ZigBee吸納RF4CE　家庭娛樂/自動化控制一機搞定

隨著近年來液晶電視不斷朝向寬螢幕、大尺寸發展，對指向性要求較為嚴苛的紅外線(IR)通訊技術已漸漸成為使用者利用遙控器操作電視時的主要障礙。為了改善消費者的使用體驗，許多消費性電子產品大廠紛紛導入以射頻(RF)技術為基礎的新一代遙控器，以解決紅外線技術所帶來的問題。然而，在缺乏標準的情況下，各家終端製造商所採用的射頻技術不僅操作頻段各異，底層通訊協定堆疊也必須各自開發，因此導入射頻遙控器的成本相當高昂，也拖累了射頻遙控器普及的腳步。  

為了避免研發資源無意義地消耗在底層協定開發上，同時創造出更大的市場規模，數家ZigBee與消費性電子產品大廠在2008年上半年發起RF4CE聯盟，試圖針對射頻遙控器應用進行規格統一。由於運作在2.4GHz頻段的IEEE 802.15.4無線電技術具備低功耗與全球通用的優勢，且其市場規模在ZigBee晶片供應商的多年耕耘下已有一定基礎，遂成為RF4CE聯盟在標準化過程中的首選。  

事實上，也由於RF4CE標準從規格定義之初，便大量參考了ZigBee的軟硬體架構，因此兩個標準組織於2009年3月決定合併，從此RF4CE成為ZigBee底下的一項特定應用類別(Profile)，並帶動更多原有ZigBee供應商進軍消費市場。  

RF4CE帶動射頻遙控器市場爆發性成長

圖1　飛思卡爾半導體行銷經理鄺景亮認為，RF4CE標準是射頻遙控器取代紅外線遙控器的臨門一腳。

飛思卡爾(Freescale)行銷經理鄺景亮(圖1)指出，其實IEEE 802.15.4無線電運用家電產品遙控器上，已經有相當長的一段時間，飛思卡爾早在2006年便與客戶一同開發出以飛思卡爾的SynkroRF協定為基礎的射頻遙控器，以解決紅外線通訊所帶來的缺陷，並引進新的服務與功能，如雙向通訊等。  

對家電製造商而言，雙向通訊是一項非常重要的特性，因為這項特性允許家電製造商把圖像化操作介面(GUI)與觸控螢幕結合在一起，成為一個容易操作且簡單易懂的控制平台。除了觸控螢幕之外，在導入射頻技術後，遙控器也可以與加速度感應器結合在一起，讓使用者透過揮舞的方式來控制家電產品(圖2)。鄺景亮認為，由於RF4CE可以給消費者帶來革命性的操作體驗，因此市場起飛是指日可待的。事實上，根據飛思卡爾內部統計的結果顯示，時至今日，市面上已有超過四十二種消費性電子產品採用飛思卡爾的解決方案，包括電視及藍光DVD，且飛思卡爾內部也預估，RF4CE晶片組在2012年的出貨量會達到一億六千萬組，年複合成長率(CAGR)將超過250%。

資料來源：飛思卡爾半導體 圖2　由於採用可進行雙向通訊的射頻技術，未來家電遙控器整合觸控螢幕與加速度感應器可望成為主流規格。圖中的雙觸控螢幕遙控器便是這類概念性產品的代表。

圖3　愛特梅爾無線解決方案產品行銷總監Magnus Pedersen表示，RF4CE的出現，對於射頻遙控器的推廣是令人振奮的消息。

愛特梅爾(Atmel)無線解決方案產品行銷總監Magnus Pedersen(圖3)亦認為，RF4CE可能很快就會取代ZigBee，成為IEEE 802.15.4無線電最重要的應用市場，因為RF4CE的背後有如三星(Samsung)、Panasonic、索尼(Sony)、飛利浦(Philips)等一線消費性電子大廠力挺，其整體市場規模每年可達數千萬台(包含液晶電視、光碟機、機上盒等不同終端產品)，且在被納入ZigBee聯盟(ZigBee Alliance)體系之後，有更多半導體供應商加入整個生態體系。在供需皆有相當規模的基礎下，RF4CE的市場前景可期。  

點對點架構肩負RF4CE推廣使命  

事實上，除了家電品牌大廠積極導入RF4CE之外，對周邊製造商而言，RF4CE標準的意義同樣重大。因為在RF4CE標準出現後，由於通訊協定底層統一的緣故，只要是符合RF4CE規範的主機與遙控器就能互相溝通。所以對遙控器製造商而言，只要做好不同品牌的應用層支援，就可以實現跨廠牌的萬用遙控器。  

圖4　德州儀器亞洲區低功耗無線通訊行銷經理何國東透露，不只國際一線大廠積極擁抱RF4CE標準，兩岸的家電與周邊製造商也已經展開研發布局。

德州儀器(TI)亞洲區低功耗無線通訊行銷經理何國東(圖4)指出，目前除一線消費性電子大廠積極導入RF4CE搖控器之外，兩岸的消費性電子製造商與相關周邊業者對RF4CE搖控器也展現出高度興趣，特別是某幾家周邊製造商，為了搶占市場先機，已經開始投入資源研究以RF4CE為基礎的萬用遙控器，其進展速度不會輸給家電品牌業者。  

何國東認為，這是一個非常值得注意的現象，因為RF4CE遙控器這項產品如果要作為獨立裝置銷售，其發展必須仰賴主機，亦即視家電產品對RF4CE的支援普及率而定，因此周邊業者的布局動作應該會稍微落後於家電業者，但事實上兩類業者的投入速度卻是並駕齊驅。  

究其原因，係與RF4CE第一版先鎖定相對單純的點對點架構，而非一開始就鎖定較為複雜的一點對多點架構有關。畢竟點對點架構訴求明確，就是以更方便好用的新一代遙控器直接取代既有紅外線遙控器。  

除了訴求簡單之外，RF4CE可以輕鬆地與紅外線傳輸模組整合成訊號轉換模組，以實現從紅外線轉向射頻的銜接優勢，或許也是吸引周邊製造商搶入的關鍵。何國東指出，有鑑於目前市面上絕大多數的消費性影音產品仍採用紅外線作為控制命令的傳輸介面，因此在後裝市場上，這類轉換方案的市場潛力非常可觀。事實上，很多周邊製造商都正在開發這種模組，預期很快就能在一般電子產品的零售通路上看到終端產品問世。  

圖5　瓷微科技總經理曾明煌認為，低成本RF4CE方案是有心想投入射頻遙控器市場的業者不能輕忽的產品區隔。

從陶瓷技術起家，後來轉型成為ZigBee收發器設計公司的瓷微科技亦看好這類轉換方案所帶來的市場需求。瓷微科技總經理曾明煌(圖5)指出，雖然這類產品只是一個不起眼的小模組，但它所能帶給使用者的價值是非常明顯的，因此這類模組未來的市場需求量將會非常龐大，也成為瓷微必須重點布局的市場。  

低成本專用方案陸續面世
射頻遙控器大戰一觸即發  

但不可否認的是，由於紅外線遙控器已經是非常成熟的產品，其成本優勢就是其對抗RF4CE侵蝕市場的最主要武器，因此RF4CE搖控器的晶片方案供應商幾乎一致認為必須針對RF4CE開發專用晶片組，以達到成本最佳化的目標。  

射頻遙控器的成本最佳化可以分成硬體(晶片組)的採購成本與軟硬體設計整合的開發成本兩個面向來探討。  

對於單點對單點遙控器而言，由於其連線方式相當單純，應用目標亦非常明確，因此晶片供應商不管是在射頻收發器設計或後端微控制器部分，都有更精簡化的空間。  

何國東指出，目前德州儀器正針對RF4CE 1.0版開發專用晶片組，其中的微控制器所內建的記憶體空間便比現有通用型ZigBee所採用的方案更為精簡，因此尺寸更小；而在收發器設計上，也會比現有的通用收發器更單純，因此整體成本可望比現在更為低廉。  

Pedersen也透露，由於RF4CE的主要應用係鎖定消費性電子產品，為了因應競爭日益激烈的市場生態，相關元件的成本必須非常具有競爭力才能立足。目前愛特梅爾已推出幾款專門針對射頻遙控器應用所開發的低成本收發器與微控制器方案，但隨著RF4CE標準底定，愛特梅爾認為在市場規模急速膨脹的情況下，射頻遙控器將會變成專用解決方案的市場，以往為了追求更高泛用性而設計的通用型解決方案將會逐漸轉向其他應用區隔，因此愛特梅爾將持續發展各種專門針對RF4CE應用所設計的晶片組。  

曾明煌表示，對於一個目標市場規模龐大，應用需求亦相當明確的技術而言，供應商發展對應客製化的解決方案，本來就是必然的策略，瓷微本身對RF4CE的經營策略也是如此。  

但除了價格之外，曾明煌還指出，他相信RF4CE在推廣的過程中還會遇到很多轉換障礙，畢竟射頻系統的整合工作跟紅外線相比更為繁瑣，工程團隊必須具備射頻專業知識才能勝任。對於習慣開發紅外線產品的製造商來說，其導入門檻相對較高。因此，若要吸引更多消費性電子製造商及相關周邊業者加入採用射頻遙控器的行列，統包方案(Turnkey Solution)必將扮演關鍵角色，這也是瓷微身為市場上少數幾家能提供ZigBee SiP模組的業者所具有的特殊競爭優勢。瓷微預計在2009年底前推出一系列支援RF4CE的SiP模組與對應的軟體/韌體解決方案。  

邁向單點對多點家庭自動化鹹魚翻生  

除了單純的點對點遙控外，RF4CE標準從設計之初亦將單一遙控器控制多種不同家電設備的應用情境列入考量，因此，在下一版RF4CE標準中，將就單點對多點網路架構作一明確規範，以實現一支遙控器在手即可控制所有家電，甚至實現家庭自動化的終極願景。  

何國東認為，從點對點架構走向單點對多點架構無疑是射頻遙控器發展的必然趨勢，也唯有落實單點對多點架構，才能完全釋放射頻遙控器的全部應用潛力。因為消費者除了對紅外線遙控器的使用限制感到不滿外，對於多年來滿桌遙控器的情境也頗有怨言。射頻技術不僅能克服紅外線的使用限制，更是實現遙控器整合的理想作法。  

事實上，消費性電子業界想把多支遙控器整合為一的努力早從許多年前就已經開始，但直到2006年才由數位高畫質多媒體介面(HDMI)陣營利用有線的方式予以標準化，稱為HDMI消費性電子控制(Consumer Electronics Control, CEC)。  

不過很可惜的是，雖然HDMI介面已經成功地普及到各種影音消費性電子產品中，但HDMI CEC並未搭上HDMI的順風車而全面應用到所有終端產品上。單點對多點版本的RF4CE可說是消費性電子業界試圖進行遙控器整合的另一次嘗試，且無線射頻技術本質上就比有線技術更容易實現單點對多點網路拓撲，因此似較HDMI CEC更有鼓動風潮的潛力。  

曾明煌對於單點對多點版本的RF4CE也抱持著高度期待，並指出以往ZigBee業界力推家庭自動化多年，卻始終只有金字塔頂端的豪宅住戶能夠享受到，關鍵原因就在於缺乏一個消費者熟悉的應用模式，以作為市場推廣的代言人，提升家庭自動化的需求。單點對多點式的RF4CE正是最佳人選。由於消費者已習慣以單一遙控器控制各種不同類型的主機產品，如液晶電視、機上盒、光碟機等，家庭自動化設備廠商要教育消費者以遙控器控制照明、門窗等其他家用設備就會簡單得多。  

曾明煌認為，就技術而言，這類高階版本的RF4CE與通用型ZigBee可能差異不大，但是在消費者心目中，由於RF4CE是一個消費性的技術品牌，因此其份量跟熟悉度肯定會比ZigBee好，而這正是以往ZigBee最缺乏的。  

事實上，ZigBee產業推廣家庭自動化理念多年，到最後市場接受度還是不見起色的關鍵，不是因為這項技術不方便或是成本太高昂等問題，而是許多從事室內設計或建築設計的非電子業界人士沒有接觸過類似的概念。因此，隱身在各種家電產品中的RF4CE就是個無聲的代言人。透過這些產品的觸發，室內設計師或建築師才會在替客戶進行設計時，把家庭自動化的需求納入設計考量，從而帶動家庭自動化走出金字塔頂端的豪宅市場，落實到普羅大眾的生活中。  

相容性認證細節未明朗RF4CE發展平添變數  

雖然從下游終端設備製造商到上游晶片供應業者普遍看好RF4CE未來的發展潛力，但截至2009年5月為止，RF4CE第一版標準才底定不久，也只確認未來RF4CE的相容性驗證與標章授與將由ZigBee聯盟進行，至於驗證項目有哪些、標準為何以及認證費用多少等細節都還沒有具體規定。因此，若以比較務實的角度來看待RF4CE，到底能發揮多少品牌認知效益，又能吸引多少業者加入這個生態體系，仍須密切觀察。  

但若從技術特性以及消費市場的需求狀況來看，RF4CE無疑是下一代無線遙控器技術中最具冠軍相的候選人之一。因此，相關消費性電子設備業者、周邊設計製造商仍應積極關注ZigBee聯盟對RF4CE認證相關的發展動態，以掌握最佳的切入時機。