物联网、智能汽车、高清视频应用需要怎样的金刚钻?

       “有了金刚钻，敢揽瓷器活”，当物联网(IoT)、智能汽车、高清视频等热门应用载着满满的财 富袭来之时，半导体厂商是否有足够先进的技术以应对呢?尤其是在需要高性能的细分市场，对于半导体厂商的要求更高。例如，物联网需要小型、低功耗、高可靠 的存储器解决方案，智能汽车需要先进的图形显示控制器以实现ADAS功能，而实时4K则需要H.265编码能力。

　　在本届慕尼黑上海电子展上，相关厂商展示的几项“低调奢华有内涵”的相关技术方案引起了 笔者的关注：高可靠FRAM为物联网、工业自动化、医疗电子等提供了高性能存储解决方案;Milbeaut ISP正在移动终端和安防监控领域大展拳脚;车载图形显示控制器GDC ，引领全球车载图形显示控制器领域;而目前世界上第一款能支持4K HEVC硬编码的芯片MB86M31则为广播电视注入新的活力。

图1. FRAM、Milbeaut ISP、实时4K 60P HEVC编码芯片、车载GDC各产品线技术专家

　　FRAM在物联网、工业电子、医疗电子……中无处不在

　　FRAM称得上是富士通半导体的明星产品了，也是其最具特色的产品之一。由于掌握着从FRAM的研发、设计到量产及封装的整个流程，加上多年的经验，富士通半导体因而能始终保证FRAM产品的高质量和稳定供应。

　　“‘多’、‘快’、‘省’可以形象地概括出FRAM的特点。‘多’指的是FRAM的高读写耐久性(1万亿次)的特点，可以频繁记录操作历史和系统状态;‘快’指的是FRAM的高速烧写(是EEPROM的40,000倍)特性，这可以帮助系统设计者解决突然断电数据丢失的问题;‘省’指的是FRAM超低功耗(是EEPROM的1/1,000)特性，特别是写入时无需升压。” 富士通半导体(上海)有限公司市场部经理蔡振宇指出。

图2. 铁电FRAM优势：与E2PROM相比

　　FRAM所具有的非易失性、高速写入、高耐久性和低功耗的特性使得其很快成为物联网(例如水、电、气表等)及工业电子(例如工厂自动化等)应用的宠儿。如下图3所示， FRAM单体存储器的主要应用领域。

图3. FRAM单体存储器的主要应用领域

　　“我们的FRAM产品线相当宽泛，容量从4Kb到4Mb，涵盖SPI和I2C串行接口、并行接 口。预计明年中，我们的64Kb和256Kb会有SPI接口的汽车级产品推出。这将推动FRAM应用于汽车电子中，例如车载导航。”蔡振宇透露：“而1M 和4M的QSPI接口的产品也在我们的计划之中。”

图4. FRAM单体存储器路线图

　　除了独立的FRAM产品，富士通半导体还可提供FRAM RFID解决方案，包括HF(高频)和UHF(超高频)两种系列，特别适合满足高可靠性电子标签应用如医用标签的需求。FRAM除了之前提到的非易失性、 高速写入、高耐久性和低功耗的特性，还有一个优点就是对一些X线、伽玛射线环境‘免疫’，被照射后保存的数据不会受到影响，而EEPROM等传统非易失性 存储器就不行了，若被伽玛线、X线照射后数据就会丢失。因此FRAM RFID很适合经常需要用伽玛线照射进行消毒的医药器械电子标签应用，可很好实现仓储、物流、病患资料数据的管理，造福于民。

　　Milbeaut ISP——专业应用于移动终端及安防监控

　　而在移动终端方面，我们要将关注点放在图像信号处理器(ISP)上，这是因为索喜科技(Socionext，前富士通半导体)在图像处理领域有着20余年的研发经验，正是基于此，Socionext的Milbeaut ISP已经成为专业影像处理器的代名词。

　　“Milbeaut在全球数码相机ISP市场份额中占有极高比例，全球知名数码相机厂商几乎都 与我们有合作，在单反数码相机中同样有大量的成功应用。” 索喜科技(上海)有限公司市场与销售部-SoC解决方案高级经理路标表示：“在手机应用领域，全球超过100款手机采用Milbeaut Mobile ISP。”

　　Milbeaut ISP内嵌多种硬件算法配合专业图像处理器，能够丰富应对于不同场景。其中，针对手机应用的Milbeaut Mobile图像信号处理器(移动终端专用ISP)具备更低功耗、更快静态成像(应用相位检测对焦法比传统对比式对焦法快速10倍)、更小相机模块尺寸， 以及更高容量和更高视频数据帧速率，能够将高端影像品质和丰富相机应用同时结合，使手机拍照体验瞬间媲美单反。

图5. 最新Milbeaut移动终端图像处理引擎(适配相位检测自动对焦)——对焦速度快10倍

　　“最新Milbeaut移动终端图像处理引擎在本次展会上亮相，最新一代产品MH-1、M- 12M0芯片配置了顶级单反相机才使用的相位检测对焦算法，进而实现了同时支持传统对比式对焦和相位检测对焦的混合对焦方式，对焦速度是提升10倍。 快速瞬间完成准确的对焦保证拍摄呈现最清晰的画面。”路标指出。

　　除了大量应用在手机领域，2014年随着市场对高清视频监控需求猛增，Milbeaut ISP还推出了应用于安防领域的专用芯片产品。“Milbeaut Security ISP是专门针对高端安防监控应用的图像信号处理器，能为安防监控领域的厂商提供全套高端网络摄像机的参考方案，含系列可选智能视频分析算法，实现真正的 超高清4K 30fps，全高清1080P 60fps。” 路标表示。

图6. Milbeaut监控摄像头解决方案

　　第三代车载图形显示控制器GDC——支持百万高清3D全景和多屏液晶仪表方案

　　在图像显示处理领域，Socionext是当之无愧的王者，这可从其广受欢迎的Milbeaut ISP窥见一斑。而与之有着相同图形显示技术基因的汽车GDC则是全球汽车图形显示控制器领域的领导者，其产品广泛用于汽车中控信息显示、全景环视系统、多媒体娱乐影音系统、导航、虚拟仪表等领域。

　　“我们最新的第三代车载SoC Triton系列，主芯片MB86R20采用高性能Cortex A9双核CPU、2D和3D独立GPU、具有超强的运算能力和图形处理能力。具有6路全高清数字摄像头输入接口(每路支持200万像素、每秒30帧)和3路显示输出(最大支持1920×720分辨率)。” 索喜科技(上海)有限公司市场与销售部-SoC解决方案高级经理周浩洋指出。

图7. 第三代车载SoC Triton系列功能框图

　　Socionext的车载3D多视角全景环视系统OMNIVIEW为全球首个真正意义上实现3D全景成像的行车辅助技术。其“带识别功能的360°全景百万像素3D成像系统”搭载世界领先的360°全景拼接算法，是具有渐进物体检测功能的ADAS系统。

　　OMNIVIEW能够同时实现从任意角度观察汽车周围情况和并减少视野盲区这两项功能。可用三维的方式并 且无遗漏地向驾驶者传递汽车周围的危险情况。能够通过车载屏幕自由的观察整车360°影像，在行驶、倒车时可以获得更详尽的路面信息，这就减少了因为车辆 死角造成的事故发生概率，尤其是在人口稠密、路况复杂的大城市，这一功能对于安全驾驶的帮助非常巨大。

　　另外，多屏液晶仪表方案Integrated HMI可实现不同驾驶场景选择最佳形式呈现，在促进人、车、环境和谐的同时，使驾驶更加顺畅，该方案帮助各个显示部分力求模块化和平台化，从而可大幅减少零部件数量，还可方便地推广应用到其他车型上。

　　实时4K —— 目前世界上第一款能支持4K H.265/HEVC硬编码的芯片

　　H.265/HEVC标准大行其道，不过能够真正实现H.265/HEVC编码的公司目前还凤毛麟角。 基于能实现实时4K 60P H.265/HEVC硬编码功能的处理芯片——MB86M31——是目前世界上第一款能支持4K H.265/HEVC硬编码的芯片。MB86M31芯片能实现高质量、高压缩率、低功耗的实时H.265/HEVC编码。

图8. MB86M31主要技术规格

图9. MB86M31内部框图

图10. M31评估板

图11. M31评估板框图

　　“除了能支持4K 60P H.265/HEVC编码，MB86M31芯片还可以同时支持多路高清、标清视频源的H.265/HEVC编码;支持4:2:0/4:2:2 8-bit/10-bit编码;并能支持多种输入、输出接口，如多路YUV并行数据接口、PCI-e、SPI等。MB86M31可以广泛应用于各种专业广 播、头端设备中，也可用于互联网类IP/OTT视频处理、分发设备等。”索喜科技(上海)有限公司市场与销售部-SoC解决方案副经理黄纯华表示。

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