Renesas-泛网时代的移动通信解决方案.ppt

泛网时代的移动通信解决方案 株式会社瑞萨科技 2005.5 面向移动电话的解决方案 SH-Mobile的市场状况 支撑SH-Mobile的技术 SH-Mobile规划 面向最新3G移动电话的SH-Mobile3A SH-Mobile软件解决方案 SH-Mobile价值链的构筑 RF解决方案 1 2 3 4 5 6 7 8 2 面向移动电话的解决方案面向移动电话的解决方案 3 通过各种多媒体化手段实现应用功能的增多通过各种多媒体化手段实现应用功能的增多 装载各种功能的移动电话 2G2G2.5G2.5G2.5G-3G2.5G-3G3G3G 多媒体化多媒体化 移动电话的时代 3D图像 地理导航系统 IC录音机 3百万像素相机 Avatar chat电影電話 电子钱包 彩色液晶(STN) 相机VGA 130万像素相机 彩色液晶(TFT) 相机 CIF 硅晶音响 电影(QCIF) 电影(QVGA30fps) 2百万像素相机 电影電話 游戏JAVA 模拟电视调谐设备 FM 收音机调谐设备 NTSC/PAL TV 输出 地面数字信号播放（H.264) 网络发送音乐 移动上网(WAP/i-mode) 电影(VGA30fps) 下一代下一代 音响音响 电子辞典电子辞典等等 家庭家庭 娱乐娱乐 数码相机数码相机 NO.1NO.1 汽车导航系统汽车导航系统 NO.1NO.1 数码摄像机数码摄像机 NO.1NO.1 打印机等打印机等 商业用途商业用途 NO.1NO.1 机器人机器人/ /工业用工业用 NO.1NO.1 电子记事本电子记事本 4 应用功能的无分界化 面向泛网时代，多媒体化的移动电话 出现从通信向应用的巨大变化趋势 数码照相机 便携式 汽车导航系统 遥控器 照明控制 控制空调 电子游戏 日程管理 辞典 钱包 数码摄像机 TV 多种应用功能 集于一部手机中！ 5 （动画 MEPG） 电视电话 动画邮件 动画播放 高画质増加 大型化高精细化 LCD 256 RGB 320 Sub LCD 应用处理器 - 概念图 多功能化的多功能化的 移动电话移动电话 以通以通话为主的话为主的 移动电话移动电话 System BUS Stacked MemoryStacked Memory 32MF 16FC 16FC 64MF 8MS 32MF 16FC 16FC 64MF 8MS SP MIC 时钟 音源 支持百万像素 CAMERA 传感器 相机 DSP 多种方式并存 卡 SD(CPRM) 非接触 MS MMC 容量更大多样化 存储器 -SDRAM -SRAM/PSRAM -SuperAND 精度提高高速显示 GPS 位置信息 图像类 -MPEG2/4 -JPEG2000 -PNG/GIF -JAVAH.W. -2D/3D -各种过滤器 -图像的加工编辑 -旋转 人体认证 蓝蓝牙 密码技术 各各种传感器 音响类 -MP3/AAC/AC3 -AMR/WMA -G.72* -ATRA 应用处理器 基带基带 6 移动电话的综合解决方案 调谐器 数据存储功能（存储器） SiP、MCP 闪存卡（MMC) 应用处理器 SH-Mobile 基频处理器 安全性 IC卡用微控制器 无线通信功能 HPA RFIC 显示功能 LCD控制器 多媒体加速器平台 移动电话应用功能开发平台 VIF、SIF 7 存储器 FLASH LPSDRAM / DDR SRAM/PSRAM SuperAND 卡 SD(CPRM) Contact-less IC card MS MMC 256 RGB 320 低端 液晶显示器 液晶显示器 数码模式 / 芯片装置 电荷藕合器件 传感系统 CCD 传感器 AFE ADC 数码数字 信号处理 TGI/F DC-DC YUV 三原色 CMOS 传感系统 CMOS 传感器 AFE ADC I/F YUV 三原色 应用处理 图像 MPEG4 PNG/GIF JAVA 2D / 3D 过虑 图像编辑 旋转 H.264 JPEG DivX Biometrics 安全性 蓝牙 图像传感器 音频 MP3/AAC/AC3 AMR/WMA G.72* AAC+/AAC+ 占有GSM市场 55%的份额 占有彩色液晶显示器 30的市场份额 瑞萨公司34的收入来自于 移动通讯领域 SH-Mobile 控制了多媒体 的关键特质 低级波段 LSI SP MIC 声音 IC 雷达跟踪忠心 IrDA 射频 高功率放大器, BRIGHT(RFIC) 配电控制 GSM PF08151B HWXR591 LC LC LC LC P/2 /2(4) PLL P/2 B6e (/2) CTRL UNIT (/2) PLL /8 高功率放大器 BRIGHT 数码数字 信号处理 瑞萨在全球市场中的位置 8 SH-Mobile SH-Mobile 的市场状况的市场状况 9 SH-Mobile: 被市场证明 的解决方案 24 家公司已经承诺使用 SH-Mobile 超过169家企业加盟 “SH-Mobile 协会” (经营者,软件开发商,OS 经销商,工具制造商, 内容供应商,IP 经销商,系统集成商) 2003年的芯片供应量超过一千五百万。 预计2004年供应量达到二千万 欧洲主要的 GSM 手机制造商已在 2004-05 GSM/GPRS 平台上采用SH-Mobile 应用处理器 用SH-Mobile驱动的 3G (FOMA) 手机 计划在04年第四季度上市 10 SH-Mobile 在全球被应用在了一百多种的移动电话中 11 支撑支撑SH-Mobile SH-Mobile 的技术的技术 12 内置电源开关 CPU, 缓冲存储器等 URAM,寄存器 IO控制 核心电源 IO电源 芯片 芯片内电源分离芯片内电源分离 实现低功耗的技术 1 SH-Mobile3的低功耗技术 芯片内电源分离 ISSCC 18.6 A Resume-Standby Application Processor for 3G Cellular Phones 待机电流 节省96 86A 依靠CPU芯片的电源分离实现低功耗 达到0.4mW/MHz 周波数 216MHz1.2V(手机用) 400MHz1,2V（高性能版) SHX：开发计划名 电源开关1 命令缓冲存储器 CPU核心 电源 开关2 SH-X 13 SOI 晶体管构造 实现直接将车身连接到分离酸化膜下的SOI层。 实现低功耗的技术 2 在SOI（Silicon On Insulator）CMOS中开发SOI技术新构造车身电压控制SOI（ABC- SOI） ，该技术具有在谋求低电压化的同时提高运转速度的新构造。 新构造新构造SOI CMOSSOI CMOS设备技术设备技术 （） （） （） （） . （） . （.） （） （） . （.） . （.） . （.） . （.） SOI CMOS 科技矢量 到2009年、达到以0.6V的低电压实现1.8GHz高速 运转的目标。 直接与本体接触 门户 门户 本体 嵌入式酸化膜 硅板 SOI层 14 栈叠栈叠SIP SIP 世界顶尖水平的小型化技术世界顶尖水平的小型化技术 优点优点 小型化技术 1 瑞萨的“SIP（Solution Integrated Product） ” 瑞萨的SIP生产实绩：累计 110M个 (2001年) 提供系统解决方案提供系统解决方案ITDMITDM制造商制造商 计划计划设计设计咨询咨询 短短开发开发量产化量产化 强大的CPU芯片群 始终如一的设计体制 丰富的IP提供 测试技术 实际组装技术 通过五个芯片的封装 缩小了80%的面积实现小 型化 （+） 闪存 （中2枚） （+） 15 小型化技术 2 通过对Si-LDMOS过程的改良，实现芯片上的功能集成化，并且新增加了内置 输出功率自动调节功能，实装面积减少了65% 改良改良Si-DMOSSi-DMOS过程的面向过程的面向GSMGSM手机手机 功率放大器的小型化技术功率放大器的小型化技术 （） 实装面积 减少减少 （） （ ） 以 往瑞萨的小型化技术 16 内容安全性内容安全性 区域密码 安全性技术 内容安全性解决方案内容安全性解决方案 国内大学 其它公司 海外共同研究 国内大学 其他公司 日立制作所和三菱电机的各个研究所成果的实际运用 三菱电机 量子密码Camellia MISTY KASUMIKASUMI 日立制作所 MUGIMULTI-So1 MULTI4MULTI2 M6 将各种密码数字IP化 运用于各种产品 连续密码 - 国内外标准化 17 SH-Mobile SH-Mobile 规划规划 18 SH-Mobile CPU 芯片规划图(2009) SH3SH3 CoreCore SH1SH1 CoreCore SH2SH2 CoreCore SH4SH4 CoreCore SH5SH5 CoreCore 100MHz0.25um100MHz0.25um 130MIPS130MIPS Cache, DSP,FPUCache, DSP,FPU 133MHz0.18um133MHz0.18um 173MIPS173MIPS MMU, Cache,DSPMMU, Cache,DSP 400MHz0.18um400MHz0.18um 600MIPS/1.6GMACS600MIPS/1.6GMACS 64bSIMD64bSIMD ISAISA 128b FPU128b FPU SH-MobileSH-Mobile X X CoreCore 400MHz400MHz /720MIPS/720MIPS /2.8GFLOPS /2.8GFLOPS 0.13um 0.13um 133MHz133MHz /173MIPS /173MIPS 0.18um 0.18um 266266MHz0.18umMHz0.18um 480MIPS/1.8GFLOPS480MIPS/1.8GFLOPS 2way 2way SuperScalerSuperScaler 128b FPU128b FPU SH-MobileSH-Mobile X2 CoreX2 Core SH3-DSPSH3-DSP CoreCore SH-MobileSH-Mobile CoreCore 600MHz600MHz /1200MIPS/1200MIPS /4.2GFLOPS/4.2GFLOPS 90nm 90nm 133MHz133MHz /173MIPS /173MIPS 0.15um0.15um MFI (Easy MFI (Easy Connectable to ANY Connectable to ANY basebandbaseband LS LS ) ) U-STBY Mode(mobile ultra low power consumption)U-STBY Mode(mobile ultra low power consumption) Rich Internal Memory(URAM,Cache,XRAM,YRAM,Rich Internal Memory(URAM,Cache,XRAM,YRAM,CommunicationRAMCommunicationRAMetc) etc) Rich H.W. Accelarator(MPEG4,3DGAME,JAVA,Sound.etc)Rich H.W. Accelarator(MPEG4,3DGAME,JAVA,Sound.etc) 2 2way Super way Super ScalerScaler ArchtechtureArchtechture R-STBY Mode(New! mobile low Power Mode)R-STBY Mode(New! mobile low Power Mode) JAVA H.W. Extention(6.5eCM/MHz:w/w No.1 Hi-speed JAVA)JAVA H.W. Extention(6.5eCM/MHz:w/w No.1 Hi-speed JAVA) SymbianOSSymbianOS Support Support NOWNOW SH-MobileSH-Mobile X3 CoreX3 Core PlanningPlanning PlanningPlanning 65nm 65nm High PerformanceHigh Performance High Performance & High Performance & ” ”LowPowerLowPower” ” for for MobilePhoneMobilePhone 19 SH-Mobile全产品线 (2007) Under development Multi Media Smart Phone Feature Rich Frontier 2002Timeframe SH-Mobile1 SH-MobileJ 20032004 2005 SH-MobileJ3 2006 SH-Mobile3A 系统单芯片LSI1 SH-Mobile/FOMA GSMB.B. Integrated With NTTDoCoMo SH-MobileLS SH-MobileV SH-MobileL SH-MobileL2 SH-MobileJ4 SH-MobileV2S SH-MobileV2L SH-MobileV2 SH-Mobile3AS 系统单芯片LSI2 SH-Mobile/FOMA GSMB.B. Integrated HSDPA EDGE With NTTDoCoMo SH-Mobile4 SH-MobileL3 SH-Mobile X Core SH-Mobile Core SH-Mobile X2 Core 180nm150nm130nm90nm SH3-DSP Core SH-MobileJ2 SH-MobileJ2S SH-MobileA SH-Mobile3 20 SH-Mobile 目标技术 CPUCPU性能的提高性能的提高 SH-XSH-X SuperScalerSuperScaler 动画性能的提高动画性能的提高 VPU3+VPU3+ VGA30fpsVGA30fps化化 图像性能的提高图像性能的提高 PowerVRPowerVR.MBX.MBX LiteLite 总线性能的提高总线性能的提高 SuperHywayBusSuperHywayBus 外部存储器的外部存储器的 MCPMCP化化 256256MbitDDRMbitDDR /SDR/SDR 低功耗模式低功耗模式 R-STBYR-STBY U-STBYU-STBY 系统处理 SH-MobileA/3 SH-MobileA/3 音频处理专用DSP 支持地面数字信号 新音响应用 对应H.263/H.264 非接触卡对应 密码处理/安全性处理 高精彩fillet ring技术 MFI新模式添加 HSPDA的应用 SH-Mobile4SH-Mobile4 5 5 New New ArchtectureArchtecture 新电源管理 和FOMA B.B. 的单芯片化 Linux CEELinux CEE平台的构筑平台的构筑 w-T-Enginew-T-Engine平台的构筑平台的构筑 SymbianOSSymbianOS平台的构筑平台的构筑 和GSM/GPRS B.B. 的单芯片化 相机性能的提高相机性能的提高 相机相机内置内置DSPDSP 相应提高像素数相应提高像素数 ( (Over5MPixelOver5MPixel 和GSM/EDGE B.B. 的单芯片化 Global Chipset Solution的构筑 21 面向最新面向最新3 3GG移动电话的移动电话的SH-Mobile3ASH-Mobile3A 22 SH-Mobile3A系统结构 SH-Mobile3A SH-Mobile3A (0.13m)(0.13m) 16-/18-bit MMUMMU Power ManagerPower Manager Peripherals DMAC x 6ch UBC/AUD/H-UDI/CPG/ INTC/TMU/GPIO/RWDT/ KEY/SIOF/SIO/SCIF XYRAM XYRAM 16kB16kB CACHECACHE Data:32kBData:32kB Inst:32kBInst:32kB SH-X coreSH-X core 200MHz200MHz CPUCPUDSPDSP MFI3 (Baseband I/F)MFI3 (Baseband I/F) MFRAMMFRAM - - Enable Low Power DMB (DMB Engine embedded) Enable Low Power DMB (DMB Engine embedded) - - H.264 Full Hardware (max. VGA30fps encode/decode) H.264 Full Hardware (max. VGA30fps encode/decode) - - TS Decoder TS Decoder - - SIM Card IF (for CAS, de-scrambler) SIM Card IF (for CAS, de-scrambler) Card I/FCard I/F SD/MS/SD/MS/ MMCMMC URAMURAM 128kB128kB Sound Sound EngineEngine Echo CancellerEcho Canceller PCM/IIS/SPDIFPCM/IIS/SPDIF Sampling rate ControlSampling rate Control 16bit Stereo 16bit Stereo FIFO MODEFIFO MODE Low Power Consumption Low Power Consumption For PMSB/DTB !For PMSB/DTB ! PreliminaryPreliminary TS Decoder SIM Card IF VPU4 H.264H.264 VGA30fpsVGA30fps Rate controlRate control VLC VLD DCT iDCT ME MC Q iQ DMB EngineDMB Engine Graphic EngineGraphic Engine Z3D-IIISH 700kTri/s VIO5VIO5 YUV YUV YUV YUV RGB RGB RGB RGB OSD/HWCOSD/HWCOSD/HWCOSD/HWC P in PP in PP in PP in P Digital FilterDigital FilterDigital FilterDigital Filter BT601/656BT601/656 VOUVOU IICIIC Camera EngineCamera Engine JPEG H.W. Realtime USBUSB USB2.0 (function) JAVAJAVA 16-bit 32-bit 8-bit SRAM SRAM CtrlCtrl SDRAM SDRAM CtrlCtrl Flash Flash CtrlCtrl LCD CtrlLCD Ctrl V_syncV_sync H_syncH_sync RGB etc.RGB etc. Super Hyway Bus Camera Camera Signal Signal ProcessProcess CCDCCD SensorSensor AFEAFE ADCADC 10-bit8-bit TV Display NAND/AND Flash 2G bit LP-SDRAM NOR Flash PSRAM/LCDM 262K Color LCD RGB I/F SYS I/F Super Hyway Bus Tuner De-modulation OFDM/CDM SIM card for CAS RF MSM BB.LSI 16-bit Key IIS PCM CODEC Audio CODEC FM IC 5M pixel camera module DMB Tuner Chip set 23 Performance(Image Size and Frame Rate) Profile MPEG-4 Simple MPEG-4ASP （B-VOP) MPEG-4 AVC/H.264 QCIFCIFVGA 15fps30fps15fps30fps15fps30fps VPU4 VPU3 VPU2 MPEG-4 Middle ware H.264Dec Middle ware WMV Real Video Ver8 Middle Ware Ver9 Middle ware 图像引擎IP产品线 SH-MJ2 J3, V2, 3 3A, 4 24 照相机引擎规划图 200320042005 SH-Mobile V 2MPixel SH-Mobile V2 3MPixel SH-Mobile A 3MPixel Camera-DSP SH-Mobile L 2MPixel SH-Mobile1 SH-MobileJ 20012002 SH-Mobile J2 2MPixel SH-Mobile J3 3MPixel JPEG Acc SH-Mobile 3 3MPixel SH-Mobile L2 3MPixel SH-Mobile 4 5MPixel JPEG Acc VIO5 5MPixel Camera VIO4 3MPixel Camera VIO3 UXGA Camera VIO (Video IO IP Roadmap) SH-Mobile3A 5MPixel JPEG Acc 25 3D图文可升级解决方案 mid-end productsmid-end products high-end productshigh-end products high-end productshigh-end products mid-end productsmid-end products RequiredRequired performanceperformance Approx.Approx. 50-100Kpoly/s50-100Kpoly/s S/W solution H/W solution low-end productslow-end products PowerVR MBX Lite Z3DIII For Cost sensitive arena For Performance oriented arena 1Mega - poly/s1Mega - poly/s 26 数码发送的演示数码发送的演示 - -1 1波段无线数码电视系统波段无线数码电视系统 - - 27 SH-Mobile3A技术的特点 SH-Mobile对于每种DTV系统都有不同的解决方案 (DVB-H, DMB, ISDB-T) SH-Mobile具有利用低能量消耗来进行H.264解码的优势 具备各种音频解码器 SH-Mobile无需外部电压控制晶体振荡器来恢复时间设 置 (性价比的一大优点) 28 SH-Mobile SH-Mobile 软件解决方案软件解决方案 29 瑞萨的技术 顾客应用程序 芯片 应用软件 芯片 中间件 客户 目标板 客户 控制器 SH-Mobile 标准驱动程序 多媒体加速器平台 SH-Mobile LSISH-Mobile LSI MFIMFIUARTUARTGPIOGPIOSIOSIOVIOVIOTimerTimerCameraCameraLCDLCD 动画记录动画记录播放中间播放中间JPEGJPEG MPEG-4MPEG-4编码器编码器译码器译码器PNGPNG MP3MP3、AACAAC译码器译码器文件系统文件系统 AMR CODECAMR CODEC二维图形中间二维图形中间 相互作用软件相互作用软件 动画播放动画播放动画记录动画记录相机摄影相机摄影 编辑静止图像编辑静止图像2 2D D绘画绘画加载器加载器 电影电影、音乐播放音乐播放、图像编辑等图像编辑等 ITORONITORON OS 辅助板 30 SH-Mobile SH-Mobile 多媒体用中间件多媒体用中间件( (瑞萨提供瑞萨提供) ) 图像图像映像映像 通信通信 音频压缩音频压缩 音响音响 MP3MP3 MPEG4MPEG4 JPEGJPEG PNGPNG AACAAC AECAEC AMRAMR G.729AG.729A AVSyncAVSync PlayerPlayerMP4 MP4 AVSyncAVSync RecorderRecorder VideophoneVideophone SystemSystem AVSyncAVSync EditorEditor SD AudioSD Audio PlayerPlayer SD VoiceSD Voice RecoderRecoder ProgressiveProgressive JPEGJPEG ATRAC3ATRAC3 WMAWMA RealAudioRealAudio AAC PlusAAC Plus 2 2DGraphicsDGraphics 3D Graphics3D Graphics G.726G.726 AMR-WBAMR-WB RealVideoRealVideo WMVWMV Enhanced AAC PlusEnhanced AAC Plus ATRAC3 PlusATRAC3 Plus SD-SD- BindingBinding H.264H.264 WBMPWBMP StorageStorage SystemSystem 系统整合系统整合 G.723G.723 ParallelParallel PlayerPlayer 31 SH-Mobile3SH-Mobile3整合平台环境整合平台环境 E10A-USBE10A-USB ( (超小型超小型JTAG ICE)JTAG ICE) 面向下一代移动电话系统开发的综合解决方案面向下一代移动电话系统开发的综合解决方案 OSOSMiddleMiddle ware.ware. ApplicationApplication Software.Software. Device Device Driver.Driver. HEW(GUI HEW(GUI S Software)oftware) 配备配备QVGA2.2” QVGA2.2” 主主液晶液晶/ /背面背面辅助辅助液晶液晶画面画面、 百万像素的百万像素的CCDCCD相相 机和立体声音响话筒机和立体声音响话筒、支持折叠式薄型设计支持折叠式薄型设计(16(16mm)mm)、锂离子电池、锂离子电池 工作和各种调制解调器卡的连接工作和各种调制解调器卡的连接 USB 32 SH-Mobile SH-Mobile 价值链的构筑价值链的构筑 33 合作和协作的推进 策划制定下一代移动电话用高速互连 Mobile Video Interface SH-Mobile协会的设立 （美国） 面向下一代移动电话的Java加速器以及 SuperHTM结构技术 单芯片LSI的共同开发 Shanghai Institute of Computing Technologies 在SH-Mobile技术的基础上，共同研发在中 国的AVS-M移动电话 34 共同市场营销 提供许可 技术支持 下一代新技术平台 合作和协作的推进 SH-Mobile协会 在全球范围内形成合作伙伴关系在全球范围内形成合作伙伴关系、提供解决方案 综合解决方案 瑞萨 系统整合商 系统软件/ Middleware 提供商 内容 提供商 零件生产商 终端生产商通信提供商 35 合作和协作的推进 SH-Mobile协会 - Over 169 Partners - 36 NTTNTTDoCoMoDoCoMo公司的公司的FOMAFOMA技术和瑞技术和瑞 萨的多媒体应用处理器技术萨的多媒体应用处理器技术、GSMGSM 技术技术、LSILSI制造技术融合制造技术融合 基带基带LSILSI和应用处理器和应用处理器SH-MobileSH-Mobile 的单个芯片化的单个芯片化、FOMAFOMA全球化和成本全球化和成本 的削减的削减 通过采用通过采用SH-MobileSH-Mobile下一代下一代CPUCPU芯片芯片 “ “SH-X2SH-X2” ” 、 更进一步提高性能，实现低功耗更进一步提高性能，实现低功耗 合作和协作的推动 和NTT DoCoMo公司的共同开发 共同开发的要点共同开发的要点 技术优势技术优势 ：开发计划名 共同开发LSI概念图 - - （次世代次世代- -） （- -) ) 基带基带LSILSI SH-MobileSH-Mobile （下一代下一代- -核核） FOMAFOMA （W-CDMA)W-CDMA) GSMGSM 采用90nm先进的低功耗处理技术 更进一步提高性能、实现了低功耗的SH-X2芯片 SH-X2SH-X2芯片的性能芯片的性能特征特征 周波数 266MHz 1.2V（手机版） 600800MHz 1.0V（高性能版） 0.3mW/MHz 面向低电力的提高 命令cash way预测 多种clock周波数、CPU clock比的选择 多芯片对应 37 RFRF解决方案解决方案 38 RF Device规划 2004200420052005 MPMP HPA RFIC GSM/GPRSEDGEUMTS 20062006 Multi Band / 5x5 B7W Multi Band / 3x3 P