目前飞思卡尔在基于IEEE 802.15.4的半导体市场占有率高达60%,位居第一。索尼和松下等公司已经支持了此标准并开始推出带有射频遥控的产品。

SynkroRF基于飞思卡尔的MC13213产品得以实现。ZigBee的兼容平台MC13213是一款SiP产品,在9mm x 9mmLGA封装中集成了8位微控制器MC9S08GT和用于IEEE 802.15.4MC1320x 2.4GHz系列收发器。收发器包括低噪音放大器、带VCO1mW正常输出功率的功率放大器(PA)、发送/接收转换开关、板内电源稳压器,以及完全扩展频谱编码和译码。MC1321x系列还可广泛应用在工业控制、住宅区和商业自动化、卫生保健以及消费类电子等。MC9S08GT微控器基于HCS08系统,提供高达4KRAM60K Flash,并通过应用IEEE 802.15.4 MACBeeStack ZigBee协议栈而成为状拓朴结构(Mesh Networking)应用的理想产品。

SynkroRF开发工具包括1320x1321x,和1322x开发套件,以及BeeKit Wireless Connectivity Toolkit等工具。飞思卡尔还为开发者提供了两种SynkroRF应用的开发方式:SynkroRF APISynkroRF BlackBoxSynkroRF API允许通过嵌入式处理器运行SynkroRF协议的方法实现应用的开发;SynkroRF BlackBox则通过一系列指令集为开发人员提供了直接操控SynkroRF API的途径。

飞思卡尔致力预防全球总死亡人数的29%的问题

随着人们生活水平的飞速提高和全球逐步进入老龄化时期,人们对健康的重视程度也在逐步加强。如果要问在科技水平高速发展的今天,有什么技术能够更吸引人们眼球的话,那么将无疑是利用最先进的技术制造出的,监测人体健康状态、治疗疾病的各种仪器。在最新召开的2009年飞思卡尔技术论坛(FTF)上,我们将看到最前沿的医疗电子技术应用。其中一项的重点就是心率监测/ECG(心电图)仪器的低成本应用,心血管疾病是占全球死亡率最高的一项。

当第一次明确将健康问题作为公司未来发展方向的那一刻,我们就会感觉到,飞思卡尔这样一家全球领先的嵌入式半导体解决方案厂商,他的下一个焦点已经放在了应用最先进的技术来保证人们健康这一伟大命题上。作为第四届在中国召开的飞思卡尔技术论坛,我们能将看到飞思卡尔在医疗电子方面的最新成果,以及对个人健康监测重视。

根据世界卫生组织的报告显示,心血管疾病、传染病和癌症是当前导致人类死亡的三大主要原因,其中死于心血管疾病的人数最多,占全球总死亡人数的29%%。曾经有心血管专家给出过建议,当病人,特别是女性和老年人患者,在一次心脏病发作后可能较少采取二级预防措施,要进一步降低心血管疾病死亡率,需要制定一些针对老年人和女性的策略,对于这一群体来说,院外心血管疾病死亡率只有很小的改变。

我们可以清晰的看到,个人健康特别是心血管疾病的健康监测,不仅仅是需要在医院才能完成的复杂手段,必须将其带入到千家万户之中,这样才能从根本上预防二次病发所带来的院外死亡率问题。针对这一问题,飞思卡尔延续2008年与Monebo Technologies合作的心电图(ECG)技术平台,进一步开发利用低端8位微控制器创造一个低成本版本的心率监测/EGC

这可以说是2009年飞思卡尔技术研讨会带来的最令人振奋的消息。本届研讨会上将现场实际操作演示中,将展示如何利用低端8位微控制器创造一个低成本版本的心率监测。这对于心血管病人来说,意味着可以随时随地监测心血管的健康状况,并在与系统相连接的状态下,可以对产生的异常进行报警。可以想象,当有一次心脏病发作史的患者在家中准备一部这样低成本的心率监测仪器,并能自动报警,将会大大降低二次病发所带来的院外心血管疾病死亡率,对于心血管患者,这也许是最大的福音。

飞思卡尔提供的低成本心率监测/EGC采用由信号采集接口(SAI)和主机接口(HI)组成的全分立、小功率ECG系统。SAI根据电极情况,将数据传送到与PC计算机相连的HI给出成像。在这一应用中飞思卡尔从信号采集、信号处理、无线传输一直到电源管理,都有非常完整的产品与之相对应,能够形成系统的解决方案。

电子阅读器:攻克模拟技术的最后要塞

-----支持EPD的飞思卡尔i.MX处理器及其应用

 

纸张作为信息的载体带来了人类文明的传播、交流与进步,电子和信息技术又使人们的生活方式经历着向数字化的转变。随着处理器、显示器、存储等技术的飞速发展,亚马逊(Amazon)和索尼(Sony)电子阅读器产品的推出最终引爆了蓄势已久的电子书市场。iSuppli预计,2009 年电子阅读器将售出 350万台,随着市场从闲暇读者过渡到学校并代替传统的课本,该市场将实现持续加速增长。以飞思卡尔等为代表的半导体厂商已将目光对准纸媒书籍数字化的趋势,通过领先的技术助力数字媒介的新潮流。

 

突破传统显示设备的杀手应用

电子阅读器以类似纸媒的阅读体验超越了传统的视频和显示设备,并可能成为消费电子的下一个杀手级应用。

亚马逊创始人及首席执行官Jeff Bezos表示,图书是模拟技术的最后一个要塞。音乐和视频很早便已数字化,短篇幅的文章在网络发展的早期也已数字化,但长篇文字却没有。因此,电子阅读器将是最终的解决之道。

2007117,亚马逊推出了应用E-Ink的电泳式EPD(电子纸张)显示屏的电子书阅读器KindleKindle一经推出就瞬间成为热卖,所有库存在5个半小时内即被抢购一空,直到5个月后,供货的节奏才赶上销售的速度。消费电子巨头索尼也早在2006年底就发布了其Sony Reader Digital Book系列产品;该系列阅读器同样采用E-Ink(电子墨水)显示屏技术。

亚马逊和索尼提供的都不仅仅是一款简单的电子产品,而是一个新的产业链。亚马逊其凭借网络书店的优势,使Kindle使用者拥有19万本以上的图书资源。出版商如通过亚马逊销售电子书,由亚马逊抽成65%Sony网络书店则拥有近的5万本图书资源,Sony Reader在升级后将向使用者提供可购买多家网络书店的商品的功能;此外,还能阅读多家出版社的免费内容、甚至图书馆藏书。

 

电子阅读器对处理器的特殊要求

电子书的兴起为半导体厂商和消费电子产业创造了新机遇,电子阅读器产品设计的独特之处也同时对半导体产品的性能和功能提出了全新要求。

电子阅读器在作为消费电子产品,设计上首先要考虑的是使用体验。iPhone以独具匠心的UIUser Interface)重新定义了电子设备的操控手段,MEMS运动传感器的巧妙应用也同时为便携产品的UI设计树立了更高标准。另外,除了操作直观和简便外,电子书阅读还要对屏幕的灰度、分辨率、对比度等有一些要求。为保证随时随地的阅读享受,屏幕在阳光直射下也不应影响用户的阅读。成本是影响市场的另一个要素。金融危机减少了消费者的可支配收入,使消费电子市场出现颓势,因此客观上决定了电子阅读器的设计更倾向于较低成本方案。最后,功耗一直是半导体领域的热点话题,较低的功耗除了更加绿色环保以外,还使电子阅读器有更长的使用时间,提升其用户体验的质量。

以上需求最终会转化为半导体产品的技术指标,飞思卡尔带有双稳态(Bi-Stable)电子纸显示(EPD)的i.MX处理器正是这些需求的集中体现。电子阅读器方案通常使用双稳态屏幕技术,显示效果如同纸张一样,便于眼睛阅读,且无须耗电就可显示内容,只有在需要更换或刷新时才需要电能。此外,EPD利用环境光而无须背光光源,因此十分适用与需要节能与连续显示的应用。飞思卡尔 i.MX 处理器是当前和下一代电子书阅读器领域的领先解决方案。其LCD接口可连接来自第三方的EPD控制器,并通过I2C实现与MEMS运动传感器的接口,为系统厂商提供丰富的用户体验设计空间。目前电子阅读器市场已基本被KindleSony Reader所瓜分,二者各创造了45%30%的占有率。而由于这两种热销产品均使用飞思卡尔的处理器,使飞思卡尔在电子阅读器市场占据超过75%的市场份额。

此外,用于电子阅读器的飞思卡尔i.MX系列有多款处理器产品供系统厂商选择,其涵盖了从较高的处理能力和计算性能,到较低成本的各个细分区间。除处理能力之外,飞思卡尔还可提供阅读器所需的传感器、软件平台级开发工具SDK、模拟技术,以及众多常用接口的支持;先进的电源管理能力使电池充一次电可正常使用约两周。

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