借物聯網的東風，智能產品正百花齊放。物聯網要實現萬物互連，意味著接入設備離不開思考用的大腦—CPU/MCU，和交流用的嘴—無線或有線連接。這樣的需求為設備廠商產品更新換代帶來了巨大商機，同時也為CPU/MCU和通信廠商帶來了不小利潤。

一句玩笑話是“這年頭如果賣東西，貼上"智能"的標簽后物價局就沒法管了，一時間各種"智能"得要你哭笑不得的玩意兒都冒出來了”。如今的市場上充斥著各種各樣的智能產品—智能手鐲、智能掃地機器人、智能路由器、智能吸塵器、智能座便器等數不勝數，并且智能設備的增速將遠大于人口的增長速度。然而，現在的這些“智能”產品真夠智能嗎?它們之間能實現方便對話嗎?再往下去，創新產品的設計之路又該往哪里走?

日前，易維訊(EEVIA)舉辦的“2015產業和技術展望研討會”讓人耳目一新，會議邀請到

Freescale

、ADI、富士通、硅谷數模和集創北方等五家行業內頂尖的供應商分享了產業趨勢。從這次會議中可以歸納出物聯網時代產品開發的幾個關鍵點：開放互連、簡單易用;根據不同的應用需求，各種通信之間形成有力補充;特殊場合要做到安全可靠;穿戴式設備的數據分析必須做到云端上。

物聯網至于用那么多盒子嗎?No!

物聯網涉及到消費類電子、工業控制、汽車電子、醫療電子等方方面面。全世界人口目前大約70億，五年后增長不會超過10%，而物聯網設備的增速卻會高出2倍。得益于在物聯網市場上的優勢(圖1)，飛思卡爾半導體公司去年的凈利潤實現了大幅提升。

圖1：飛思卡爾為汽車電子、網絡、工業和消費類電子四大主要市場提供MCU、聯網、車載MCU、模擬和傳感器及射頻等關鍵元器件。

“現在的物聯網，BAT(百度、阿里巴巴和騰訊)、小米、美的和格力都在做各自的標準，國外的標準也很多。從芯片廠商的角度講，我們能夠做開放的平臺和開放的系統兼容各種不同的標準、應用和場景，來給智能家庭、個人醫療和智慧家電提供服務。”飛思卡爾微處理器部亞太區業務發展高級經理孫東先生演講的主題是“開放式物聯網的應用及未來”(圖2)。

圖2：飛思卡爾微處理器部亞太區業務發展高級經理孫東

“我們講到開放，不光是自己做一些東西，做我們的芯片、做我們的方案，我們也聯合IoT比較知名和細分市場比較有名的廠商做一些產品。” 孫東談道，“我們也在做WiFi的模塊(圖3)。市場對WiFi的模塊需求比較大，BAT分別投自己的WiFi的模塊廠商。我們也利用我們的優勢和國外、本土的WIFI廠商合作。除了提供模塊以外，我們還在和類似BAT云服務的公司合作，為客戶提供云服務。”

圖3：Freescale和高通合作設計的WiFi模塊，計劃在本月底或下月初有相應的產品推出

智能家庭中有多個應用，每一個應用對應的系統和網關都不一樣。個人醫療、能源管理以及安防等應用，它們的提供商、運營機制和對接協議都不相同。每推出一個標準就要推出一個網關，忠實的用戶可能有四五個盒子。盒子多了對用戶來說不僅采購成本比較高，用戶體驗、可操作性也很差，設備不同系統之間的對接也非常麻煩。

又比如，支持IoT家庭服務的盒子有很多，包括電視機頂盒、路由器和遠程醫療接入的網關。從智能家庭的角度看，接入商比較多，比如樂視TV做OTT接入方式，傳統廣電運營商的接入方式，移動互聯網的接入方式，安防電纜接入方式，國家電網在探討的光纖到戶接入方式。接入方式很多，提供的服務很多，對用戶來說選擇也非常麻煩。

真的需要這么多盒子嗎?No!飛思卡爾開發的一套系統—OneBox(一體化盒子，圖4)，只用一個盒子就能連接多個系統!OneBox完成了包括協議轉換、不同協議標準的支持，以及傳統網關加密和數據存儲等多個功能。

圖4：OneBox的含義是，將所有盒子集成到一個盒子中

“OneBox在局域網中支持所有不同的短距離無線通信標準，遠距離通信支持光纖、電力線載波等等。燈光控制采用ZigBee模式，攝像頭、智能插座采用WiFi模式，智能酒店采用無線聯網控制，不同的模式不再需要買多個網關，用一個網關就可以將不同的制式支持起來。” 孫東興奮地談道，“我們講到開放，不光是飛思卡爾在硬件上運用開源操作系統，也是和其他廠商進行合作。用戶不用管底層支持，只需要關注自己應用層的開發。有一個客戶告訴我，我以前做的事，需要雇兩個藍牙工程師，再雇兩個WiFi工程師開發新產品。他用我們的方案，底層是我們做好，他做應用開發，系統的穩定性都有很大的提高。”

軟件無線電設計也能像手機設計一樣簡單

物聯網和4G的技術市場有沒有關聯?現在很多人都看好更高帶寬和更高速率4G網絡，它會對IoT的發展起到推波助瀾的作用嗎?此外，LTE制式越來越多，又會有些什么樣的技術應對?且聽ADI公司渠道管理以及新興應用市場高級應用經理章新明(Eagle)先生為大家解密(圖5)!

圖5：ADI公司渠道管理以及新興應用市場高級應用經理章新明

“軟件無線電的關鍵器件射頻捷變頻收發器DA936x市場上的情況是怎樣?一句話就是供不應求，我們已經生產不出來了。”可見ADI最近生意也是好得不得了，Eagle開場就冒出這么一句話!

我們知道軟件無線電技術可用來解決移動通信(基站)多制式的問題，那么為什么要用這種方式呢?一個字“錢”。“軟件無線電有很多需求，需求來源于大家的設計挑戰。”Eagle解釋道，“手機總體投入產出很大，可以投很多錢，但在別的市場不是這樣，所以挑戰很大。”

在基站這個領域(SDR除了可用于標準基站，還可以用于很多其他非標通信應用中)，芯片集成度越來越高，要求越來越高，而成本壓力越來越大。新產品采用新工藝設計，能夠降低成本，但在早期卻難以被像華為這樣對質量要求嚴格的客戶所接受。再者，產品還要求能靈活配置，支持現場可升級。隨著鐵塔公司成立，要求變得更高。設備安裝后不能隨便更換，只能在下面換軟件。這個要求對大家的挑戰非常大。

“另外一個是性能要求?，F在4G輕而易舉就能看視頻，而以前GSM在過年時發個短信都成問題，為什么?帶寬太小。” Eagle補充說，“芯片不支持是一方面。就算是芯片支持，也不能支持可變帶寬。對我們的器件來說，AD要快，快的話功耗高、成本貴。最困難的是濾波器，因為一個寬帶的系統要支持200k的GSM，必須把帶寬縮下來。寬帶不支持窄帶，窄帶不支持寬帶，這是最大的矛盾。”

還有產品上市時間的要求。工程師碰到的問題是做基帶，也就是懂協議的人需要懂模擬，需要懂嵌入式設計，因為他是最懂系統的，很可惜他對模擬往往一竅不通。而反過來，射頻工程師，射頻玩得非常好的，一般不懂數字，協議更不懂。這就需要集成式RF收發器像手機射頻級芯片那樣，信號送出去以后工程師就不用再考慮。“我們的芯片精度高、容易用，有仿真、開發原代碼和參考設計，讓你的系統一開始就能做好。”

“AD9361/64系列集成式射頻收發器非常的成功(圖6)。這個芯片系列有一千多個寄存器，集成了模擬濾波、混頻器、數據轉換器、發射和接收的頻率合成器。單芯片集成了所有其它功能，靈活可配置，是真正的軟件無線電，可以現場升級，沒有風險;可以實現快速上市，實現了體積小，還解決包括散熱、功耗的問題。”

圖6：AD9361軟件定義射頻收發器IC結構圖及規格。AD9364區別僅在于通道數為1×1

AD9361/64芯片的工作范圍從70MHz到6GHz全部支持。帶寬從200KHz到56MHz都支持，也就是從GSM到微波的范圍全部支持。這款芯片點亮了整個市場，做一個標準基站或是非標產品也能像做手機一樣簡單。

最后，Eagle在應用上分享幾個創新案例(圖7)。測試儀器，像頻譜儀和網絡分析儀，太重太貴不易帶出，而現場測試人員又很需要這樣的儀表。用AD9361就能實現這種功能，可以把頻譜儀做成便攜式的。通信遙測設備，比如最近很火的四軸飛行器，要做到圖像實時傳輸。WiFi飛遠了會沒信號，AD9361就非常適合做這種產品。

圖7：AD9361/64軟件定義RF收發器的創新案例

FRAM比EEPROM快，方案反而還便宜，你相信嗎?

以前只知FRAM的性能優勢(圖8、圖9)，而不知FRAM內部到底是個什么結構。這次富士通半導體上海有限公司市場部經理蔡振宇(圖10)總算來了個大掃盲，并著重介紹了好幾款創新應用。

圖8：FRAM性能特長

圖9：FRAM與其它存儲器的比較

圖10：富士通半導體上海有限公司市場部經理蔡振宇

FRAM是一種運用鐵電材料(PZT等)的鐵電性和鐵電效應來進行非易失性數據存儲又可以像RAM一樣操作的存儲器。當一個電場被加到鐵電晶體時，中心離子順著電場的方向在晶體里移動;當離子移動時，它通過一個能量壁壘，從而引起電荷擊穿。內部電路感應到電荷擊穿并設置存儲器。移去電場后中心離子保持不動，存儲器的狀態也得以保存。材料本身的遲滯特性的兩個穩定點代表0或1的極化值(圖10)。

圖11：FRAM技術和工作原理示意

富士通FRAM包括三大類：單體FRAM、RFID FRAM和認證FRAM。下面來看FRAM在具體應用上都有哪些優勢(圖12)。

圖12：FRAM RFID在生化、醫藥、醫療中的應用

1. 無需后備電池有哪些好處?數控機床需要實時記錄重要數據，數據量很大的情況下，以往都是加上一個后備電池用于保存數據。采用FRAM后，就可以把后備電池拿掉。后備電池有很多問題—會漏電，用兩三年電漏掉后要更換，對后面的維修會很有麻煩。去掉它，可以減少維護保養的時間，做到環保。此外，采用FRAM比采用SRAM+電池的方案可能會更便宜。

2. 工廠自動化和維護應用。在汽車的生產線上，像大眾這種大廠，每年的生產量都會往上提。生產量往上提，要把現有生產線的效率提高。在整個汽車生產中就要使用RFID，要把生產線、流水線變快的話，RFID讀取速度要變快。這就需要更快的流水線運轉速度，提高RFID讀取速度。富士通有一顆128C就成功運用在了這樣的領域。

3. 公路收費卡。有廣東的朋友在進出站時出現收費卡讀不出來的情況，因為使用的頻率高，超過一百萬次失效了。FRAM RFID則不會讀到極限(10的12次方次)。另外，它不存在EEPROM讀寫距離不同的問題—EEPROM RFID在寫數據時要先升壓收集電場能量，FRAM則無需。

4. 波音飛機上使用了富士通RFID。飛機過一段時間需要大修、年檢。每個零件可以照取，可以把維修記錄通過RFID反映出來，知道哪個部件要壞了，哪個部件可能有問題要更換等等。

5. 醫療和醫藥是FRAM RFID的傳統市場。像手術臺的追溯、藥劑盒子、類似于穿刺、血透的管子，美國和歐洲會有很多接觸到醫療器械的地方，需要經過射線消毒。普通的RFID滿足不了要求，只能用到FRAM的RFID。原來是美國和歐洲的要求比較多，然而現在，中國的醫院和客戶也慢慢對此提出了要求，并且會越來越多。目前市場上只有富士通的FRAM RFID可以滿足這些需求。

6. 冷鏈控制。疫苗運輸有一個集裝箱柜，需要實時記錄溫度系數和運送時的具體溫度。以前是運用主動標簽，一個點一百多元人民幣。車里做一個WiFi的節點，送到駕駛室，目的地再把節點的數據讀出來。改為FRAM RFID的方式，一個結點用簡單的MCU加溫度模塊加FRAM RFID即可。運輸到數據可以RFID五個點一讀，就可以把運送的流程拿出來。這給客戶省了不少錢，一百多元的主動標簽還是比較貴，基本上可以降到一半的成本。

7. 打印機墨盒。佳能、EPSON的打印機只認自己的墨盒，假的墨盒它就會彈出來，并告訴你用了盜版墨盒。這是怎么做到的?它用的就是認證FRAM。打印機一個芯片，墨盒一個芯片。打印機取墨像對暗號一樣。為這種應用設計的認證芯片，里面有AES128加密的數據，出廠前就和廠商談好了每種不同的打印機和墨盒有對應的暗號。通過這種方式進行驗證，客戶的知識產權可以得到保護。

8. 內窺鏡。內窺鏡有一個轉換頭，一個客戶希望那個頭匹配自己的內窺鏡片的頭。他把認證芯片加到內窺鏡的頭里，實現了類似于墨盒的工作—我的機器只能配我的頭。

圖13：FRAM和EEPROM對比Demo。用數據說話—兩者都是并口，前者(右)性能遠超后者(左)

通用控制臺勢必顛覆OTT盒子、主機游戲以及移動計算

熟悉硅谷數模(Analogix)公司的工程師都知道，SlimPort

是他們家的技術。最近這家公司發布的一款名為SlimPort NANOCONSOLE的通用控制臺，實現了對OTT盒子和主機游戲以及移動計算的顛覆性創新。

“全球內置

DisplayPort芯片出貨數量超過10億臺，其中比較著名的是

iPhone

的AP從A5到A8里都有，直到今天上個月還在跟蘋果談一個新版的AP，后續iPhone的AP會持續支持。今天拿的iPhone的接口實際上內部跑的是我們的架構。”硅谷數模市場總監梁茜女士首先介紹說。

圖14：硅谷數模市場總監梁茜

隨著屏幕分辨率提高，AP處理器到屏的帶寬變得越來越大，才能輸出4K、2K或者1K的顯示。之前的老式接口已經不能滿足大數據的帶寬，新的連接方式已經轉向了更高速率的接口方式。

現在手機、平板、筆記本里會內置一個傳輸芯片，將4K、2K或者1K這種大帶寬、大數據的內容向外輸送?，F在看到的普遍接口是SlimPort USB的方式。SlimPort采用了和iPhone的IP同樣的技術，目前單通道帶寬達到了6.75Gbps。SlimPort現在支持的最大向外輸送視頻的帶寬已達4K×2K。

圖15：普京送習大大的YotaPhone2手機，采用的就是SlimPort接口

“現在小孩看到一個屏就會去用，要是一個便攜東西能干所有的事就好。內容從云端讀取，不用拷來拷去。我就是把我所有的文檔存到阿里云，在手機上讀取阿里云，用手機來做這個演講的?；丶抑蟀咽謾C放到平板、電視旁邊，不用買盒子。到辦公室加一個藍牙鍵盤，企業服務器讀取工作內容，直接輸入和分享。”梁茜分享道。

在家里是不是還要買盒子、X-BOX，這是不是手機就可以干呢?手機可以變成很多東西：它能變成OTT盒子，讀取優酷、愛奇藝內容;可以直接配一個小手柄玩手機里的游戲。

圖16：通過SlimPort將手機連接到大屏玩游戲，今后還會對帶手柄的游戲提供支持

下面來看看NANOCONSOLE是個怎樣的東西。“這款產品是配合手機和平板做的底座，有充電和視頻輸出的功能。它是盒子的形態，放一個小搖控器，放一個底座。最后的形態是盒子里配一根線，這個能做什么?手機如果不是用的SlimPort接口，它可以給手機進行充電。如果是SlimPort接口，用戶想看手機或平板上的內容，可以通過遙控小板和手機配對去控制手機，讀取手機內容播放到電視上。后面有一個HDMI接口和HDMI顯示器相連接。同時，這根線還在給移動設備充電，玩游戲不用擔心耗電的問題。”梁茜表示。

圖17：NANOCONSOLE可以將SlimPort手機高清內容連接到大屏播放，還可以用來唱卡拉OK、玩游戲和看電視節目

它支持移動端播放到4K的輸出，這樣就可以將手機變成4K內容獲取源，再配上4K高清電視，就可以自己拍攝和播放4K視頻。同時，它支持7.1聲道，4K×2K和7.1聲道可以同時輸出，這樣唱卡拉OK直接買一個話筒就可以了。又比如說看電視節目，不用跑電視機旁邊去快進快退，拿小板控制即可。除了HDMI的接收端，連投影、DVI它都可以。后續，硅谷數模在游戲場景方面還會跟手柄廠商合作，將推薦的游戲改成可以用手機玩。SlimPort還計劃與汽車車載做連接，使手機可以直接到汽車的顯示屏。

筆者認為，Slimport的這一創新不僅繞開了廣電總局對OTT盒子內容下載的限制問題，同時也解決了移動辦公場景下攜帶筆記本的不便性。SlimPort今后在市場上將會迅速鋪開。再來看Freescale的OneBox解決方案，做盒子的廠商要注意了!

最后，DisplayPort是唯一定義在USB接口連接方式上的輸出標準。因此，SlimPort也將繼續在最新的USB

Type-C接口

方面提供支持。

觸控技術All-in-one是發展趨勢

“去年年底談得最多是可穿戴式設備，包括很多核心技術。今年可穿戴設備已經有了，包括曲面電視、曲面手機、曲面手表等等。不管怎么變兩個東西變不了—顯示設備和輸入設備變不了。目前的趨勢—越變越薄、越變越輕、越變越小是外在變化。內在本質變化是大型機到蘋果手機，到互聯網革命，再到現在的物聯網。在硬件上是遵循摩爾定律;在內容應用上是不斷擴大。”集創北方公司副總裁陳馗先生談到(圖18)。

圖18：集創北方公司副總裁陳馗

“智能終端看上很熱鬧，但是沒有實際突破。去年我講這個問題時講的是功耗問題。內容不到云上，智能穿戴還是不行，現在只解決了人體穿戴硬件和手機通信，是不足以滿足需求的。”他認為，“把可穿戴做好一定要滿足人體的特征。這個問題突破的話，穿戴式設備一定非常火，不需要簡單數據傳輸，而是豐富數據傳輸。這種情況下，外設將變成重量非常輕、體積非常薄，而且交流是透明的。硬件載體變成數據傳輸工具，有大量的數據處理，這是本質上的變化。大量的數據變化到云端處理，再把計算結果傳下來。”

圖19：未來隨處可見的人機交互界面

陳總通過一個動畫，生動地演示了可穿戴設備的未來發展方向，其中包括有手機的觸摸技術、柔性屏的折疊技術、柔性電路技術、塑料殼的柔性技術、柔性電池和無線分離技術等。這種生活場景確實非常好，但要實現起來著實不易。

2014年指紋識別非?；?，電容式觸控技術的提升帶來了指紋識別的革命。然而，“有指紋識別的手機在登記注冊時，我們認為一個手指下去只登記一個手指。如果十個手指都按都可以開機，這樣就不具備隱私性了。這個問題怎么導致的呢?一個手指上去做門禁指紋算法時，識別手指個體特征點。現在做的比較小，FPC從196降到128。為什么FPC做196，因為剛好可以一次識別完整的手指?，F在所有的都做不到抓取那么大面積，這種情況下不得不使用圖像對比技術。雖然指紋識別推的很快，大家很熱鬧，但是現在的芯片狀態不具備往前發展的東西。技術要完備、要提升，現在還只是初級階段。” 陳總表示。

未來的顯示技術脈絡很清晰：PMU在2012年做，TCON在2013年做，2014年三方融合，2015年是ITD。ITD很明確，觸控IC和顯示IC是兩個IC，這將來是一個IC(圖21)。

圖20：智能手機分辨率趨勢

圖21：未來顯示技術融合的發展

“All-in-one(PMU+Driver+TCON+Touch)今年一定會量產。前期工作準備差不多，我們的愿景是最大的FPD市場。”陳總強調，“

In-cell

方案是我們要走的過程。去年介紹的是ICNT85系列，今年介紹的是ICNT86系列(圖22)。去年ICNT85系列講的是超靈敏、大手套和尖端。ICNT86系列不光在傳統外掛式產品上應用，還是在結構體上能用的芯片，這是14年一個重大的突破，它具備了In-cell結構整合能力。在抗干擾、速度上有很大提升，抗干擾能力比市面上同類產品強很多?？垢蓴_能力完全是為了做ON-cell和In-cell。目前，On-cell已經是出貨狀態，In-cell也已經在做了。這個產品在15年會成為明星產品。”