数字家庭+消费电子，创造网络控制器新战场

数字家庭风潮方兴未艾，相关网络产品的发展近几年来成为业界瞩目的焦点，各种新兴产品如雨后春笋般出现。综观全球各大信息通讯及消费电子代表性大厂，无不投入庞大的资源，企图撷取数字家庭网络产品市场的庞大商机。在这其中，担当联网核心功能的网络处理器业者也积极切进消费电子应用，希望能与系统业者共同打造一个Connecting everything及Computing everywhere的数字家庭网络环境。 在各种联网技术中，超高速以太网的导入将有助于在网络上结合数据、语音和视频的三合一(Triple Play)应用普及。另外，多媒体时代来临，数字影音与娱乐的需求剧增，多媒体内容提供者也必须藉由超高速以太网的高频宽传递信息，因此超高速以太网的应用市场也已从过去单一的个人计算机，扩大到消费电子产品、游戏机、数字机顶盒及便携式媒体播放器(PMP)等多种领域。 导入超高速以太网，引进嵌入式联网解决方案 在以太网市场深耕多年的亚信电子，目前已将嵌入式构想用于超高速以太网方案，达到USB转以太网功效，亦即透过同一个嵌入式方案可同时支持超高速以太网与USB，扩大超高速以太网的应用领域，达成同时支持联网与USB传输等工作的目的。亚信电子市场处协理王暑卫表示，此解决方案的概念基于USB即插即用的方便性，用户仅须插入便可立即使用该外接设备，USB仅利用串行的四引脚信号即可提供480Mbit/s的传输速度。本方案适用于便携式设备、家电、串流媒体、多媒体网络、高频宽传输及影音消费电子产品等领域的应用，包括USB以太网卡、USB WiMAX网卡、UMPC、计算机基座、Cradle、数字录放机、DVD录放机、便携式多媒体播放器、网络机顶盒、游戏机、IP电视及USB KVM以太网交换器等。事实上，该公司所发展的高速以太网芯片已获得任天堂Wii游戏机的青睐。 Wii自2006年11月19日于北美上市持续热卖至今。Wii主机内的微控制器为采用IBM以PowerPC 750CL为基础的Broadway，制程为90纳米SOI互补式金属氧化物半导体(CMOS)。关于Wii的联机功能，其仅内建WiFi 802.11b/g无线网络，如果使用者家中不具备无线网络设备，或使用者希望增进上网的效能与稳定度，则可选购任天堂所推出的USB有线网络转接器，然后连接至Wii主机后面配置的USB2.0接口，即可享受上网的乐趣。Wii目前热销的状况也见证了机器对机器(M2M)的发展趋势，更让具备嵌入式装置联网功能的微控制器行情看涨，当愈来愈多的嵌入式系统将网络功能纳入主要内建系统时，预计将为微控制器市场带来重大影响，并推动新一波的成长。 强调小型封装体积，切入消费电子市场 整体而言，超高速以太网的芯片直到近几年才逐渐在市场探头，早期较少被采用的主要原因除了价格高之外，还有体积的限制，主要应用市场局限于交换器、路由器等。不过近来为了能将应用领域扩大到消费电子产品，芯片逐渐朝着小型封装体积设计。除了缩小芯片体积，更进一步降低售价以期打入消费电子市场。一般而言，嵌入式系统设计人员一直都希望能在设计中加入远程监测和通讯功能，但经常面临的难题就是一方面要整合更多的产品功能，另一方面又必须符合不增加装置体积的前提，因为缩小体积可降低系统成本，包括印刷电路板(PCB)板材、机构、芯片成本与功耗。 为了符合嵌入式以太网装置逐渐小型化的发展趋势，芯片供货商提出数种满足小型化需求的方法，其一便是选择小尺寸芯片封装，其二则是高整合度的单芯片，例如整合10/100Mbit/s高速以太网实体层、媒体存取控制器、TCP/IP加速器及闪存的网络微控制器单芯片，即可大幅缩小嵌入式以太网装置的体积。基于此，整合MCU的芯片也是目前相关网络IC业者的发展重点。据亚信电子指出，该公司的芯片可与任何形式的MCU搭配，提供最佳化的传输与处理效能，目前已发展出整合8位MCU的10/100M芯片，其芯片体积小更能符合消费电子产品小型化特性。此外，为能符合不同接口的运用，亚信还推出支持WiFi的以太网芯片。 强调低功耗，落实GreenEthernet概念 谈及超高速以太网在数字家庭网络环境中的应用，瑞昱半导体绝对是不可忽视的推动力量。该公司已推出了6端口超高速以太网交换器单芯片，型号为RTL8366S/RTL8366SR，该芯片整合了5个低功耗的超高速以太网收发器，6个超高速以太网媒体存取控制器(MAC)，高速交换器引擎(switch Engine)，高性能数字信号处理器(DSP)与Layer 2/Layer4 网络协议处理器(protocol parser)。 其中RTL8366SR可支持灵活的CPU界面GMII/RGMII/TMII/MII，适用于xDSL，Cable和无线路由器以及被动光纤网络(PON)等产品。且TL8366SR也支持强大的QoS与security功能，并支持完整的网络管理功能，其中支持802.1p/Q、802.1d、频宽管控、6个优先等级等功能，可完全满足未来数字家庭与宽频网络对于音频、视频与数据三合一的整合网络服务应用的需求，而且RTL8366SR首个支持目前只有高端SoC才具有的ACL(Access Control List)功能，让宽频产品不需使用昂贵的SoC，也可以轻易实现更先进的网络管理与网络安全功能。 相较于同类产品，RTL8366S/RTL8366SR无论在低功耗、小尺寸、网络管理的功能都有一定优势，在功耗上更是比同类产品低15~20%，也是目前全球功耗最低的超高速以太网交换器单芯片。另外为顺应全球节能的趋势，瑞昱也以其创新技术在RTL8366S/RTL8366SR实现“GreenEthernet”的概念，在不影响使用效能的状况下，自动节省网络设备耗电，以目前网络设备全年不关电的使用习惯来看，预计大约可以节省30~50%的耗电。瑞昱半导体还计划在今年推出8端口超高速以太网收发器与交换器单芯片。 UWB进军数字家庭环境，无线USB今年起飞 此外，瑞昱半导体亦已在2008年国际消费电子产品展中，展示了单芯片无线USB装置端方案RTU7105与英特尔单芯片无线USB主机端方案Wireless UWB Link 3480， 此次展出为业界首次运用由不同厂商所提供之单芯片解决方案所做的互通性展示，并展示在多个WiMedia频带的互通性，包括多个已通过全球规范认可的频段。除此之外也展现依循WiMedia规范的数种新功能，包含新频道的增加，与更具频谱使用灵活的功能。整体而言，无线USB的发展将使有线USB拓展至无线应用的领域，促成个人计算机与外围设备、消费电子产品和移动装置间的连结。 瑞昱此次展示为业界首次以WiMedia新操作模式为设计基础的互通性展示，此模式遵循WiMedia PHY 1.1频谱延伸版本，能增进频率使用灵活性。对此，瑞昱半导体资深副总颜仁鸿指出，瑞昱半导体已准备好为所有的无线USB外围产品提供最佳化和最简洁的无线USB装置解决方案。无线USB的真正潜力在于连结主机和装置的两端均有小型单芯片与可以全球通用的解决方案，一般预期无线USB将会在2008年蓬勃发展。” RTU7105内含超宽频(UWB)MAC及PHY的单芯片，已通WiMedia平台认证，单芯片RTU7105提供完整的认证无线USB装置端功能，包括各种无线USB传输类型和USB缆线与数据配对模式。透过USB 2.0及SDIO 1.2接口，RTU7105可以作为装置端转接器(DWA)，或是内建于装置端以提高数据传输速率。此外，创新的技术使有线的USB 2.0可轻易地扩展为具有有线及无线USB的功能。 无线USB为运用超宽频(UWB)做为无线电技术的一项技术建置，其目标是将USB 2.0的易用性与高速传输能力导入无线领域，同时摆脱传输线的束缚。超宽频为一项在短距离内(10公尺以内)以极高的频宽(最高达480Mbps)与低耗电率传输资料的技术，其适合在消费电子装置与计算机外设设备间，以无线模式传输像是影片这类高品质的多媒体内容。超宽频的主要优点之一是不会与其它现有的无线技术产生干扰，例如WiFi、WiMAX以及手机等通讯网路。 超宽频技术可望逐渐取代USB，并导入众多消费电子应用及PC周边、便携设备中，以刺激市场成长。而根据瑞昱评估，2007年全球市场需求量约一百万至二百万颗，2008年则有机会增加到一千到一千五百万颗，呈现十倍成长潜力，而2009年以后相关芯片需求更有机会达五千万至六千万颗的水准。 数字家庭概念逐渐落实，更为相关技术及产品打造出庞大商机，许多网络技术已由过去主要应用于企业网络，逐渐转进数字家庭环境，对网络控制IC业者而言，过去原本仅需关注企业服务器、交换器应用的需求，如今更需重视家庭环境中诸多消费电子设备的联网需求，挑战益形困难，然而却也代表商机更大，新时代已经来临，就看谁能洞烛机先继而抢占一杯羹了。