通過連接中心的智能無線整合將手機設(shè)計的潛力最大化

摘要：本文將探討手機設(shè)計者可用技術(shù)的范圍，以及智能IC設(shè)計如何改變無線整合的架構(gòu)設(shè)計復雜性。

關(guān)鍵詞：藍牙；手機；Wi-Fi；IC設(shè)計；智能整合

　　能夠用于現(xiàn)有/未來手機的技術(shù)數(shù)量巨大，并且仍在不斷增長—從短程無線技術(shù)到幾乎無所不在的各種功能，如照相機和互聯(lián)網(wǎng)功能。這些技術(shù)不僅改變著人們使用電話的方式，而且改變著手機設(shè)計的基本方法。

　　設(shè)計者目前面臨的挑戰(zhàn)是在這些技術(shù)中進行選擇，使設(shè)計出來的手機具有適當差異化。另外同樣重要的是，所選的技術(shù)不應對關(guān)鍵的設(shè)計要素產(chǎn)生不必要的影響，特別不應對移動設(shè)計的關(guān)鍵限制、空間、成本和功率產(chǎn)生不必要的影響。

　　手機上越來越多的功能正在變成標準配置，包括藍牙、音樂播放器甚至普及率較小的Wi-Fi等。藍牙在手機中的配售率已超過50%，并有望于2008年底超過55%或60%.MP3音樂播放器與手機相結(jié)合是一個必然的結(jié)果，使用這種手機的人目前隨處可見，而且越來越多。

　　越來越多的其它技術(shù)也具備了提高手機吸引力和功能性的潛力。這些技術(shù)包括具備RDS功能的FM收音機以及用于導航和定位服務(wù)的GPS，這些具有吸引力的功能必將被大量手機采用。其它短程無線技術(shù)也想擠身于已采用了豐富技術(shù)的手機市場。NFC、藍牙低功耗和超寬帶（UWB）等無線標準均基于藍牙技術(shù)的成功實施，但它們將無線連接提高到了一個全新的水平，并預示著廣泛的應用。

　　消費者期望這些技術(shù)能夠整合到手機上，只要對手機的使用、設(shè)計和性能沒有負面影響即可。雖然某些現(xiàn)有的高端手機已經(jīng)改寫了手機售價的規(guī)則，但一般來說成本仍然是個問題。

　　因此，整合挑戰(zhàn)就成為了一種微妙的平衡行為。舉例來說，一個手機制造商希望納入FM、GPS、UWB和NFC功能，但一般的手機設(shè)計無法容納額外的四個無線電IC.一種解決辦法就是在單芯片上“整合全部” .這種辦法不存在將多種技術(shù)簡單結(jié)合而產(chǎn)生的那些負面效果，并且避開了技術(shù)是否能夠良好地共存及整合是否能夠產(chǎn)生實際好處等問題。

　　一個也許更為基本的問題是：客戶是否真的希望將某些技術(shù)整合于單芯片上。如果兩種技術(shù)在手機上的配售率大相徑庭，那么整合芯片就是浪費資金和精力。

　　在最近推出BlueCore7產(chǎn)品系列后，CSR選擇了一種它自己稱之為“智能整合”的戰(zhàn)略。BlueCore7是一種高度整合的芯片，它很好地說明了公司應如何整合各種功能才能讓客戶接受。這種單芯片CMOS IC尺寸不足4x4mm，卻包含了藍牙v2.1 + EDR、藍牙低功耗、增強型GPS（eGPS）以及帶RDS功能的FM發(fā)射機和接收機。CSR的“智能整合”將單芯片上的各種補充技術(shù)與較好的性能和功耗水平相結(jié)合，這些整合芯片就算不能超越其各自芯片的性能和功耗水平，也至少與它們相當。而且單芯片能夠極大的節(jié)省成本和尺寸。

　　“智能整合”還指這些不同系統(tǒng)可以共享資源以及了解其它片上單元運行情況的能力。這樣就減少了對外部組件的需求，并進一步降低最終實施方案的總體成本和尺寸。

　　因為具備多種無線電的單芯片已通過預測試，并提供的適當固件以實現(xiàn)輕松整合，所以“智能整合”還可以使OEM更加輕松地將IC納入任意設(shè)備。例如，CSR的BlueCore Host Software簡化了BlueCore芯片與各種嵌入式應用程序的整合任務(wù)。想要看看非智能整合的例子，您只需要回顧一下以前試圖在單芯片上整合兩種2.4GHz無線技術(shù)（Wi-Fi和藍牙）的經(jīng)過。將兩種技術(shù)粘合在一起非常簡單，但讓它們很好的配合卻是一種完全不同的挑戰(zhàn)，特別是當兩種無線電同時工作時。

圖1  手機集成功能預測

　　整合了獨立藍牙和Wi-Fi芯片的模塊能夠提供遠超單芯片解決方案的性能水平，而物理尺寸卻基本保持不變。當前市場上最低功率的Wi-Fi和藍牙組合是CSR的UniFi Mobile解決方案，它結(jié)合了該公司的兩種單芯片解決方案：采用藍牙技術(shù)的BlueCore和采用Wi-Fi技術(shù)的UniFi.CSR還在其中納入了Unity共存軟件，該軟件是上述組合解決方案的重要組成部分，能夠保證兩種無線電的輕松運行。在進行技術(shù)整合時，各技術(shù)的配售率也是需要考慮的重要因素。這一點需要加以說明。

　　如今藍牙在手機上的配售率（描述有多少部手機配置了藍牙技術(shù)的一個數(shù)據(jù)）已經(jīng)理想地超過了50%.換句話說，藍牙已然成熟；它擁有堅實的“用戶安裝基礎(chǔ)”和強勁的行業(yè)發(fā)展勢頭。

　　因此，利用藍牙作為基石來發(fā)展其它連接技術(shù)非常有意義。CSR所謂的“連接中心”即：為終端產(chǎn)品的設(shè)計者將各種增值和補充技術(shù)整合于其上的一個藍牙中心。這種連接中心整合戰(zhàn)略一定會推動各種發(fā)展中的技術(shù)在配售率方面更加廣泛和快速地增長。

　　想要知道連接中心的作用如何，我們可以看看GPS.許多消費者明白GPS的好處所在。他們已經(jīng)熟悉了汽車上的各種個人導航設(shè)備（PND），也能明白將這種技術(shù)配置在手持式小型設(shè)備上的價值所在，例如幫助他們在倫敦的街道上尋找餐廳或劇場等。如果能夠?qū)⑦@種技術(shù)置入他們的手機而不增加成本、尺寸和功耗，那就更好了。

　　CSR已經(jīng)將其混合衛(wèi)星和蜂窩eGPS定位技術(shù)納入BlueCore7.因為eGPS只是BlueCore7架構(gòu)的一部分，所以它增加的單位總成本不到1美元。因為GPS無線電沒有獨立的芯片，所以極大地節(jié)省了昂貴的PCB空間。

圖2 Bluecore 7 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)

　　這種以客戶為中心的技術(shù)整合方法是“智能整合”概念的關(guān)鍵。藍牙的高配售率使設(shè)計者能夠通過單芯片解決方案來節(jié)省資金和資源，同時也有助于提高手機上的GPS等其它無線技術(shù)的配售率。

　　CSR認為，藍牙正在成為下一波移動連接的重心。但是，該公司不希望“為整合而整合”。為了實現(xiàn)“智能整合”的原則，CSR將只整合那些對客戶有意義的技術(shù)。整合必須在成本增加、空間、功率和配售率的平衡方面有意義才行。

　　手機行業(yè)在迅速發(fā)展，單芯片上整合更多功能似乎成為了一條明智的道路。為了整合成功，芯片設(shè)計者必須保證他們透徹地了解其技術(shù)和市場，并保證他們客戶所關(guān)心的東西就是他們考慮的中心。這就是明智的整合之道。