ინტეგრაციის განსხვავებები დაბალი სიხშირისა და მაღალი სიხშირის RF უსადენო სისტემებს შორის
დაბალი და მაღალი სიხშირის RF უსადენო სისტემების ინტეგრაცია საკმაოდ განსხვავებულია. მაღალი სიხშირის დიაპაზონში, რადგან CMOS ტექნოლოგიას შეუძლია მიაღწიოს უფრო მაღალ გამტარობას, ვიდრე ბიპოლარული ტექნოლოგია, ეს არის სასურველი ტექნოლოგია RF წრეებისთვის. საერთოდ, RF-CMOS და ციფრული CMOS არ არის ინტეგრირებული ერთ ჩიპზე. დაბალი სიხშირის დიაპაზონში ყველაზე მნიშვნელოვანი სისტემაა ფიჭური კომუნიკაციის სისტემა. ამ ტიპის სისტემის RF ფუნქციების ინტეგრაციის აქცენტია პასიური კომპონენტების ინტეგრაცია. ამ სტატიაში მოცემულია პასიური კომპონენტების და RF აქტიური კომპონენტების ინტეგრირების სტრატეგია მრავალი პაკეტის ან მოდულის საშუალებით.
რადიოსიხშირული ფუნქცია მნიშვნელოვან როლს ასრულებს საკომუნიკაციო სისტემაში ინფორმაციის ორპუნქტიან გადაცემაში. ამ ტიპის სისტემაში, RF ფუნქცია, როგორც წესი, ფიზიკურად გამოყოფილია სხვა ფუნქციებისგან და RF– ის გადაცემა და მიღება, ძირითადად, ხორციელდება სხვადასხვა IC– ების მიერ. სისტემის ზომისა და ღირებულების შემცირების მიზნით, ადამიანები აგრძელებენ RF– ის სისტემის სხვა ფუნქციებთან ინტეგრირების გზებს. მათ შორის, ძალიან მნიშვნელოვანი გავლენა იქონია DSP ტექნოლოგიის განვითარებამ. RF– ის და არა – RF ინტეგრაციის განვითარების ამ ტენდენციის გარდა, RF მოწყობილობებს აქვთ ინტეგრაციის განვითარების სხვა ტენდენციები. განვითარების ეს განსხვავებული ტენდენციები იმიტომაა, რომ სხვადასხვა სისტემას სხვადასხვა ტექნოლოგია სჭირდება RF საჭირო ფუნქციების მისაღწევად. მაგალითად, მიღებული სიგნალის დაბალ ხმაურის გამაძლიერებელზე (LNA) გადასვლამდე, ზოგი სისტემა საჭიროებს სიგნალის ეფექტურ ფილტრაციას. ეს მოითხოვს კერამიკული ფილტრების ან ზედაპირული აკუსტიკური ტალღის (SAW) ფილტრების გამოყენებას მიღებული სიგნალის გასაფილტრად, მაგრამ არც ეს ფილტრები შეიძლება იყოს ინტეგრირებული მიმღების IC- ში.
განსხვავება დაბალი სიხშირისა და მაღალი სიხშირის სისტემებს შორის
მნიშვნელოვანი განსხვავება დაბალი სიხშირისა და მაღალი სიხშირის სისტემებს შორის არის ის, რომ ამ უკანასკნელს შეუძლია მიაღწიოს სიგნალის გადაცემას მხოლოდ მაშინ, როდესაც გადამცემსა და მიმღებს შორის ბარიერი არ არის, ხოლო დაბალი სიხშირის სისტემებს არ აქვთ ასეთი მოთხოვნები, ამიტომ მათ შეუძლიათ მიიღონ მეტი დაფარული ფართობი . დაბალი სიხშირესა და მაღალ სიხშირეს შორის არ არსებობს აშკარა სადემარკაციო წერტილი და მისი გადასვლის სიხშირე 2-5 გჰც-ს შორისაა და დამოკიდებულია სისტემის მახასიათებლებზე, როგორიცაა გადამცემის გამოსასვლელი სიმძლავრე და მიმღების მგრძნობელობა. ეს სტატია იყენებს 2.4GHz როგორც მაღალი და დაბალი სიხშირეების გადაქცევის წერტილს. მაღალი სიხშირის სისტემები ასევე შეიძლება დაიყოს საქალაქთაშორისო და მოკლე მანძილის სისტემებად. საქალაქთაშორისო სისტემები, როგორიცაა რადარი, სატელიტური კავშირები, საბაზო სადგურის კავშირები, ფიქსირებული უკაბელო ფართოზოლოვანი წვდომა (FWBA) და ა.შ., ამ სისტემებს უფრო მაღალი გადაცემის ენერგია სჭირდება, ვიდრე მოკლე მანძილზე მყოფ სისტემებს, როგორიცაა Bluetooth და 802.11a / b.
მაღალი სიხშირის RF ინტეგრაცია
მოკლევადიანი უსადენო საკომუნიკაციო სისტემის სამიზნე ბაზარია სამომხმარებლო ელექტრონიკის ბაზარი, რომელიც მოითხოვს მცირე ზომას და დაბალ ფასს, ხოლო მონაცემების საშუალებით ვიდეო ნაკადების გადაცემის პროგრამაზე მოთხოვნა იზრდება, მონაცემთა გადაცემის სიჩქარე კვლავ იზრდება. ეს სისტემები, ძირითადად, პორტატული კვების ელემენტებით მომუშავე პროდუქტებია, რომლებიც დიდხანს საჭიროებენ ლოდინის და საუბრის დროს.
მას შემდეგ, რაც მაღალი სიხშირის დიაპაზონებში ნაკლები გადამცემი მუშაობს, მაღალი სიხშირის სისტემებს (2.4 გიგაჰერზე ზემოთ) შეუძლიათ მიიღონ მაღალი გამტარობა და მიმღების შერჩევის ზომიერი მახასიათებლები. ანალოგიურად, მიმღების სიგნალისა და ხმაურის თანაფარდობა (S / N) მაღალია, ამიტომ გადამცემის გამომუშავება შეიძლება უფრო დაბალი იყოს. მაგალითად, 802.11b- ს აქვს გამტარუნარიანობა 11 Mbps 2.4 GHz- ზე, ხოლო 802.11a- ს შეუძლია 54 Mbps- ზე 5 GHz- ზე მიაღწიოს. ფართო ზოლების ან მოდულაციის უფრო რთული მეთოდების გამოყენება მოითხოვს უფრო მკაცრ სიგნალის სწორხაზოვნებას, ხოლო სწორხაზოვნება მჭიდრო კავშირშია გადამცემთან.
დიაგრამა 1 გვიჩვენებს ოპერაციული სიხშირის განვითარების შედარებას, რომლის მიღწევაც შესაძლებელია CMOS და BiCOS
სისტემის მიერ მიღებული პროცესის ტექნოლოგია უკავშირდება მიღებულ სამუშაო სიხშირეს. დიაგრამა 1 გვიჩვენებს CMOS და BiCOS მიღწევადი საოპერაციო სიხშირის შედარებას. ვთქვათ, რომ fmax პირდაპირ კავშირშია არსებულ საოპერაციო სიხშირესთან, ცხადია, რომ CMOS უკეთესი არჩევანია. გარდა ამისა, CMOS– ს შეუძლია დააკმაყოფილოს არა მკაცრი შერჩევითი, სიგნალისა და ხმაურის თანაფარდობა და გამომავალი ენერგიის მოთხოვნები, მაგრამ დინამიური შესრულება მცირდება დაბალი საოპერაციო ძაბვის გამო. ამასთან, რადგან მრავალი სისტემა მუშაობს ღია სიხშირის ზოლებზე, შეიძლება არსებობდეს მრავალი გადამცემი მოწყობილობა, რომლებიც ერევიან ერთმანეთს გადამცემსა და მიმღებს შორის. მაგალითად, მიკროტალღური ღუმელი ხელს უშლის Bluetooth კომუნიკაციას, როგორც ტიპურ მაგალითს.
მიუხედავად იმისა, რომ CMOS- ს აქვს ეს უპირატესობები მაღალ სიხშირეებზე, BiCMOS ტექნოლოგიას აქვს ბიპოლარული ტექნოლოგიის RF მოდელის უპირატესობა, ტრანზისტორის პარამეტრების შესატყვისობა და BiCMOS დიზაინის გამოცდილება უფრო მეტია. ზომა არ არის მნიშვნელოვანი განხილვის პროცესში, რადგან 0.18um CMOS ან BiCMOS პროცესებს აქვთ ჩიპების მსგავსი ზომები Bluetooth გადამცემი ფუნქციების მისაღწევად.
თუ აირჩევთ CMOS ტექნოლოგიას, სტანდარტული ციფრული CMOS იქნება განვითარების ტენდენცია. იმის გამო, რომ ამ ციფრულმა CMOS- ებმა უკვე მიიღეს მრავალშრიანი ნიღბის პროცესი, დამატებითი პარამეტრები აღარ იქნება. ციფრული ფუნქციები დაიკავებს ჩიპების უდიდეს არეალს, ამიტომ ძირითადი ღირებულება გამომუშავდება ამ ციფრულ ფუნქციებში.
აქვს თუ არა აზრი ციფრული წრეებისა და RF ფუნქციების ინტეგრირებას ერთ ჩიპზე ზომიერი CMOS ტექნოლოგიის გამოყენებით? ეს პრობლემა უნდა განიხილებოდეს ორი ასპექტიდან: ტექნიკური თვალსაზრისით, შესაძლებელია სტანდარტული CMOS– ის გამოყენება, RF– ის ფუნქციების მისაღწევად, როგორიცაა მაღალი წინაღობის სუბსტრატი სუბსტრატის საშუალებით კროსტაკლის შესამცირებლად და სქელი დიელექტრიკების გამოყენება. მაღალი ხარისხის პასიური კომპონენტების მისაღწევად ფაქტორები და ა.შ. ინტეგრაციის თვალსაზრისით, სტანდარტული CMOS– ის გამოყენებას რადიოსიხშირეზე და ციფრული და RF ფუნქციების ჩიპზე ინტეგრირებას არ აქვს ბევრი სარგებელი, რადგან ციფრული და RF მოდელები და ბიბლიოთეკები არსებითად განსხვავდება. ციფრული სქემები ხშირად შექმნილია VHDL / Verilog ენაზე. CMOS ტექნოლოგიის ციფრული ბიბლიოთეკა ჩვეულებრივ ხორციელდება ახალი ტექნოლოგიების გაჩენამდე. ეს ციფრული ბიბლიოთეკები თაობიდან თაობას გამოიყენება, ამიტომ დიზაინერებს შეუძლიათ ციფრული დიზაინის განხორციელება შემდეგი თაობის პროცესის ამოქმედებამდე.
RF დიზაინისთვის, მოდელები და ბიბლიოთეკები შესაძლებელია მხოლოდ პროცესის გამოჩენის შემდეგ, ამიტომ RF მოწყობილობებს აქვთ მათი უნიკალური მახასიათებლები. იმის გამო, რომ RF ფუნქციებს, ჩვეულებრივ, არ აქვთ 1: 1 მრავალჯერადი გამოსაყენებელი მოდული, ყველა ახალი მოწყობილობა უნდა განვითარდეს თავიდან. RF ბიბლიოთეკა, როგორც წესი, 1-2 წლით ჩამორჩება ციფრულ ბიბლიოთეკას. საშუალო CMOS ტექნოლოგიის გამოყენება RF ფუნქციების განსახორციელებლად ნიშნავს, რომ ის ერთი თაობით ჩამორჩება ტექნოლოგიაში. ამიტომ, ციფრული და RF ფუნქციების ჩიპზე ინტეგრაცია ნიშნავს, რომ CMOS ტექნოლოგიის წინა თაობა გამოყენებული იქნება ციფრული ფუნქციების განსახორციელებლად, რომელთა განხორციელება, როგორც წესი, უფრო ძვირია. უფრო მეტიც, პასიური კომპონენტები (ინდუქტორები) და RF / ანალოგური ფუნქციები ნამდვილად ვერ ვითარდებიან ერთდროულად CMOS პროცესის ტექნოლოგიასთან. ამიტომ, ციფრული ნაწილის შედარებით RF ნაწილის მიერ დაკავებული ტერიტორია გაიზრდება სხვადასხვა ტექნოლოგიური თაობებით.
ჩვენი სხვა პროდუქტი:
