美林分析師米朗諾維奇（Steven Milunovich）在客戶的研究報告中大膽預測，英特爾、微軟、戴爾和惠普等當前的電腦業巨擘都將在未來數位家庭時代中敗下陣來。米朗諾維奇非常看好蘋果電腦和新力等廠商在數位家庭時代的發展潛力，他認為可以儲存影音並且具有類似電腦功能的「娛樂性伺服器」可能就是蘋果電腦下一個「殺手級應用」產品。

《圖一　TI德州儀器科技委員會委員暨亞洲技術應用經理杜王平福》

消費性電子產品技術發展與整合趨勢

TI德州儀器科技委員會委員暨亞洲技術應用經理杜王平福

數位家庭描繪出一個遠景，就是家庭中的每一個成員，無論在任何時間、任何地點、任何裝置、任何內容與格式上，均可實現網路化的無縫連接（seamless connection）。換句話說，數位家庭的概念就是利用家用閘道器，讓住家中的每一個部主機都可以透過無線傳輸接收或傳送訊號，以方便擷取數位化內容。提供數位家庭娛樂設施的電腦、消費性電子以及網路連結之原始設備供應商（OEMs），均認為串流媒體（streaming media）市場有其獨特的重要性。雖然今日的電腦已經成為各種數位影音資料的主要管理與視聽媒介，但消費性電子以及網路通訊設備製造商仍積極將具備串流媒體功能的產品帶入數位家庭之中，這對這些廠商而言將會是下一個挑戰。杜王平福表示，數位家庭主要的精神，就是針對現有的產品進行加值，讓每一個數位裝置都可以發揮更多的效益。

在實現數位家庭的具體方式，以電腦或其他嵌入式系統為平台，家用閘道器可以接收並分享數位訊號。例如以ADSL、Cable、LAN、WiMAX、人造衛星或廣播等方式接收訊號，而家庭內部則可利用WLAN、藍芽、UWB、USB或1394等無線通訊協定來分享數位內容。然而現在數位家庭在實行上也遭遇許多挑戰，首先是必須提高兼容性，如具備QoS、security、DRM（Digital Right Management）及EOU（Easy of use）等功能。而利用有線與無線方式傳輸訊號時，傳輸率與訊號干擾問題也必須加以解決。第二是不同的媒體格式之間必須使其更具互通性（Interoperability），如在A/V上的MPEG4、MPEG2、DV、AC3與MP3等格式，或如解析度、更新速度、長寬比、色差及色度等不同規格。此外，利用多功能的系統設計來降低產品成本與體積也是個重要課題，而這樣的系統設計可利用數位功能的整合與加值來達成，例如DMA、IP STB與視訊電話的整合，ADSL、WLAN與VoIP的整合，或者URC（Universal Remote Controller）與Wireless VoIP Phone的整合等。而遠距維修與升級也可提升產品的可擴充性。

杜王平福強調，能深入各年齡層的手機正是消費性電子最好的產品。而在多樣化的數位家庭產品裡，幾乎都已經是「TI Inside」了，因為大部分的產品都具備TI的平台，如數位相機（DSC）等。TI高整合度、彈性化的平台與全球技術支援正是消費性電子與數位家庭產品最合適的解決方案。

《圖二　ARM台灣區總經理呂鴻祥》

數位家庭的嵌入式微處理器應用挑戰

ARM台灣區總經理呂鴻祥

今日在數位消費產品上，多樣式的媒體格式、互不相容的元件、偏低的互通性與多樣的使用介面往往令消費者困擾。而眾多的服務供應商也提供重複、但不完整的服務內容。放眼未來，消費性電子產品的傳輸速度將更快、視訊裝置將多元發展、儲存媒介的密度將提高，而連線方式則有無線與有線兩種選擇。

在使用上，消費者希望自己身邊的多種電子產品可以相互整合、相互連結並分享數位內容。呂鴻祥表示，從過去到現在的歷史沿革都說明了頻寬與媒體的內容將不會再受到限制，而每樣裝置將來也都須具備硬碟，以存取數位家庭裝置中龐大的數位資訊。

因此，迅速整合多樣化的科技將刻不容緩。在數位家庭裡，3C（Consumer、Computer與Communication）的結合將更形重要，方便移動的可攜式產品與體積龐大的電器產品將形成區隔，而最新的科技也將會為產品增色不少。另外，廠商也必須致力縮短產品上市時程。包括設計可重複使用的平台、依不同屬性設計符合低階至高階應用的產品，開發良好的軟硬體環境並與策略伙伴結合以爭取產品更大效益。至於產品成本的減少，則不只是材料本身，連軟體開發與除錯等費用均需計算在內，以設計出更符合效益的平台。

為了減少成本，系統架構均往高整合度的方向發展。若欲在DVD、DTV與STB上發展SoC，則須在系統整合的架構與市場劃分上，尋求獨特的平台。可重覆使用的軟體也可省下不少花費。若要決定市場走向，則須先考慮平台效能。OEM廠通常需求的是產品具備足夠的功能性、兼容性、便宜且針對主要應用所設計的大型積體電路、參考用的平台與特定操作系統的軟體資料庫、良好的發展路藍圖與技術支援。因此必須跟著市場需求才有辦法繼續維持佔有率。例如增加新功能、縮短上市週期、降低成本與加入更新的技術等。

但是製造商經常遇到許多麻煩，例如過多的CPU架構和指令集在同一晶片上會產生問題、驗證時間需要更久。此外，種類繁多的軟體開發工具也會增加開發成本。因此，提供更具效益的平台就越形重要。ARM將平台匯流排與低速到高速的CUP core統合，獨特的開發環境讓除錯工作更加容易，並可有效降低成本。呂鴻祥指出，不管是數位家庭或消費性電子產品，其最終的目的，都是要讓這些最新的科技能夠融入人們的生活，並讓產品更人性化、更容易使用。

《圖三　TATA ELXSI Specialist－DSP/Multimedia PRDE, T. S. Saravanan》

嵌入式系統軟韌體整合與應用設計

TATA ELXSI Specialist T. S. Saravanan

嵌入式設計的現行方案中，大多數的嵌入式元件都是屬於消費性電子之應用。而在整個嵌入式元件的市場中，光是嵌入式應用的部份就佔有了84％的份額。以處理器市場來看，嵌入式處理器也佔有整體處理器市場的94％。而嵌入式應用產品的全球市場，佔有率最高的是電信通訊、無線數據通訊等產品，約佔有34％的市場。其次就是消費性電子產品的20％。剩餘的則是工業自動化19％，汽車零件10％與其他的17％。

T. S. Saravanan指出，今日消費性電子之嵌入式應用必須具備幾項特色：第一是更聰明化的設計，如此才能符合日益強調的多功能資料管理系統，如數位電視機上盒等。第二是更人性化的網路連結，利用網際網路與最新的科技結合以創造更人性化的網路連結介面。第三是提升裝置的戶聯性，據估計到2010年時，單一的媒體平台如PC等將會漸漸式微，取而代之的是戶聯性高的處理架構。第四是往更小的體積發展。另外，能夠減短產品上市時程、提高生產力並提供更快的創新技術，才有機會成為消費性電子市場裡的最終贏家。

多數的消費性電子產品均包含多媒體功能，而未來的數位家庭也必須結合更多的使用者經驗。然而，消費性電子在軟體與韌體的整合上，有幾項問題仍充滿挑戰，如增加軟體功能並同時減少韌體體積。廠商在設計上必須要具備擴充性、可重複使用、提高可配置性與穩定性，並讓軟韌體更容易整合。設計上可提高產品的互通性並利用彈性的架構加強生產力，來縮短產品的上市時程。唯有不斷提升產品的效能才能應付日益複雜的設計挑戰，而可攜式設計也是越來越受重視的一個項目。隨著處理器、記憶體與其他元件技術更加進步，產品在應用端也出現更多的複雜性與更困難的挑戰。因此，Saravanan表示，供應商在提供解決方案時，除了更快速，也應該具備更多的自信來克服所以困難。這也正是消費性電子的精神所在。

《圖四　Broadcom台灣研發中心總經理高榮新》

消費性電子產品WLAN應用之技術發展需求

Broadcom台灣研發中心總經理高榮新

無線區域網路（WLAN）與消費性電子產品的結合已是大勢所趨。為了迎合此一趨勢，全球晶片大廠紛紛加快腳步在更小尺寸與更低功耗等功能上加以改進，想藉此在消費性電子市場裏佔有一席之地，由此可見WLAN已成為全球消費性電子產品競爭之另一主要市場。

高榮新表示，嵌入式WLAN產品三大需求分別是尺寸、功耗與成本。只要掌握這三大需求，要想瓜分大半市場便不是難事。此外，合適的介面與操作系統的支援、生產容易、更高相容性、可靠性與更好的效能均是需要考慮的重點。自從國際晶片大廠成功推出802.11g與802.11a/b/g等新標準的晶片組後，WLAN已經開始將產品轉向PC以外的市場發展，並鎖定在手機、PDA與smart phone等可攜式裝置，以及數位相機、MP3播放機與DVD播放機等消費性電子產品上，因此在產品及市場發展的策略上已出現明顯區隔。為了要在消費性電子市場中立足，WLAN晶片大廠紛紛開發更新一代的產品，改進過去體積過大及耗電量太高等缺點，在更小尺寸及更低耗電量等功能上大以改進。

WLAN的優點是，不需連結即可下載MP3音樂至MP3播放器中、可直接以數位相機選擇並傳送影像檔案至印表機列印、下載電影至DVD播放器或利用掌上型裝置進行多媒體遊戲，也可在PDA上進行無線高速的資料傳輸。而更高價效比的無線傳輸方案，需要以整合的單一晶片來降低成本、降低功率耗損、簡化射頻元件製造、降低成本同時提高使用之安全性。

隨著全球主要WLAN晶片供應商爭相推出更高效能的新產品，並同時大動作進軍可攜式裝置及消費性電子產品市場，預期未來除了PC之外的消費性產品領域中，WLAN晶片廠將在此上演一場激戰。

《圖五　SMSC亞太區應用工程部協理唐惠國》

消費性電子產品周邊連結技術整合與架構建置

SMSC亞太區應用工程部協理唐惠國

數位時代，許多更大的檔案與資料不斷出現，如電影與音樂工業的需求，個人使用的數位影片、數位照片與MP3音樂檔案等，這些數位檔案體積不斷增大，舉例來說，一個800萬畫素的數位相機所拍攝出來的單張照片檔案大小就可能達到25～30MB。這些應用在消費性電子產品中，日益增加的檔案體積驅使數位產品與周邊商品的連結方式也必須跟著改變以方便傳輸這些龐然大物。現今的傳輸方式有兩種，有線傳輸與無線傳輸。這兩種傳輸方式各自具備優點與缺點，而它們也將在消費性電子產品的身上同時存在。

唐惠國指出，雖然無線傳輸方式擺脫了傳輸線的糾纏困擾問題，提供更大的自由度，但是有線傳輸卻也具備更多優勢，例如便宜的價格、傳輸效能優於無線傳輸、提供更大的安全性而且容易設定。現今有線傳輸的之兩種主流產品為乙太網路（Ethernet）與USB2.0。乙太網提供更具效率的傳輸方式，其資料傳輸速度可從10mbps到1Gbps不等，在大多數的數位家庭產品如數位電視機上盒、數位電視、印表機、DVR與多數PC週邊產品上都可見其身影。USB2.0之優點則是隨插即用，資料之傳輸速度為480Mbps，足為USB1.1傳輸速度12Mbps之40倍。USB2.0扮演了消費性電子產品與外界產品連結之通用匯流排角色，其快速的傳輸速度讓數位產品如數位相機或Apple iPod之資料傳輸等變得更加迅速，可讓產品與產品間相互連結並分享資料。互通性的消費性電子裝置可將PC的效能導入數位家庭，讓使用者便於創作、編輯與儲存，並以串流模式傳送音樂、影片及相片等媒體。SMSC所發展的USB 2.0與非PCI內嵌式乙太網路方案等技術，正可充分實現數位家庭連結的願景。

《圖六　NS美國國家半導體台灣區產品應用工程經理林漢恭》

實現消費性電子產品良好電源設計

NS美國國家半導體台灣區產品應用工程經理林漢恭

電源供應器是將交流電源（AC）轉換成為直流電源（DC），並且將直流電轉換成可符合各種電子產品工作電壓需求的電源轉換裝置。目前消費性電子產品的電源供應多以交換式電源供應器（Switching Power Supply ; SPS）為主。其設計原理是將功率元件電源以高頻切換方式，將AC電源轉換成所需要之DC電源輸出。與線性電源供應器比較起來，交換式電源供應器具備更高的效能、更小的體積、多樣化的輸出與更小的體積。但其缺點則是設計上較為複雜且成本也比較高。通常使用於更高的電源需求與多樣化的電源輸出應用上。至於線性（Liner）電源供應器則是利用鐵心繞線的方式將AC電源轉換成DC電源輸出，其設計簡便、體積小、價格較便宜，但缺點則是體積大、重量重並且轉換效率低。

林漢恭指出，由於未來全球在消費性電子產品的使用上已經逐步普及，市場對於體積小、質量輕且效率高的電源供應器產品需求將快速增加，而通訊產業也可望成為交換式電源供應器最具潛力的市場之一，特別是可攜式的通訊產品。一般來說，手機上更部位零件均需要電源的供應，且隨著其功能的複雜化，電源需求也越高。通常螢幕LED背光版、按鍵面版LED光源、裝飾用的LED光源與照相用的LED閃光燈、聲音處理與MCU等都會消耗大量電源。而消費者在選擇產品時，通常會選擇價格低、體積小、效率高、操控性佳並可充分展現效能的產品。因此，為了提供更有效率的電源供應，美國國家半導體在消費性電子的電源產品設計上，均以效能優先為第一考量來提供電源供應產品與多樣化的照明設備，並配合設計整合系統加快產品的上市腳步。

《圖七　Seagate技術工程師朱秋男》

消費性電子產品最佳化儲存方案

Seagate技術工程師朱秋男

儲存方式的演進已經成為驅使數位家庭產品前進的一大關鍵力量。數位消費性電子產品需求更大的儲存容量，而體積越小的硬碟在消費性電子產品的身上也越來越常見。例如可攜式的MP3音樂播放器內建小型硬碟以增加儲存的音樂容量已是趨勢，現在市面上已可見到許多內建硬碟的MP3播放器，儲存容量最大可達5Gbytes，相當於可存放1萬5000首歌曲。另外，其他各式不同的硬碟應用在消費性電子如DTV、STB、DTV、數位相機與手機等應用也預期在2007年會達到6800萬台，年複合成長率也估計將達39.5％以上。

硬碟產品在設計上需考量諸多問題，如能源耗損、主機板的電磁波干擾、過熱問題、堅固性與耐摔性、噪音大小與價格等。其中首要解決的是過熱。由於硬碟大部分是內置於機殼之內並與其他電子零件非常接近，因此如果散熱不良將可能影響其他電子零件的運作。此外，熱的產生也會導致硬碟內空氣的擾動，進而產生振動而影響資料的讀寫。而硬碟與電子零件過於接近也容易受到電磁干擾。這些問題在未來數位家庭時代勢必也得跟著解決。

在未來，電視節目均以高解析度的數位訊號播送，這些高解析節目內容比起普通的電視節目資料量大了九倍之多，因此為了儲存這些高解析度的節目，勢必得使用更大的硬碟。以一顆160Gbytes的硬碟來看，可儲存的高解析節目時間就可長達17小時。但不同場合所需要的硬碟特性也不盡相同。例如客廳裡的PVR或DVR就要求可靠、便宜與大容量；遊戲機則是需要小體積與價格便宜；至於可攜式裝置則需要堅固、低功耗與體積小。

硬碟產品想要成功打入消費性電子市場並提高消費者接受度，成本當然是其最重要考量，並且必須依據電子產品特性打造適合的硬碟，如針對可攜式裝置所設計的微型硬碟，或是方便攜帶的可攜式或口袋型硬碟。以更創新、可靠且價格低廉的產品前進消費性電子市場，消費者與廠商都將會是最大受益人。

結語

消費性電子產品具備簡單、好用與便宜等多項特色，這也是未來數位化產品的發展趨勢。製造消費者想要的產品很重要，製造廠商必須多花點時間思考消費者要的是什麼，由此看來，類似iPod這一類產品將在整個消費性電子市場中大行其道。消費性電子市場商機無窮且競爭激烈，只要掌握了最新技術趨勢、設計訣竅和創意，便能掌握決勝關鍵。