全球电信商正全速扩建4G网络,并致力提高室内信号覆盖率,因此对家庭基站导入需求亦日益迫切;尤其中国电信业者已相继在2013年底取得4G营运执照,更将带动新一波LTE相关设备采购热潮。由于家庭基站对射频前端设计的品质与成本要求皆相当严格,势必驱动芯片商加紧研发更先进的射频元件。
抢搭家庭基站,小基站及多模多频智能移动设备产品快速增长春风,软件定义无线电(SDR)系统开发平台看俏。OEM厂商为提供更佳的客户通信体验,正大量支持各种无线通信技术与频段,并且透过以FPGA为基础的SDR系统开发平台,进行产品量产前的通信测试与验证,藉此降低制造成本,并缩短产品开发上市时间,从而促使该解决方案市场需求看涨。
事实上,芯片商要提供支持MIMO及宽频谱范围调变技术的射频收发器,并透过先进制程及芯片设计整合更多周边系统零组件,以协助通信设备商取得系统效能与价格之间的平衡点。鉴此,具备低功耗,低成本,高集成度与高灵活性的AD936x系列全集成RF收发器芯片应运而生。
无疑,软件定义无线电(SDR)技术,将进一步打造可支持宽频率范围及多重输入多重输出(MIMO)的射频收发器。
图 左起分别为ADI公司亚洲区通信业务拓展经理解勇,ADI公司中国技术支持中心经理聂海霞,赛灵思亚太区Zynq业务拓展经理罗霖。
看好SDR发展,ADI携手Xilinx推广两款SDR平台解决方案和生态系统,使其产品组合扩大到四款平台解决方案。 ADI公司中国技术支持中心经理聂海霞表示,其解决方案能简化快速SDR系统原型制作和开发流程,适用于国防电子、RF测量仪器、通信基础设施和开源SDR开发方案等应用。
聂海霞指出,支持广泛的调制方案和网络规范(如国防电子、仪器设备、通信基础设施等),在性能、高集成度、宽带性能和灵活性方面达到居于行业领先水平。AD9364有大量设计资源作为坚强后盾,有利于加快上市时间,包括软件设计套件和FPGA夹层卡(FMC),可用于快速开发软件定义无线电解决方案。
赛灵思亚太区Zynq业务拓展经理罗霖进一步指出,作为赛灵思创造性推出的世界上首款全可编程SoC器件,Zynq器件可以通过片子高速转型,把嵌入式处理器可编程逻辑和IO接口整合在一起,来提升系统的性能,提高集成度,同时具有无可比拟的灵活性能。因此,非常适合于先进的SDR或者无线这方面的应用,相信Zynq器件将给客户带来更多系统层面的价值。
3G/4G多频多模设备走热,基站抢搭SDR
由于市场对同时支持2G、3G与4G等多模多频技术的移动设备需求与日俱增,开发人员所面临的系统设计挑战也愈发艰巨,因此如何在产品量产前,以最低成本进行多频多模通信系统设计,已成为各家通信设备制造商提升市场竞争力的关键课题。
事实上,尽管LTE与LTE-A等技术已开始应用于移动设备中,但通信协议标准仍持续制定中,而设备商与电信运营商为支持最新规格,势必得透过高弹性的开发平台与通信基站,才能确保无线联网效能,并让产品能支援最新规格,进而推升SDR系统开发平台需求增长。
图 AD936x系列全集成RF收发器芯片方案,弥补了以上离散器件方案“先天性”需要数量较多元器件、灵活性较差、成本较高等短板。
ADI公司亚洲区通信业务拓展经理解勇指出,近年来,3G乃至4G快速上马,并大规模的部署和应用,使得软件无线电的应用需求更为急迫。软件无线电有两个特性:一,硬件平台的统一性。即工程师需要多少共平台设计,一个硬件平台支持不同频段及不同制式和标准;二,可重构性。也即可通过软件编程来支持不同的通信制式,不需要去更改其硬件结构。通过软件编程就可以轻易实现对多平台,多频段,多制式支持。
实际上,目前现有市场上的软件无线电的方案并不多,只有两种。一种是基于离散的元器件搭建成的平台,但是这种方案缺点是其需要的元器件数量比较多,外围电路包括外围周边的阻容,电感,外围器件要求均比较多。此外,该方案成本也相对高昂,然而更为至关重要的是其灵活性比较差,往往很难找到一个通用的,可以支持所有制式和频段的离散方案。另外一种就是AD936x系列全集成RF收发器芯片方案,弥补了以上离散器件方案“先天性”短板。
事实上,目前市面上的方案除了AD9361和AD9364之外,其他竞争对手提供的射频频带不够宽以及信号带宽也不够宽,大大掣肘其相关应用。此外,对于客户,除需要全集成收发器芯片外,系统级开发需求也变得尤为迫切。看中该市场价值,ADI联手赛灵思共同提供系统级解决方案,并提供参考设计,工程师可基于此快速开发产品,加快产品上市时间和减少研发风险,解勇强调。
解勇表示,AD9364对比离散器件方案,外围电容与电感,电阻以及其他IC芯片数量减少一半以上。除外围芯片数量大幅减少,功耗也大为降低,该芯片功耗约700毫瓦。AD9364提供宽广的频带范围,支持从70MHz至6G,覆盖了现有通信标准以及几乎所有通信制式。信号通道带宽是从200KHz至56MHz,囊括主流通信支持。
此外,由于内建具可编程特性的FPGA,因此在软件程序修改方面亦相当便利,未来势必将引发学术研究单位、仪器仪表、通信运营商与设备商争相采用。
小型蜂窝基站市场加速起飞。全球电信商除如火如荼布建LTE及LTE-A大型基站外,更开始加快企业端、家用以及其他各式领域的小型蜂窝基站建设速度,期提高覆盖率及网络容量,满足未来消费终端爆炸性的流量传输需求,此举必将推动系统级SDR方案普及进度。
工程师陷设计经验真空 ADI联手Xilinx完美演绎
可能会有业者有这些疑问,到底是什么促成ADI和Xilinx走在一起成为合作伙伴?模拟与数字,两大领域强者强强联手背后的真正价值是什么?
罗霖指出,ADI负责射频部分设计,Xilinx则负责包括从接口到嵌入式软件系统到DSP处理设计,帮工程师应对来自这些方面的挑战。
图 罗霖表示,ADI和Xilinx提供了完整的参考设计,简化了系统设计,大大地缩短产品的上市时间,使开发时间从数月缩短到数周。
聂海霞进一步强调,这种日益复杂的设计挑战,体现在不同方面。首先就模拟工程师需要了解FPGA包括嵌入式这种数字系统。相对于FPGA或者是嵌入式工程师,需要有模拟知识来支持。事实上,很多设计涉及跨专业跨领域,对工程师的要求很高。再者,工程师必须具有系统处理概念。如只有电路设计还不够,必须要对整个应用和系统有比较深了解,只有这样的产品才有可能形成差异化竞争力,同时满足客户的需求。
聂海霞补充,ADI和Xilinx之所以最终形成战略合作,主要基于解决当前中国研发工程师所面临种种技术研发上的压力。中国研发工程师,正面临着越来越大的市场挑战,如产品上市时间、研发风险管理等日益严峻的挑战。这些,在中国市场表现尤为突出。除了市场的挑战以外,设计挑战也不容忽视,尤其对中国电子设计工程师来说更是如此。根据ADI调查数据表明,中国电子设计工程师的平均年龄在29岁左右,相对于欧美国家来讲,中国工程师要年轻很多。这,也直接体现了中国工程师缺乏关键工作经验,因此当面对较大市场挑战时,要设计出来比较有竞争力的产品,压力很大。
事实上,除了数字和模拟以及系统的需求以外,还需要懂得这种建模或仿真软件,能够帮助工程师在设计初期就能顺利搭建系统,并且做相关仿真。这正好与前面所提及市场压力挑战相呼应。在设计早期把相关系统搭建起来,作为软件的建模和仿真,从而帮助工程师控制整个风险。风险得到了控制,进而对产品上市时间也会有正面的影响。
只有持续精准切中真实需求,才会受到客户青睐。“硬”的不行?模拟+数字,来“软”的!以变制变,最终,将形成一系列良性的连锁反应,让人们沐浴科技带来的春风化雨般的滋润。
文/德赢Vwin官网
网执行主编 莫延芬
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