基于功能的集成可豐富手持終端的功能與接口
眾多復(fù)雜的空中接口與晶片工藝技術(shù)以及高級應(yīng)用處理給高級無線手持終端的集成帶來了巨大的挑戰(zhàn)。不過,新的晶片處理與設(shè)計技術(shù)能夠把模擬和無線電子連同數(shù)字處理功能一起集成到CMOS。這些技術(shù)可實現(xiàn)基于功能的集成策略,從而克服基于技術(shù)集成本身的不足。這是一種設(shè)計人員此前從未遇到過的全新集成策略。
在過去十年中,無線電話設(shè)計人員依靠半導(dǎo)體行業(yè)的支持,通過不斷提高設(shè)備集成已在小巧、精致的低成本無線手持終端中集成了越來越多的功能。總的來說,他們的集成策略是為適合特定功能的IC技術(shù)而量身定制的。高性能 BiCMOS、硅鍺（SiGe）、甚至砷化鎵均已成為無線設(shè)備的標準。模擬特性良好的高電壓晶片工藝已經(jīng)應(yīng)用于模擬與電源管理領(lǐng)域。致密邏輯和專用存儲器技術(shù)也已經(jīng)用于數(shù)據(jù)處理功能。
這種基于技術(shù)的策略在整個二十世紀九十年代都能使無線設(shè)計人員感到得心應(yīng)手,當(dāng)時的大多數(shù)手持終端只具備單頻道操作模式,一般為800～900MHz,部分也提供模擬（AMPS）和數(shù)字調(diào)制支持。到九十年代末期,盡管雙頻手持終端已經(jīng)流行,但是支持多種多址技術(shù)的多模式手持終端開始浮出水面。今天的挑戰(zhàn)已變成集成藍牙、GPS、WLAN乃至多模式無線電子產(chǎn)品。隨著支持越來越多的空中接口及與此相伴而來的復(fù)雜性,這些技術(shù)提供的應(yīng)用帶來了新一輪的高性能數(shù)據(jù)處理需求。
隨著無線手持終端繼續(xù)朝多媒體通訊應(yīng)用方向發(fā)展,基于半導(dǎo)體技術(shù)等的集成策略還能繼續(xù)揮灑自如嗎？隨著OEM廠商們利用細分的功能集開發(fā)更為豐富的產(chǎn)品,他們還能夠依賴這種集成嗎？基于技術(shù)的集成能夠把我們帶入真正片上系統(tǒng)（system-on-chip）無線手持終端的時代嗎？本文將探討這些問題,探討基于技術(shù)集成的局限性,同時研究目前可行的替代集成方法：基于功能的集成。
當(dāng)今的無線手持終端必須包含高性能無線電子,以便能夠處理來自從800MHz GSM信號到支持藍牙與無線廣域網(wǎng)（WLAN）的2.4GHz工業(yè)、科研及醫(yī)療無線頻道的信號。
系統(tǒng)要求
手持終端中的電源管理電子路必須提供幾倍于電池電壓的高電壓支持,這樣就不會在充電期間出現(xiàn)損壞。模擬電子路需要提供高質(zhì)量音頻信道以及無線信道信號的A/D及D/A轉(zhuǎn)換。另外還需要超高性能邏輯和致密存儲器,以便處理基帶信號,支持運行協(xié)議軟件并處理用戶應(yīng)用,如：游戲、視頻、音樂以及定位服務(wù)。
從晶片工藝的角度而言,似乎最直接的方法就是采用諸如晶片工藝技術(shù)等把所有設(shè)備一股腦集成到通用的集成電路。這種方法的產(chǎn)物很顯然是：采用SiGe工藝、提供多頻道、多模式無線支持的無線接口IC;模擬CMOS中為整個系統(tǒng)提供模擬及電源管理支持的模擬/電源管理IC;以及提供處理器、邏輯及存儲器等以便滿足全系統(tǒng)需求的大型邏輯功能。
這也正是過去幾年無線手持終端設(shè)計人員和芯片制造商所走過的路。但是,隨著我們不斷前進,這種策略出現(xiàn)內(nèi)在局限性,使其變得不合時宜。
首先,它需要大量介于IC間的接口,以容納信號路由。另外,沒有任何創(chuàng)新,這包括靠近無線前端的邏輯處理,能夠降低功率或減少外部無源設(shè)備,因為無線、模擬、電源管理和邏輯已經(jīng)被分割到不同的IC。
