通過(guò)連接中心的智能無(wú)線(xiàn)整合將手機設計的潛力最大化

摘要：本文將探討手機設計者可用技術(shù)的范圍，以及智能IC設計如何改變無(wú)線(xiàn)整合的架構設計復雜性。

關(guān)鍵詞：藍牙；手機；Wi-Fi；IC設計；智能整合

　　能夠用于現有/未來(lái)手機的技術(shù)數量巨大，并且仍在不斷增長(cháng)—從短程無(wú)線(xiàn)技術(shù)到幾乎無(wú)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(zhù)人們使用電話(huà)的方式，而且改變著(zhù)手機設計的基本方法。

　　設計者目前面臨的挑戰是在這些技術(shù)中進(jìn)行選擇，使設計出來(lái)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)鍵的設計要素產(chǎn)生不必要的影響，特別不應對移動(dòng)設計的關(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(lái)越多的功能正在變成標準配置，包括藍牙、音樂(lè )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(guò)50%，并有望于2008年底超過(guò)55%或60%.MP3音樂(lè )播放器與手機相結合是一個(gè)必然的結果，使用這種手機的人目前隨處可見(jiàn)，而且越來(lái)越多。

　　越來(lái)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(wú)線(xiàn)技術(shù)也想擠身于已采用了豐富技術(shù)的手機市場(chǎng)。NFC、藍牙低功耗和超寬帶（UWB）等無(wú)線(xiàn)標準均基于藍牙技術(shù)的成功實(shí)施，但它們將無(wú)線(xiàn)連接提高到了一個(gè)全新的水平，并預示著(zhù)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、設計和性能沒(méi)有負面影響即可。雖然某些現有的高端手機已經(jīng)改寫(xiě)了手機售價(jià)的規則，但一般來(lái)說(shuō)成本仍然是個(gè)問(wèn)題。

　　因此，整合挑戰就成為了一種微妙的平衡行為。舉例來(lái)說(shuō)，一個(gè)手機制造商希望納入FM、GPS、UWB和NFC功能，但一般的手機設計無(wú)法容納額外的四個(gè)無(wú)線(xiàn)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(jiǎn)單結合而產(chǎn)生的那些負面效果，并且避開(kāi)了技術(shù)是否能夠良好地共存及整合是否能夠產(chǎn)生實(shí)際好處等問(wèn)題。

　　一個(gè)也許更為基本的問(wèn)題是：客戶(hù)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(chēng)之為“智能整合”的戰略。BlueCore7是一種高度整合的芯片，它很好地說(shuō)明了公司應如何整合各種功能才能讓客戶(hù)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省成本和尺寸。

　　“智能整合”還指這些不同系統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(jìn)一步降低最終實(shí)施方案的總體成本和尺寸。

　　因為具備多種無(wú)線(xiàn)電的單芯片已通過(guò)預測試，并提供的適當固件以實(shí)現輕松整合，所以“智能整合”還可以使OEM更加輕松地將IC納入任意設備。例如，CSR的BlueCore Host Software簡(jiǎn)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(wú)線(xiàn)技術(shù)（Wi-Fi和藍牙）的經(jīng)過(guò)。將兩種技術(shù)粘合在一起非常簡(jiǎn)單，但讓它們很好的配合卻是一種完全不同的挑戰，特別是當兩種無(wú)線(xiàn)電同時(shí)工作時(shí)。

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(chǎng)上最低功率的Wi-Fi和藍牙組合是CSR的UniFi Mobile解決方案，它結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(wú)線(xiàn)電的輕松運行。在進(jìn)行技術(shù)整合時(shí)，各技術(shù)的配售率也是需要考慮的重要因素。這一點(diǎn)需要加以說(shuō)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(gè)數據）已經(jīng)理想地超過(guò)了50%.換句話(huà)說(shuō)，藍牙已然成熟；它擁有堅實(shí)的“用戶(hù)安裝基礎”和強勁的行業(yè)發(fā)展勢頭。

　　因此，利用藍牙作為基石來(lái)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)品的設計者將各種增值和補充技術(shù)整合于其上的一個(gè)藍牙中心。這種連接中心整合戰略一定會(huì )推動(dòng)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(cháng)。

　　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(chē)上的各種個(gè)人導航設備（PND），也能明白將這種技術(shù)配置在手持式小型設備上的價(jià)值所在，例如幫助他們在倫敦的街道上尋找餐廳或劇場(chǎng)等。如果能夠將這種技術(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)將其混合衛星和蜂窩eGPS定位技術(shù)納入BlueCore7.因為eGPS只是BlueCore7架構的一部分，所以它增加的單位總成本不到1美元。因為GPS無(wú)線(xiàn)電沒(méi)有獨立的芯片，所以極大地節省了昂貴的PCB空間。

圖2 Bluecore 7 系統結構

　　這種以客戶(hù)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計者能夠通過(guò)單芯片解決方案來(lái)節省資金和資源，同時(shí)也有助于提高手機上的GPS等其它無(wú)線(xiàn)技術(shù)的配售率。

　　CSR認為，藍牙正在成為下一波移動(dòng)連接的重心。但是，該公司不希望“為整合而整合”。為了實(shí)現“智能整合”的原則，CSR將只整合那些對客戶(hù)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，芯片設計者必須保證他們透徹地了解其技術(shù)和市場(chǎng)，并保證他們客戶(hù)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。