先進無線手機的集成策略
介紹
過去十年,無線電話設(shè)計工程師利用不斷提高的組件技術(shù),將越來越多功能集成至精巧、輕薄又低成本的無線手機;總體而言,他們會根據(jù)適合某些特定功能的半導體技術(shù)來制定他們的集成策略。高性能BiCMOS、硅鍺和鎵砷已成為無線電的標準制程技術(shù),模擬特性良好的高電壓晶圓制程也為模擬和電源管理領(lǐng)域所采用,高密度邏輯和特殊內(nèi)存技術(shù)則被用于數(shù)據(jù)處理功能。
過去十年,無線電話設(shè)計工程師利用不斷提高的組件技術(shù),將越來越多功能集成至精巧、輕薄又低成本的無線手機;總體而言,他們會根據(jù)適合某些特定功能的半導體技術(shù)來制定他們的集成策略。高性能BiCMOS、硅鍺和鎵砷已成為無線電的標準制程技術(shù),模擬特性良好的高電壓晶圓制程也為模擬和電源管理領(lǐng)域所采用,高密度邏輯和特殊內(nèi)存技術(shù)則被用于數(shù)據(jù)處理功能。1990年代,雖有部份手機提供模擬 (AMPS) 和數(shù)字調(diào)變支持,但絕大多數(shù)產(chǎn)品都是使用800-900 MHz附近的單一頻帶,因此這種技術(shù)導向策略還可以滿足無線設(shè)計工程師的需求。到了90年代末期,雙頻手機已變得很普通,多模手機也開始出現(xiàn),這種手機可以支持一種以上的多任務(wù)存取技術(shù)。藍牙、全球定位系統(tǒng)、無線局域網(wǎng)絡(luò)和多模無線功能的集成已成為當前主要挑戰(zhàn),由于必須支持的空中傳輸接口 (air interfaces) 大幅增加,復雜性又跟著升高,利用這些技術(shù)發(fā)展的應(yīng)用也對于高性能數(shù)據(jù)處理有了新的要求。
隨著無線手機朝向多媒體通信裝置不斷演進,OEM廠商是否能依賴半導體集成技術(shù),發(fā)展功能規(guī)格獨特的各種產(chǎn)品？技術(shù)導向策略能否帶領(lǐng)我們邁進真正的系統(tǒng)單芯片無線手機新時代？本文將探討這些問題,我們會討論技術(shù)導向集成 (technology-based integration) 的限制,并介紹目前可供使用的另一種替代策略-功能導向集成 (function-based integration)。
技術(shù)導向集成
今天的無線手機都包含高性能無線電路,以便處理來自不同頻帶的無線電信號,包括GSM使用的800 MHz 頻帶以及藍牙和無線局域網(wǎng)絡(luò)的2.4 GHz ISM 頻帶。手機的電源管理必須提供遠超過電池電壓的高電壓支持,避免充電過程可能造成的損害。手機還需要模擬電路,負責提供高品質(zhì)音頻信道以及射頻信號的模擬／數(shù)字以及數(shù)字／模擬轉(zhuǎn)換。極高性能的邏輯和高密度內(nèi)存也不可或缺,這樣才能處理基帶信號、執(zhí)行通信協(xié)議和支持使用者應(yīng)用,例如游戲、視頻、音樂和定位服務(wù)。
今天的無線手機都包含高性能無線電路,以便處理來自不同頻帶的無線電信號,包括GSM使用的800 MHz 頻帶以及藍牙和無線局域網(wǎng)絡(luò)的2.4 GHz ISM 頻帶。手機的電源管理必須提供遠超過電池電壓的高電壓支持,避免充電過程可能造成的損害。手機還需要模擬電路,負責提供高品質(zhì)音頻信道以及射頻信號的模擬／數(shù)字以及數(shù)字／模擬轉(zhuǎn)換。極高性能的邏輯和高密度內(nèi)存也不可或缺,這樣才能處理基帶信號、執(zhí)行通信協(xié)議和支持使用者應(yīng)用,例如游戲、視頻、音樂和定位服務(wù)。
今天的無線手機都包含高性能無線電路,以便處理來自不同頻帶的無線電信號,包括GSM使用的800 MHz 頻帶以及藍牙和無線局域網(wǎng)絡(luò)的2.4 GHz ISM 頻帶。手機的電源管理必須提供遠超過電池電壓的高電壓支持,避免充電過程可能造成的損害。手機還需要模擬電路,負責提供高品質(zhì)音頻信道以及射頻信號的模擬／數(shù)字以及數(shù)字／模擬轉(zhuǎn)換。極高性能的邏輯和高密度內(nèi)存也不可或缺,這樣才能處理基帶信號、執(zhí)行通信協(xié)議和支持使用者應(yīng)用,例如游戲、視頻、音樂和定位服務(wù)。
就晶圓制程而言,最直接的方法或許是把制程技術(shù)相近的電路集成至相同組件。明顯的,這種方式將會得到多顆組件,包括采用硅鍺制程的射頻接口組件,負責提供多頻帶和多模無線電功能;采用模擬CMOS制程的模擬／電源管理組件,負責提供整個系統(tǒng)的模擬和電源管理支持;以及一顆大型邏輯組件,負責滿足整個系統(tǒng)的處理器,邏輯、甚至是內(nèi)存需求。
