射頻IC應用編程接口設計

隨著(zhù)手機內RF芯片的集成度不斷增加，編程需求也在顯著(zhù)增加。但另一方面，手機生命周期在日益縮短。解決復雜性增加和生命周期縮短之間的矛盾的一個(gè)方法是采用“硬件”應用編程接口(API)。本文討論開(kāi)發(fā)API時(shí)應遵循的一些規則以及應避免的一些設計陷阱。

射頻IC的主要工作是調制與解調發(fā)射數據并接收想要的信號。隨著(zhù)數字信號處理技術(shù)的出現，越來(lái)越多的射頻IC架構把模擬功能和處理信號所需的數字信號處理功能塊整合在一起。但是，蜂窩標準的復雜性要求作為一個(gè)整體的蜂窩芯片必須具備靈活性，特別是對射頻IC而言。靈活性即意味著(zhù)可編程能力。

獨立射頻IC的輸入構造一直是串行外設接口(SPI)映射。圖(a)通常的SPI映射架構。本質(zhì)上，可將該SPI映射方法看作接入射頻IC的一個(gè)“開(kāi)關(guān)”和“旋鈕”陣列，典型情況下有若干個(gè)使能位(開(kāi)關(guān))和工作參數(旋鈕)。以PLL為例，它一般至少有一個(gè)啟動(dòng)PLL的使能位，還可能有若干確定PLL輸出頻率的調節參數。

當控制IC(通常是數字基帶)開(kāi)始對PLL進(jìn)行編程時(shí)，它必須編寫(xiě)參數和使能位。在基于SPI映射的接口架構中，DBB固件需了解它要編寫(xiě)的每一比特的地址和位置。它還必須了解SPI的構造以便能正確計算所需參數。有時(shí)，這些位彼此間會(huì )有時(shí)序方面的關(guān)聯(lián)，為確保計算結果正確，必須審慎對待這種關(guān)聯(lián)。

由于所需編程的比特數以千計。在某些場(chǎng)合，射頻IC的不同子系統間存在關(guān)聯(lián)，即便技術(shù)文檔寫(xiě)得非常清楚，DBB固件開(kāi)發(fā)團隊也可能無(wú)法很好理解。即使當DBB固件開(kāi)發(fā)團隊成功地把一款射頻IC整合進(jìn)芯片組后，DBB固件也就因此與射頻IC的特性有千絲萬(wàn)縷的聯(lián)系。采用防御式和分層級式編程方法，仍會(huì )存留無(wú)法徹底抹去的痕跡。從商業(yè)角度看，這意味著(zhù)對單一軟件構造組件通過(guò)另外一個(gè)渠道進(jìn)行外包幾乎行不通，因為這樣做就必須維護兩個(gè)軟件構造。此外，后續的射頻IC將需要改進(jìn)或升級，這樣寄存器將無(wú)法嚴格兼容，維護起來(lái)困難重重。

在軟件領(lǐng)域，解決這些問(wèn)題的傳統方法是抽象(abstraction)。抽象一般意味著(zhù)對其它實(shí)體用來(lái)完成任務(wù)的一些算法進(jìn)行收集。高級別的實(shí)體不關(guān)心低級別實(shí)體如何完成任務(wù)，它只要求一切都在預期的參數內運行。高級別軟件使用的低級別程序集被稱(chēng)為應用編程接口(API)。

對抽象的期望在一定程度上把一個(gè)系統平臺內的分布式IC維系在一起。增加的抽象層使得無(wú)需了解數字基帶的物理邏輯細節，取而代之的是簡(jiǎn)單發(fā)布一個(gè)命令――“啟動(dòng)接收器”。這個(gè)命令還采用有更詳細描述的語(yǔ)句：“啟動(dòng)該通道的接收器，實(shí)施AFC校正，并根據預期的信號水平在天線(xiàn)端設置增益(如圖(b)所示)”。