匯聚技術(shù)加速手機設計的發(fā)展
快速變動的技術(shù)需求促使移動電話的發(fā)展。曾經(jīng)是簡單語音為主的單模式手機已被多模式智能型手機、無線PDA和多媒體產(chǎn)品所取代,包括藍牙、802.11無線網(wǎng)絡以及全球定位服務在內(nèi)的新一波科技浪潮正匯聚于手機,使設計人員必須提供創(chuàng)新解決方案,滿足無線市場的嚴苛設計要求。
或許是第一波的匯聚技術(shù)并未帶來足夠的設計需求,另一波科技浪潮很快又將到來,其中許多都與更強大的射頻功能有關(guān)。在世界某些地區(qū),手機已開始提供調(diào)頻廣播和模擬電視的接收功能,隨著新功能、應用和技術(shù)不斷匯聚至無線手機,越來越多的手機設計很快就會采納這些技術(shù)-還有超頻寬 (UWB)、數(shù)字電視、衛(wèi)星廣播和其它功能。
要把新技術(shù)加入現(xiàn)有設計,這項工作本身就很困難,但是手機設計人員還必須克服最嚴苛的限制-由消費者所設下的各種要求。這些要求包括電池壽命、功能性能、產(chǎn)品體積和成本,另外還有產(chǎn)品上市時間。
那么這幾波匯聚技術(shù)的浪潮將對手機設計產(chǎn)生那些影響？第一波是把藍牙、無線網(wǎng)絡和全球定位系統(tǒng)等功能集成至手機,它也引領出許多有趣的問題和設計考慮,而這些問題和設計考慮都將是未來系統(tǒng)層級集成計劃的一部份。
第一波手機制造商已轉(zhuǎn)向硅芯片層級集成,并以它做為減少芯片數(shù)目、用料成本和功耗以及達成縮小體積目標的主要方法,但在步調(diào)快速的移動電話市場上,若能把朝向更高階硅芯片集成度的必然趨勢以及模塊化架構(gòu)策略結(jié)合在一起,將對手機制造商產(chǎn)生極大助益。
手機制造商已轉(zhuǎn)向硅芯片層級集成,并以它做為減少芯片數(shù)目、用料成本和功耗以及達成縮小體積目標的主要方法,但在步調(diào)快速的移動電話市場上,若能把朝向更高階硅芯片集成度的必然趨勢以及模塊化架構(gòu)策略結(jié)合在一起,將對手機制造商產(chǎn)生極大助益。
事實上,模塊化和硅芯片集成并非水火不容;相反的,只要利用集成型及模塊化子系統(tǒng)做為完全集成式系統(tǒng)單芯片的建構(gòu)方塊,廠商就能以子系統(tǒng)層級的硅芯片集成為基礎,發(fā)展出一套模塊化的系統(tǒng)設計方法。這種方法可以保持很大彈性,確保制造商獲得他們所需的靈活性,使他們能針對市場需求迅速做出響應-這些需求正是促使藍牙和無線網(wǎng)絡等新技術(shù)加入手機設計的主要因素 (圖1)。
藍牙在手機的應用已領先無線網(wǎng)絡一步。過去幾年,藍牙的發(fā)展不斷成熟,有更多產(chǎn)品問世,而它們之間的互用性也獲得解決。但另一方面,無線上網(wǎng)據(jù)點、辦公室大樓和家庭中安裝的802.11無線網(wǎng)絡數(shù)目已達到一定程度,消費者很快就會期望他們手機也提供無線網(wǎng)絡功能;另外,手機無線業(yè)者認為無線網(wǎng)絡將成為推動許多令人振奮的新數(shù)據(jù)服務的一項技術(shù)。
藍牙和無線網(wǎng)絡使用同樣的ISM無需授權(quán)頻帶 (2.400 GHz至2.4835 GHz),使它們在無線手機的匯聚更加復雜;把兩組無線電路,一個是802.11無線網(wǎng)絡子系統(tǒng),另一個是藍牙子系統(tǒng),安排在手機內(nèi)部的相鄰位置,這兩種技術(shù)就很容易產(chǎn)生相互干擾,甚至降低性能。
雖然藍牙和802.11無線網(wǎng)絡使用不同的空中傳輸接口 (air interfaces),但是彼此的干擾相當嚴重。
802.11采用直接序列展頻 (DSSS) 以及正交分頻多任務 (OFDM) 技術(shù),藍牙則采用跳頻展頻 (FHSS) 技術(shù);在寬度為83.5 MHz的ISM頻帶中,802.11大約占用四分之一,而且它只有在傳送數(shù)據(jù)時才會使用這些頻帶。在透過無線網(wǎng)絡信道傳送數(shù)據(jù)之前,802.11收發(fā)器也會檢查信道數(shù)據(jù)流量,避免發(fā)生封包碰撞。
藍牙的FHSS信道則不是采用固定頻率;當藍牙傳輸數(shù)據(jù)時,它會在79個事先定義的頻道間隨機跳躍,這些頻道的間隔則為1 MHz。透過這種方式,藍牙得以利用整個頻帶,只不過在任何一個時間點上,只有很小一部份的頻帶會被使用。藍牙每秒大約會執(zhí)行1,600次的頻道跳躍,而且不同于802.11在傳送數(shù)據(jù)前先監(jiān)測數(shù)據(jù)流量的做法,藍牙會直接傳送數(shù)據(jù),不管信道中是否有其它的訊號或是封包;萬一發(fā)生封包碰撞,藍牙會重新傳送遺失的封包,直到對方確認收到這些封包為止。
