低成本GSM/GPRS手机设计新突破

本文作者:admin       点击: 2005-09-12 00:00
前言:
E-GOLDradio是一项GSM/GPRS系统的单芯片解决方案,也是英飞凌公司在标准CMOS技术单晶粒整合数字、混合信号和无线射频功能领域中又一革命性新产品。E-GOLDradio芯片中包含了GSM/GPRS系统所需的基频(baseband)和控制器(包括RAM/ROM-内存)功能、一个4频道(Quadband) RF 收发器(transceiver) 以及混合信号(模拟)区块电路。

 

E-GOLDradio芯片的IC是专为满足低成本手机市场的需求而设计,可以省去许多外部周边元器件,因而节省大约30%的总体材料成本(BOM),例如在采用一般的两颗芯片解决方案时,手机中的RF和基频逻辑电路之间的通信需要的一些电容器和独立小器件等都可去掉不用。对于设计者在设计开盖式或滑盖式手机时,将可由此芯片所提供的高度设计弹性获益良多。此芯片具高度整合性,而且只有9mm×9mm的超小尺寸。E-GOLDradio芯片特别适合使用在有成本考虑的中低端手机中,因为它提供了各式各样的功能。例如在实现照相机、双屏幕显示以及和弦铃声等等功能时,不需再加任何额外的配合芯片。



采用全球最高整合度的E-GOLDradio平台,可以搭建出英飞凌的BP3平台。BP3 平台包含所有手机设计所需的硬件和软件,如功率管理、滤波器、功率放大器、内存、GSM/GPRS协议组以及加上一个参考人机接口的应用程序框架(APOXI)等。

  

系统概述

E-GOLDradio将E-GOLDlite手机基频电路和SMARTi-SD2 RF收发器电路整合在一个芯片上,这两个元器件已经是相当成熟的产品,并已量产一段时间了。在芯片单一纯CMOS晶粒上放置了所有基频、内部存储器(RAM和ROM)、混合信号和RF所需等功能。借此E-GOLDradio可以非常有效的设计在一个6层印刷电路板上,采用很少的钻孔,因而达到最低的系统成本。由于其高度整合性和完整的GSM/GPRS系统,使它可以放置在一个9 mm×9 mm LF2BGA-233的覆晶封装中。它提供的调制解调器功能可让GPRS多重槽(multi-slot class)达到12等级。E-GOLDradio具备以下各种主要功能:



RF子系统:

最低功率消耗的4频(Quadband) 直接转换接收器

完整的数字RF合成器,包括ΣΔ-发射器

完全整合的数字控制晶体振荡器



基频子系统:

C166S-μC

104 MHz TEAKlite DSP Core

各种接口的弹性架构,如Keypad、SSC、I2S、I2C、具备IrDA之ASC及用于追踪的ASC

Cipher Units A51/2/3, GEA-1/2/3

供SIM-Lock使用的Device ID

功能丰富的轫体(Firmware)-MASK具备MP3译码器、Hi-Fi和弦铃声产生器、TTY

语音Codecs:HR, FR, EFR, AMR

SAIC

以下各节将叙述E-GOLDradio整合式CMOS单芯片所带来的挑战和各种解决方案。其中包括系统架构的选择、分割、电路设计、技术层面和制造/封装所面对的挑战。

  

CMOS单芯片解决方案

以往在进行“系统单芯片”解决方案的整合时,都是从集成电路的层次开始的,而这里的整合动作主要是从外部的元器件,或从低频混合信号功能和数字电路的整合开始。以前做出的电路区块会采用各种不同技术,例如CMOS 和BiCMOS等。而现在以单晶的方式整合在一起,可去除掉许多外部元器件,节省封装的成本,发展出最佳化的整体芯片架构,包括先进的测试方式等,从而能够更进一步降低成本。



除了CMOS单芯片解决方案之外,还有其它熟知的建构系统在一个封装内System in Package (SiP)的方法,例如多芯片模块(MCM)和堆栈式IC(参看图2)等等。每一种不同的SiP理念,在生产成本、焊接在电路板、测试方式、以及交叉耦合行为上,都有其独特的优缺点。



除了上述的整合基频和收发器功能的方式之外,另一个延伸出的整合方式是模块设计,这是一种芯片组的整合载体的方式,可将更多的功能放在一起(如前端滤波器、功率放大器等)。



详细请看9月刊……