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網路連結的下一步:控制、無線與多媒體
矽谷點將錄-Echelon、Atmel、Cirrus Logic

【作者: 歐敏銓】   2002年07月05日 星期五

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網際網路的出現,讓全球各地的電腦都能連結起來,也開創了所謂的知識分享、智慧權力的新資訊時代。只要具備TCP/IP編譯處理的軟、硬體能力,就能成為這一開放網路上的一份子。


這是一股開放的力量,勢不可擋,全球科技也得順勢而為。以通訊市場為例,系統、終端廠商過去各擁標準,造成不同區域各有自己的一片天空,若不透過檯面上的合約讓系統互通,旅行用戶就沒辦法進行「漫遊」。這件事情現在看起來已是非常荒謬,隨著OSI協定入主通訊領域與寬頻環境的成熟,「漫遊」合約將成為廢紙,廣告中的「國際電話請撥“00X"」也將成為一段過渡的通訊史。


另一個值得關切的發展,即是網路連結的下一個階段。


網路節點決定影響力

就如3COM創辦人Robert Metcalfe曾說過的:「網路的影響力與網路節點的數量成正比」,目前擁有、分配到IP位址的節點,仍然限於以大量資訊處理的PC終端,或少數高檔的手持設備,但這些只是當今電子世界中一小環節,還有太多的電子設備仍孤零零的立在某個角落,等待主人靠近去親自操作。


這涵蓋了消費性與工業電子的廣泛領域,其需求則是以控制為主,例如家電用品,或保全、電力、燈光等系統,而這些節點的數量遠比區域網路(LAN)的資訊節點來得多,其影響力與市場商機也可以想見。


台灣向來以資訊生產、加值見長,對於網路發展的下一階段,也就習於以PC的應用模式來套招,不是各自模擬所謂資訊家電(IA)或家庭網路的可行性產品,就是等待大廠(Wintel)來規範定義。殊不知這個領域可以有更多元的思考方向,也仍有許多具競爭性的配套技術應該掌握。以下將介紹Echelon、Atmel、Cirrus Logic這三家矽谷廠商,各有其與眾不同、值得參考的市場策略。


控制網路商機無限 - Echelon

《圖一 Echelon副總裁Michael R. Tennefoss:資訊網路與控制網路有其分水嶺,LonWorks平台則是專為電器設備開發的網路控制系統。》
《圖一 Echelon副總裁Michael R. Tennefoss:資訊網路與控制網路有其分水嶺,LonWorks平台則是專為電器設備開發的網路控制系統。》

你或許還不知道Echelon這家公司,但你應該沒有錯過本月在韓國釜山所舉辦的數場世足對抗賽吧。在這座足以容納上萬人的巨蛋式大球場中,日夜皆能燈火通明、四季皆能提供最舒適的比賽溫度,這自然得靠散佈全場665個燈光、空調等設備來完成,而如此龐大的遠端控制網路,正是透過Echelon的LonWorks系統架構來操控。


成立於1998年的Echelon,十多年來所致力的,即是開發LonWorks這套自動化網路控制系統。此一出發點與我們所熟知的資訊、通訊和消費性3C市場有很大的差異,該公司可以說是從工業應用的角度切入,而在這個領域中,對於自動化的分散式網路控制早已有嚴格的要求,例如鐵路局交通管理系統,或新興建築大樓的保全、燈控、門禁等系統,有的甚至已訂定相關的產業標準,如美國ASNI的控制網路協定規格EIA-709.1、歐洲的加油站自動化控制標準、汽車ABS系統標準等。


LonWorks即試圖包容以上各種規範,整體架構相當龐大而完整。Echelon副總裁Michael R. Tennefoss 指出,LonWorks並非是Echelon所專屬的技術,而是一套開放性的標準平台,已納入EIA 709.1, 709.2, 709.3的標準中,有意開發者皆可以自由從網路上付費下載來運用。但Echelon無疑是這套規範的最主要推動者,並已開發出各項設計、安裝、偵錯及維修等軟、硬體解決方案。


在3C領域的廠商企圖將網路商機延伸到更廣泛的家電產品,而紛紛為自己提出家庭網路新藍圖背書時,Echelon挾其工業控制專家的名號,也準備搶進這個市場。Michael認為資訊網路與控制網路有其分水嶺,採用LonWorks平台可輕易建置家庭、企業甚至是都會區域的電器設備網路控制系統,若需要與Internet的資訊相結合,則可以透過該公司與Cisco合作開發的i.LON網路伺服器來進行連結。他強調LonWorks的規範是遵循OSI七層協定來設計制定,因此能與Internet無礙的溝通,而Echelon則可提供二至六層的相關解決方案。


在硬體核心的部分,是由Neuron晶片來擔綱,它是一顆內嵌三顆8-bit處理器的微控制器,分別處理媒介(Media)、網路及應用程式,同時內建記憶體及一般用途的I/O埠,若有特殊需求,亦提供開發商外掛Flash的解決方案。目前Neuron的生產是由Toshiba及Cypress兩家公司負責(Motorola也曾生產過,但在2001年中停產)。


如果這個模式可行,試想單單是一個城市的所有路燈,若都裝上一顆Neuron來調節明暗,例如在感應到路人時才亮起,以節省電力消耗,那要多少的Neuron才能實現?而伴隨Neuron而生的商機更大,應用者往往還需要許多配套的開發工具、應用程式,以及收發器等硬體介面。


Michael表示,目前在歐美已有多家大型事業採用,而在Echelon年初發表的財務報告中,去(2001)年電子產業仍一片慘淡時,該公司第四季的營收比起前(2000)年同季還要成長了147%,這也難怪本次採訪時,看到規模已算不小的Echelon大樓旁還在大興土木,Echelon大廳中則擺放著未來擴建後的縮小模型,除了辦公人員的設計研發空間外,還有一些大型的建築控制系統,準備為客戶做最具說服力的臨場控制示範。


依Echelon的LonWorks平台架構展現出的實力,其發展氣勢逼人、後勢看漲,甚至可望成為下一波網路連結時代微軟的最大勁敵。但令人費解的是,對於所有參與訪問的亞洲電子媒體來說,對其品牌仍是相當的陌生。


至於該公司所主張的控制網路與資訊網路井水不氾河水的說法,筆者也不盡認同,若進一步剖析控制系統,精密的廠房製程是一回事,但在家電網路的環境中,只會是幾個極簡單的指令,並無太大的神奇之處,只要在早已處處可見的微控制器中增加IP處理功能,要讓家電升級到智慧網路的一環中,應該不如想像中困難,或許這也正是家電生產重鎮的亞洲國家並未特別留意此一成熟平台的原因之一吧。


為元件整合找出路 - Atmel

《圖二 Atmel副總裁B. Jeffrey Katz:SoC以硬核堆疊的ASIC做法為主,但同時並存PLD的可程式邏輯區塊,可以滿足客製化的特殊應用需求。》
《圖二 Atmel副總裁B. Jeffrey Katz:SoC以硬核堆疊的ASIC做法為主,但同時並存PLD的可程式邏輯區塊,可以滿足客製化的特殊應用需求。》

相較於Echelon,Atmel在電子業界可說是名頭甚響,但由於其事業也做得很大,在市場定位的形象上反而較不清晰。


Atmel的產品銷售可說是遍及3C及工業、軍事等所有電子相關市場,在產品線上則涵蓋非揮發性記憶體NVM(43%)、ASIC/ASSP(28%)、標準及安全MCU(19%)、RF(10%)。由於Atmel仍堅持設持、製造、封測的IDM一體生產模式,因此可感受到其滿足工廠產能的壓力,而必須為其產品鋪陳更佳的銷售策略。


打「游擊戰」不如打「整體戰」,Atmel因具備系統晶片所需要的多項關鍵元件技術及製程能力,在當前SoC猶如產業明燈的時刻,若能迎合市場的需求,正是一本多利的最佳策略,因為對Atmel來說,賣掉一顆系統單晶片的同時,也為公司的嵌入式NVM、MCU或PLD元件找到了出路,正是何樂而不為呢?


因此該公司正推出“Spec-to-Silicon”的號召,強調以ARM為核心的系統單晶片解決方案。目前業者對SoC的最佳設計之道看法不一,大致上不脫可程式邏輯元件與ASIC兩大做法,依Atmel的設計結構來看,它試圖包容這兩大方向,以硬核堆疊的ASIC做法為主,但同時並存PLD的可程式邏輯區塊,以滿足客製化的特殊應用需求。


Atmel副總裁B. Jeffrey Katz表示,此做法可以讓設計的複雜性降低,而且是從設計之初即降低了風險,但同時兼具可程式化的彈性。其實Atmel是少數具備可程式邏輯元件及技術的廠商,而這項產品的開發優勢已為市場肯定,目前正逐步蠶食ASIC的市場,但Atmel對此市場的拓展顯得保守,看來只退居守成的定位,僅是扮演自家SoC產品中的一角。


但SoC畢竟只是一個廣泛性的名詞,什麼都可以做、都想做的話,也可能什麼都做不到,因此Atmel仍需要選定一些特定的領域做開發,也可做為成功案例的示範。


Atmel看好的高成長產品包括:USB、Mini PCI、Compact Flash、802.11 a/b combo等,除此之外,該公司還提出兩大潛力市場,一是安全晶片,一是SmartRF,而這些產品都會是該公司SoC發展的主要訴求。


其中SmartRF特別值得一提,它也是一套無線區域網路的傳輸技術,但相較於時下熱門的802.11a/g/b或Bluetooth,SmartRF的傳輸速率在100Kbps以下,也就是速度較低,但傳輸距離極遠,在一公里內仍為有效範圍。Atmel正欲主導此項技術成為業界標準,並堅信僅管在兩大紅牌的夾殺之下,SmartRF的特性仍然有其發展的一片天。它適用於短距離、低速率需求的應用,如滑鼠、鍵盤等,但進入此市場勢必與藍芽正面廝殺,為區隔市場,或許可切入更在乎成本、需要更低耗電、簡易安裝的無線家電控制系統,例如溫控感應器、警報系統、無線互動玩具或POS系統等等。


雖然業者仍未普遍將SmartRF視為無線傳輸的新選擇,但Atmel已依此技術以SoC方案開發了一系列的產品,強調以SiGe製程整合RF技術,以更少元件、低耗電、低成本等特性來切合特定無線連結的需求。而這一網路控制的無線傳輸定位,正和前述的LonWorks控制技術可以互相搭配,但MCU也是Atmel的專長之一,因此兩者要在網路控制市場攜手的機會看來並不大。


值得觀察的是,無線傳輸技術要能成熟,首先是要成為公開標準,再有重量級元件、軟體、系統廠商的背書,才有可能形成一種產業氣勢,但這仍不能保證成功,至今已見太多欲振乏力的例子,SmartRF要能脫穎而出,除了技術可行性外,仍有太多事得去做。


無線多媒體的實現 - Cirrus Logic

《圖三 Cirrus Logic副總裁Brian Heuckroth:Cirrus打算一掃過去層層堆疊的音響器材背後錯綜複雜的配線窘況,讓這些影音多媒體也能無線傳遞。》
《圖三 Cirrus Logic副總裁Brian Heuckroth:Cirrus打算一掃過去層層堆疊的音響器材背後錯綜複雜的配線窘況,讓這些影音多媒體也能無線傳遞。》

在這次拜訪的廠商,最為生動活潑的,自然非Cirrus Logic莫屬。該公司以消費娛樂性的數位影音市場為定位,在該公司的會議室兼展示室中,大螢幕電視、環繞音響、Set-top Box,乃至於MP3等各類可攜式播放設備,琳璃滿目,一應俱全。


Cirrus在數位音效的市場無疑居於領導地位,但相較於將隨寬頻而興起的網路多媒體市場,音效市場的成長空間就顯得狹礙許多。而這也是Cirrus積極拓展影像及無線傳輸方案的主要動力。


趁去(2001)年產業景氣低迷之際,Cirrus逢低併購了四家公司,分別是專注於商業音效網路技術的Peak Audio、DVD影像處理器和A/V晶片方案的LuxSonor、無線家庭網路技術的ShareWave,及MPEG-2影像錄製技術的Stream Machine,進而讓Cirrus成為名符其實的數位娛樂技術的完整解決方案供應商。


數位多媒體與傳統類比影音的角力仍在家庭中進行著,但是數位化的趨勢已經相當清楚,問題只是數位產品的種類繁多、技術的更迭快速,家庭用戶得傷腦筋何者才是最佳選擇。Cirrus表示目前確實仍處於產品功能定位的發展期,DVD、PVR、STB等各種產品都可能會互相整合,因此在此過渡期間,提供軟體升級的彈性成為保障投資的重要策略。


除了為數位影音提供高效率、高品質的處理能力外,Cirrus更打算一掃過去層層堆疊的音響器材背後錯綜複雜的配線窘況,讓這些影音多媒體也能無線傳遞。


目前WiFi的802.11無線傳輸方案紅透半邊天,但其應用仍不脫企業或SOHO的資訊傳遞。Cirrus指出,家庭娛樂對無線方案的要求與企業應用差異甚大,在多媒體寬頻內容的傳遞上,家庭無線網路要求更低的操作複雜度、更多元的設備(Non-PC)連結性、訊號傳輸不受干擾,以及最重要的服務品質保證(QoS),而這些都非11b、11g及11a的規範內容,此等需求得靠11e來達成。


Cirrus副總裁Brian Heuckroth表示,該公司是11e規範的重要推動者,該公司的Whitecap2即是以11e為基礎所提出的加值技術,能為家庭無線傳輸提供值得信賴的服務品質。Cirrus在802.11的晶片技術上,主要提供MAC部分的解決方案,目前仍主推具有多媒體處理能力的11b MAC晶片,預定從今年第四季開始,會推出第一款11e ready的產品,在之後的11b/g及11a/b/g等方案中,11e都會是基本的配備功能。


以無線來傳輸高畫質、大螢幕的動態影像,似乎是家庭娛樂的嶄新階段,但在Cirrus的現場展示中,它已經能漂亮的做到了,即使是伺服器同時傳送大筆資料,也看不出明顯的傳輸延遲。限於11b的頻寬,目前仍只能同時跑得動一台DVD播放,但已可算是相當有突破性的成就。比較可惜的是,對於這些突破,台灣廠商或媒體的了解似乎並不多,以台灣在WLAN系統端設計、出品的實力,未見Cirrus的來台大力推動,這就令人費解了。


小結

上期談骨幹網路的基礎技術,本期則介紹了終端、區域應用的可行方案;前者屬於資本密集產業,後者則偏重可行性的創意經營,但一是活水源頭,一是芸芸眾生,誰還真不能少了誰。


Atmel打出SmarRF,可謂勇氣可佳,但其合縱連橫的實力如何,仍待觀察;Cirrus主導11e,看來會是穩健而漂亮的一步棋,但不論影音或無線傳輸的市場,雖然顯現大步起飛的榮景,可也正是兵荒馬亂的時局,沒有三兩三,還真難不被市場給淘洗掉。但最值得台灣業者省思地卻是Echelon的LonWorks平台做法,也就是跳脫單一產品的設計框架,而能以更廣泛的、系統化、產業性的經營方式來做產品規劃,這或許是台商跳出流血殺價的無止境循環的一條明路。


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