緊湊的模塊方案有利于無(wú)線(xiàn)產(chǎn)品設計和制造

從芯片組開(kāi)始開(kāi)發(fā)一種新手機通常要花費18個(gè)月的時(shí)間，這段時(shí)間內公司必須承擔所有的開(kāi)發(fā)費用，而產(chǎn)品在這段時(shí)間內又可能會(huì )經(jīng)歷價(jià)格下調，使公司預期經(jīng)濟效益減少。采用模塊方案可以使產(chǎn)品提前面市，不僅獲利機會(huì )增多，而且利潤空間也變得更大。

盡管蜂窩技術(shù)已開(kāi)始向遠程信息處理、移動(dòng)計算、設備對設備等應用領(lǐng)域拓展，但數量最多的應用依然是移動(dòng)電話(huà)，語(yǔ)音服務(wù)在未來(lái)一段時(shí)間內可能還是會(huì )占據移動(dòng)通訊的主導地位。即便如此，隨著(zhù)高帶寬數據服務(wù)變?yōu)楝F實(shí)，手機的本質(zhì)也在改變，可以實(shí)現很多新的功能和應用。畢竟，語(yǔ)音服務(wù)留給為只能打電話(huà)的手機實(shí)現更多個(gè)性化設計的機會(huì )越來(lái)越少，但增加數據性能后，一系列特性、功能和外形就可以進(jìn)行各種變化，這樣一來(lái)制造商將有很多機會(huì )針對特定的用戶(hù)群來(lái)設計他們的產(chǎn)品，特殊的生活方式、地區或文化差異、垂直分布的市場(chǎng)等使用戶(hù)的需求都不盡相同。

然而要充分利用這些新的機會(huì )也不那么容易，手機制造商通常會(huì )設計那些市場(chǎng)規模大的產(chǎn)品，這樣基于一種設計就可以進(jìn)行大批量的生產(chǎn)，只有產(chǎn)量上去了，才會(huì )有充足的財力和工程資源來(lái)開(kāi)發(fā)最先進(jìn)的無(wú)線(xiàn)產(chǎn)品。制造商尋求將蜂窩技術(shù)應用到現有產(chǎn)品中，或為相對更小的市場(chǎng)開(kāi)發(fā)一些產(chǎn)品時(shí)，會(huì )面臨一系列嚴峻的挑戰。

集成蜂窩無(wú)線(xiàn)部分

傳送語(yǔ)音或數據的數字蜂窩無(wú)線(xiàn)電話(huà)本身是一個(gè)集成了微波、混合信號和數字硬件技術(shù)以及一些復雜軟件的系統，圖1顯示了在PDA上加蜂窩無(wú)線(xiàn)模塊的應用實(shí)例。由于蜂窩技術(shù)的復雜性，因此不管采用GSM還是CDMA作為子系統，都需要將RF器件與其它元器件隔離開(kāi)來(lái)，以免相互干擾，所以蜂窩子系統通常會(huì )用一塊獨立的電路板實(shí)現，或在主板上定義好一部分作為蜂窩子系統。

即使不考慮由于微波頻率引起的電路設計和電路板布局布線(xiàn)的復雜性，蜂窩子系統的復雜程度也不比PDA系統低，加上需要開(kāi)發(fā)或集成基帶軟件以及與主控設備的接口，這種開(kāi)發(fā)項目就越發(fā)不能被小覷。

假設完全不考慮開(kāi)發(fā)定制的RF和基帶IC，那么大部分設計人員傾向于采用市面上芯片組和芯片制造商提供的參考設計來(lái)開(kāi)始他們的設計。采用芯片組，尤其是完整的解決方案(包括無(wú)線(xiàn)通訊、基帶處理器以及諸如功率放大等所有???持元件)可以大大減少蜂窩系統的開(kāi)發(fā)費用和風(fēng)險。但芯片組只能提供核心的器件，而要使蜂窩產(chǎn)品能工作并投入生產(chǎn)，產(chǎn)品設計組還要做很多工作。

怎樣才能將無(wú)線(xiàn)和基帶IC、其它硬件元件及軟件結合起來(lái)組成一個(gè)執行恰當功能的系統，并與主控設備相連且滿(mǎn)足目標應用需求呢？這一過(guò)程主要包括以下幾個(gè)方面的工作：

1．RF線(xiàn)路設計和PCB布局布線(xiàn)：盡管芯片組可以減少功能設計的復雜性和風(fēng)險，但并不能完全予以排除。生產(chǎn)PDA和便攜式PC的公司通常不具備RF電路設計專(zhuān)長(cháng)，此外這類(lèi)設計所需的測試設備也很昂貴，交貨期很長(cháng)。芯片制造商的參考設計會(huì )有幫助作用，但要讓RF電路正常工作通常需要好幾次設計反復，即使對很有經(jīng)驗的RF工程師也不例外。

2．一般電路的設計和布局布線(xiàn)：RF和基帶IC需要???持電路，例如電源電壓調節器、電源管理電路和晶體振蕩器等，這部分電路的PCB設計要考慮RF元件與其它元件的屏蔽和電?隔離，以免產(chǎn)生干擾和輻射問(wèn)題。由于帶有RF電路，因此要達到滿(mǎn)意的性能，PCB設計可能也要反復好幾次。

3．軟件集成和測試：雖然可從芯片組供應商那里得到協(xié)議堆棧，軟件開(kāi)發(fā)人員也還是必須要對它進(jìn)行修改，以便適應特定的系統以及與主機相連。然后就是測試，確保符合規定的通訊標準。軟件集成通常要花3到6個(gè)月的時(shí)間。

4．IP許可：開(kāi)發(fā)人員還不得不為取得參考設計和其它IP的使用許可進(jìn)行談判，例如GSM或CDMA主要技術(shù)。

5．通過(guò)測試：所有蜂窩設備的發(fā)射功率、輻射和特定的吸收率(SAR，度量電磁波輻射被人體吸收的比率)都要符合政府管理機構的限制。除此之外，每一部設備還必須滿(mǎn)足應用通訊技術(shù)(如GSM、CDMA)標準團體制定的規范。如果集成了蜂窩系統的產(chǎn)品要在好幾個(gè)國家銷(xiāo)售，它必須接受測試，遵從每個(gè)國家的相關(guān)規定。

從上面的設計和測試任務(wù)可以看出，就算從芯片組開(kāi)始，從提出概念到投入生產(chǎn)，開(kāi)發(fā)一種蜂窩子系統所需的資源相當可觀(guān)。根據所需軟件數量的不同，通常一個(gè)典型的開(kāi)發(fā)過(guò)程可能需要50到100個(gè)工程師，歷時(shí)18個(gè)月的時(shí)間才能完成。配備一個(gè)無(wú)線(xiàn)開(kāi)發(fā)實(shí)驗室非常昂貴，而測試設備一般都要幾十萬(wàn)美元，生產(chǎn)用測試設備還需要更多的資金投入。

由于不同地區市場(chǎng)或運營(yíng)商的要求可能不同，如果產(chǎn)品要???持多個(gè)通訊標準(GSM、CDMA或多個(gè)頻段)，那么所需的資源、成本和風(fēng)險就更難估計。

阻礙更小型制造商尋求在其產(chǎn)品中增加蜂窩通訊功能的另一個(gè)因素是部分用戶(hù)的期望值。大型制造商提供的產(chǎn)品(主要是手機)很先進(jìn)，這使得用戶(hù)現在都期望無(wú)線(xiàn)產(chǎn)品要小而輕，且功能豐富，只有領(lǐng)先公司才能承受滿(mǎn)足這些期望所需的復雜設計和制造技術(shù)投入。

無(wú)線(xiàn)產(chǎn)品開(kāi)發(fā)需要的資源廣泛，回報周期長(cháng)，在技術(shù)和經(jīng)濟上的風(fēng)險很高，這些因素使得很多產(chǎn)品開(kāi)發(fā)對集成蜂窩數據性能“敬而遠之”，盡管它們本可以從這一性能中受益。