中国嵌入式应用市场四大热点及趋势

葛纴言：中国将成为CompactPCI全球最大市场

根据Forrester调研公司报告，连接到网络上的非PC设备要远远超过PC，到2010年PC将只占据联网设备的5％。嵌入式系统在众多非PC设备的网络化、智能化中具有广阔的前景。例如，中国政府税收政策的变化将催生一个巨大的税控收款机市场。据业内人士测算，中国市场对税控收款机的需求大约在3000万到4000万台左右。这种兼有收款和税收控制功能的税控收款机采用安全加密模块和智能卡技术来保障数据安全，采用MODEM通信模块进行联网通讯。根据研华公司产品经理区晓枫介绍，该公司的税控收款机主板设计方案采用英特尔Xsacle处理器，配置了RS-232接口，利用手持式POS机或笔记本式电脑，通过该接口可以很方便地改变税控收款机内的应用软件以适应各地的需求。

具有高可靠性、高稳定性、良好的散热性、开发性和可热插拔性能的CompactPCI总线正为越来越多的嵌入式应用所采用。例如，SBS Technologies公司亚太区总部总经理葛纴言就表示："我们预计2005年CompactPCI将广泛应用在铁路、电力、石油化工、航空航天、船舶舰艇系统和数据通信等控制领域，并以每年20%的增长速度取代工业PC工控系统。中国将成为全球最大的CompactPCI市场。"

SBS公司是美国一家主要为军用产品提供嵌入式模块的供应商，他们针对工控领域开发的单板计算机和I/O产品能够适应恶劣环境应用，如高冲击、高震动、高低温、潮湿和密封等环境。葛纴言还透露，医疗电子将是他们2005年重点要开拓的市场之一，并已为医疗数据处理和传输开发出了高速/高带宽通信和处理模块。他强调，这些产品已经广泛应用在许多国际知名大公司的产品中，如GE公司的X光透视仪和核磁共振仪。

该公司最近还针对网络通信市场开发出了广受瞩目的CT9单板计算机。CT9采用了英特尔低功耗PentiumM处理器，集成了两个Gbit以太网通道，支持热插拔，支持64bit/66Mhz的CompactPCI总线，可广泛用于无线基站、企业设备、测试测量、刀片式服务器等应用中。最新推出的Tsunami PMC A30和A40，则具备高性能商业及军工计算解决方案所需的FPGA，可靠性高，应用领域涉及软件定义无线电、雷达、声纳、图像和视频处理应用。

Lantronix公司亚太区销售总监Sunny K Y Lo则认为，嵌入式设备服务器在未来几年里会有很大的增长。他指出，近年来嵌入式网络解决方案发生了显著变化，一是设备的体积越来越小，比如手持式扫描仪；二是网络传输速度更高，并有无线便携的功能需求；三是要求更低的电源消耗；最后是需要数据安全和加密。这些变化要求嵌入式网络解决方案具有智能化的功能，例如发送预警信号，随着环境的变化能增加功能和处理，并在增加新功能的同时不增加甚至减少成本。该公司的XPort嵌入式设备服务器，集成了所有需要的网络特征，包括10Base-T/100 Base-TX以太网接口、电邮提醒服务、完整TCP/IP协议栈，其传输速度达到920Kbps，采用256位AES加密以确保安全通讯，可帮助产品实现联网。WiPort嵌入式设备服务器则同时支持802.11b无线接口及10/100以太网接口。

此外，在汽车电子、医疗设备领域中也不断涌现新的嵌入式应用，如汽车导航、车载娱乐平台、核磁共振仪、病人监护系统等。这些新兴和传统的嵌入式应用涉及的产品类型丰富、使用环境复杂，因此各种总线标准(如CompactPCI、VME、PC104、CAN等)和不同阶层的控制器(如8bit、16bit、32bit等)均能在这个广阔的市场中找到用武之地。

嵌入式应用的最新电源管理技术

随着基于处理器的便携式设备要求电源提供多种电压、更低电压和更强的功能，电源管理变得越来越重要，对电源管理的要求也在持续发生着变化。数码相机和手机的显示屏变得更大，分辨率更高，与此同时它们的体积却更小；轻巧的便携式DLP投影仪将很快如膝上型电脑一样成为公文包里的标准配置；MP3播放机将可以播放多达10万首歌曲。所有这些新兴应用都将需要高集成度、高性能和高效率的电源管理。电源管理在延长便携式设备电池使用时间的同时，还需要尽量消除开关电源对敏感电路的干扰。

为满足这样的应用，国半推出了采用PowerWise技术的电源控制器。何贤斌表示，PowerWise技术能动态测量并调节每个功能应用的电压以达到最优状态。这款电源控制器集成了国半的高效率电源管理电路及ARM公司的智能能源管理(IEM)技术，可以减少75%的处理器核心功耗，它可以因应不同的制造工艺及温度自动作出调整，以便减少系统的电源供应，确保有较长的电池寿命。


凌特公司电源产品市场经理Tony Armstrong指出，微处理器和DSP启动时对核心电压和I/O电压有一定的上电时序要求，不同系统对上电时序有不同要求。这些解决方案包括通过可编程接口或外部器件进行配置的ASSP、可编程的基于微控制器的解决方案和FPGA解决方案，该公司的LTC3418便可适合此类应用。它采用恒定频率和电流模式架构，具有宽广的输出电压范围和优良负载能力，其开关频率由一个外部电阻设置或与外部时钟同步。

"系统设计者必须与IC厂商紧密合作，"TI便携式电源管理业务市场经理Patrick Heyer说，"因为提供半导体解决方案的IC厂商对整个系统的电源需求具有更深的认识。"TI的TPS62300是应用在智能手机和其他便携式无线设备中的具有高电源转换效率的芯片，集成了FET，额定输出电流500mA，这款同步开关式器件能在将近3MHz的工作频率下提供高达93%的电源转换效率。

MHz 级开关式电源转换是提高电源转换效率、提高集成度和降低电源子系统成本的关键技术，适用于各种产品，如手机、音响功放、便携式设备、LCD/等离子电视、通信及网络设备。目前某些使用在便携式装置中的 MHz 级开关式稳压器，因为其内含MOSFET的额定电压较低(5V以下)，而无法适用于电信设备、以太网供电、平面电视等需使用12、24、48甚至90V供电的高压应用场合。Monolithic Power System(MPS)公司是目前少数开发出适合这类应用所需高压电源管理IC产品的公司之一。

MPS公司最近推出了一系列具有MHz级开关频率的开关电源转换器，如MP2361和 MP1517，它们不仅集成了MOSFET，而且允许使用更小型的电感，从而在降低功耗的同时也降低了系统整体成本。

不过，当开关电源取代线性调节器，提供高效率的电源管理时，噪音和电磁干扰(EMI)也随之而至，因为这些手机携带着易受噪音干扰的板载射频电路和敏感的RF接收器。对于如何消除开关电源的电磁干扰，凌特的Tony Armstrong表示，使DC/DC转换器的系统时钟产生高频抖动是一种切实可行的降噪技术。这种扩频方法利用一个伪随机数(PRN)序列对开关频率进行调制，从而把开关噪声拓展到很宽的频带上，以消除窄带谐波。该公司的LTC3251是一款在芯片内实现了扩频的高效、低噪声、无电感器型降压DC/DC转换器，他们还将推出许多包括芯片级扩频技术的新产品。