互联网电视力压3D电视成为新宠，8倍的出货量预示可观前景：RiddhiPatel????201008-18
据iSuppli公司，虽然今年消费电子产业热议3D电视，但2010年真正的主角还是互联网驱动电视(IETV)。
所谓IETV，即具备内置互联网功能的电视，2010年出货量将达到2770万台。相比之下，今年3D电视出货量一共将只有420万台。虽然未来几年3D电视出货量预计大增，但iSuppli公司的预测显示，近期增长最强劲的仍是IETV。图所示为iSuppli公司对全球3D与IETV出货量的预测。
虽然《阿凡达》等影片大获成功，但2010年3D电视市场将限于少数热心的早期接受者。3D仍然面临许多障碍，包括成本、内容供应和互操作性。
相比之下，IETV在2010年成为主流，而且该技术能够让电视观众立即获得好处，可以收看互联网上现成的多种内容。2010年IETV出货量将比2009年大增124.9%。去年的出货量是1230万台。而且未来几年将保持这种强劲增长的势头。未来两年IETV出货量增长率将超过50%，然后保持强劲的两位数水平直到2014年底。届时全球IETV出货量预计将达到1.483亿台，占总体平板电视出货量的54%。
消费者前面拉动，厂商在后面力推
IETV的出现，代表着电视机持续进化与发展，默认该领域需要创新来推动消费者接受新产品和更换老产品。利用IETV，电视产业走上了改善消费者体验的道路。消费者可与电视互动，随时可以通过电视的内置功能上网，不必通过机顶盒、游戏机等桥接设备，或者互联网媒体适配器，如苹果公司的TVconsole。
这种连接性允许消费者访问来自各类提供商的内容，从Netflix和亚马逊等电影销售商，到Hulu等内容集成商，到Facebook和Twitter等社交网站。在这个过程中，电视品牌厂商和制造商在积极与内容提供商结盟，以利用持续更新的内容来维持消费者的兴趣并取悦消费者。
在各地区中，2010-2014年北美和西欧将是最大的IETV消费市场。日本将是第三大市场，但只能保持到2012年，之后将退到第五，位居中国和“亚太其它地区”之后。中国和“亚太其它地区”均分别单独统计。
半导体因IETV而增长
从半导体角度来看，IETV将是多种电视半导体的一大增长机会，包括多格式解码器、DRAM和接口集成电路(IC)。iSuppli公司的图表显示，到2014年，这些半导体的合计销售额将从2009年的2.22亿美元增长到20亿美元以上。
将需要更多的半导体来支持各种复杂的IETV功能，包括：通过以太网把电视连接到互联网上面的网络接口能力——有线或无线连接方式；用于高级遥控的蓝牙解决方案，以及更强的视频图像支持。
据iSuppli公司，总体来看，在核心音频-视频处理与接口IC解决方案前景平淡之际，IETV所需要的新特点与功能将提供电视半导体市场所急需的提振。考虑到集成的普遍趋势，以及降低成本的压力最近几年导致电视半导体市场增长放缓，上述前景令人振奋。
总之，IETV将是电视半导体市场增长情况第二好的领域，仅次于LED背光。
作者：RiddhiPateliSuppli公司的总监及电视系统首席分析师
带宽限制妨碍新兴的互联网电视参与竞争作者：WilliamKidd????上网时间：2010年07月26日
据iSuppli公司，美国电话电报公司(AT&T)最近决定限制带宽并对大量使用数据服务的无线设备用户收取额外费用，这对于希望取代传统电视的潜在媒体是一个沉重打击。
AT&T在6月底决定停止允许用户无限接入的原有电话计划，打算限制苹果iPhone等智能手机和iPad平板电脑大量使用数据。但是，在缺乏无线运营商的支持下，带宽限制将使得希望成为真正的电视替代者的高质量流式应用难以起飞。
为此，iSuppli公司认为，多数新兴流式互联网模式误以为，在不支付相关网络成本的情况下，就能逐步取代传统电视和电影传送机制。
同时，2010年全球新增宽带用户预计增长6350万个，比2009年增长8.4%，彰显宽带接入市场持续坚挺。2009年全球新增用户总数为5850万个。
图所示为每季度新增宽带用户的预期数量，从2009年第一季度到2010年第四季度。
最后一英里(last-mile)提供商仍严密掌控媒体复苏
尽管带宽限制有助于给多占网络流量的少数用户确定适当的接入服务价格——这些用户通常大量使用数据，流媒体也构成未知风险。iSuppli公司认为，这类风险将促使宽带提供商加强限制，以减轻提供商为了把流媒体送达家庭和移动环境而可能必须投下的任何长期赌注。
目前，内容可以从Hulu和Netflix等在线服务传送到电视，或者通过索尼PlaStation等设备访问。此外，随着绕过目前由传统有线或卫星付费电视提供商提供的服务新平台的引入，新媒体商业模式继续出现。
对于宽带网络中的多数数据订阅者来说，带宽限制将只有在以下几种情况下影响较大：用户利用无线设备观看低质量流媒体三个小时，比如200Kbit/秒的流媒体；标清电视信号在有线网络上传输25个小时左右。相比之下，在ComcastCorp.的有线网络上，用户传输高清电视信号仅七个小时就会遇到带宽限制麻烦。ComcastCorp.是美国最大的有线运营商和面向家庭的互联网服务提供商。
但是，正在出现的新媒体商业模式假设互联网正在改变人们消费内容的方式，并在这个过程中为此类内容的传输和销售创造一个机会。但所有的模式都面临一个基本弱点：他们都设想数据所使用的网络不需付费。
确实，这种理论与有线及卫星电视运营商的雄心直接相悖。这些运营商越来越不愿意通过其网络免费提供大数据接入，尤其是如果能找到把数据流量转变成可行的收入流的方法。
此外，互联网产生的内容提供商想当然地认为，目前其大多免费内容的消费方式将来也适用于高价服务。这种假设很糟糕，因为要让消费者把互联网看作大屏电视的真正替代者，内容必须在技术质量和娱乐价值方面毫不逊色。为了实现同样的价值水平，此类内容必然要消耗极大的带宽。
因此，任何新兴的电视替代者模式要想有朝一日能够立足，就必须假设所提供的画面质量在大屏幕电视上观看时也可以令人接受。通过现在采取不影响用户现在使用互联网的方式的带宽限制，有线和电信运营商能够创造一种环境，让新兴媒体竞争者必须更直接地与网络所有者合作，这样的他们的服务才能起飞，而不是像他们以前可能曾经希望的那样绕过这些网络所有者。作者：WilliamKiddiSuppli公司财务服务的首席分析师
新兴市场推动液晶电视需求上网时间：2010年04月09日
据iSuppli公司，由于市场对互联网驱动电视(IETV)、3D电视、LED背光和120Hz/240Hz刷新频率等新功能的需求增强，预计液晶电视(LCDTV)市场将继续增长。
激进的价格策略，为液晶电视打开了通向所有消费者的大门。但是，由于新厂商的加入，市场已经趋于饱和，导致高档品牌的溢价缩小。
为液晶电视增加新功能，不仅有利于实现差异化，而且也提高了享受溢价的机会。
互联网驱动
IETV的定义是：能够通过有线或无线方式接入互联网的电视。
iSuppli公司认为，IETV将在未来几年内成为消费者渴望拥有的关键功能之一。但是，预计2009年IETV的出货量只有1470万台，这是因为品牌厂商虽然在其新款电视中增加了这项新特点，但对它的推广力度小于120HZ/240Hz和LED背光。
同样，随着品牌厂商努力延缓价格下跌速度和吸引消费者来更换其原有的老式平板电视，未来几年对于IETV的推广活动将会增强。iSuppli公司预测，2014年IETV市场将从2009年的1470万台增长到1.49亿台，复合年度增长率为58.9%。
3D电视
3D电视似乎在业内受到普遍追捧。3D电视品质比以前所有的技术都更加逼真和先进，而有些标准也正在推出，增强了该产品对于品牌厂商和消费者的吸引力。随着品牌厂商显露对该技术的兴趣，3D电视频道的数量增多，电影内容增加，3D游戏内容浮现，3D电视即将涌现并成为现实。
这对于电视品牌厂商来说是极好的消息，因为这意味着利润增加，也是甩开竞争对手的一种新途径。要想达到关键规模，销量必须要提高很多，iSuppli公司预测，随着早期接受者购买这类电视，2010年出货量将达到420万台左右。到2014年，iSuppli公司预计出货量会超过6000万台，这是令品牌厂商垂涎的惊人增长前景。
照亮前景
IETV和3D是应对价格下跌和吸引更多消费者购买液晶电视的长期手段，而LED背光液晶电视已经上市，而且观众可以明显看出图像质量和性能的提升。
所以，LED背光液晶电视显然日益受到欢迎。此外，“绿色”环保特点增强了这类电视的吸引力，它们的耗电量比传统的CCFL电视低35-40%，这已成为吸引消费者的另一个优点。
由于液晶电视领域中的这些新兴市场有望在未来五年强劲增长，总体液晶电视产业充满机会。
作者：RiddhiPatel
iSuppli公司电视系统和零售服务总监
液晶电视需求不断上升，电视市场2014年呈现稳健增长上网时间：2010年04月26日
据iSuppli公司，中国电视市场已经是全球舞台上的主角，预计2010年再度有强劲表现，整体电视产量上升，同时对于液晶电视的需求大增。
作为全球最大的电视生产国，中国2010年电视产量预计将达9550万台，比2009年的8580万台增长11.3%。去年中国占全球整体电视出货量的42%。iSuppli公司预测，今年中国电视市场的预期增长率也将高于2008-2009年的5.3%。
今年液晶电视出货量将增长40%至8000万台，占中国总体电视出货量的84%。而CRT和等离子电视的出货量将分别只有1360万和190万台。
如图所示，iSuppli公司预测2014年中国电视产量将上升到1.281亿台，预测期内的复合年增长率为7.6%。
液晶电视占据中心位置
中国电视制造业强劲增长，可以归因于液晶电视产能的迅速扩张，以及国内和出口市场的需求不断增长。尤其是中国液晶厂商正在电视机生产线、面板厂和元件厂投入数以10亿美元计的资金，在整个液晶电视市场中与国际品牌竞争的实力增强。
在2009年中国整体液晶市场中，中国本地OEM占四分之三的市场份额，超过其国外同业。由于全球经济危机，国外厂商在中国的营销收缩。中国OEM厂商亦受益于深入农村市场，以及中国政府家电下乡政策的扶持。
iSuppli公司的预测显示，除了上述令人鼓舞的因素，消费者对120/240Hz刷新率、LED背光和上网等新功能的兴趣增强，也是推动中国液晶电视市场增长的重要因素，将进一步巩固液晶电视在这个人口最多国家中的主导地位。作者：KathleenZhangiSuppli公司的电视系统资深分析师
液晶电视节能新标准将出台，LED背光控制技术地位凸显作者：孙昌旭????2010年07月16日
LED背光液晶电视因其节能、时尚和更好的视频效果而受到消费者的青睐，已成为在售的主流平板电视。然而，由于LED液晶电视在短时间内爆发的原因，使得该技术并不成熟，市场的增长与技术的改进正在同步进行，特别是LED背光控制技术，现在仍没有一统天下的方案，芯片厂商、电视机厂商都在努力使出自己的杀手锏，方案之间的差异非常大。同样都是LED背光的液晶电视，当采用了更好的动态背光技术时能耗能下降50%以上，而图像也能达到更高的动态与静态对比度。
从目前主流的液晶电视芯片厂商如MTK、MStar、Trident（NXP）、卓然等来看，还没有集成高效动态背光技术的SoC出现，即使有也仅是集成了基本的背光控制功能。所以，目前现行的中高端LED液晶产品中均是主芯片配一块独立的LED背光控制芯片，而这块独立的背光控制芯片多数是在FPGA平台上搭建的，由于各家的设计不同，所实现的效果也相差甚远。
上海易维视科技有限公司常务副总经理龚晶指出：“动态背光控制技术，尤其是局部背光控制技术，在功耗、对比度和图像质量之间存在协调的矛盾，需要优秀的背光控制算法才能解决。现有的大部分背光控制方案不能有效解决动态背光面临的难题。”他对目前市场上的几种背光技术进行了分析，指出目前市场上的背光技术方案存在的主要问题有：1)只调整背光，不补偿图像，从而导致显示的图像质量很差，场景暗；其次，因为不补偿图像，不能大幅降低背光亮度，节能和改善对比度的程度有限。2)侧重于简单的全局背光控制，不做局部背光控制，导致LED液晶电视性能改进有限。3)调整背光同时补偿图像，但产生许多图像赝像，如丢失细节、过亮闪烁、亮度不均匀等。不过，总体上来说，第三种方案节能与对比度优于上述两种情况。
“针对目前的现状，易维视公司研发的动态背光液晶显示控制方案就是努力要解决上述问题，达到大幅降低功耗、改进对比度和无图像赝像的动态背光控制目标。”龚晶说道。虽然成立不到一年，但是该公司的主要技术负责人来自著名电视芯片厂商，拥有在视频处理方面的诸多专利技术。目前公司在视频方面拥有的专利技术包括背光控制、运动估计和运动补偿、视频信号的二维转三维、图像的超解析等。
易维视公司的控制芯片基于Xilinx的Spartan-6LX16平台，采用了专有的基于内容的局部背光检测算法，可有效避免动态背光控制导致的图像质量问题比如细节丢失、帧间闪烁、光晕等。据他表示，该方案的最大静态对比度≥1,000,000:1，动态对比度≥10,000,000:1，可实现平均功耗/最大亮度功耗≤30-40%，也就是大幅降低LED液晶屏功耗60-70%。“根据我们的评测，使用易维视公司的动态背光液晶显示控制芯片，55吋液晶屏在330cd/m2的条件下，使用一般电影节目源，可将背光平均功耗降低到78瓦以下，满足美国最新的能源之星5.0标准。”龚晶称。该方案支持分区数目可达3000个，能满足LED液晶屏现在与未来发展的需求。相比一些竞争对手方案的分区数目有几十倍到上百倍提升。此外，由于采用性价比优良的Spartan-6LX16，他们可以将背光控制芯片的批量生产成本控制在10美元以下。
去年哥本哈根会议后，世界各国都确定了低碳经济的绿色发展道路，对于电视机节能减排的重视也到了前所未有的程度。2009年，美国环保局(EPA)出台了新版4.0和5.0版电视机能源之星能效规范。其中4.0版要求已于今年5月1日生效，5.0版要求在2012年5月1日生效。按照此标准的要求，液晶电视的能耗两年内必须降低60%以上，如按标准55英寸的LED液晶电视，其平均能耗要从260W降到108W。而我国的《平板电视能效限定值及能效等级》标准也将在今年正式出台，“届时，20%左右的平板电视将被淘汰，符合标准的产品将得到财政补贴。因此，作为液晶电视的关键技术的背光显示控制技术将向着更加节能、图像质量效果更佳的方向发展。”龚晶指出。
易维视公司的动态背光液晶显示控制芯片的技术方案流程图：
作者：孙昌旭
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英特尔+风河，2010年引领嵌入式市场潮流作者：孙昌旭????上网时间：2009年12月28日
对于2009年的嵌入式市场来说，有一个收购引起轩然大波，这就是英特尔以8.84亿美元巨资收购嵌入式市场的软件领导厂商风河系统。风河，这个面向多个垂直市场提供集成化的实时操作系统、开发工具和技术的嵌入式市场领导者，在归入英特尔的旗下后，将会有怎样的命运？软件与硬件领域的强强联手，在2010年将会给嵌入式市场带来哪些变化？巨资投入风河，也表示了英特尔对于嵌入式市场义无反顾的决心与信心。虽然成立40多年来，英特尔从没有在嵌入式市场停止过创新，从Memory至MCU，再到嵌入式XScale，还有目前仍在采用的网络处理器，但是在收购风河前一年，英特尔就决定将所有的平台都统一到IA架构上，随后又收购了风河，这让非X86架构的嵌入式处理器厂商感到了巨大的挑战，比如PowerPC阵营与ARM阵营。半年过去了，风河与英特尔的整合策略逐渐浮出水面，2010年，英特尔+风河，将会引领嵌入式市场什么样的潮流呢？本刊特为此话题独家采访了英特尔(Intel)架构事业部副总裁嵌入式及通讯事业部总经理DouglasL.Davis。以下是采访精华。
现在风河公司已经是英特尔的一个组成部分，收购给我们带来了几个方面的重要优势，我们可以继续推进与风河系统过去多年来在嵌入式软件应用领域的合作。首先，风河系统在移动设备的嵌入式软件领域能力非常之强，我们希望完成这次收购以后能够进一步深化在这方面的合作。其次是英特尔和风河在实时操作系统方面的合作规划。目前基于WindRiverVxworks之上的应用，我们已经和他们有着非常密切的合作。第三，我们正在开发工具上展开合作，就是通过我们的合作把英特尔的先进开发工具引入到WinderRiverVxworks和WinderRiverLinux当中。第四，在具体的细分市场，我们也致力于和风河提供一些优化的解决方案，比如说IVI（车载信息娱乐系统）的解决方案。
从更长远的角度来说，英特尔+风河后，我们能够围绕着交付给客户的平台，更快地把这些平台解决方案交给客户，然后最快地投放到市场上去。除了风河外，英特尔也继续与微软一起在微软专注的市场展开合作，比如零售终端POS机、综合信息查询台以及数字标牌等应用。此外，英特尔还会与其它嵌入式软件厂商合作，用户可以自由选择他们喜欢的操作系统。
2010年英特尔将以三个平台，从通信和网络高端至移动互联设备，全面覆盖所有的嵌入式市场。而在这三个平台上，英特尔都与风河配合有最好的操作系统和工具提供给客户。
首先就是将采用32纳米制程工艺的Westmere处理器，这是至强平台针对嵌入式市场的最新产品。它是英特尔高k金属栅极晶体管技术的第二代产品，在45纳米制程成功推出后，现在推进到32纳米的处理器，在具备了更高性能的同时还进一步的降低了功耗。在这款处理器中，我们特别注重加强了AES加速能力，加强了与此相关的指令处理能力，这样就进一步提高了针对安全类应用的性能，而这类应用在通讯基础设施领域将非常重要。主要应用包括大型路由器和归属位置寄存器等。除通信外，Westmere处理器还将应用在医疗成像领域，比如CT和核磁共振仪等。
第二个平台就是JASPERFOREST，它基于Nehalem处理器，但是在Nehalem以上还增加了其他的能力。它除了集成Nehalem当中已经有的内存控制器之外，把PCIExpress也集成进来，而且还增加了非透明桥设计。这类平台将非常适合于对功耗要求严格的高密度刀片式服务器和存储应用，管脚减小20%，节省了空间。
最后，也就是非常非常重要的平台——Pineview处理器。它进一步增强了凌动平台的灵活性、可扩展性，使它具有在单板设计中在单核和双核之间灵活的升级和伸缩能力。另一个重要的改变是将GMCH也集成到处理器当中，以进一步提升集成度，降低功耗。但是从整个芯片的实施方案仍然是南北桥分离的双芯片的实施方案，之所以采纳这个方案是因为从架构分区来看，只有这样一种实施方案才能够最好地支持Pineview要支持的各种应用。Pineview处理器要面对的嵌入式应用是深嵌入式应用，涉及非常广泛的领域，包括手机互联和设备与设备间的互联。
针对一些特定行业的应用，我们会走SoC的路线。我们会基于凌动内核，去设计各种SoC片上系统来满足各种需求。我们会根据具体的市场细分来确定需要达到怎样的集成度、性能、I/O、外形尺寸、成本等综合需求。因此，将来对于这个市场细分的需求，我们的解决方案是基于片上系统SoC，而且是基于对核心架构的伸缩来实现的。
英特尔非常注重具体的市场细分。举几个例子。第一个例子，多年来英特尔非常重视的一个嵌入式细分市场是通信基础设施，在这个领域我们的业务不断取得增长，而且发展的非常好。第二个的例子就是一些终端领域，像POS、ATM类的设备。第三个例子就是工业自动化，比如说在具体的工厂中对机器进行操控的操控界面、接口。另外还有像PLC，通过PLC控制一个马达、一个电机的工作等。
现在凌动处理器的平台对许多手持式嵌入应用已经有了非常好的支持，但是对有些还不是很理想，特别是业界都非常关注的智能手机，英特尔也非常关注，并会开发一些SoC型的器件来解决此类需求。
现在我们看到SoC片上系统，对于整个英特尔的架构事业部都变得越来越重要，正是因为这样的重要性也带来了组织上的调整，这样调整的好处是非常明显的，能够促进在核心的平台路线图和产品的不同构建模块之间更加紧密地协作。另外也使得我们对于硬件业务和软件业务之间的磨合更好，更有信心。
作者：孙昌旭
最受网友期待的IIC-China2010秋季热点技术和应用作者：王璠????上网时间：2010年08月19日
IIC-China是中国最大型展示IC应用技术及高品质元器件的权威盛会。IIC-China秋季展将会在深圳(9月6-7日)、西安(9月9-10日)两地相继召开，众多半导体厂商巨头及中国本土厂商将纷纷登场(详细的厂商名单可以登录电子系统设计网站获取)。此外，第12届中国国际光电博览会将与深圳站同期举行。
在IIC-China2010秋季展火爆登场之前，《电子系统设计》的网友针对他们最希望在IIC上看到的应用方案、芯片技术及研讨会进行了投票。
在“2010年IIC秋季展最希望看到的应用方案”一项中，有47.6%的网友选择智能电网、绿色能源等解决方案。在全球倡导节能环保、提高能效的背景下，人们对低能耗、高效率的电源管理技术提出了更高要求。如何在保证产品成本的情况下，设计使用寿命长、高可靠性的绿色电源方案将是工程师面临的挑战。参展商上海帅源电子科技有限公司和无锡力芯微电子股份有限公司等公司将携带最新的电源方案参加IIC-China，为观众提供更多设计选择。
此外，分别有42.9%、31%的选票投给了汽车电子设计方案和LED背光或照明方案。随着5月份比亚迪(BYD)公司在深圳推出首批电动汽车，混合动力区别于传统汽车电子技术成为行业新宠，参展商BYD公司将参展IIC深圳站，为电子设计从业人员提供了一个绝好的面对面交流机会。LED产业的迅速崛起也带来了诸如LED背光源发光亮度一致性等问题，点晶科技、芯联半导体等公司将展示他们的解决方案。
哪些被动元器件是2010年最流行且工程师最想了解的呢？控制器与处理器以50%票数高居第一。控制器和处理器在任意电子产品中都需要用到，更低功耗、小尺寸、拥有强大处理能力将是控制器与处理器的发展趋势。十速科技股份有限公司和武汉力源信息技术有限公司等公司将携带新产品参加本次IIC秋季展。
此外，鉴于绿色能源的快速发展，电源元件也越来越受到关注。在本次调查中，有47.6%的网友投票电源器件，与此同时也有42.9%的网友关注光电及显示器件，包括OLED、LED。根据分析公司的数据，LED市场在2010年旺盛，中国本土IC公司也积极抢占其中，那么今年有多少就能买多少火爆场景是不是明年仍然能继续？哪些LED器件会出现供不应求的场面？相信本次参展的LED厂商能够给您一个更满意的回答。
每一届IIC不仅是一场产品汇聚、厂商交流的平台，精彩纷呈的研讨会也是不可或缺的元素。在CEO论坛、专家论坛、创新论坛、元器件市场趋势论坛上，业界领袖和专家将揭秘IC设计最新发展、工艺技术及机遇与前景。到会观众不仅可以免费参与专家论坛、创新论坛、技术应用课程等研讨会，而且参与研讨会的观众还将获得精美的荣誉证书。
在技术应用课程上，来自业内领军企业的专家将全面解析电子产品设计的最新进展、前景趋势及创新技术，比如TI公司的专家将带来关于“LED直背光与侧背光设计”的演讲，ADI公司的专家将分析如何使用性能观测器来测量和改善嵌入式系统的性能，等等。这些精彩讲座都值得大家前来参加。在本次调查中，有66.7%的网友对此非常感兴趣。
此外，随着Apple等公司推出越来越多风靡全球的消费电子产品，为了满足工程师们对其设计的好奇心，了解这些产品成功之处的奥秘，本次IIC秋季展将首次推出产品拆解活动，邀请神秘嘉宾在展会期间每天举行三场现场拆解活动。拆解对象包括编辑选择、市场最热产品，如苹果iPad、长城GBOOK、血压仪等。对此感兴趣的观众，可以亲身感受产品分解的详细过程。更多IIC内容，请访问www.ed-china.com。
作者:王璠
提高电子产品能效的方法和技巧作者：SamDavis????上网时间：2010年07月20日
随着政府和产业界都将降低能耗作为应对全球变暖的一种手段，绿色运动方兴未艾。研究人员相信，使用能效更高的产品将减少对电力的需求，从而减少发电过程中导致气候变化的碳的排放。
其实，设计工程师从真空管时代起就开始面对能效问题，并一直延续到晶体管和微处理器时代。此外，因为能效几乎影响到系统设计的方方面面，所以能效一直得到关注。现在，因为温室气体排放影响到整个地球，它更是备受关切。
从电子设计的角度看，提高能效涉及为电子系统制定最高功率需求、对基于微处理器的系统实施有效电源管理、并尽量减少待机功耗。幸运的是，提高能效所带来的连带效应还有额外好处。
能源管理
美国劳伦斯伯克利国家实验室的能效数字网络(EEDN)工作小组一直在评估美国家庭内用于音频和/或视频的各类消费电子产品。这些产品的数量在增加，但是电流的控制和接口专注于功能，并没有考虑能耗。
EEDN建议修改现行电子行业标准，以便更好地在消费电子产品内控制能耗。这样做将需要进行背景研究以充分对标准以及将影响电源控制操作的诸因素进行描述，同时还要设计一个简单且连贯的系统来组织修订现有标准、制定未来标准。
此外，EEDN关注的能提供网络连接且需要的功率越来越高的产品。这些产品包括：交换机、路由器、防火墙、调制解调器、集线器、无线接入点和互联网协议(VoIP)电话。
随着网络化IT产品的增加以及以太网供电(PoE)和相关技术的推广，网络产品所需的功率——以及借助更高效电源转换和控制节省下的能量——都只会增加。
EEDN表示，应该有关于网络设备的能效规范，以帮助制造商和消费者出产/选用更省电的产品。美国环境保护署(EPA)的能源之星计划可以采纳这些规范以确保其在全球范围内的执行。由于今天网络产品销售种类的繁多，初期的规格将只会覆盖一些最耗电的产品类别。
EPA在1992年为节能电脑启动了能源之星计划，它对切实节能和环保的高能效产品进行了认证。美国环境保护署和美国能源部(DOE)与1,000多厂家紧密合作，共同确定可获得能源之星认证的产品必须应达到的节能水平。荣获能源之星标志的公司经常将其作为一种营销手段。由于能源之星计划的实施以及由此带来的能源管理的改善，我们可以预期，在2003至2012年，碳的排放将得以减少(图1)。
许多能源之星要求包含了电子和非电子产品。例如，2009年7月1日起生效的能源之星5.0涵盖了对计算机的要求。5.0版本还覆盖了台式电脑、笔记本电脑和工作站，但它并不包括计算机服务器、手持设备、PDA或智能手机。
电源效率要求适用于能源之星计算机规范包含的所有产品类别。使用内部电源的计算机在50%的额定输出时，能效必须不低于85％；在20%和100%的额定输出时，能效必须不低于82％；在100％额定输出时，功率因数不得小于0.9。
随通过能源之星认证的计算机出售的电源都必须获得能源之星认证，或满足能源之星2.0版对单电压外接AC/AC和AC/DC电源在空载和工作模式下的能效要求。这种性能要求也适用于多电压输出外接电源，它采用的是与内部电源一致的测试方法。
典型能耗(TEC)是一种测试和比较计算机能效指标的方法。它关注的是在一个有代表性的时期内、产品在正常工作状态下的能耗，涉及计算机的关闭、休眠和空闲模式、以及完成有用工作时的工作模式。表1列举了各种功能类别的台式机和笔记本电脑以千瓦/时表述的TEC。可用下式确定TEC：
其中，PX为以W单位的功率；TX为以%表示的时间；ETEC的单位为kWh，另外基于表2中的模式权重，它也代表了每年的能源消耗。
为微处理器供电
如在能源之星对计算机的要求中指出的，微处理器及其相关电路的功耗是影响能效的主要因素。源于用户对更快处理速度(等于更快时钟频率)的希求，微处理器的功耗一直在稳步上升。
由于功耗的上升大致与时钟速率增加的平方成正比，自1970年代、第一代微处理器问世以来，微处理器功耗和能量密度就一直呈指数形式升高。现在，最快的处理器需高达120至150A的电流，而电压在1V左右。
随着CPU耗电的不断增加，需要新的软件和架构方法，通过更好地匹配应用要求与片上资源来降低能耗。一种方法是使用休眠和睡眠模式以降低功耗，这就引入了被称为动态电源管理(DPM)的新的电路技术，它通过在工作量少的期间动态地重新配置系统以降低功耗的方法，降低了微处理器的平均功耗。
原则上，DPM通过确定低处理需求期间并在该期间降低工作电压(调压)和/或频率(调频)来降低工作功耗。这种技术被称为动态电压和频率调整(DVFS)。此外，在这些低功率需求时期，可以关闭空闲电路以进一步降低功耗。
提及的DPM方案可被归为预测或随机两种类型。预测方法是根据过去经验，尝试预测器件未来的使用情况。随机技术则基于对使用模式观察的概率假设。为得到预期效果，DPM必须考虑改变电源电压所花费的时间。另外，处理器必须能在其电源电压或时钟速率在不到1微秒的时间内改变时也能可靠地工作。
处理器电源管理
低压差(LDO)线性稳压器是一种可能的电源管理方式。具有内部功率MOSFET或双极晶体管的LDO可提供50到1000mA范围的输出，但对当今的大多数微处理器来说，它太小了。此外，LDO的典型效率只有60％至70％，所以不适于这些应用。
大电流、低电压的微处理器发展趋势产生了对电流在100A以上、电压约1V的电源的需求。多相转换器能满足这一需求，而且效率也很高。采用两个或多个相同的、交错并联连接输出的多相转换器，其总输出是各单元输出之和。图2所示的三相多相转换器就是个例子。
为了解多相转换器的优势，我们必须先看看用于提供大电流/低电压电源的单相转换器的特性。对传统单相转换器来说，输出纹波和动态响应随工作频率的提高而得以改善。此外，随频率的增加，输出电感和电容的物理尺寸和取值也变小。遗憾的是，随频率达到其上限，转换器的开关损耗在增加、转换器的效率在下降，从而使得在设计时要对工作频率和效率进行权衡取舍。
为克服这些单相频率的限制，多相单元工作在同一频率，但它们有相移，其转换切换由一个共同的控制芯片控制、定期实施。控制芯片交错控制各转换器的切换时间，以使每个转换器之间的切换相位角为360°/n，其中n是转换器相数。该转换器的输出是并联的，所以有效输出纹波频率为n×f，其中f是每个转换器的工作频率。这就提供了更好的动态性能，且与单相系统比，显著降低了去耦容抗。
多相单元间的均流是必要的，这样每个单元不会攫取太多电流。理想情况下，每个多相单元的电流消耗应相同。为实现均等的均流，必须对每个单元的输出电流进行监测和控制。
多相方法还具有封装优势。每个转换器都提供了总输出功率的1/n，从而减小了物理尺寸以及各相所用磁材料的成本。此外，各相的功率半导体只需要处理总功率的1/n，这将把内部功耗分摊到多个功率器件上，消除了也许会需要散热器的集中发热源。尽管这将使用更多元器件，但综合看，付出的成本物有所值。另外，多相转换器还有其他一些重要的技术优势，包括：输入滤波电容器端更小的电流有效值，从而允许使用更小电容；分布式散热降低了发热点温度并提高了可靠性；更高的总功率容量；在不增加开关损耗的条件下，加大了等效频率，这样便可使用可缩短负载瞬态时间的较小等效感抗；输出电容的纹波电流减小，从而降低了输出纹波电压并允许使用更小电容。
当选择相数时，多相转换器也有一些应加以注意的缺点，比如：所需的开关和输出电感比单相设计的要多，从而导致系统成本比单相方案高，至少在低于某一功率水平时是如此；控制更复杂；相间均流有可能不均；电路布局更复杂。
随着电流需求的增加，转换器内所需的相数也随之增加。仅提供两相的IC因其输出电流范围有限，可能无法满足要求。一个优化设计要全面考虑相数、每相电流，开关频率、成本、大小和效率等因素。更大输出电流和更低输出电压还要求对输出电压进行更严格的稳压。
为评估多相设计决策，我们必须审视现有IC所用的方法。一种方法是使用带集成MOSFET驱动器的脉宽调制(PWM)控制器IC，该技术带来了若干挑战：首先，芯片上栅极驱动器产生的热和噪声可能会影响控制器的性能；第二，对大多这类芯片来说，为实现更多相对其实施级联并不现实；其次，这种配置难以实现准确均流；最后，三个相似乎已达极限。
另一种方法是采用独立控制器和独立栅极驱动器。该方法将PWM控制器与栅极驱动器产生的热量和噪音隔离开来。同时，由于电流检测信号被传送到控制器，所以均流更为复杂。因为采用分离IC，所以从控制器到驱动器之间的延迟增加了。
还有一种方法是使用一个集成了栅极驱动器和内置同步和均流的两相控制器，但这种技术只支持偶数相。虽然它简化了设计，但它也可能会导致闲置或多余的硅资源、引脚和外部元件。此外，片上产生的驱动器发热和噪声会降低控制器的性能。
待机功耗
待机功耗是电子设备关闭或处于待机模式时的能耗。单台设备的典型功率损耗不高，从1至25W。但是，当把家庭和企业所用的几十亿台/部设备的待机功耗都加起来时，它就占了全球总能耗相当的一部分。
有一种使新一代功率变压器在待机模式只耗电100mW的技术方案，它可将待机功耗降低90％。另一种方案是“智能”电子开关——当空载时，它可关闭电源；而有载时，它可立即恢复供电。
“1瓦倡议”是国际能源署的一项提案，旨在将所有设备的待机功耗降至仅1瓦。国际能源署在1999年提出了“1瓦倡议”，以确保通过国际合作，使到2010年世界上出售的所有新设备的待机功耗都在1瓦以内。
2001年，美国13221号行政命令要求：每个政府机构，“当购买可通过商业渠道采购的、使用外部待机电源或包含有待机功能的内部电源的现成商品时，应当购买待机功耗不高于1瓦的产品。”
提高能效带来的其他好处
提高能效的一个连带好处是，便携式系统内的电池寿命延长了。此外，对电池供电系统来说，空间通常都很紧张，所以合适的能效水平支持采用简单、不那么笨重的散热技术。相比之下，低能效会引发需借助昂贵、标新立异的冷却技术来处理的过热问题，从而增加系统成本、并可能延长设计周期。
对所有电子系统来说，高能效还可提升系统可靠性。必须要控制半导体的工作温度，温度会影响以故障率(每一百万个小时内可用系统时间与故障次数之比)表示的可靠性。Arrhenius可靠性模型指出：故障率是热应力的函数——热应力越高、故障率越高。
通常，温度每上升10°C，故障率就增加50％。相反，温度每降低10°C，故障率就降低50％。因此，可通过致力于提高能效，改善故障率和平均无故障时间(MTBF)。
除可靠性和性能问题，半导体热管理还涉及经济和机械方面的挑战，高的能效可将其影响降至最低。成本是个重要考虑，提高能效也有可能降低成本。当必须在下一代系统设计中集成功率越来越高的半导体时，体积大小也是一个同等重要的问题。作者：SamDavisElectronicDesign》
Altium专家：从错误中学习，不再仿真作者：MartyHauff????上网时间：2010年07月22日
前几天，我与一位从事硬核FPGA设计的设计师谈起我开发系统芯片的方式。由于我提到了‘FPGA’，因此他问我对于仿真器的感觉怎么样。而当我告诉他我已近三年不依赖仿真器后，他大吃一惊，觉得不可思议。
这同我与许多其他FPGA设计师围绕着提高设计抽象度的对话很类似。正如软件开发人员非常依赖调试器和代码仿真器来查找错误和验证功能一样，FPGA设计师同样一直习惯利用仿真器来进行这些工作。仿真器为FPGA设计师提供了开发复杂IP所需的控制手段和可视性，随后设计师们设计流程就可以以良好的仿真工具为中心组织起来。不进行仿真而从事设计的观念是完全违背常规的。
与此相对的是电路板设计师所用的方法。电路板设计师就是那些从事将现成元器件拼接在一块印刷电路板上来从而制造出新型电子产品的人。通过假定这些元器件满足其产品资料的规范，电路板设计师将元器件视为“黑盒”，他们将精力集中于围绕元器件之间的相互通信上而非元器件内部的开发上，对系统进行整体仿真的情况十分少见。相反它们使用测试代码和/或仿真源代码进行样品设计和“实况”运行。
和电路板设计师，在门级/门电路水平上对整个系统进行仿真的情况一样，FPGA设计师不对系统进行仿真的情况一样是令人费解的。随着电路板设计师日益使用FPGA和现成IP来缩小设计和加快开发速度，什么才是最合适的开发方法呢？他们应当不仿真还是仿真？
FPGA仿真最适合开发定制IP的设计师。但是，一旦IP得到验证，使用该IP下游的设计师们重复这一工作就没有多少价值了。相反，他们应当采取与电路板设计师相似的策略，也就是进行“实况”样品设计。当然，需要有一个合适的执行平台才能使其成为可能。
对许多传统FPGA设计师来说，使用这一方式的主张仍然让人觉得不太舒服。但是，随着设计从抽象水平不断朝着系统水平上升，在仿真基础开发方面，这种方法仍然是比较好的。具有讽刺意味的是，采用下一代设计工具的电路板设计师实际上能够比传统使用者更好地利用FPGA。
作者：MartyHauffAltiumMasterElectronicsDesignerSuccess经理
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