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協助業者輕鬆實現新世代行動電話與平板裝置配件
2012/06/29-DIGITIMES企劃  

根據Canalys於2012年所發表的報告顯示,全球2011年智慧型行動裝置總出貨量共有4億8,800萬台,其中所採用的作業系統以Android所佔比例最高,為48.8%,其次才是蘋果的iOS(19.1%)。

至於在成長率方面,由2010年第四季開始起算,至2011年第四季為止,全球智慧型行動裝置成長率為62.7%,而其中依然是以Android最高,其年成長率高達244.1%,後續依次為Bada(183.1%)與iOS(96.0%)。

Microchip指出,「另外依照ABI Research的說法,受到智慧型行動裝置市場出貨量呈爆發性成長的影響,其周邊設備售後服務市場於2010年的全球總營收已達到265億美元。」Microchip並預估,Apple零組件周邊裝置市場約為100億美元,而其後的年複合成長率將為15%。

Microchip台灣區總經理李佳哲(Chuck Li)。
各式智慧型行動裝置,重塑未來生活方式

Microchip台灣區總經理李佳哲(Chuck Li)認為,現在無論是在家庭、企業、車輛或醫療單位…等日常環境中的各項應用系統,如娛樂、遠端控制、金融交易、辦公室作業、適地性服務、遠端居家照護…等,幾乎都與智慧型行動裝置有著極密切的關係。「毫無疑問,全球行動周邊設備市場的成長與發展方向,受到這些應用項目所提供的智慧化功能極深的影響。」

他強調,正是由於有這些不斷問世的智慧型行動應用,才為硬體周邊設備製造商開創出「可補強原行動裝置不足之處」的市場新商機,像是結合感應與監控裝置的家庭管理系統、可做為憑證/支付交通費用的票券裝置、健身或醫療設備,以及金融付款工具…等。「基本上,智慧型手機與其行動周邊裝置已經成為一種生活型態的〝集線器〞,讓我們可以藉此與全世界進行以往無法想像的新形態連線與互動。」

透過這些與行動應用系統密切互動的智慧型周邊裝置所內建的各項關鍵功能,即可為消費者創造出極為獨特的使用經驗。「不過不同類型的應用,其智慧型周邊裝置所應支援的關鍵功能也並不相同。」李佳哲表示。

像是進行e-Wallets或POS機類型的金融交易型態應用設備,本身需要內建有加密演算及密碼保護功能,方能確保資料與硬體安全性;至於像運算或健身器材類型的周邊裝置,則應具備移動感應與先進類比功能,以便於感應目標移動狀況,提供其準確測量資訊;而音箱設備除了要支援多種聲音壓縮格式、音效之外,擴大功能亦不可少。

「準確的辨識出智慧型周邊裝置所應具備的關鍵功能,對於了解產品的硬體規格需求,讓設計師能依此選擇出最佳化的微控制器與其他系統零組件會有相當的助益。」

應用軟體與周邊裝置,是行動裝置快速成長的主因

由此可知,由於智慧型周邊設備已成為吸引消費者的關鍵之一,使得製造商面臨到來自多方面的挑戰,其產品在設計時需要同時考量多樣化的複雜因素,因此業者唯有進行跨領域軟硬體項目整合,如產品關鍵功能、與網路或周邊裝置連結性、電力耗用需求、韌體庫(Firmware Libraries)、作業系統支援與各式應用系統…等,方能確保產品設計的最終結果能夠維持高水準品質,以便提供消費者最佳使用經驗。

以網路或周邊裝置連結功能做說明,由於智慧型行動裝置與外部溝通都是要透過「介面」來進行,因此周邊裝置產品能夠支援幾種介面規格,就會成為廠商設計時最重要的考量項目。「無論是無線或有線介面,都必然有其優缺點存在,因此產品設計人員最好應依據目標使用者作業習慣、設計複雜度、電力消耗程度與物料清單(BOM)成本…等狀況,再決定要支援哪一種介面規格。」

無論採用何種設計及規格,都面臨複雜的選擇及挑戰

舉業界常用的有線連接通訊協定USB為例,無論是在Apple iPad、Andriod平板電腦、早期的iPod播放器、各款式的Andriod智慧型手機…等多種行動裝置上,都可看到USB介面的身影,以做為其連接大容量存儲(MSD)、通訊(CDC)、人機互動(HID)、音訊(Audio)…等不同類型裝置的連接口。

「現在最新版的USB 3.0已經可以支援到5Gbit/s的資料傳輸速率,不過由於其晶片本身與周邊需要搭配的電路板成本偏高,使得今日大部份的智慧型手機或平板電腦多還停留在以往USB 2.0規格,導致有部份新款裝置無法與其相容的問題。」除此之外,過去標準USB 是採行master/slave架構,只有主機端可以排程連結的設定與進行資料傳輸,周邊裝置只能被動回應,「雖然新一代周邊裝置由於支援USB OTG,已經改善了此一現象,不過因為仍有不少舊款設備僅支援原有的運作模式。」李佳哲表示,這都是業者在設計新款產品時所應注意到的。

另一方面,對於裝置上RF設計,目前市場上有Modules或Chip-down兩種不同模式可供業者選擇。李佳哲說,Module方式雖可以享有加快產品上市速度、僅需具備少許RF專業知識即可完成設計等優勢,但相對來說,業者也要面對需額外進行一些機構認證,當產量不多時才較具成本效益…等缺點。「Chip-down剛好相反,不僅需要RF專家的投入,也要進行多項的RF測試及認證,但是當業者大量生產時,其成本便可壓至最低。」

至於對周邊裝置電源的選擇也有類似狀況:使用外接交流電可以直接從手機或平板電腦中充電,但需要進行額外的設計,以便將所取得的交流電轉換成低伏特直流電來使用;採用電池雖然可省去上述設計成本及因線路所增加的空間,但如何在電池放電過程中維持其穩定電壓,則又是一大難題。

Microchip提供開發套件,協助業者簡化惱人開發程序

而對於韌體庫,業者則是要考慮其是否支援不同的作業系統?是否能符合最新版的作業系統規格?可進行自動偵測與連線?提供簡單的API?具自動初始化的功能?能否進行韌體庫更新…等項目。

李佳哲表示,正因為周邊裝置製造商在設計開發新產品時所需考量的因素太多、太複雜,因此為了協助業者們簡化開發程序,Microchip整合來自全球各地FAE與Design House的各式需求,提供其內容豐富、具XLP技術的PIC MCU、能夠支援Apple與Android作業系統環境的多種開發套件,使業者無論是在發展一般用途的周邊設備、數位音訊播放音箱、MIDI Synthesizing/Sound Mixing、Bluetooth、Wi-Fi…等特用裝置時,都能以最快的速度讓產品上市。

以韌體庫為例,Microchip Firmware Libraries為Royalty-Free,免收授權費,具備符合並支援最新版本的Apple與Android作業系統,能對其進自動偵測、連線與初始化、提供Boot-loading與數位音訊…等功能的支援,能夠省下製造商在設計過程中許多以往要親自處理的麻煩。

而多樣化的套件,更能讓業者視其需求,選用不同的Microchip開發套件來發展產品。舉例來說,假設設計人員只是想要開發簡單的周邊設備,使用Simple Accessory with IR或8-bit Development Kits等類型的套件即可;但若是要設計Sound Mixing產品,選用MIDI Accessory、MIDI Synthesize及PIC32 Sound Mixing會較為適當。

李佳哲建議,周邊設備製造商在啟動新產品的研發專案時,應該要依循「最得適當的作業系統開發授權」(如Apple有MFi及開發者授權),再針對不同作業系統與MCU之條件,選擇內含適當的MPLAB X IDE / XC Compilers、OS Libraries、PICkit、MPLAB ICD 3或MPLAB REAL ICE debugger/programmer…等工具的開發套件來提供其完整協助。

李佳哲最後補充,如果業者對Microchip為智慧型手機周邊設備所提供開發資源的訊息細節還想要有進一步了解,可至www.microchip.com/smartphones中查詢。

(本文提供英譯版本,請按此連結閱讀英譯版本內容)

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