Rage yawan abubuwan da aka gyara kuma rage yankin jirgin kewaye ta hanyar haɗin RF mara waya

A cikin na’urorin mara waya ta yau, fiye da rabin abubuwan da ke cikin allon da’irar sune na’urorin RF analog. Sabili da haka, ingantacciyar hanya don rage yankin allon kewaye da amfani da wutar lantarki shine aiwatar da ƙarin haɗin haɗin RF mai girma da haɓaka zuwa guntun matakin tsarin. Wannan takarda tana gabatar da matsayin ci gaban haɗin kan RF, kuma yana gabatar da wasu matakai da mafita ga wasu daga cikin waɗannan matsalolin.

Bayan fewan shekarun da suka gabata, kasuwar wayar salula ta mamaye ƙungiya ɗaya da wayoyi guda biyu, kuma fasahar da ake amfani da ita ce kawai ??? Riƙe guda ɗaya ko biyu na wayoyin salula gaba ɗaya ??? Hakanan ana amfani da hanyar daidaitawa, tsarin samun dama ta tashoshi da yarjejeniya a cikin mitar mitar riƙewa. Sabanin haka, ƙirar sabon ƙarni na wayoyin salula na yau ya fi rikitarwa kuma yana iya samar da ƙungiyoyi da yawa da yawa ??? Yana da cibiyar sadarwa na yanki na Bluetooth, saka GPS da sauran ayyuka, kuma ayyukan karɓar UWB da TV sun fara bayyana. Bugu da kari, aikace -aikace kamar wasanni, hotuna, sauti da bidiyo sun zama ruwan dare a wayoyin hannu.

Wayar mara waya tana zama hadaddun na’ura da ake kira cibiyar nishaɗi ta hannu. Tsarin ci gabanta yana ci gaba da kawo ƙarin ƙalubale ga masu zanen kaya. Kodayake idan aka kwatanta su da wayoyin hannu tare da aikin murya kawai, sabon ƙarni na wayoyin hannu sun ƙaru sosai a cikin aikin sadarwa, sarrafa aikace -aikacen, adadin musaya na RF da haɗewar ƙwaƙwalwar ajiya, masu amfani har yanzu suna tsammanin wayoyin hannu za su sami ƙaramin ƙara, sifa mai sauƙi, ƙasa farashi da babban launi, Zai iya ba da jiran aiki da lokacin magana mai kama da wayoyin muryar gargajiya. Kula da girman gabaɗaya da yawan amfani da wutar lantarki, amma sa aikin ya ƙaru sosai, yayin da ake kula da farashin tsarin gaba ɗaya bai canza ba, duk waɗannan suna haifar da matsaloli da yawa ga masu ƙera tsarin.

A bayyane yake, matsalar ta shafi duk sassan ƙirar tsarin gabaɗaya, da masu ba da duk hanyoyin sadarwa mara waya da abubuwan nishaɗi. Areaaya daga cikin yankunan da ke da tasiri musamman wajen rage yankin katako da amfani da wuta shine ɓangaren RF na ƙirar tsarin mara waya. Wannan saboda a cikin wayar hannu ta yau da kullun, fiye da rabin abubuwan da ke cikin jirgi kayan haɗin RF analog ne, wanda tare ke lissafin kashi 30-40% na duk yankin hukumar, kamar tsarin RF na Bluetooth kamar GPS da WLAN suma za su yi girma sosai. ƙara buƙatun don sarari.

Maganin shine aiwatar da ƙarin haɗin haɗin RF mafi girma kuma a ƙarshe ci gaba zuwa cikin guntu mai cikakken tsarin guntu. Wasu masu zanen kaya suna sanya masu canzawa analog-zuwa-dijital a cikin eriya don rage jimlar sararin da’irar da ake buƙata don ayyukan RF. Lokacin da fasahar haɗin gwiwar semiconductor zata iya haɗa ƙarin ayyuka a cikin na’urar guda ɗaya, za a rage adadin na’urori masu hankali da sararin allon da ake amfani da su don ɗaukar waɗannan na’urori daidai gwargwado. Yayin da masana’antar ke tafiya zuwa haɗin guntu na tsarin, masu zanen kaya za su ci gaba da nemo sabbin fasahohi don saduwa da sabani tsakanin mafi girman rikitarwa RF da tsawon rayuwar batir a cikin ƙananan na’urorin mara waya.

Matsayin haɓaka haɗin RF

Wani muhimmin ci gaban haɗin kan RF ya bayyana kusan shekaru biyu da suka gabata. A wancan lokacin, haɓaka fasahar RF da modem baseband na dijital ya sa ya yiwu a maye gurbin na’urorin RF na superheterodyne tare da masu karɓar juyawa kai tsaye a cikin wayoyin hannu mara waya. Na’urorin RF na Superheterodyne suna amfani da masu haɗawa da yawa, masu tacewa da oscillators masu sarrafa wutar lantarki da yawa (VCOs), waɗanda aka yi amfani da su tsawon shekaru da yawa, amma haɗin na’urorin juyawa madaidaicin RF na iya rage yawan adadin abubuwan haɗin GSM RF. A ƙarshen shekarun 1990, wani nau’in tsarin superheterodyne RF na al’ada guda ɗaya ya haɗa da PA, eriyar eriya, LDO, ƙaramin siginar RF da vctcxo, yana buƙatar kusan na’urori 200 masu hankali; A yau, zamu iya tsara tsarin juyawa madaidaiciyar madaidaiciya tare da aikin band guda huɗu, wanda ke haɗa matatar madaidaiciyar VCO, VCXO da PLL, amma adadin abubuwan da aka ƙera bai wuce 50. Hoto 1: mai watsawa GSM band guda huɗu tare da babban haɗin kai.

Misali, transceiver trf6151 (Hoto na 1) na Texas Instruments don GSM ya haɗa da mai sarrafa wutar lantarki, VCO da tashar VCO, ikon ikon PA, PLL madauki tace mai toshe gefen, LNA tana samun iko mataki-mataki da VCXO.

Don masu zanen kaya, haɗin kai na ci gaba yana taimakawa don shawo kan wasu manyan matsaloli a cikin RF mara waya, daga cikinsu mafi mahimmanci shine samar da wutar lantarki ta DC da ƙa’idar transceiver. Yayin kira, ƙarfin baturin zai canza tare da canjin zafin jiki da lokaci. Bugu da ƙari, haɗin amo daga TX VCO da Rx VCO samar da wutar lantarki shima zai shafi aikin dukkan tsarin. Don haka, masu zanen kaya suna fuskantar matsalar yadda za a warware mai kula da hukumar da’irar RF da mafi yawan abubuwan haɗin gwiwa. Haɗuwa da waɗannan na’urori a cikin mai karɓar RF yana nufin cewa kawai abin da ake buƙata na waje shine madaidaicin kayan kwalliya, wanda ke da alaƙa kai tsaye da wutar lantarki, wanda ba kawai yana sauƙaƙa ƙira ba, amma kuma yana adana sararin hukumar kewaye.

Wani ƙalubale ga masu zanen RF shine kewayon daidaita VCO da lokacin kullewa. A cikin duk ƙirar VCO analog. Saboda sau da yawa ya zama dole a daidaita lokacin kullewa da kewayon daidaitawa, galibi ana sanya matatar madauki a wajen guntu. Wasu lokuta, ana iya warware wannan a cikin sarrafa software na kewayon kunna VCO. Koyaya, wannan hanyar tana gabatar da ƙarin buƙatun albarkatu don ci gaban tarho gabaɗaya. Lokacin da aka haɗa aikin kunna dijital a cikin VCO kuma yana iya ba da daidaiton kai, ana iya samun madaidaicin madaidaicin daidaitawa, kuma ana iya sanya sinadarin madauki a cikin guntu. A bayyane yake, wannan makirci na iya ba da damar injiniyoyin ƙira don sauƙaƙa aikin su.

Domin samun ikon sarrafa wutar lantarki wanda tsarin GSM ke buƙata, masana’antun PA gaba ɗaya sun haɗa da wannan aikin a cikin ƙaramin ƙarfin ƙarfin wutar lantarki (PAM). Mai sarrafa wutar galibi yana kunshe da dubunnan ƙofofin CMOS na dijital, waɗanda aka yi su cikin guntu mai zaman kansa a cikin PAM. Wannan kashi zai haɓaka farashin PAM ta dalar Amurka 0.30 ~ 0.40. Haɗa wannan aikin a cikin na’urorin RF zai ba masana’antun GaAs PAM damar siyan da’irar CMOS na dijital kuma shigar da su cikin PAM. Don OEM wanda ke samar da dubban kayayyaki kowane wata, cire wannan sashi mai mahimmanci zai rage farashin su ƙwarai.

Wani yanki inda haɗin kai mai haɓaka zai iya kawo adadi mai yawa shine VCXO. A baya, an sayi kayayyaki masu tsada na vctcxo kuma an ƙera su a cikin na’urorin RF azaman abubuwan da suka bambanta. Don haka, haɗa abubuwan gama gari na kayayyaki vctcxo a cikin na’urorin RF na iya rage farashi da matsalolin ƙira masu alaƙa. Yin amfani da trf6151, kawai ana buƙatar ƙaramin kristal da varactor don kammala aikin vctcxo.

Duk da waɗannan haɗin kai da sauƙaƙe ƙira, injiniyoyin ƙirar RF har yanzu suna fuskantar zaɓuɓɓuka masu wahala, ɗayansu shine ƙwarewar shigar da amfani da wutar Rx. Sanannen abu ne cewa mafi girman abin da ake amfani da shi a yanzu a cikin ƙirar ƙaramin ƙaramar amo (LNA), ƙananan halayen amo gaba ɗaya. Injiniyan ƙira dole ne ya ƙayyade jimlar kasafin kuɗi na mai karɓa da buƙatun matakin hankali na mai karɓa. Duk da haka, hayaniyar ba ta raguwa tare da rage ƙarfi. A zahiri, akasin haka ne. Sabili da haka, kodayake yana iya saduwa da ƙayyadaddun ƙimar GSM, masu zanen kaya galibi suna tambayar kansu ko ya cancanci biyan farashi a cikin amfani da wutar lantarki don cimma wani matakin hankali. Wannan tambayar kuma tana bayanin dalilin da ya sa ya zama dole injiniyoyin ƙira da masana’antun IC su ba da haɗin kai a cikin tsarin ƙirar gaba ɗaya. Ra’ayoyin daga injiniyoyin ƙira zasu iya jagorantar masana’antun IC don mafi kyawun hidimar masana’antar mara waya yayin haɓaka samfuran RF na gaba.

Ci gaba zuwa SOC

Rage farashi, iko da rikitarwa na tsarin mara waya yana da matukar mahimmanci don samun nasarar cika bukatun hadewar tsarin. Koyaya, haɓaka manyan hanyoyin haɗin kai don wayoyin hannu yana buƙatar masana’antar semiconductor don shawo kan matsalolin fasaha masu rikitarwa. Wasu daga cikin waɗannan matsalolin ba kasafai masu zanen kaya ke damuwa ba, saboda da yawa daga cikinsu ba sa son sanin yadda ake yin na’urorin SOC, Muddin zai iya ba da aikin da ake buƙata. Don haka, ya zama dole a sami saurin fahimtar wasu fasahohin aiwatarwa, wanda zai shafi iyawa da samuwar na’urorin da ake amfani da su a cikin haɗin wayar salula.

Akwai dabaru da yawa masu yuwuwa don haɗa wayar salula ta RF tsarin lantarki. Da farko, ana iya aiwatar da gine -ginen RF na gargajiya a cikin sauƙaƙan bipolar ko tsarin BiCMOS ta amfani da fasahar gargajiya. Za’a iya haɗa guntu na RF na ƙarshe tare da ayyukan dabaru na dijital ta wayar hannu ta amfani da fasahar fakitin guntu da yawa (fasahar ɗaukar matakin matakin). Kodayake wannan fasaha tana da fa’idodi da yawa, kamar amfani da hanyoyin ƙirar RF da aka sani da manyan matakai da fasahohi, yana da wahalar kasuwanci saboda tsada da yawan na’urorin na’urorin gwaji.

Bugu da ƙari, haɗuwar tsarin lantarki na wayar hannu kuma ana iya samun shi ta hanyar tsarin wafer na BiCMOS (SiGe). Koyaya, saboda sarrafa na’urorin SiGe HBT yana buƙatar ƙarin tsarin lithography, guntu na ƙarshe zai buƙaci ƙarin farashi. A lokaci guda, saboda fasahar SiGe BiCMOS ba za ta iya amfani da mafi kyawun tsarin lithography ba, tsarin BiCMOS galibi yana bayan tsarin CMOS na dijital mai ci gaba. Waɗannan za su kawo babban matsin lamba don haɓaka halayen wayoyin hannu da rage farashi. Ba za a iya warware shi ba tare da dabarun aiwatar da wafer mai sauƙi, saboda wannan fasaha ba za ta iya kiyaye dabaru na tsarin ko ɓangaren dijital a mafi ƙanƙantar farashin kowane lokaci ba. Sabili da haka, haɗaɗɗen haɗaɗɗen tsarin aiki na sashin bangon waya na RF a BiCMOS (ko SiGe) ba zaɓi bane mai kyau.

Maganin ƙarshe wanda za a iya yin la’akari da shi shine haɗin RF a cikin CMOS, wanda kuma yana fuskantar ƙalubale masu yawa. Kodayake akwai ƙirar RF na salon salula na CMOS da yawa, waɗannan ƙirar sun dogara ne akan ayyukan analog. Yana da wahala a aiwatar da masu haɗawa analog, masu tacewa da amplifiers tare da fasahar CMOS, kuma yawan amfani da wutar gaba ɗaya ya fi tsarin SiGe BiCMOS. Tare da haɓaka fasahar aiwatarwa, matakin ƙimar CMOS yana ƙaruwa da ƙasa, wanda ke sa ƙirar analog ta fi wahala. A farkon matakin haɓaka sabbin matakai, ƙirar kayan aiki da balagar aiwatarwa gabaɗaya ba za su iya cika buƙatun ƙirar madaidaicin madaidaicin da ake buƙata don ƙirar ƙirar analog ba. Koyaya, sabon ƙirar CMOS RF na dijital da aka haɓaka kwanan nan ya sa haɗin CMOS na monolithic ya fi kyau.

Waɗannan mafita kuma suna fitar da masana’antar semiconductor yayin da masana’antun ke neman ƙarancin hanyoyin ƙimar tsarin tsarin RF. Kodayake kowane tsarin haɗin gwiwa yana da matsaloli, hakika abin mamaki ne cewa haɗin haɗin RF zai iya kaiwa ga babban matakin. Nasarar waɗannan matsalolin zai ɗauki babban ci gaba a ƙirar wayoyin salula mara waya da saita alkibla don ƙarin haɗin kai a nan gaba.

Kammala wannan takarda

Har yanzu akwai matsaloli da yawa a hadewar RF. Kowane na’urar RF ta wayar hannu ta zamani tana fuskantar tsauraran buƙatun aiwatarwa. Bukatar hankali yana game da – 106dbm (106db a ƙasa 1 MW) ko mafi girma, kuma matakin da ya dace shine ƙananan microvolts kawai; Bugu da ƙari, zaɓin zaɓi, wato ikon ƙin tashar mai amfani zuwa madaidaicin mitar da ke kusa (wanda galibi ana kiranta da toshewa), yakamata ya kasance cikin tsari na 60dB; Bugu da kari, ana buƙatar tsarin oscillator don yin aiki a ƙarƙashin ƙaramar amo na zamani don hana lanƙwasa toshe makamashi daga shiga ƙungiyar karɓa. Haɗin RF yana da wahala ƙwarai saboda ƙima mai yawa da buƙatun aiwatarwa masu tsananin buƙata.

Gudanar da daidaiton mita da yawa yana kawo ƙalubale na gaske ga duk mitar SOC. Ana fatan rage tashin hankali da aka samu ta hanyar watsa siginar band. Abun cikin haɗin RF na dijital ya fi sanya abubuwan RF da yawa a cikin guntu ɗaya. Ana buƙatar sabon gine -gine na raba kayan aiki.

Ga masu zanen tsarin, na’urorin zamani masu sauƙi, haɗe-haɗe da farashi masu inganci na iya rage mahimmancin ƙira. A lokaci guda, za su iya wadatar da halayen na’urorin mara waya da kiyaye girman tsarin, rayuwar batir da farashi ba canzawa. Sabbin na’urorin RF da aka haɗa sosai na iya kawar da wasu takaddama a cikin ƙirar mara waya da adana lokaci mai mahimmanci na injiniyoyi.