Broadcom、CSR、NXP以及TI等多家無線芯片制造商，近日紛紛推出針對手機(jī)市場的同類型芯片，即同時能夠支持藍(lán)牙和WLAN的產(chǎn)品。將多個運(yùn)行在重疊頻率上的RF元件進(jìn)行集成是一件頗具挑戰(zhàn)性的工作，在這方面，四大半導(dǎo)體公司各自選擇了不同的道路。  

“由于藍(lán)牙和Wi-Fi (IEEE 802.11 WLAN 標(biāo)準(zhǔn))都工作在2.4GHz頻率范圍，因此二者會爭用同一頻段，”市場分析公司Forward Concepts總裁Will Strauss指出，“雖然它們使用不同的調(diào)制技術(shù)，例如Wi-Fi使用OFDM，而藍(lán)牙使用FHSS，但一不小心二者就會相互干擾?！?nbsp; 

同時，為了接收FM，Broadcom和TI的器件，以及CSR的參考設(shè)計(jì)中，都加入了第三方RF組件。事實(shí)上，Broadcom、CSR、NXP 和 TI都不是首批致力于開發(fā)藍(lán)牙/WLAN綜合解決方案的廠商。Strauss指出，早在2002年，Mobilian公司發(fā)布的雙芯片組TrueRadio，就融合了Wi-Fi和藍(lán)牙功能。但自從2003年英特爾收購Mobilian后，該技術(shù)已被英特爾無線網(wǎng)絡(luò)部門所接收。  

盡管其他分析人員承認(rèn)，將Wi-Fi和藍(lán)牙集成在同一個解決方案中并非易事。但同時他們也表示，與幾年前相比，技術(shù)上的進(jìn)步極大簡化了這種整合。  

過去，如果要讓某個器件工作在2GHz，設(shè)計(jì)人員必須構(gòu)建一款特殊的電路，Gartner公司副總裁兼首席分析師Martin Reynolds表示。不過，隨著調(diào)制頻率更寬、更加完善成熟的頻率合成器的出現(xiàn)，這一困難已被克服。  

“我們已經(jīng)把一件相當(dāng)困難的工作變得相對簡單了。”Reynolds表示。  

“今天，許多棘手的問題都在芯片上得到了解決?！盕arpoint Group公司無線分析師Craig Mathias稱。不過，Mathias也提醒業(yè)界，集成多個模擬無線電仍然不會像“灌籃”那么簡單。  

據(jù)Broadcom公司W(wǎng)LAN產(chǎn)品RF工程主管Arya Behzad稱，工藝節(jié)點(diǎn)向65nm的穩(wěn)步轉(zhuǎn)移，已經(jīng)能夠?qū)崿F(xiàn)支持兩種協(xié)議的后端數(shù)字電路的集成，但這同時也為前端模擬無線電的集成提出了不少挑戰(zhàn)。  

“我們必須追隨數(shù)字技術(shù)的發(fā)展趨勢，65nm技術(shù)在性能和功耗方面給我們帶來了巨大的好處，”Behzad表示，“但它也使得模擬無線電的集成變得愈發(fā)困難?！?nbsp; 

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F1: Wi-Fi/藍(lán)牙在手機(jī)中集成所面臨的五大技術(shù)挑戰(zhàn)。  

他指出，在進(jìn)行片上無線電集成時，必須具備穩(wěn)健的校準(zhǔn)技術(shù)來獲得足夠的性能和器件良率。例如，Behzad估計(jì)，為了補(bǔ)償工藝中的電阻變化，Broadcom的BCM4325 Wi-Fi/藍(lán)牙/FM收發(fā)器大約需要進(jìn)行10次校準(zhǔn)。  

“通過這些校準(zhǔn)，我們能夠在一塊芯片上實(shí)現(xiàn)一種無線電，”他表示，“但要想在一塊芯片上集成多種無線電，設(shè)計(jì)人員必須將之視為一個整體。”  

Behzad介紹，在BCM4325中，三種無線電共享一根主天線，但分別有各自獨(dú)立的頻率穩(wěn)定器。Broadcom的設(shè)計(jì)人員通過測量確保了在頻率穩(wěn)定器內(nèi)各個電壓控制振蕩器“均不互相干擾”——它們各自工作在完全不同的頻率下，且彼此并不是靠得很近。  

Broadcom開發(fā)的技術(shù)旨在保證鎖相環(huán)工作在不同頻率下，但Behzad并沒有提及其中用到的專有方法。Broadcom的嵌入式WLAN營銷主管Brian Bedrosian表示，該公司采用了精確的濾波技術(shù)，將滲漏到電話蜂窩頻段的信號減到了最小。  

對802.11n草案的支持  

對TI來說，在其眾多新產(chǎn)品中，WiLink 6.0單芯片解決方案是唯一支持802.11n草案的產(chǎn)品。TI無線個域網(wǎng)和移動WLAN業(yè)務(wù)主管Amir Faintuch指出，該產(chǎn)品遇到的主要挑戰(zhàn)之一，是必須符合.11n 的2.4GHz和5GHz工作頻率要求。據(jù)他介紹，其實(shí)TI的WiLink 4.0已經(jīng)能夠支持5GHz工作頻率，但是需要額外的前端部件。  

“從定義來看，.11n在任何情況下都需要5GHz?！盕aintuch表示，“從設(shè)計(jì)角度出發(fā)，我們力圖盡可能平滑地將2.4 GHz和5GHz結(jié)合在一起?！?nbsp; 

TI的方案包括簡化器件前端。設(shè)計(jì)人員采用現(xiàn)成的功率放大器，并在基帶芯片中整合更多功能?！霸谕粋€裸片上非常近距離地集成多個無線電，對于接口來說更具挑戰(zhàn)。”Faintuch說。  

不過，Gartner的Reynolds卻認(rèn)為，TI以及其它公司將更多的功能封裝到基帶中，這樣做很有可能在未來將自己帶入困境?！斑@還僅僅是個開始。”他指出。隨著芯片基帶組整合更多的功能，銷售商會深受其苦，因?yàn)樗麄冧N售給手機(jī)制造商的芯片會越來越少。  

QoS要求  

根據(jù)NXP產(chǎn)品營銷經(jīng)理Carson Schimanke的說法，在手機(jī)中整合多個無線電的關(guān)鍵挑戰(zhàn)在于如何防止干擾，確保服務(wù)質(zhì)量(QoS)。不同于近期推出的其它產(chǎn)品，NXP的Nexperia 5210既不是單芯片解決方案，也沒有集成FM接收器。  

“當(dāng)用戶四處移動時，你仍然要確保服務(wù)質(zhì)量。這的確是一個充滿挑戰(zhàn)性的使用案例?！盨chimanke表示，“你必須具備一些不同無線電的發(fā)射路徑模塊。另一個問題是，如何把不同的無線電有機(jī)地集成在手機(jī)上？”  

盡管目前在許多情況下還很難獲知詳細(xì)的數(shù)值，但前面我們提到的四大廠商都聲稱自己的產(chǎn)品屬于節(jié)能型，而這點(diǎn)對于手機(jī)而言非常重要。大多數(shù)人都認(rèn)同，向65nm的轉(zhuǎn)移有益于降低器件功耗。CSR在此引用了一些數(shù)據(jù)：電話閑置時，典型蜂窩功率為5mW；進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)語音通話時，功耗為288mW。TI聲稱，WiLink 6.0 的功耗與前幾代WiLink產(chǎn)品相比不到50%；Broadcom表示，BCM4325的待機(jī)功耗較其它競爭對手低40%；而NXP也聲稱，5210具有“業(yè)界領(lǐng)先的低功耗性能”。  

Gartner的Reynolds把大量類似產(chǎn)品爭相發(fā)布的原因歸結(jié)為手機(jī)制造商積極推動芯片供應(yīng)商研發(fā)相關(guān)技術(shù)，從而支持兩種協(xié)議?！艾F(xiàn)在的競爭非常激烈，一些手機(jī)廠商也許希望借此脫穎而出?！盧eynolds表示。  

他補(bǔ)充說，就像任何新技術(shù)一樣，第一款芯片不可能盡善盡美，但他預(yù)計(jì)質(zhì)量會迅速提高?！爸灰娫捘軌蛘９ぷ?，即使藍(lán)牙和WLAN可能稍有不協(xié)調(diào)，人們也不會抱怨。”  

集成更多無線電？  

目前，隨著芯片供應(yīng)商在單芯片上集成多種無線電，下一步很有可能會對蜂窩無線電、藍(lán)牙、Wi-Fi 及 FM進(jìn)行整合。從根本上來說，這將是一項(xiàng)更富技術(shù)挑戰(zhàn)性的任務(wù)，需要開發(fā)MEMS濾波器和其它機(jī)制。  

蜂窩無線電集成是下一個必然步驟，移動市場研究公司M:Metrics的高級分析員John Jackson指出，但是現(xiàn)在離市場的大規(guī)模發(fā)展還早了一點(diǎn)?！耙?yàn)榉涓C運(yùn)營商最近很熱衷于在手機(jī)中整合WLAN，鑒于存在于OEM和運(yùn)營商之間的業(yè)務(wù)環(huán)境，顯然OEM不會過于積極?！彼J(rèn)為。  

“從技術(shù)角度來看，這種集成也極具挑戰(zhàn)，”Jackson表示，“特別是在蜂窩領(lǐng)域必須支持多個頻段的環(huán)境中?！?nbsp; 

有人質(zhì)疑Wi-Fi的配售率(attach rate)是否會高到一定程度，從而證明在同一塊芯片內(nèi)整合Wi-Fi、藍(lán)牙和蜂窩無線電真的有必要。Jackson預(yù)估到2011年左右，付運(yùn)的手機(jī)中將有16%-20%會集成WLAN。和任何新技術(shù)一樣，用戶群中只有一部分會充分利用這種能力，他補(bǔ)充道。  

“許多市場研究人員都認(rèn)為，到2010年WLAN將無處不在，”Jackson告知，“但我的看法要保守一些?！?nbsp; 

* 什么是WLAN？ 
WLAN是Wireless Local Area Network的縮寫，指應(yīng)用無線通信技術(shù)將計(jì)算機(jī)設(shè)備互聯(lián)起來，構(gòu)成可以互相通信和實(shí)現(xiàn)資源共享的網(wǎng)絡(luò)體系。無線局域網(wǎng)本質(zhì)的特點(diǎn)是不再使用通信電纜將計(jì)算機(jī)與網(wǎng)絡(luò)連接起來，而是通過無線的方式連接，從而使網(wǎng)絡(luò)的構(gòu)建和終端的移動更加靈活。  

* 什么是藍(lán)牙？ 
藍(lán)牙技術(shù)是愛立信、IBM等5家公司在1998年聯(lián)合推出的一項(xiàng)無線網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，是無線數(shù)據(jù)和語音傳輸?shù)拈_放式標(biāo)準(zhǔn)，它將各種通信設(shè)備、計(jì)算機(jī)及其終端設(shè)備、各種數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)系統(tǒng)、甚至家用電器采用無線方式聯(lián)接起來。它的傳輸距離為10cm～10m，如果增加功率或是加上某些外設(shè)便可達(dá)到100m的傳輸距離。由于藍(lán)牙采用無線接口來代替有線電纜連接，具有很強(qiáng)的移植性，并且適用于多種場合，加上該技術(shù)功耗低、對人體危害小，而且應(yīng)用簡單、容易實(shí)現(xiàn)，所以易于推廣。