高速串行連接火爆 推動(dòng)保障性技術(shù)創(chuàng)新和市場(chǎng)發(fā)展

隨著USB和HDMI等等高速串行接口技術(shù)和產(chǎn)品開始向5G等超高傳輸速度方向發(fā)展，與之相配套的相關(guān)技術(shù)的重要性也日趨突出，并也帶來(lái)了芯片等行業(yè)新的市場(chǎng)機(jī)會(huì)。如高速串行傳輸與“傳統(tǒng)”并行架構(gòu)之間的橋接和轉(zhuǎn)換、如何使高速信號(hào)更好地傳輸所需要的信號(hào)完整性、更精準(zhǔn)的頻率控制技術(shù)以防止噪聲/信號(hào)抖動(dòng)……

盡管經(jīng)濟(jì)危機(jī)對(duì)許多芯片廠商造成了巨大的影響，但目前高速串行芯片市場(chǎng)卻是商機(jī)凸顯。以高速USB連接市場(chǎng)為例，市場(chǎng)調(diào)研機(jī)構(gòu)In-Stat公司的數(shù)據(jù)表明：目前USB已經(jīng)成為個(gè)人電腦歷史上最成功的接口，目前在PC和外設(shè)領(lǐng)域內(nèi)的采用率高達(dá)100%;全球已經(jīng)有超過(guò)60億個(gè)USB接口應(yīng)用，而每年的市場(chǎng)需求達(dá)30億個(gè)單位;并將在2013年實(shí)現(xiàn)市場(chǎng)需求超過(guò)40億個(gè)單位，其中超高速USB應(yīng)用的需求將超過(guò)10億個(gè)單位。

正是因?yàn)檫@樣的快速發(fā)展勢(shì)頭，全球眾多公司爭(zhēng)相開發(fā)USB、PCI Express、HDMI、DVI、DisplayPort、SAS和SATA等等高速串行接口技術(shù)和產(chǎn)品，一些市場(chǎng)領(lǐng)域里的競(jìng)爭(zhēng)已經(jīng)開始激烈。而與此同時(shí)，與高速串行接口技術(shù)相關(guān)的配套技術(shù)和產(chǎn)品市場(chǎng)卻在快速成長(zhǎng)，成為了被北京華興萬(wàn)邦管理咨詢有限公司稱為“關(guān)鍵保障性技術(shù)”的重要市場(chǎng)。

“串行接口采用差分技術(shù)，比傳統(tǒng)的并行接口使用的線數(shù)更少，因此接口的體積更小、同時(shí)傳輸?shù)木嚯x更長(zhǎng)，同時(shí)還具有低功耗和低噪聲等優(yōu)點(diǎn)，所以高速串行連接技術(shù)已經(jīng)形成了一個(gè)十億美元級(jí)的市場(chǎng)。”Pericom市場(chǎng)營(yíng)銷副總裁劉效宏博士說(shuō)。“作為業(yè)內(nèi)最早提供串行連接保障性技術(shù)的企業(yè)，我們擁有所有相關(guān)領(lǐng)域內(nèi)的關(guān)鍵IP和方案。”

與那些完全致力于開發(fā)串行連接芯片的企業(yè)不同，Pericom獨(dú)辟蹊徑地著眼于與各種高速串行連接技術(shù)相關(guān)的關(guān)鍵保障性技術(shù)，包括各種轉(zhuǎn)換、連接與接口芯片，提高信號(hào)完整性的信號(hào)調(diào)節(jié)技術(shù)和產(chǎn)品，時(shí)鐘和頻率控制產(chǎn)品。憑借這些技術(shù)與產(chǎn)品，這家于總部位于硅谷的技術(shù)公司獲得了快速的發(fā)展，并多次被《財(cái)富》等媒體評(píng)選為發(fā)展最快的中小企業(yè)。

“高速串行連接廣泛應(yīng)用于計(jì)算機(jī)、通信和消費(fèi)電子等快速增長(zhǎng)市場(chǎng)中，從高端服務(wù)器、工作站到個(gè)人電腦以及各種外設(shè)和附件產(chǎn)品，從有線、無(wú)線和網(wǎng)絡(luò)通信系統(tǒng)到各種通信終端，從大屏幕電視到機(jī)頂盒和便攜電子產(chǎn)品，都離不開各種連接、轉(zhuǎn)換、信號(hào)調(diào)節(jié)和頻率控制產(chǎn)品。”劉效宏博士說(shuō)。

橋接與轉(zhuǎn)換：從PC平臺(tái)到廣泛應(yīng)用

在目前的各個(gè)細(xì)分市場(chǎng)上，幾乎所有的電子平臺(tái)都采用PCI/PCIe或者USB這兩種最主要的CPU連接協(xié)議，而在高速串行連接快速發(fā)展的同時(shí)，PCI、PCI-X和UART等“傳統(tǒng)”的技術(shù)仍然被廣泛應(yīng)用，因此針對(duì)它們和串行連接之間的轉(zhuǎn)換、橋接、時(shí)鐘和信號(hào)調(diào)節(jié)市場(chǎng)需求也廣泛存在。在PCIe領(lǐng)域內(nèi)，Pericom成為了業(yè)內(nèi)唯一一家提供全部的技術(shù)方案和產(chǎn)品的公司;并形成了最小封裝和最小功耗等產(chǎn)品優(yōu)勢(shì)。

這些技術(shù)的應(yīng)用領(lǐng)域包括筆記本電腦與外部擴(kuò)展臺(tái)的連接、服務(wù)器和工作站的擴(kuò)展卡連接、以及各種外部設(shè)備連接等等。但是隨著各種與服務(wù)器和PC相連的新型設(shè)備的興起，連接和轉(zhuǎn)換市場(chǎng)空間被全面打開。新的應(yīng)用包括WiFi和藍(lán)牙“熱點(diǎn)”、自動(dòng)販賣機(jī)、視頻監(jiān)控設(shè)備等等。

市場(chǎng)研究公司IMS分析認(rèn)為：全球視頻監(jiān)控設(shè)備市場(chǎng)目前正以38%的年均復(fù)合增長(zhǎng)率發(fā)展，到2011年的市場(chǎng)總量將達(dá)到40億美元。而中國(guó)正在推進(jìn)的“平安城市”項(xiàng)目，將成為其中一個(gè)重要的推動(dòng)力量，到2012年中國(guó)的視頻監(jiān)控市場(chǎng)將達(dá)到30億美元。在今天的視頻監(jiān)控技術(shù)中，采用了大量的數(shù)字化壓縮、處理、存儲(chǔ)和傳輸技術(shù)，即使IP攝像頭也與局域網(wǎng)、無(wú)線局域網(wǎng)或者3G網(wǎng)絡(luò)相連，因此存在著巨大的連接和轉(zhuǎn)換芯片市場(chǎng)。

“目前絕大多數(shù)PCIe/PCI視頻解碼芯片都是單通道的，因此需要PCIe包交換、PCIe/PCI橋接和時(shí)鐘控制產(chǎn)品，以實(shí)現(xiàn)多通道視頻卡和DVR等應(yīng)用。”Pericom連接產(chǎn)品高級(jí)總監(jiān)Bill Weir說(shuō)。“Pericom的PCIe包交換和PCIe/PCI橋接產(chǎn)品是透明的，因此不需要特別的軟件驅(qū)動(dòng)，因此對(duì)于視頻監(jiān)控卡和DVR應(yīng)用特別方便。”

高速串行連接：信號(hào)調(diào)節(jié)與ReDriver

隨著高速串行連接從傳統(tǒng)的數(shù)據(jù)類傳輸擴(kuò)展到消費(fèi)電子，新的傳輸標(biāo)準(zhǔn)如HDMI/DVI、DisplayPort等等同時(shí)也廣泛應(yīng)用到PC領(lǐng)域，一些先進(jìn)筆記本電腦上的HDMI和Display Port接口，以及數(shù)字電視/LCD監(jiān)視器的數(shù)字視頻轉(zhuǎn)換等等。Pericom為這些系統(tǒng)提供了關(guān)鍵的信號(hào)調(diào)節(jié)技術(shù)與ReDriver產(chǎn)品。

由于高達(dá)5G及以上的超高傳輸速度，僅僅幾英寸的PCB線路距離已使得諸如DisplayPort這樣的傳輸系統(tǒng)的信號(hào)質(zhì)量出現(xiàn)下降。通信錯(cuò)誤已經(jīng)成為決定一個(gè)系統(tǒng)性能和信號(hào)質(zhì)量的關(guān)鍵，而信號(hào)質(zhì)量常常受到噪聲(抖動(dòng))和衰減的制約，因此信號(hào)調(diào)節(jié)成為了高速數(shù)據(jù)傳輸如何在技術(shù)上完美實(shí)現(xiàn)的關(guān)鍵問(wèn)題。

ReDriver就是一種用在連接器和系統(tǒng)之間實(shí)現(xiàn)信號(hào)調(diào)節(jié)和恢復(fù)的芯片，通常一個(gè)系統(tǒng)中CPU和存儲(chǔ)器處于優(yōu)先地位，因此許多系統(tǒng)不是專門為高速連接信號(hào)而設(shè)計(jì)，因此那些信號(hào)源頭和連接器之間距離較遠(yuǎn)的系統(tǒng)需要ReDriver。

“Pericom的單芯片DP ReDriver能夠恢復(fù)信號(hào)，比如在一個(gè)采用DisplayPort的顯示系統(tǒng)中，DP信號(hào)從芯片組的收發(fā)器出來(lái)后，被驅(qū)動(dòng)到DP連接器再經(jīng)過(guò)線纜到顯示器，如我們的PI2EQXDP101可以很方便地設(shè)置在信號(hào)路徑上，使信號(hào)能夠被恢復(fù)并滿足符合性測(cè)試。”Pericom業(yè)務(wù)拓展資深總監(jiān)Alan Yuen說(shuō)。

作為連接芯片供應(yīng)商，Pericom還獨(dú)特地開發(fā)出了USB關(guān)機(jī)充電技術(shù)，其原理是利用USB不僅能夠在系統(tǒng)開機(jī)時(shí)為外部設(shè)備供電，而且能夠在系統(tǒng)關(guān)機(jī)時(shí)為這些設(shè)備充電。關(guān)鍵之處是Pericom芯片能夠控制并檢測(cè)設(shè)備，同時(shí)提供USB規(guī)范中所需的充電“安全信號(hào)”，時(shí)外部設(shè)備獲得電流。目前該技術(shù)已被聯(lián)想和東芝等筆記本電腦廠商采用。

頻率控制：高速串行連接的保障

在高速串行連接中，決定信號(hào)質(zhì)量的一個(gè)重要因素就是時(shí)鐘信號(hào)的抖動(dòng)。為了確保高速傳輸?shù)挠行?shí)現(xiàn)，Pericom最初開發(fā)了振蕩器芯片，后來(lái)通過(guò)收購(gòu)晶體振蕩器廠商SaRonix和eCera，以及在中國(guó)濟(jì)南建立晶體制造企業(yè)，成為了高性能頻率控制產(chǎn)品的產(chǎn)品門類完整、高產(chǎn)能供應(yīng)商。

“經(jīng)過(guò)這些整合，我們完整的產(chǎn)品線能夠提供系統(tǒng)的所有時(shí)鐘需求，包括高匹配的晶體，高頻、低相位抖動(dòng)晶體振蕩器等。”Pericom資深營(yíng)銷總監(jiān)Kay Annamalai說(shuō)。“我們針對(duì)高速串行連接提供了許多新技術(shù)，如最低相位差的集成式晶體振蕩器、業(yè)內(nèi)最低電壓和最小偏差的時(shí)鐘緩存器等等。”

數(shù)字時(shí)代的3C融合，高速串行數(shù)據(jù)傳輸正在各個(gè)產(chǎn)品和技術(shù)領(lǐng)域內(nèi)廣泛普及，也給那些提供關(guān)鍵性支撐技術(shù)的廠商帶來(lái)了機(jī)會(huì)。從Pericom的案例來(lái)看，該公司近期最大的幾家客戶不在僅僅是Dell、思科、技嘉和惠普等電腦和外設(shè)公司了，諸如Garmin這樣的消費(fèi)廠商也位列其中。

同時(shí)中國(guó)和亞洲正在成為這類產(chǎn)品的消費(fèi)重點(diǎn)區(qū)域，該公司超過(guò)80%的產(chǎn)品都發(fā)往了亞洲。在中國(guó)，Pericom不僅與華為、中興、UT斯達(dá)康、冠捷和創(chuàng)維等等公司開展了廣泛的合作，而且全力支持各個(gè)跨國(guó)公司在中國(guó)的研發(fā)活動(dòng)。

信號(hào)調(diào)節(jié)技術(shù)圖示

圖一： 輸出源的信號(hào)

圖二： 經(jīng)過(guò)較長(zhǎng)電路路徑后的信號(hào)

圖三：信號(hào)調(diào)節(jié)器輸出端的信號(hào)