ZigBee產品百家爭鳴 RF/MCU廠商策略結盟 整合平台成趨勢

2006-12-20
2006年第三季,ZigBee開放活動在亞洲韓國首爾舉行,吸引許多ZigBee相關廠商進駐、展示其研發成果,以及來自許多韓國和其他亞洲企業的目光。展出的內容多以網路射頻晶片及微控制器等關鍵硬體元件為主,包括達盛電子、Microchip、德州儀器、愛特梅爾、飛思卡爾、Ember、捷力與Korwin等廠商多透過策略聯盟方式,提供ZigBee平台。另外,ZigBee周邊產品如輔助開發及測試工具、終端產品與應用程式等也紛紛出爐,展場呈現一片欣欣向榮之景象。
2006年第三季,ZigBee開放活動在亞洲韓國首爾舉行,吸引許多ZigBee相關廠商進駐、展示其研發成果,以及來自許多韓國和其他亞洲企業的目光。展出的內容多以網路射頻晶片及微控制器等關鍵硬體元件為主,包括達盛電子、Microchip、德州儀器、愛特梅爾、飛思卡爾、Ember、捷力與 Korwin等廠商多透過策略聯盟方式,提供ZigBee平台。另外,ZigBee周邊產品如輔助開發及測試工具、終端產品與應用程式等也紛紛出爐,展場呈現一片欣欣向榮之景象。  

ZigBee聯盟(Alliance)是制訂ZigBee規格的組織,領導廠商包括德州儀器(TI)、恩智浦(NXP)、三菱(Mitsubishi)、三星(Samsung)、西門子(Siemens)、意法半導體(STMicroelectronics)、飛思卡爾(Freescale)、Ember、Schneider、Honeywell及華為等大廠。  

ZigBee開放活動(Open House)是由ZigBee聯盟所舉辦、一季一次的ZigBee技術展覽活動,固定每年兩次在美國舉行,一次在亞洲,另一次則在歐洲。2006年第三季,ZigBee開放活動在亞洲韓國首爾舉行,2005年亞洲ZigBee開放活動在香港舉辦,2007年則將移師北京。  

在韓國首爾的ZigBee開放活動吸引許多來自韓國企業和其他亞洲企業的目光。有機會藉由ZigBee規格來嶄露頭角或開拓商機的公司,若不願放棄亞洲市場這塊大餅,多會向ZigBee聯盟購買攤位,展示ZigBee相關產品。除了展覽會場外,ZigBee聯盟還開設數間會議室,為初次接觸ZigBee的與會人士進行基本演說,演說內容包括ZigBee規格簡介、規格演進以及未來展望(圖1)。  

RF及MCU廠商競合關係微妙  

當日,琳瑯滿目且內容豐富的攤位果然吸引蜂擁而至的人潮。目前以投入基礎ZigBee平台研發的公司最多,展示的產品也最多,包含網路射頻晶片及微控制器 (MCU)等關鍵硬體元件。整合硬體元件與ZigBee軟體通訊協定後,即是完整的ZigBee應用程式開發平台,此亦為展示重點之一。  

一顆網路射頻晶片嵌在一個ZigBee裝置上,能夠將ZigBee資料轉化成電磁波在網路上傳送,然後被另一個ZigBee裝置接收,同時搭配IEEE 802.15.4及ZigBee通訊協定使兩個ZigBee裝置正常溝通。ZigBee網路射頻晶片供應商除了在市場上激烈廝殺,在會場也暗地較勁。展場裡唯一來自台灣的達盛電子(圖2)占有一席之地,其展示的主力產品為網路射頻晶片UZ2400。  

除了網路射頻晶片外,ZigBee裝置仍需要一個嵌入式系統才能運作,嵌入式系統裡的核心是顆微控制器,處理整個ZigBee通訊協定與應用程式的運作程序或運算。不同於個人電腦的微處理器是寡占市場,嵌入式微控制器是多家搶食的市場,於是在網路射頻晶片和嵌入式微控制器供應商之間,形成微妙的策略聯盟。  

Mircochip暗自開發RF  

根據達盛電子表示,美國Microchip及日本瑞薩(Renesas)兩家微控制器供應商將在第一代ZigBee產品上搭配達盛電子的網路射頻晶片。 Microchip在首爾展出適用於ZigBee的8位元微控制器家族PIC18,Mircochip透露,該公司也正研發自己的網路射頻晶片。但原本身為ZigBee開放活動常客的瑞薩,此次並未在韓國設攤,瑞薩是微控制器知名大廠,有相當完整的產品線,從8位元省電低功率微控制器到32位元的CISC 微控制器一應俱全。  

Chipcon與TI尚未激起新火花  

達盛電子的競爭者眾,包含ZigBee網路射頻晶片龍頭Chipcon。2005年12月,Chipcon被德州儀器所購併,至今卻沒有產生特別火花,於是此次開放活動裡的德州儀器攤位,實體展示的仍是原由Chipcon所開發的網路射頻晶片CC2420、CC2430及CC2431。CC2420主要還是搭配愛特梅爾(Atmel)微控制器ATMega128,CC2430是和8051微控制器整合成一顆系統單晶片(SoC),而CC2431則是在 CC2430裡,加入從摩托羅拉買來的定位技術。  

不失大公司的風範,德州儀器買下一整塊展示空間,除了展示CC2431的定位技術之外,還有一整區布置完善的數位客廳(圖3)。在電話鈴響起之時,電視的音量會自動調小;當客廳溫度升至某程度,風扇會自動開啟;並可以用手機來控制家電的開關;這些功能全是用德州儀器ZigBee通訊模組來達成。其展示令人印象深刻,但唯一令人失望的是,尚未見到德州儀器針對既有的微控制器MSP430,推出新的ZigBee產品。  

愛特梅爾自行開發ZigBee平台  

曾與Chipcon合作密切的微控制器供應商愛特梅爾,在Chipcon被德州儀器購併之後,關係從合作夥伴變成競爭對手,在危機意識下,愛特梅爾獨立研發自己的網路射頻晶片Z-Link。Z-Link不只支援2.4GHz頻段,並支援900MHz頻段,搭配該公司原有的微控制器ATMega128,成為其專有的ZigBee平台。  

飛思卡爾瞄準手機應用  

另一網路射頻晶片大廠飛思卡爾也逃脫不了被購併的命運,該公司在ZigBee開放活動前一個禮拜被Blackstone買下。不過,飛思卡爾並未因此在展場缺席,但展示項目已不若前幾次積極而新奇,全是靜態實體展示。展示主要內容是飛思卡爾提供手機專用的ZigBee模組,可利用手機控制嵌入式 ZigBee家電。  

Ember推雙MCU方案  

刺眼的鮮紅攤位上擺上鮮紅色的產品,團結的工作人員一致披上鮮紅色的外衣,這就是美國Ember。首要的產品是使用英國Cambridge Consultants的16位元XAP2架構微整理器,與Ember網路射頻晶片的整合成系統單晶片EM250。另一顆系統單晶片EM260則相當特別,其微控制器只處理ZigBee通訊協定相關的程式,而使用者自行開發的程式,須另加一顆微控制器來處理。  

在Ember與意法半導體達成策略聯盟之後,未來將共同研發ZigBee相關產品,也將共同分享智慧財產權。這次在首爾的ZigBee開放活動中,意法半導體在攤位主推與EM250及EM260完全相同的SN250及SN260兩顆系統單晶片。  

捷力與Korwin之ZigBee產品採用32位元MCU  

英國捷力(Jennic)與韓國Korwin總是形影不離,每次的ZigBee開放活動攤位總是相鄰。捷力攤位展示的是JN5121模組,內含的網路射頻晶片及32位元微控制器皆是自行開發,且是會場內唯一採用32位元微控制器的ZigBee產品,常常引來許多關注的目光。Korwin則是一家軟體公司,目前的ZigBee主力產品是建構在捷力JN5121硬體之上的ZigBee通訊協定軟體平台,讓使用者去開發程式,所以,其攤位仍是捷力模組的展示區。  

ZMD RF支援868MHz/900MHz頻段  

德國ZMD是一家特別的網路射頻晶片供應商,該公司所展示的ZMD44102晶片支援868MHz及900MHz頻段,但不支援一般的2.4GHz頻段。 ZMD擁有與瑞薩及芯科實驗室(Silicon Laboratories)的8015微控制器所結合的ZigBee模組。根據瑞薩在當地考察的人士所表示,除了採用達盛電子與ZMD的網路射頻晶片外,瑞薩也擁有與Chipcon及Integration網路射頻晶片整合的解決方案。  

Nanotron開發專屬傳輸協定  

另一家德國公司Nanotron更是特別,其網路射頻晶片nanoPAN5360及nanoPAN5361的傳輸協定並非傳統的IEEE 802.15.4,而是Nanotron特有的Chirp Spread Spectrum技術,主要應用於車用電子系統。  

OKI展出最小的ARM微控制器  

日本OKI近來積極參與ZigBee相關活動,在ZigBee開放活動中也相當積極,該公司展出號稱全世界最小的ARM微控制器ML67Q4060系列,它是以ARM7架構為主的32位元微控制器。原本與網路射頻晶片廠Integration合作密切的OKI也推展自己的網路射頻晶片ML7065,反而 ZigBee的元老級公司Integration在首爾失去聲音,或許是對亞洲市場興趣缺缺。  

RadioPulse人形晶片娃娃風靡全場  

在韓國主場,RadioPulse以人形晶片娃娃(圖4)吸引不少人駐足。RadioPulse的主力產品是網路射頻晶片Mango MG2400,搭配8051微控制器與自行開發的ZigBee通訊協定軟體,RadioPulse推出Mango ZDK開發工具供使用者開發相關應用程式。  

Daintree Networks推出輔助開發工具  

在硬體元件之上,必定少不了軟體開發,輔助開發及測試工具因此受到重視。美國Daintree Networks是其中推廣最積極的公司,該公司積極參與ZigBee開放活動來推廣Sniffer設備與軟體,瞄準的就是應用軟體開發人員的輔助工具市場。  

Sniffer設備能在無線網路上擷取ZigBee封包,並將封包顯示在個人電腦的Daintree軟體上,讓開發者藉此容易開發ZigBee應用程式。此外,Daintree精美的圖形化介面,能夠成為良好的展示工具。  

Tendril主推網路監控軟體  

在ZigBee硬體元件與軟體整合平台逐漸進入百家爭鳴的時代後,終端產品與應用程式也紛紛出爐。Tendril雖是ZigBee開放活動的新面孔,卻也是最顯眼的公司,只要註冊參觀首爾的ZigBee開放活動,就能免費獲得有Tendril字樣的購物袋一份。淡粉綠色是Tendril的代表色,不論是攤位或是參展人員制服,都是一派淡粉綠風。Tendril是家軟體公司,其展示產品是網路監控軟體(圖5),可安裝在個人電腦上,並採用Ember的系統單晶片,透過Tendril USB Dongle收集ZigBee網路上所布建的Tendril節點資訊。  

包括美國Crossbow、韓國TSC Systems的感測器製造廠商,以及俄國的研究組織Institute of Network Technologies等,正努力利用ZigBee優勢,開發相關產品,也在ZigBee開放活動展場秀出優異成果。  

Crossbow推MoteWorks平台  

其中以Crossbow最為積極,該公司展出整合其感測器與各類無線網路的MoteWorks開發平台,方便使用者管理無線感測網路及開發相關應用程式。  

隸屬MoteWorks和ZigBee有關的是MICAz,以愛特梅爾微控制器為主,配合眾家網路射頻晶片,供ZigBee開發者撰寫無線感測網路應用程式。  

TSC Systems展示多樣化產品  

不同於Crossbow推廣平台,TSC Systems則把家裡能展示的ZigBee相關產品通通擺出來,攤位上五花八門,有各式各樣的感測器、ZigBee與網際網路或與GSM網路連接的閘道器、無線ZigBee讀卡機及控制器等(圖6)。俄國Institute of Network Technologies則是專注於ZigBee閘道器的發展,攤位上只看得到其閘道器。  

ZigBee通訊協定軟體公司不遑多讓  

為了節省成本,有些公司並未擺設攤位,卻仍會在現場發放紙本傳單。這些公司多以開發ZigBee通訊協定軟體為主,並未擁有自己的硬體元件,如台灣財團法人資訊工業策進會及印度AirBee等。  

經過韓國首爾ZigBee開放活動的巡禮,整理其中ZigBee網路射頻晶片及ZigBee微控制器兩大主流展品,分列於表1及表2,利於讀者快速瀏覽該展場所展示的重點。  

(本文作者任職於資策會網路多媒體研究所)  

(詳細圖表請見新通訊元件雜誌71期1月號)  

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