Ειδήσεις

Σύστημα--συσκευασία ή σύστημα--τσιπ; Ακόμη και στα σχέδια με τους αυστηρούς διαστημικούς περιορισμούς, το σωστό επίπεδο ολοκλήρωσης δεν είναι ποτέ μια εύκολη απόφαση. Η τεχνολογία γουλιών παρουσιάζει νέο επίπεδο ωριμότητας, τίποτα όπως τις κακές παλαιές ημέρες των κατασκευασθεισών επί παραγγελία ενοτήτων multichip στα υποστρώματα unobtainium. Και η τεχνολογία SOC επεκτείνει την προσιτότητά της, με διάφορους προμηθευτές που κάνουν τα στοιχεία κυκλώματος μικρός-σημάτων RF στις διαδικασίες βανίλια-CMOS. Πώς η ομάδα σχεδίου αποφασίζει εάν να βάλει τα στάδια RF σε χωριστό, βελτιστοποιημένος χωρίζει σε τετράγωνα ή να ενσωματώσει τα επάνω στον κύβο ζωνών βάσης;

Σε μια συνέντευξη με τους χρόνους EE, το Pieter Hooijmans, αντιπρόεδρος και Διευθυντής προγράμματος RF στη Philips, και το Μπιλ Krenik, ο ασύρματος διευθυντής προωθώ-αρχιτεκτονικής στη Texas Instruments Inc., συνέχισε μια συζήτηση που άρχισε σε μια σύνοδο επιτροπής στη διάσκεψη ολοκληρωμένων κυκλωμάτων συνήθειας του περασμένου χρόνου.

Χρόνοι EE: Κύριοι, για να φτάσουν δεξιά στην ερώτηση, ποια είναι η καλύτερη στρατηγική για τις σοβαρά περιορισμένες κινητές ασύρματες συσκευές σήμερα: Γουλιά ή SOC;

Pieter Hooijmans: Η Philips έχει επιλέξει τη γουλιά, για διάφορους λόγους που πιστεύουμε είναι αναγκάζοντας. Κατ' αρχάς, η προσέγγιση γουλιών επιτρέπει σε κάθε λειτουργικό φραγμό για να κατασκευαστεί στην τεχνολογία που το εξυπηρετεί το καλύτερο. Παρά την αναμφισβήτητη βελτίωση κατά την εκτέλεση των κρυσταλλολυχνιών CMOS, αυτό είναι ακόμα σημαντικό για τα στοιχεία κυκλώματος RF, ειδικά στοιχεία κυκλώματος μεγάλος-σημάτων.

Δεύτερον, έχοντας τις διαφορετικές ενότητες σε διαφορετικό χωρίστε σε τετράγωνα τις άδειες μια έτοιμη προς χρήση προσέγγιση σε μια σειρά των αγορών. Μπορείτε να κάνετε διάφορα διαφορετικά σχέδια RF και να χρησιμοποιήσετε το κατάλληλο για κάθε τομέα αγοράς, χωρίς να πρέπει να αλλαχτεί το τσιπ λογικής ζωνών βάσης, για παράδειγμα. Με SOC, είστε κολλημένοι με οποιου δήποτε επιλέξατε να βάλετε στον κύβο.

Τρίτον, η γουλιά μπορεί να είναι συμπαγέστερη στο σύστημα. Επειδή μπορούμε να ενσωματώσουμε όλο το RF, συμπεριλαμβανομένου του ενισχυτή διακοπτών και δύναμης κεραιών, και επειδή μπορούμε να ενσωματώσουμε τα παθητικά συστατικά υψηλός-q, μπορούμε να έχουμε μια ενιαία συσκευασία με ένα σήμα κεραιών που πηγαίνουν μέσα και τα ψηφιακά στοιχεία που βγαίνουν.

Μπιλ Krenik: Με επιτρέψτε να αρχίσω με τη συμφωνία με ένα μεγάλο μέρος αυτού που ο Pieter έχει πει. Δεν διαφέρουμε στα πλεονεκτήματα της τεχνολογίας γουλιών. Αλλά στο Tj, πιστεύουμε ότι ένας προσεκτικός συνδυασμός γουλιάς και τεχνολογίας SOC είναι η καλύτερη λύση σε αυτές τις εφαρμογές.

Όταν ενσωματώνουμε τα στοιχεία κυκλώματος μικρός-σημάτων RF επάνω στον ψηφιακό κύβο ζωνών βάσης CMOS, βλέπουμε τα πραγματικά πλεονεκτήματα στην κατανάλωση ισχύος και την περιοχή πινάκων. Δεν παίρνετε εκείνες τις βελτιώσεις ακριβώς με το τράβηγμα χωρίζετε σε τετράγωνα σε έναν μεγαλύτερο συσκευασία-ούτε κάνετε που μειώνουν πραγματικά το κόστος. Κρατάμε ακόμα τις λειτουργίες μεγάλος-σημάτων, όπως ο ενισχυτής διακοπτών και δύναμης κεραιών, έξω από SOC.

Hooijmans: Έτσι δεν διαφωνούμε στην αξία της γουλιάς. Η συζήτηση τελειώνει πού να τοποθετηθούν τα στοιχεία κυκλώματος πομποδεκτών μικρός-σημάτων RF. Συμφωνώ ότι η τοποθέτηση του στο CMOS είναι ένας τρόπος να σωθούν μερικές πένες και μερικά τετραγωνικά χιλιοστόμετρα, αλλά δεν είναι απαραιτήτως ο καλύτερος τρόπος. Εκείνη η απόφαση ασκεί σημαντική επίδραση στο χωρισμό συστημάτων.

Krenik: Και σκέφτομαι ότι στη σημερινή τεχνολογία, το μικρός-σήμα RF εγκαθιστά φυσικά με την ψηφιακή λογική. Αλλάζει το σχέδιο συστημάτων κάπως-μετά από όλους, σχεδιάζετε τώρα ένα στάδιο RF με τις κρυσταλλολυχνίες CMOS που προορίστηκαν για ψηφιακό. Αλλά αυτός έχει τα οφέλη, επίσης. Εκείνες οι κρυσταλλολυχνίες έχουν πόδια πάνω από 100 Ghz, και έχετε μια πολύ λεπτή πίσσα σχεδιαγράμματος για να εργαστείτε με. Μπορείτε να υιοθετήσετε μια επιθετικότερη μέθοδο στο σχέδιο από είναι δυνατός στις παλαιότερες διαδικασίες RF.

Ιδίως, εάν η RF--ψηφιακή διεπαφή είναι εσωτερική στο τσιπ, η ζώνη βάσης μπορεί να μοιραστεί τις πληροφορίες με το στάδιο RF σε επίπεδο που δεν θα ήταν πρακτικό με χωριστό χωρίζει σε τετράγωνα. Παραδείγματος χάριν, ο επεξεργαστής ζωνών βάσης μπορεί να χρησιμοποιηθεί για να βάλει τα στοιχεία κυκλώματος RF μέσω μιας self-test διαδικασίας και μπορεί να κάνει τη σε ώρα πτήσης διαμόρφωση για να συντονίσει τα κυκλώματα RF για να αντισταθμίσει τις παραλλαγές τάσης, θερμοκρασίας ή διαδικασίας.

Hooijmans: Συμφωνώ. Στην πραγματικότητα, εάν εφαρμόζετε το RF στο ψηφιακό CMOS, αναγκάζεστε να έχετε περισσότερο ψηφιακό έλεγχο του σταδίου RF λόγω των περιορισμών στη διαδικασία. Αλλά μπορείτε να χρησιμοποιήσετε τις ίδιες ψηφιακές τεχνικές σε έναν κύβο που κατασκευάζεται σε μια αληθινή διαδικασία RF, και να τις χρησιμοποιήσετε για να βελτιστοποιήσετε την απόδοση, για να μην αποζημιώσετε τις ανεπάρκειες διαδικασίας.

Αλλά θα επιθυμούσα να πάω πίσω στο ζήτημα διαμορφώσιμου. Δεδομένου ότι ο αριθμός ασύρματων διεπαφών που προσπαθείτε να υποστηρίξετε ανεβαίνει, τους βάζετε όλες σε SOC σας; Πώς θα εξετάζατε SOC που είχε 10 διεπαφές RF σε το; Τα ζητήματα ακεραιότητας σημάτων, η λογομαχία μεταξύ των εισαγωγών, ακόμη και ο θόρυβος από την ψηφιακή ζώνη βάσης θα ήταν τεράστια ζητήματα.

Krenik: Είναι σημαντική επιχείρηση. Δεν αμφισβητώ αυτόν. Οι μηχανικοί διαδικασίας, οι άνθρωποι όλοι συσκευασίας και δοκιμής πρέπει να συνεργαστούν στενά με την ομάδα σχεδίου τσιπ για κάτι παρεμφερή για να εργαστούν. Αλλά είναι το μέλλον. Ακόμα και σήμερα, σε Bluetooth, παραδείγματος χάριν, πρέπει να έχετε SOC.

Hooijmans: Καλά, αριθ. Στη Philips έχουμε μια λύση γουλιών σε Bluetooth που έχει το ίδιο μέγεθος, το κόστος και την κατανάλωση ισχύος ως λύσεις SOC.

Krenik: ΕΝΤΆΞΕΙ. Ακριβώς πέστε ότι πολλοί προμηθευτές έχουν επιλέξει μια single-chip προσέγγιση σε εκείνη την αγορά. Αυτός ισχύει επίσης για τους δέκτες ΠΣΤ, και γίνεται αληθινό για τα ασύρματα δίκτυα. Πιστεύω ότι η τάση αγοράς είναι προς SoCs. Και πιστεύω ότι το Tj έχει λύσει τα προβλήματα ολοκλήρωσης έτσι ώστε μπορούμε να πάμε εκεί.

Hooijmans: Εντάξει, εξετάστε το μέλλον. Στο μέλλον, θα δούμε τα συστήματα μικροτηλεφώνων με τις πολλαπλάσιες ασύρματες διεπαφές σε διαφορετικούς συνδυασμούς, και τις διαφορετικές απαιτήσεις για την ταυτόχρονη λειτουργία. Θα κάνετε ενιαίο γιγαντιαίο SOC που περιλαμβάνει όλες τις ασύρματες διεπαφές που να απαιτηθούν, για παράδειγμα, σε ένα προηγμένο μικροτηλέφωνο; Αυτός δεν είναι ο τρόπος να πάει. Δεν είναι ένα διαλυτό πρόβλημα.

Krenik: Είστε σωστοί ότι τα χαρακτηριστικά γνωρίσματα είναι απολύτως χύνοντας στα μικροτηλέφωνα. Και κάθε νέο χαρακτηριστικό γνώρισμα φέρνει την κεραία του, η διεπαφή αέρα του. Όλος λέω ότι είναι πότε χωρίζετε το σύστημα, βάζετε κάθε ραδιόφωνο με την αντίστοιχη ζώνη βάσης της. Έτσι καταλήγετε με μια συστάδα SoCs είναι πολύ μορφωματικό.

Από τον κόμβο νανομέτρων 65, πιστεύω ότι θα δούμε τα ευδιάκριτα τμήματα στις ασύρματες αγορές, και θα έχουν καθορίσει τους συνδυασμούς λειτουργιών. Έτσι μπορούμε να εξυπηρετήσουμε κάθε σημαντικό τμήμα με ενιαίο SOC. Κατόπιν, με την εμπειρία μας σε χρησιμοποίηση SoCs στην παραγωγή 90 NM, θα είμαστε πολύ καλά-τοποθετημένοι για μια σχετικά εύκολη μετάβαση.

Hooijmans: Εάν τέτοια τμήματα αναπτύσσονται, να σώσετε μερικές πένες. Αλλά σκέφτομαι ότι θα υπάρξουν λίγα τέτοια τμήματα όπου μπορέσατε να εξυπηρετήσετε έναν μεγάλο όγκο της απαίτησης με ενιαίο SOC. Θυμηθείτε, θα είμαστε αυξανόμενη ολοκλήρωση με την προσέγγιση γουλιών επίσης, που συνδυάζει τα πράγματα όπου υπάρχει πραγματική αρχιτεκτονική σύμπραξη.

Krenik: Δεν συμφωνώ με όπου πηγαίνετε εκεί. Η προσέγγιση SOC αυξάνει, παρά τις μειώσεις, την ευελιξία. Είναι πιό εύκαμπτο λόγω της σφιχτότερης ολοκλήρωσης που έχετε μεταξύ των λειτουργιών. Και εάν η αγορά θέλει ακόμα μια πιό μορφωματική προσέγγιση για τους λιγότερο-καθορισμένους τομείς, μπορούμε να προσφέρουμε αυτού επίσης χωρίς αλλαγή της αρχιτεκτονικής ή της τεχνολογίας.

EET: Μπιλ, σκέφτομαι είστε το πρώτο πρόσωπο έχω ακούσει για να προτείνω ότι η μετάβαση από 90 NM σε 65 NM θα ήταν σχετικά εύκολη.

Hooijmans: Τα 90 - 65 NM στη μετανάστευση δεν είναι αυτόματο. Θα πω ότι περισσότεροι της λειτουργίας σας εσείς έχουν στα ψηφιακά στοιχεία κυκλώματος, ο ευκολότερος αυτό γίνεται. Αλλά στο παρελθόν, τα στοιχεία κυκλώματος πομποδεκτών ήταν πιό δύσκολα να μεταναστεύσουν από την ψηφιακή ζώνη βάσης. Στην πραγματικότητα, μπορούμε πραγματικά να υποβιβάσουμε την απόδοση RF συνολικά με την κίνηση προς 65 NM.

Krenik: Τίποτα δεν είναι τετριμμένο άλλο. Θα πρέπει να κάνουμε τις στεγάσεις για 65 NM στο γκοφρέτα-ισόπεδο σχέδιο και αλλού. Αλλά λόγω του μεγάλου αριθμού σημαντικών ψηφιακών προϊόντων το Tj έχει, οι μηχανικοί διαδικασίας πρέπει απολύτως να κάνουν την ψηφιακή μετανάστευση 65 NM σε εύκολο για τους σχεδιαστές μας. Κατόπιν, για τα στοιχεία κυκλώματος RF, άλλη μια φορά εξετάζουμε ένα σύνολο μικρότερων, γρηγορότερων κρυσταλλολυχνιών που χρησιμοποιούν τη λιγότερη δύναμη.

EET: Και οι δύο έχετε αναφέρει την αυξανόμενη χρήση των ψηφιακών στοιχείων κυκλώματος για να βοηθήσετε το RF. Είναι αυτό που γίνεται λόγω της ολοκλήρωσης, ή είναι ακριβώς ο καλύτερος τρόπος να σχεδιαστούν τα στοιχεία κυκλώματος RF στην τρέχουσα τεχνολογία;

Krenik: Υπάρχει σίγουρα μια τάση στην ψηφιακή αναλογική μεταλλαγή των στοιχείων κυκλώματος RF στο Tj. Στην πραγματικότητα, το μεγάλο όφελος της ολοκλήρωσης δεν ήταν τόσο πολύ ο συνδυασμός δύο χωρίζει σε τετράγωνα δεδομένου ότι έπαιρνε το RF στον κύβο με τα ψηφιακά στοιχεία κυκλώματος έτσι θα μπορούσαν να λειτουργήσουν στενά. Όταν κάναμε τις αρχιτεκτονικές μελέτες για το single-chip μικροτηλέφωνο, καταλήξαμε στο συμπέρασμα μάλλον γρήγορα ότι η καλύτερη προσέγγιση ήταν στην ψηφιακή δύναμη επεξεργασίας δύναμης να ελεγχθούν τα αναλογικά κυκλώματα. Αυτός ισχύει όχι μόνο για το ενσωματωμένο RF ισχύει εξίσου για τα χωριστά ραδιο τσιπ.

Hooijmans: Είναι μια ερώτηση κοτόπουλο-και-αυγών. Θέλετε να μεταναστεύσετε στοιχεία κυκλώματος RF στο CMOS λόγω των υψηλών ποδιών και του χαμηλού ρεύματος. Αλλά εάν μεταναστεύετε, βρίσκετε ότι υπάρχουν πολλά μειονεκτήματα στη διαδικασία που σας απαιτούν για να κάνουν την ψηφιακή αποζημίωση. Εάν πρόκειται να κάνετε το RF στο CMOS, πρόκειται να κάνετε την ψηφιακή διόρθωση. Αλλά γενικά, υπάρχουν μερικά πλεονεκτήματα στην κατοχή των σημάτων που προέρχονται πίσω στο στάδιο RF από τη ζώνη βάσης. Για εκείνους τους λόγους, η τεχνική ισχύει εξίσου για τα αυτόνομα τσιπ RF.

EET: Έτσι υιοθετώντας την ψηφιακή τεχνολογία καθένας τρόπος, υπάρχει μια διαφορά στο εφικτό σχεδίου μεταξύ των προσεγγίσεων γουλιών και SOC;

Hooijmans: Με μια γουλιά, μπορείτε να χρησιμοποιήσετε τις βελτιστοποιημένες τεχνολογίες για κάθε λειτουργία. Για να είναι το καλύτερό τους, ο διακόπτης κεραιών, ο ενισχυτής δύναμης και τα φίλτρα ΠΡΙΟΝΙΩΝ κάθε ανάγκη η τεχνολογική διαδικασία τους. Μέσα σε εκείνο τον περιορισμό, λιγότεροι χωρίζουν σε τετράγωνα είναι καλύτεροι. Μιλάμε ακριβώς για έναν ελαφρώς διαφορετικό χωρισμό.

Krenik: Το Tj υποστηρίζει επίσης τις γουλιές. Όλα εκείνα τα άλλα συστατικά έξω από SOC είναι επίσης σημαντικά. Αλλά ακόμη και με μια γουλιά, είναι πολύτιμο να αποκτηθεί όσο το δυνατόν περισσότερο επάνω στον κύβο ζωνών βάσης. Η μίξη όλων εκείνων των τεχνολογιών κάνει τη γουλιά να σχεδιάσει πιό σύνθετο.

Hooijmans: Καλά, υπάρχουν πολλές γουλιές στην παραγωγή στη Philips. Θα έλεγα ότι είναι μια τέλεια εύχρηστη τεχνολογία.

Krenik: Ίσως. Αλλά υπάρχει μια υψηλότερη κλήση εδώ. Η γουλιά και SOC είναι και οι δύο ουσιαστικές στην εξέλιξη του μικροτηλεφώνου. Εξετάζουμε τα μικροτηλέφωνα που στο μέλλον έχουν πρός τα πάνω δωδεκάα ραδιόφωνα σε τους για τις διάφορες λειτουργίες. Ακριβώς δεν θα είμαστε σε θέση να κάνουμε αυτού χωρίς κατοχή και της γουλιάς και SOC.

EET: Τέλος, ερχόμαστε στο θέμα του κόστους. Εάν και η γουλιά και SOC καλά-κατασκευάζονται, είναι μια προσέγγιση πραγματικά λιγότεροι ακριβή από άλλη;

Krenik: Πιστεύουμε ότι SOC θα είναι χαμηλότερο στο κόστος. Καθιστά την ολοκλήρωση μικροτηλεφώνων απλούστερη, παρέχει την πιό στενή σύζευξη μεταξύ των κυκλωμάτων RF και ζωνών βάσης, και έχει την πιό μικρή συνολική κατανάλωση ισχύος. Εκείνο το τελευταίο σημείο σημαίνει ότι, δευτερευόντως, η προσέγγιση SOC μπορεί να κερδίσει περισσότερα χρήματα στα διοικητικά στοιχεία κυκλώματος δύναμης. Και η περιοχή πινάκων είναι χαμηλότερη.

Περαιτέρω, πιστεύουμε ότι SOC θα παραγάγει καλύτερα από μια προσέγγιση γουλιών, και μπορούμε να καταστήσουμε την παραγωγή ακόμα καλύτερη με self-test, μόνος-διορθώσεων και συντονισμού τις λειτουργίες που παίρνουμε από τη στενή σύζευξη του RF και της ζώνης βάσης.

Το σημείο καμπύλης μάθησης είναι σημαντικό. Επειδή σε SOC το ραδιόφωνο είναι κατά ένα μεγάλο μέρος ψηφιακό, καθώς πηγαίνουμε κατά μήκος εμείς μπορούμε να συλλέξουμε ένα τρομερό ποσό των στοιχείων για αυτό που πηγαίνει μέσα στο ραδιόφωνο. Εκείνα τα όχι μόνο μέσα παράγουν τις βελτιώσεις. Σημαίνει επίσης ότι γρηγορότερα διορθώστε και πιό σύντομη χρόνος--αγορά για τους πελάτες μας.

Hooijmans: Αυτά τα οφέλη της ψηφιακής αναλογικής μεταλλαγής ισχύουν επίσης για τη γουλιά, φυσικά. Σκέφτομαι ότι εάν και οι δύο προσεγγίσεις καλά-κατασκευάζονται, η διαφορά θα είναι οριακή. Αλλά εάν κάνετε να βρωμίσετε κάτι, το κόστος SOC θα μπορούσε να τρέξει μακριά με σας.

Καθένας τρόπος, σαφώς εσείς πρέπει να κυριαρχήσει την τεχνολογία. Αναγνωρίζοντας που, ίσως η επιλογή λύσης σας πρέπει να βασιστεί στον έλεγχό σας των τεχνολογιών σχετικών καθώς επίσης και στις ανάγκες χρόνος--αγοράς σας.