單芯片集成的優(yōu)勢?
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對手機制造商來說,在一個單芯片手機芯片上將所有的主要子系統(tǒng)集成在一個單片電路裸片上好處極大。圖 1 展示了一個理想的單芯片手機的結(jié)構(gòu)圖。它將射頻收發(fā)器(XCVR)、數(shù)字基帶(DBB)、模擬基帶(ABB)和功率控制單元(PMU? 或者 PMIC)集成在了一個裸片上。
圖一:一個理想的單芯片手機的基本結(jié)構(gòu)圖
1.? 單片機核心
2.? 射頻收發(fā)器、
3.? 數(shù)控晶體振蕩器
4.? 數(shù)字信號處理核心
5.? 音頻子系統(tǒng)
6.? 實時時鐘
7.? 功率控制單元? (低壓差穩(wěn)壓器、直流到直流、電池充電)
8.? 存儲介質(zhì)
9.? 攝像頭、并口 LCD
因為在芯片內(nèi)部這些子系統(tǒng)自身就可以實現(xiàn)重要的內(nèi)部互通信,所以一些相應(yīng)的無源和分立的外部元件就可以被省略。目前,在分立的解決方案中大約需要 150 到200 個左右的元器件,而在主流的單芯片解決方案中則只需要 51 個元器件。這樣除了降低元器件自身成本和插接成本之外,更有意義的是,通過減少元器件的數(shù)量和類型簡化了供應(yīng)鏈、降低了生產(chǎn)線停產(chǎn)的風險。進一步講,由于這種非常簡單的布局,PCB 的復(fù)雜程度也被降低了,可以從傳統(tǒng)的八層板變?yōu)榱鶎由踔了膶影澹M而可以降低 30%到50%的PCB 制作成本。
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如果芯片上還集成了調(diào)制解調(diào)器,較之分立系統(tǒng),芯片供應(yīng)商可以測試和保證更多項目的系統(tǒng)指標。其直接成果就是可以實現(xiàn)更短的制造測試時間、更高的測試良品率和更低的對問題手機的重測率。如果一個手機制造商,由于采用單芯片方案提高了一個百分點的良品率,那么它的收益率將因此提高 25%。
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主板上只剩下數(shù)量有限的幾個必須元件,所有的子系統(tǒng)都集成在了一個芯片上,這樣的結(jié)果簡化了在進行系統(tǒng)優(yōu)化時所需要的軟硬件調(diào)節(jié)。理想的單芯片手機將集成完整的系統(tǒng)時鐘,僅需一個 26M 晶體就實現(xiàn)將一個的數(shù)控晶體振蕩器(DCXO)集成在芯片中的目的。如果將 DCXO 和 DBB 以及所需的軟件集成在一起,那么在開發(fā)階段確定晶體的頻率中心就只需要最小限度的調(diào)節(jié),而無需進行冗長乏味 PCB修正或者工廠校準。
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對于單芯片系統(tǒng),系統(tǒng)各個方面的性能指標體系都可以達到最佳,因為他們存在于同一個裸片上。射頻接收器可以同數(shù)字信號處理器(DSP)一同優(yōu)化。發(fā)射機性能也可以被優(yōu)化,因為從音頻到射頻的所有模塊都位于相同的一塊芯片上。若所有子系統(tǒng)都存在于同一塊單芯片上,溫度和半導(dǎo)體處理過程中的影響也可以被補償。最后,由于各個功能模塊都緊密地聯(lián)系在了一起,彼此都在一個相同的裸片上進行通信,系統(tǒng)時序被優(yōu)化以有效的控制整體功耗,最終延長手機的待機和通話時間。
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如果芯片上還集成了調(diào)制解調(diào)器,較之分立系統(tǒng),芯片供應(yīng)商可以測試和保證更多項目的系統(tǒng)指標。其直接成果就是可以實現(xiàn)更短的制造測試時間、更高的測試良品率和更低的對問題手機的重測率。如果一個手機制造商,由于采用單芯片方案提高了一個百分點的良品率,那么它的收益率將因此提高 25%。
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主板上只剩下數(shù)量有限的幾個必須元件,所有的子系統(tǒng)都集成在了一個芯片上,這樣的結(jié)果簡化了在進行系統(tǒng)優(yōu)化時所需要的軟硬件調(diào)節(jié)。理想的單芯片手機將集成完整的系統(tǒng)時鐘,僅需一個 26M 晶體就實現(xiàn)將一個的數(shù)控晶體振蕩器(DCXO)集成在芯片中的目的。如果將 DCXO 和 DBB 以及所需的軟件集成在一起,那么在開發(fā)階段確定晶體的頻率中心就只需要最小限度的調(diào)節(jié),而無需進行冗長乏味 PCB修正或者工廠校準。
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對于單芯片系統(tǒng),系統(tǒng)各個方面的性能指標體系都可以達到最佳,因為他們存在于同一個裸片上。射頻接收器可以同數(shù)字信號處理器(DSP)一同優(yōu)化。發(fā)射機性能也可以被優(yōu)化,因為從音頻到射頻的所有模塊都位于相同的一塊芯片上。若所有子系統(tǒng)都存在于同一塊單芯片上,溫度和半導(dǎo)體處理過程中的影響也可以被補償。最后,由于各個功能模塊都緊密地聯(lián)系在了一起,彼此都在一個相同的裸片上進行通信,系統(tǒng)時序被優(yōu)化以有效的控制整體功耗,最終延長手機的待機和通話時間。