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控制技術/MCU  

朝100美元BOM邁進 第一代OLPC成本解構

上網時間: 2008年09月09日     打印版  Bookmark and Share  字型大小:  

關鍵字:一童一機  OLPC  XO-1 

XO-1是針對‘一童一機’(OLPC)計劃所提供的第一款筆記型電腦。OLPC計劃的目標是要讓每一個兒童都能擁有一台筆記型電腦,這一目標與其試圖重新定義PC成本結構的作法都相當值得肯定。從全球的長遠利益出發,OLPC組織期望能為開發中國家的孩子們提供XO系列筆記型電腦,從而推動相關技術的普及。

XO-1特別設計成一款耐用且低成本的電腦,它採用了開放原始碼軟體(目前)和固態記憶體,以取代傳統的硬碟。不過,該設計也提供了802.11的無線連接,並配置了雙模的顯示器;而使用者也可以關閉背光,使顯示器轉變成為可在陽光下閱讀的反射式黑白螢幕。

這台PC還包含了VGA網路相機、內建式麥克風、雙揚聲器、QWERTY橡膠鍵盤、電阻/電容式觸控板、三個USB埠、外接麥克風和頭戴式耳機插槽等傳統PC特色。XO還配備了一款中心底軸可旋轉的翻轉式顯示器,使其適合平板電腦或電子書閱讀器;儘管這一特色增加了一些成本,但也提高了可用性。

Made in Taiwan

雖然OLPC負責制定該產品的設計與規格,但具體的建置和製造則是由台灣OEM廣達電腦(Quanta)公司完成的。XO-1最終的結構形式是將顯示器和電子元件佈放在可旋轉的上半部份,而電池、鍵盤、電阻/電容觸控面板和其它一些小元件則置於下半部份。這種排列方式與主流筆記型電腦看來有些差別,因為,一般的筆記型電腦通常把電子元件、鍵盤和電池放在下半部份,而上半部份只有LCD顯示器。

台灣友達光電(AUO)公司所生產的雙模LCD是一項值得關注的技術焦點。為了把彩色背光和單色反射顯示組合在一起,該顯示器特別採用了衍射光柵技術和其它技術,但與標準的穿透式LCD構造相較,我們只能見到相當標準的畫素堆疊和構造。RGB畫素濾波器的排列是依據對角線而非一般的毗鄰RGB組合方式,因而需要某種特殊的定址和顫色(dithering)演算法。此外,對於LCD顯示器而言,並沒有其它方面的改進了。

在透射模式下,其背光照明採用了白光LED。用於OLPC中具成本敏感的該尺寸面板,通常也使用螢光管以實現背光;但在此對於功效因素的考量或許更勝於成本因素。

節能優先

當然,使用這種反射式黑白觀看模式的目的是降低OLPC的功耗。由於開發中國家常缺乏經常性充電或插電作業所需要的能源,最初的OLPC原型設計甚至包含了用於充電的手搖式發電機,但這種方案隨著產品的改進而被淘汰了,原因或許是實際的功率預算大幅超出了以手臂驅動的發電機所能提供的能量。

使用奇景光電(Himax)公司的HX8837 LCD定時/控制器晶片是另一項降耗措施,該晶片可讓CPU進入睡眠模式而節能,但卻不丟失所顯示的影像。其影像緩衝記憶體使用了晶豪科技(ESMT)公司的M12S16161A 2MB行動SDRAM。根據我們的測量結果,其滿載執行時的功耗約為6-7W。因而在最耗能的工作模式下,OLPC所配置約20Wh的LiFePO4電池可支援3小時運作。一些初步報告中認為實際電池可支援10-12小時續航力的說法過於樂觀,我們的資料也是如此。

這款XO電腦的運算基於超微(AMD)公司的 Geode LX700處理器,並以AMD公司與其搭配的CS5536元件來實現I/O和橋接功能。低功耗晶片組和固態記憶體使該系統可以在無風扇情況下執行。單一封裝的1GB NAND快閃記憶體內部共包含兩個海力士(Hynix)公司的512MB SLC NAND晶片(HY27UG088G5M元件),以提供與硬碟相當的功能,但顯然還達不到一般PC的非揮發記憶體性能。

工作記憶體則由四個Hynix公司的64MB單晶片(HY5DU121622CTP)構成,總容量為256MB,這一配置同樣比主流電腦性能稍弱,但仍足以勝任。音訊功能則由亞德諾(ADI)公司的音訊編解碼器(AD1888)和立體聲放大器(SSM2302)來處理。

XO-1建立了自己的網格網路。每台電腦都是一個全時的無線路由器,具有多重Wi-Fi性能的OLPC可互通,並能透過這個網格網路傳送資訊。配置於顯示器邊緣的Wi-Fi折疊天線還具有閂鎖的功能,可將上下兩部份卡在一起。

網路連接採用了Marvell公司的解決方案,在該基板上包含一個802.11收發器(88W8015)、一個802.11 SoC(88W8388),以及意法半導體(ST)的16kB EEPROM(M95128)。Marvell公司還提供了SD記憶體和攝影機控制器方案(88ALP01)。

用戶輸入部份則使用了由兩個PET薄膜和橡膠彈性按鍵所構成的薄膜式鍵盤。與大多數鍵盤一樣,彈性鍵可使PTF與銀白PET薄膜之間接觸以實現單一按鍵電路。NEC電子的8位元微控制器(UPD78F0511)則用以處理鍵盤與迅傑科技(ENE)鍵盤控制器(KB3700)之間的介面。

該產品使用意法半導體的觸控控制器作為Alps阻容觸控板的介面晶片。電容器式觸控薄膜所使用的底層技術十分類似於QWERTY鍵盤所使用的薄膜參考技術,二者看來都非常簡單而且價格低廉。

雖然產品終究上市了,但這款OLPC筆記型電腦的開發並非完美無缺。時間延遲以及成本超出預算,甚至許多棘手的政治問題都讓這項計劃受到了困擾。這款筆記型電腦最初設定的目標價格是100美元,但目前上市價卻幾乎已高出了一倍。

簡言之,顯示器、電池、CPU、獨特的外形設計等因素都使得材料成本(BOM)遠遠超出了100美元的目標。OLPC可能實現100美元的目標,但目前看來仍有很長的路要走。

可使連網功能更為普及的電腦就能讓開發中國家轉變成先進發達的國家嗎?只有隨著時間的演變才能知道這個題的答案。但至少,OLPC的計劃相當有助於該產業改變對PC價格的看法──究竟製造出一台PC到底需要多少錢。可以肯定的是,即使該計畫永遠無法達到博愛天下的遠大目標,但總有人可直接或間接地從中受益。

OLPC對於筆記型電腦產業而言,最大衝擊可能是進一步加速了降低成本的壓力,至少這樣的壓力已可見於OLPC所針對的開發中國家之外。

圖:耐用且成本低廉的OLPC筆記型電腦。
圖:耐用且成本低廉的OLPC筆記型電腦。

作者:David Carey

總裁

Potelligent公司





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