??? 半導(dǎo)體開發(fā)的關(guān)鍵技術(shù)之一是“低耗能技術(shù)”,。通過降低半導(dǎo)體的耗能,可以延長移動產(chǎn)品電池的壽命,、縮小電池的體積,、抑制開機狀態(tài)下機器產(chǎn)生的熱量,。?
半導(dǎo)體開發(fā)的關(guān)鍵技術(shù)之一是“低耗能技術(shù)”。通過降低半導(dǎo)體的耗能,,可以延長移動產(chǎn)品電池的壽命,、縮小電池的體積、抑制開機狀態(tài)下機器產(chǎn)生的熱量,。這樣有諸多好處,,比如可以節(jié)省各種散熱措施,實現(xiàn)產(chǎn)品的小型化,,搭載更多的元器件,。?
目前,主要降耗技術(shù),、設(shè)計手段大體有10種以上,。半導(dǎo)體的耗能分為兩種,一種是為還原半導(dǎo)體原始功能所需要的“運行用電”,;另一種是由于設(shè)計結(jié)構(gòu)不合理等非主觀因素導(dǎo)致的“漏電”,,特別是在使用微細處理技術(shù)的情況下“漏電”量會增大,所以采取防漏電措施將會有效降低耗電量,。?
減少上述兩種耗電現(xiàn)象的典型技術(shù)是“多電源技術(shù)”,。不是通過一個電源驅(qū)動系統(tǒng)LSI(大規(guī)模集成電路),而是通過分別為每個電路提供最基本的電源,避免電源過剩,,以此減少驅(qū)動電源和漏電量,。?
另外已經(jīng)開發(fā)出來的技術(shù)還有:根據(jù)機器運行的負荷情況改變機器運轉(zhuǎn)頻率的技術(shù),以及為實現(xiàn)某些功能而通過數(shù)學(xué)方法減少必要的半導(dǎo)體個數(shù)的技術(shù),。?
各半導(dǎo)體廠商紛紛加大構(gòu)筑系統(tǒng)的力度,,開發(fā)降耗技術(shù)和手段,引進更加自動化的優(yōu)化技術(shù)和手段,,為EDA(電子自動化設(shè)計)工具嵌入降耗技術(shù),。?
汽車導(dǎo)航系統(tǒng)" title="汽車導(dǎo)航系統(tǒng)">汽車導(dǎo)航系統(tǒng)搭載圖像處理功能SoC?
目前,制作“行駛支援系統(tǒng)”正風(fēng)行一時,。這種產(chǎn)品對行駛信息進行處理后傳達給駕駛員,,為駕駛員的駕駛提供幫助。制作行駛支援型系統(tǒng)需要的技術(shù)包括圖像識別" title="圖像識別">圖像識別技術(shù)和圖像處理技術(shù),。以往有關(guān)行駛的信息多是通過人的眼睛獲得的,,所以需要開發(fā)可以替代甚至勝過人眼或大腦的圖像識別、處理技術(shù),。?
目前已經(jīng)有一部分汽車導(dǎo)航系統(tǒng)具備了行駛支援型系統(tǒng)功能,。這種產(chǎn)品通過在汽車尾部設(shè)置的4個攝像頭為駕駛?cè)藛T提供汽車后方的路況信息,為車主倒車提供幫助,。?
這種通過攝像頭取得路況信息的形式還會進一步發(fā)展,,拍攝到的路況數(shù)據(jù)將在汽車導(dǎo)航系統(tǒng)內(nèi)部進一步演化、識別,,將識別過的數(shù)據(jù)進行某些處理后提供給駕駛?cè)藛T,,為其駕駛提供幫助。?
上述產(chǎn)品的關(guān)鍵技術(shù)是圖像識別技術(shù),,只有對圖像進行解析,、識別,才能進入后道處理,。為了識別圖像,,需要對圖像數(shù)據(jù)進行詳細解析。要為行駛中的汽車提供支援必須進行瞬間處理,,所以系統(tǒng)必須具備極高的處理性能,。?
最近,支持圖像識別處理的下一代汽車導(dǎo)航系統(tǒng)LSI產(chǎn)品紛紛上市,。?
已經(jīng)有廠商開發(fā)出搭載了圖像處理功能的SoC(硅鍺芯片)“SH77650”,、面向下一代汽車導(dǎo)航系統(tǒng)的車載信息終端和安全行駛支援外設(shè),并將于2008年10月投入量產(chǎn),。?
新產(chǎn)品內(nèi)置了日立公司生產(chǎn)的圖像識別處理IP,。該IP是一種圖像處理專用硬件,它可以根據(jù)攝像頭拍攝到的圖像數(shù)據(jù),對行車環(huán)境進行識別,,通過同步,、即時地運行多個外部環(huán)境識別程序識別前方路況,探測和跟蹤前方車輛,。該產(chǎn)品還有一個圖像識別數(shù)據(jù)庫,,該數(shù)據(jù)庫儲存了近200種函數(shù),為開發(fā)圖像識別程序提供方便,。?
該產(chǎn)品的CPU核采用SuperH家族最高級別的SH-4A,,最大運行頻率為300MHz,光處理性能可達540MIPS,,內(nèi)置浮點運算器(FPU),,最大可進行300MHz的運算。?
除了圖像識別處理加速器外,,產(chǎn)品中還內(nèi)置了視頻輸入接口、顯示功能,、專用DMA定時器,、串行接口、CAN接口等豐富的外設(shè),。?
為了提供到目前為止最高性能" title="高性能">高性能的平臺,,NEC電子公司采用ARM多核技術(shù)開發(fā)了“導(dǎo)航引擎”,采用英國ARM公司生產(chǎn)的兼具低耗能,、高性能的SMP(對稱式多核處理器),。它搭載了4個相當ARM核的400MHz、480MIPS性能的核,,最大處理能力可達1920MIPS,。通過這種高處理性能可以同步運行路況圖像識別、路線指引等多個功能,。?
該公司去年發(fā)布并量產(chǎn)了車載圖像識別及處理器產(chǎn)品“IMAPCAR”,。?
通過并行處理l28個運算單元實現(xiàn)了性能5倍于目前市場上正在流通的圖像識別LSI的100GOPS(1GOPS為每秒運算10億次)。它可以實時識別白線,、前方車輛,、行人等圖像。所有圖像識別功能都是通過軟件實現(xiàn)的,,所以功能的追加及修改很方便,。?
轉(zhuǎn)換技術(shù)重視高精度和高速轉(zhuǎn)換?
在電子產(chǎn)品的數(shù)字化發(fā)展中,模擬數(shù)字轉(zhuǎn)換器(ADC),、數(shù)字模擬轉(zhuǎn)換器(DAC),、數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換" title="數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換">數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換IC的作用越來越大。?
數(shù)字產(chǎn)品通過數(shù)字信號對各種信號進行處理,而輸入輸出產(chǎn)品的信號大多是模擬信號" title="模擬信號">模擬信號,。比如手機就是通過通信天線,、喇叭、麥克風(fēng),,以模擬信號的形式輸入輸出的,。所以數(shù)字產(chǎn)品需要將模擬信號轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號、將數(shù)字信號轉(zhuǎn)換成模擬信號的“ADC”和“DAC”,。這也使“ADC”和“DAC”的轉(zhuǎn)換精度和轉(zhuǎn)換速度成為左右產(chǎn)品本身性能的重要因素,。特別在行業(yè)產(chǎn)品和醫(yī)療產(chǎn)品市場,數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換IC的性能是左右產(chǎn)品性能的關(guān)鍵元件之一,。在這兩個市場,,對高精度和高速轉(zhuǎn)換的性能需求和重視低耗能和小型化的需求格外明顯。?
美國模擬器件公司正在開發(fā)能夠分別滿足上述兩個需求的產(chǎn)品,。?
該公司生產(chǎn)的高精度SAR(逐個比較)式AD轉(zhuǎn)換器“PulSAR”的最新產(chǎn)品“AD7980”,,是面向醫(yī)療、行業(yè)產(chǎn)品的超低耗能ADC開發(fā)的,。?
該產(chǎn)品耗電量是以往產(chǎn)品的1/l0,,耗電量極低。它克服了以往通過監(jiān)視輸出輸入的監(jiān)測器提高精度的情況下耗能也會相應(yīng)提高,、高精度與低耗能不能兼顧的缺點,,實現(xiàn)了業(yè)界最高的低耗能。這樣就需要多達1000個信道的ADC半導(dǎo)體探測器,,通過大量使用高精度ADC可以大幅降低耗能,。而且由于散熱很少,可以大大延長桌上型醫(yī)療測試儀,、移動式醫(yī)療儀器電池的壽命,。?
美國模擬器件公司在利用AD7980的低耗能技術(shù)開發(fā)新產(chǎn)品的同時,還在進行集成多信道,、ADC以外功能的集成型產(chǎn)品的開發(fā),,以滿足產(chǎn)品小型化的需求。該公司特別投入力量重點開發(fā)“具有控制馬達功能等特殊用途的ASSP產(chǎn)品”,。?
美國Linear技術(shù)公司不僅開發(fā)出豐富的高性能ADC產(chǎn)品,,還在開發(fā)封裝了各種信號處理器件的信號處理模塊。除此之外,,該公司還具備開發(fā)ADC等各種高性能模擬IC,、通過尖端的模擬電路技術(shù)實現(xiàn)產(chǎn)品的超小模塊化以及短時間內(nèi)開發(fā)出高性能信號處理電路的能力。?
日本德州儀器公司為滿足各種數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換的市場需求,,正準備通過左右轉(zhuǎn)換IC性能的半導(dǎo)體制造關(guān)鍵處理技術(shù)開發(fā)新技術(shù),。?
該公司開發(fā)的,、適應(yīng)高精度要求的處理技術(shù)“HPA07”是融合了多年模擬IC領(lǐng)域生產(chǎn)經(jīng)驗和尖端CMOS技術(shù)開發(fā)經(jīng)驗的產(chǎn)品。其具有優(yōu)越的CMOS降噪特性和低耗能性能,。作為模擬處理器,,它最適合處理集成度很高的0.3微處理技術(shù),這種特征還適合應(yīng)對生產(chǎn)效率很高的200毫米晶圓生產(chǎn)線,。為了避免滯后,、降低電壓系數(shù),產(chǎn)品中嵌入了由金屬與硅化物組成的電極原材料生產(chǎn)的精密電容,、可以進行精細激光調(diào)阻的薄膜電阻等高品質(zhì)被動元件,。