IIC-China2008四城开展，技术趋势与市场热点尽在掌握(下)

本刊上期介绍了第十三届国际集成电路研讨会暨展览会(IIC-China)与第八届嵌入式系统研讨会(ESC-China)参展商带来的微控制器、高性能处理器、电源技术和存储技术创新应用，本期我们将重点介绍展会上最新RF/微波技术、FPGA、功率放大器、测试技术等参展商信息。 RF/微波技术展区热点应用“无线”风光 各种各样的无线技术为人们的数字生活带来自由自在的连接。以手机为例，人们可以用双模/多模手机通过GSM、GPRS、EDGE、HSDPA、CDMA2000、WCMDA、TD-SCDMA等蜂窝网络实现全球无缝通讯，还可以用集成WiFi、GPS和移动电视接收功能的手机打VoIP电话、定位导航、收看电视节目。此外，超宽带(UWB)、蓝牙、Zigbee、RFID以及一些专有的2.4GHz无线技术也让人们获得不受连线困扰的高品质工作、娱乐及运动体验。 这些无线设备的广泛流行和射频系统复杂度的提高对包括天线、RF开关、射频功率放大器(PA)、前端滤波器、射频收发器、射频合成器、调频调谐器、锁相环电路/压控振荡器、低噪声放大器(LNA)在内的RF和微波器件提出了更多要求。在IIC-China2008深圳与上海会场的RF/微波技术展览馆，您将领略最新的RF/微波技术是如何满足这些热点无线应用的最新需求。 多模方案挑战手机射频子系统 从双频到三频以及现在的四频，蜂窝手机的复杂性迅速攀升。随着带宽和支持模式数量的增加，手机设计对RF信号链中元器件的要求也越来越高，特别是天线及其开关。由于不同带宽的众多RF通路全部都需要接入同一个天线，因此最有效的方法是将所有信号都路由至单个RF开关。参展商PeregrineSemiconductor公司的单芯片UltraCMOSPE42693SP9T天线开关是开关架构中最新技术之一，这种开关可以配置成处理多个WCDMA、GSM和外围无线电频带，并具有低插入损耗、高线性度和高隔离度特性。 多模工作方式对PA提出了新的要求，因为不同模式对PA的功率和线性度有不同要求。目前用于EDGE的PA要求高功率、准线性，单个PA模块可以处理所有四频GSM/EDGE信号。比如TriQuint半导体公司的四频GSM/EDGE功率放大器模块(PAM)TQM7M5003能与高通的多模收发芯片组协同工作，并同时支持class12GPRS模式和E2开环极性EDGE模式。 相比之下，WCDMAPA则要求低功率和高线性度，每个WCDMA信号都需要自己单独的PA。这时可选择飞兆半导体的WCDMATCMPA模块RMPA2276和WCDMAiLOPA模块RMPA2266。RMPA2276是高度集成的超高效UMTSBand1WCDMA/HSDPA功率放大器模块，集成了功率控制ASIC、功率检测器及内部50Ω匹配2级功率放大器。RMPA2266功率放大器模块则瞄准UMTS/WCDMA/HSDPA应用，在两态功率控制中具有最低电流消耗。 NSC的LMX2531芯片采用全球首创的delta-sigma分数N锁相环路结构，这是专为3G通信网络而开发的全新结构，其优点是相位噪音及寄生信号都很少。LMX2531为低相位噪音的锁相环路/压控振荡器二合一芯片，可在765MHz至2790MHz之间的频率范围内操作，噪音更低至-160dBc/Hz以下。 为了满足3G和WiMAX宽带无线基站对高性能的要求，凌力尔特公司提供高线性度有源混频器系列，该系列包含了传统型无源混频器的替代产品，其中LT5521是一款上变频混频器，它具有在24.2dBm的高IIP3(输入三阶截取点)，并且利用一个集成LO(本机振荡器)缓冲器实现了高转换增益。 Maxim在微波和RF领域最突出的产品有WCDMA发射芯片组(MAX2021/2，MAX2056/7)、GSM/EDGE发射芯片组(MAX2021/3，MAX2058/9)、以及MAX9984/86/94/95/96+MAX2031/39/41/43混频器家族。 除了独立的射频IC和模块外，TI、NXP、瑞萨、飞思卡尔等手机基带芯片厂商也将大部分射频芯片与基带芯片集成在一起，构成单芯片方案以满足尺寸、成本方面的要求。 GPS方案下一步是系统级芯片，移动电视瞄准单芯片方案 随着消费者对个人导航设备的兴趣与日俱增以及蜂窝服务运营商渴望增加基于位置的服务，GPS技术已经变得越来越重要了。根据市场调查公司In-Stat的研究，2010年将交付约4700万部个人导航设备和超过4.36亿部采用了GPS技术的手机。 目前开发GPS产品通常有两种选择：一种是直接采用GPS芯片组来进行设计，比如意法半导体(ST)的包含一个高灵敏度的内嵌闪存的单片基带芯片(STA2058)和一个射频前端芯片(STA5620)的Teseo平台；另一种是采用模块化GPS方案。 Maxim的单芯片全球导航卫星系统(GNSS)接收机MAX2769可用于GPS(L1C/A码和P码)、伽利略以及GLONASS导航卫星系统。该接收器集成了完整的接收链路，包括LNA，因此无需外部LNA，可实现1.4dB的总级联噪声系数(NF)。MAX2769适合于宽范围的应用，包括汽车导航、资产跟踪、蜂窝手持设备、便携式导航设备(PND)。 移动接收子系统主要由天线、接收芯片(调谐器和解码器)组成。内置天线在便携式电子设备很受欢迎，但设计一个能满足VHF和UHF频段的增益要求的天线却很困难。参展商威世科技公司与其他公司共同开发的UHF天线芯片适用于所有采用UHF频带的移动电视技术，包括DVB-T、DVBH、ISDB-T、MediaFLO以及DMB-TH，它同时支持各种宽频传输频带，包括470MHz至870MHz。 移动电视的调谐和解调有两种方案：一种采用独立的调谐器和解调器芯片，另一种是单芯片接收器方案。但将调谐器和解调器集成在一个芯片上的方案越来越受欢迎。有的单芯片方案甚至还集成了存储器、解码器及其它辅助电路，构成完整的系统级芯片。 TI的Hollywood是业界首款采用标准90纳米工艺将移动电视调谐器与解调器集成的单芯片解决方案，支持DVB-H和ISDB-T，包含DTV1000与DTV1001两款芯片。 ADI和凌讯科技(LegendSilicon)则合作推出了业界首款符合DMB-TH的移动电视接收机解决方案。该平台采用了ADI的低功耗RF调谐器和凌讯公司的解调器LS8913。此外，ADI还采用它的低功耗Blackfin处理器完成移动电视应用中MPEG-2解码和多媒体处理等功能。 在卫星广播方面，NEC电子最近完成了用于建立汽车音响及导航系统等卫星数字广播接收系统的化合物晶体管产品“NE3510M04”的开发。该新产品主要用于可接收卫星广播的低噪音放大器(LNA，LowNoiseAmplifier)，使用该产品可对从2GHz到8GHz频带的低噪音进行放大。用户使用新产品，可以提高汽车音响、便携式音乐播放器等接收信号的灵敏度，从而扩大接收信号的范围，实现接收设备的小型化、低成本化。 WiFi/WiMAX射频子系统需解决功耗和尺寸问题 WiFi手机不仅可自由访问互联网、拨打VoIP电话，同时还可以作为企业内部的短号分机使用。WiFi的一个重要潜在应用就是在移动设备上实时传送高清视频内容，而游戏和手机将是另外两个最重要的应用领域。但要把WiFi功能集成在以上应用中，将面临功耗、尺寸问题，以及与无线设备共存时的EMI处理等关键问题。 飞兆半导体通过将功率放大器、开关和数字控制器件集成在单一芯片中来减少对其它外部元件的需求并提升性能。该公司高集成双频WLAN功率放大器FMPA2151在4×4mm紧凑型封装中集成了2.4GHz和5GHz功率放大器，让设计人员可节省22%的电路板空间。 ST公司的双频WiFi解决方案STLC4420则一个高度集成的无线局域网WLAN芯片，它能在5GHz和2.4GHz两个频带内工作，而且功耗很低。恩智浦半导体(NXP)针对低功耗802.11无线局域网的第三代单封装系统芯片(SiP)BGW211支持全部的802.11g功能，其服务质量(QoS)的扩展支持以及与蓝牙无线共存的特性，使该芯片能满足各种极高要求的便携应用。 随着WiMAX标准从固定线路通信协议向增加便携式应用的移动通信协议演进，设备制造商需要减小尺寸、降低功耗的解决方案以满足移动通信终端对成本、尺寸和功耗预算的要求。ADI公司的WiMAX收发器AD9354和AD9355比同类其它收发器功耗更低并且尺寸减少了20%，同时增加了接收器通路以支持多入多出(MIMO)功能。此外，Maxim的直接上变频正交调制器MAX2022、飞思卡尔的射频晶体管系列产品，以及TI的TRF11xx、TRF12xx和TRF24xx等RF上/下变频器都针对WiMAX应用。 短距离无线应用精彩纷呈 蓝牙、UWB、Zigbee、RFID、NFC等短距离无线技术广泛用于语音/音频传输、智能家居、工业控制、物流、建筑和工厂。参展商Nordic、Atmel、Microchip、TI、Micrel、NXP、ADI、凌力尔特、威世科技、朗弗科技、Silicon Laboratories、Semtech International、Intersil等公司都针对短距离无线应用推出了射频方案。 In-Stat指出，到2009年，经ZigBee规范网络层及其他专有协议实现的IEEE802.15.4无线个人局域网市场有望增长200%，年交付量有望突破1.5亿个。Microchip公司首个射频收发器MRF24J40是一个针对ZigBee协议及专有无线协议的2.4GHzIEEE802.15.4收发器，该产品适用于要求低功耗和卓越射频性能的射频应用领域。 Atmel的超高频(UHF)ASK/FSK接收器/发射器系列ATA8x0x包括一个中频滤波器、低相位噪声压控振荡器、锁相环和环路滤波器。它们完全整合的滤波器可提供大带宽和多种接收选择的最佳结合，使工业应用所需的较远发射和接收距离成为了可能。RFID器件ATA5558具有1Kb存储器，允许存储大量数据，它的密码保护功能可防止非法读写用户定义的内存页，以提高安全性。Nordic Semiconductor的单芯片2.4GHz收发器nRF-24LU1支持USB和PC之间的12Mbps全速USB传输，并集成了一个高度优化的8051MCU内核。无线传输带宽为2Mbps。采用AES加密技术实现更高的数据传输安全。 相比于电源管理和TVS保护器件而言，无线射频是Semtech International涉足的新兴业务领域。该公司XE1205是一款窄频段高性能多通道UHF段接收器，而SX1223则是一款为ISM波段无线应用而设计的高性能多通道RF发射器，二者的主要应用领域是自动读表系统、楼宇自动化、安防系统，工业监视和控制、远程无钥进入系统等。 Vishay Inter technology的新型2.4GHzISM收发器ICRFW-NC面向对成本高度敏感的RF应用。该器件具有低功耗特点，且可快速轻松地整合到终端产品中。该RFW-NC是一款短程半双工射频收发器，可支持各种无线应用的工作信道，其中包括玩具、家庭自动化与安全、无线传感器，以及无线键盘和鼠标。 Micrel公司的MICRF213是一个工作在315MHz频段3.3V的QwikRadio系列接收器。所有Micrel Qwik Radio系列射频接收器的设计旨在满足射频应用快速开发中严格的成本和设计周期要求，典型应用包括遥感勘测、无线感应、环境监测，消费类娱乐遥控、远程驱动和灯光控制、遥控钥匙以及胎压监测系统。 Intersil公司的ISL550xx系列中的新型射频放大器集成了静电保护(ESD)功能，能高达3kV的静电干扰，并具有的自偏置结构和多种阻抗选择，也可用于ISM(工业、科学和医疗)频段应用和蓝牙/无线局域网等应用中。 FPGA积极进入消费电子领域，追求低功耗和低成本 在技术和工艺进步的推动下，FPGA的应用范围越来越广，并向SoC和专用化发展，软件可编程和硬件可编程出现融合。目前，在高性能通讯基础设施领域，可编程器件在路由器和基站等系统中占统治地位。在大批量消费市场中，可编程器件在从手机、平板显示器到汽车信息娱乐的各种应用中变得日益流行。 便携设备在2007年成为了FPGA领先厂商追逐目标，他们纷纷推出了更小体积和功耗的产品。Actel推出的IGLOOAGL030器件采用4×4mm封装，可用于智能电话、便携式媒体播放器、安全移动通信设备、遥控传感器、保安镜头和便携式医疗设备等功耗敏感及空间受限的手持式设备。Altera公司推出新的零功耗MAXIIZCPLD进一步扩展了其低功耗可编程逻辑解决方案产品组合，该器件是专门针对解决便携式应用市场的功耗、封装和价格限制而设计开发的。和传统宏单元CPLD相比，MAXIIZ器件具有6倍的密度和3倍的I/O资源优势，以相同甚至更低的功耗满足了设计人员对各种功能的需求，同时大大降低了电路板面积，主要用于手机等便携式产品。 在消费电子领域，赛灵思Spartan-3AN强调成本和灵活性，要求中等性能，较短市场生命周期的应用，比如平板电视、数字机顶盒等。赛灵思公司亚太区市场营销总监郑馨南表示：“我们可以看到，随着工艺的发展ASIC的成本在逐步上升，而FPGA却在逐步下降。毫无疑问，ASIC将渐渐失去成本优势，FPGA正在进一步蚕食ASIC的市场。” 赛灵思已量产的XtremeDSP信号处理解决方案产品系列新增功耗优化的Spartan-3ADSP器件，为低成本且低功耗FPGA领域的应用如军事通信战术无线电系统、无线接入点和便携式医疗设备等，提供了高性能的数字信号处理能力。 FPGA厂商Lattice(莱迪思)也将亮相IIC-China2008北京展馆。该公司采用90nm制程的第三代非挥发性(NV)FPGA系列LatticeXP2强调通过最新的TrueNVFPGA技术，可提供弹性化逻辑、最小占位空间、高度安全性，以及低于1ms的瞬时激活等优势，可广泛地应用于无线基地台与医疗应用中。 参展商Altium认为未来FPGA将在嵌入式设计种扮演重要角色，当更多功能转移到可编程领域后，三个主要的设计流程—板卡设计、可编程逻辑设计和嵌入式软件开发－相互依存度日益增加。随着设计流程的融合，研发人员开发产品依赖的设计系统也需要融合，以便维持将来的设计效率。值得期待的是，在IIC-China2008展会上，Altium也将展出自己一系列硬件、软件和可编程硬件融为一体的开发工具。 功放市场D类放大器成新庞，众供应商争相亮相 D类音频放大器自推出以来一直以其高效率、小体积广受设计人员的关注，近些年随着价格的降低和可以媲美AB类音频放大器的音频质量，在一些大众化消费电子领域，有逐渐取代AB类音频放大器的趋势出现，并且赢得了很大的成长空间。 据市场调研公司Gartner的预测，2011年D类音频放大器的销售额将从2006年的3.34亿美元增长到6.88亿美元，复合年增长率为15.6%。 IIC-China2008携音频放大器参展的厂商除海外的Maxim、ADI、IR等公司，中国IC设计公司震一科技、普诚科技、龙鼎微电子也积极参展。此外，意法和德州仪器亦将展示应用于便携产品和家庭功放的最新芯片。 Maxim的MAX9775/MAX9776高效率D类音频子系统可提供3D立体声提升功能，该系列器件专门针对蜂窝电话或其他对音质要求较高且扬声器的位置非常靠近的应用设计。采用MAX9775内置的3D立体声增强可以在扬声器非常靠近的情况下仿真立体声音效。 ADI的ADAV4101、ADAV4312和ADAV4322音频处理器包含强大的嵌入式处理引擎以补偿现代超薄平板电视、液晶电视和等离子电视设计中小尺寸扬声器的不足。 IR的D类音频功率放大器参考设计IRAUDAMP4，与IR的200V数字音频驱动ICIRS20955和IRF6645Direct-FET数字音频MOSFET配合使用，是一种2通道、120W半桥设计，在120W、4Ω条件下可实现96%的效率。该设计包括过流保护、过压保护、欠压保护、直流保护、过热保护等。与典型的电路设计相比，新型参考设计可节省50%的PCB占板面积。 震一科技的D类放大器TMPA208使用直流电压或PWM控制音量,TMPA218及TMPA268，使用脉波控制音量，两者都可用处理器或按键控制。震一科技最近推出的D类功率放大器TMPA268DS具有内建跳频的功能，其使用在调幅(AM)或短波(SW)效果显著。 普诚科技针对手机、GPS、PMP量身打造的低功耗数字式功率放大器芯片PT2333。该芯片采用CMOS制程和低功耗的电路设计，兼容性高，能直接替换T牌的同类型产品。在空间设计上，PT2333可使客户省去输出滤波器的设计，能更精简外围电路设计，以符合手机对设计空间的严苛要求。 龙鼎微电子新一代无滤波器D类放大器方案声称回避了已有的专利，而且还可以减少芯片面积，降低EMI干扰，其EMI已经通过了美国FCCClassB的标准。该公司推出的PAM8803芯片把数字音量控制集成在一起的D类放大器，提高了集成度，进一步减少了外部集成电路数，同时降低了整机成本。 意法针对手机及便携音乐播放器推出的的功率放大器芯片TS4997能够在立体声扬声器上创造3D音效，给MP3和视频文件的声音增加冲击力和环绕声的感觉。 测试设备厂商齐集，新兴技术测试触发新一轮竞争 每年IIC-China测试设备厂商都会展示其最新的测试技术和设备，今年亦不例外。本届包括泰克(Tektronix)、安捷伦、罗德与施瓦茨(R&S)、德士计测仪器(Texio)、北京普源精电科技有限公司和深圳凯智通微电子等在内的测试设备企业都将积极参展亮相。 泰克、安捷伦和罗德与施瓦茨公司将展出示波器、音视频测试仪器和手持测试测量设备。普源精电推出的VS5000系列虚拟数字示波器实时采样率高达400MSa/s,等效采样率50GSa/s，存储深度1M采样点，可以提供40MHz至最高200MHz带宽的宽泛选择。 测试技术对于设计和研发等都是新技术产业化进程中必不可少的重要一环。2007年WiMAX被ITU批准作为下一代无线技术。测试巨头们在本届IIC-China展会上带来针对WiMax的测试方案。 泰克提供两种移动WiMAX专用测试解决方案：一种用于功能测试和WiMAX基础设施仿真，它基于G35-WiMAX解决方案的扩展功能；另一种用于监测，它基于泰克网络和业务分析仪平台。 罗德与施瓦茨公司用于WiMAX终端生产的单机解决方案CMW270具有测试速度高的优点，针对测试准确性方面，仪器特别优化了测量稳定性以及线性。CMW270已经为WiMAX标准将来的扩充做好了准备，它覆盖了从100MHz到6GHz的频率范围。 安捷伦的矢量信号分析仪(VSA)、SignalStudio和移动WiMAX测试仪测量解决方案添加MIMO第2波测试支持。89601AVSA和N7615BSignalStudio测量解决方案功能包括用于下行链路、上行链路协作式MIMO的矩阵A和矩阵B信号，以及创建HARQ猝发脉冲和上行链路测探区。N7615BSignalStudio还能够在波形中嵌入MIMO衰减。 深圳本土的凯智通微电子技术有限公司也将展示针对芯片级测试的工具，如IC的测试座、BGA一站式返修服务等。