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下一代無線革命:將所有無線技術整合於連結中心

CSR 9000透過智慧型方式整合藍牙、Wi-Fi、GPS、FM接收及發射與低功耗藍牙等一連串技術。尺寸只有競爭方案的60%且整合了更多無線技術。
CSR 9000透過智慧型方式整合藍牙、Wi-Fi、GPS、FM接收及發射與低功耗藍牙等一連串技術。尺寸只有競爭方案的60%且整合了更多無線技術。

目前的行動通訊裝置,例如以手機而言,僅能連接網路的手機已不再能滿足消費者的需求,消費者更希望行動電話能夠整合一長串的連接功能,例如Wi-Fi、藍牙、藍牙低功耗、GPS以及其他諸多功能。因此,設計工程師必須藉由提供這些必要的連接性和定位技術為他們的產品建立差異化。

手機使用者對於不同標準無線技術的連接需求越來越高,例如他們希望透過手機與無線耳機或免持聽筒套件連接、進行裝置同步化或瀏覽網際網路入口網站等。此外,隨著電子錢包等非接觸性的支付、存取控制和電子票務應用的興起,未來使用者也將要求手機必須具備近距離通訊系統能力,例如近距離射頻通訊技術(NFC)等。

CSR BC7830透過智慧型方式整合藍牙、GPS、FM與低功耗藍牙。讓射頻彼此共享資源,達到最高效率。CSR

CSR BC7830透過智慧型方式整合藍牙、GPS、FM與低功耗藍牙。讓射頻彼此共享資源,達到最高效率。CSR

如果設計工程師個別整合這些功能,過程將十分複雜而且耗時。而採用多種個別元件的結果也將衝擊手機的成本、尺寸和功耗–這些是設計行動手機必須注意的三大要素。儘管現在市面上已有個別的無線方案存在,但若要一一將它們建置到手機並不可行,因此OEM廠商轉向晶片製造商以尋求更有效的整合方案。

解決的方法其實相當清楚,也就是需要以一種智慧化的方式將所有技術結合在一起。從某些程度而言,業界已朝建立更高度整合的連結技術方向發展。

將無線多重技術整合於連結中心

CSR提倡連結中心(Connectivity Centre)策略已有相當長的時間。簡而言之,連結中心以一種互惠且能發揮綜效的方式整合不同的無線技術,為OEM提供額外的價值。CSR的連結中心是以藍牙核心為基礎,在藍牙之上整合多重無線射頻,並且從一開始即針對嵌入式應用而設計。

以這種智慧型整合(smart integration)方式在硬體上實施"combo"功能設計,提供了強大的效益。如果能夠將一些相輔相成的無線功能例如藍牙、FM和GPS等正確地整合到一顆單晶片,將可以真正共享資源,且各單元能夠察覺晶片上其他單元正在執行何種功能,以確保不同射頻之間達到最高效率。採用這種方法所設計之晶片的OEM廠商,將能提升他們產品的功能而不會犧牲電路板空間。

從這角度看來,可以很容易理解為何透過智慧型整合設計的連結中心比較符合成本效益。因為OEM不但不需要負擔多種常用的智財模塊成本,也能避免生產多重晶片以及個別整合時所耗費的成本。

此外,將多種功能結合在晶片內,可減少元件整合所需的時間,OEM客戶將有更充裕的時間可以投入在建立產品差異化。面對越來越飽和的手機市場,OEM客戶需要掌握所有可用的時間,專注於建立獨特外觀、更長的電池壽命、直覺式的使用者介面或提供更多獨特的軟體功能。

智慧型整合兼顧射頻共存效能與晶片尺寸

不幸的是,有些廠商傾向於採取粗糙的整合方法。為了讓產品更快上市而採取剪貼的方法,將原本個別設計的智財模塊直接組合在一起,而沒有重新進行架構設計,因而造成效能下降問題和產生過大的元件,不便於封裝或接腳佈局(pin layout)。

智慧型整合的概念是如果最終的功能與射頻並存效能受到折損的話,就沒有理由將多重標準結合到一個單一晶片。為了達到最好的整合設計效益,各個功能單元必須從一開始就針對並存作業模式進行特殊的架構設計。必須是在確保無論效能或價格都能讓OEM獲得最大利益的前提下,才會將不同的技術結合到一個單一產品。

例如,CSR目前已推出整合了藍牙、藍牙低功耗、Wi-Fi、GPS、FM收發技術的方案。這項新產品對於每一技術單元的架構設計都嚴格遵循智慧型整合設計哲學,因此儘管它在設計上採用了較大的製程幾何(process geometry),但尺寸卻僅僅是競爭方案的60%,且提供更好的Wi-Fi並存能力,其原因就是CSR所採用的智慧型整合設計。

以單一介面軟體進行系統整合

然而,好的硬體整合只是智慧整合無線射頻的一部份,CSR在系統軟體方面也同樣遵循連結中心策略而作智慧整合。

過去的標準無線系統軟體模式,傾向為每一種技術提供一個軟體堆疊,因此在整合上可能導致明顯的效率不彰。除了導致不必要的資源負荷(transactional overheads)之外,設計工程師還必須耗費時間為這些以不同方式設計的個別堆疊進行整合,讓它們能跨越API bridge相互作用。這種方法不僅複雜耗時,而且最後並不能確保提供一個支援多重技術的可行方案。

CSR認為整合多重無線技術的最佳方法,是採用一種單一且能掌控所有無線技術的軟體方案。既然讓不同堆疊相互對話的做法並不合理,何不讓它們成為同一個系統的一部分?CSR因此推出名為Synergy的軟體系統,在晶片軟體設計上採行全系統方法,設計工程師將只需要進行一次移植工作便可整合多重無線技術,且其所佔用的記憶體和資源比採用個別方案更節省。

Synergy為多重無線技術提供一個單一介面,不但將大幅簡化設計工程師的整合程序,同時也能加速上市時程並且確保不同的無線技術能夠完美的並存作業。CSR的Synergy軟體系統甚至可支援某些IC產品所提供的音訊處理技術,並已通過藍牙v 3.0認證。

這種方法也突破了功能間的藩籬。透過多重連接技術之間無間隙的協同合作,將開啟全新的應用方式,例如未來手機使用者在離開辦公室網路之後,可以自動將手機的Wi-Fi關閉並於回家的路上開啟GPS功能,或者在傳輸大型檔案時自動從藍牙切換至較高速的傳輸協定,例如超寬頻(Ultra Wideband; UWB)或Wi-Fi以節省電池電力。重點是未來使用者將不再需要考慮他們該在何時使用何種技術。(本文作者為CSR手機事業部行銷副總裁)

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