清华园畅谈口袋科技创想,TI首席科学家展望SoC时代演进蓝图

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从几间屋子大的大型计算机到身段玲珑的上网本,从老旧笨重的手摇电话到可装入口袋随身而行的智能手机。回首半个多世纪来IC产业日新月异的发展,人们见证了一个个创新传奇,越来越多的电子产品被装进口袋。在低成本、高性能、便携性成为众望所归的今天,半导体行业的创新之路又将何去何从?德州仪器(TI)首席科学家方进(Gene Frantz)访问中国,在著名学府“清华园”与业内人士一起畅谈电子技术发展前景,探讨口袋中科技演进的秘密。

此次,方进就电子设备从体积庞大向便携袖珍的发展过程中,嵌入式处理技术与 SoC发挥的作用作了深入探讨,并对未来做了大胆的设想。早在2006年的TI开发商大会(TIDC)上,方进就曾为业界带来自己对“SoC”的全新定义:“采用多种专利技术在同一硅片上集成一个系统或子系统,并要求具备模拟、数字及RF的通用工艺,各种连接接口和终端设备系统的专业性能”。SoC技术丰富了我们口袋中的电子产品,它已深入我们生活的方方面面,从工作到娱乐、从安全到健康,SoC带来便携趋势,技术的创新在改变着世界。  


什么促使了口袋技术的发展


首先,在嵌入式处理领域,如何让SoC 带来更多成功创新呢?方进认为摩尔定律、性能、低功耗与可编程性、全面的系统集成、开发环境等综合因素在全面发挥着力量。3P组合,性能、价格、功耗(Performance, Price and Power)三者将相互作用,带来电子产品的全新市场机遇。


在这近36年来,摩尔定律的魔力使得新技术每2-3年便得到一次飞跃, 性能不断提高,尺寸不断缩小,而相对应的价格在不断的降低。随着更多多核DSP的出现,以及高灵活性协处理器的发展,并行技术的发展实现SoC技术的进步。反过来,SoC技术也促进了DSP性能的大幅提高。


降低功耗、提高便携性,是科技口袋化的关键所在。如果说摩尔是性能进步的预言者,而方进则是功耗降低的代言人, 方进曾提出过一个著名的“方进定律”,即半导体的功耗每18个月降低一半。当初进入90nm时,曾有人对此定律产生怀疑,“这是因为90nm时出现了待机功耗与工作功耗一样的问题。但是半导体技术进入65nm后,业界解决了这一难题,功耗又重新回到下降曲线,继续按摩尔定律前进,”方进解释道。


除此之外,总体系统集成能力和开发环境也在决定着口袋科技的发展进程。如今系统级软件、软件与开发工具以及SoC技术可在单芯片上高度集成。开放的可升级平台,平衡、灵活且高度集成的架构,可扩展、能差异化产品竞争力的系统,这些都将加速口袋科技产品的诞生。 


口袋技术的下一个未来


嵌入式处理技术和SoC实现了许许多多“大房间设备”到袖珍产品的演进,但这并不意味着科技创新的终结,那SoC的下一个使命是什么?方进做了大胆的预测和猜想,分别在娱乐、医疗、远程监控、能量采集等领域,描绘口袋科技的下一个未来。


在娱乐方面,例如在TI OMAP平台上, DLP投影仪可以内嵌于手机里面,只要手机能支持video功能,你就可以在等飞机时,用手机把视频投放在墙上看,从此等待的时间不再寂寞无聊,如此令人激动的用户体验,就发生在我们身边。将来,更会有许许多多令人想不到的产品出现。


在医疗方面,以前医院中才有的庞大设备现在可以随身携带,将来更是神奇,随着技术的发展,这些口袋科技产品变得更袖珍,以至于可以植入人体,例如,视网膜植入、脑深部电刺激、耳蜗植入、胃起搏器、神经剌激器等应用,科技改善健康的梦想越来越真切。 


远程监控方面,可实现无电池或无线化,使产品变得更绿色环保。小小芯片将能进行自动能量采集,比如从体温,运动,太阳能中收集能量并转化为自身所需的电能。结合低功耗无线射频技术,这些应用在病人远程监护、无线传感网络、结构监控等领域将发挥重要作用。


对于创新,方进坚信爱迪生的这句话:“天才是 1% 的灵感加 99% 的努力”。市场推进了技术的发展,而我们在努力研究推进市场发展的技术。TI的科学家们没有满足于现状。“当您看到大型设备占满整个房间,不妨想想要是这种设备能放在我的口袋中该多好。而当您看到别人口袋里装了某种电子设备时,不妨想想这种设备还能如何发展”,方进说,“因为这样,我们的创新有了源源不断的动力。”


 

 
 
 

 

 

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