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February 15, 2012

SOC contre la PETITE GORGÉE

Système-dans-paquet ou système-sur-puce ? Même dans les conceptions avec des contraintes graves de l'espace, le niveau juste de l'intégration n'est jamais une décision facile. La technologie de petite gorgée montre un nouveau niveau de la maturité, rien comme les mauvais vieux jours des modules sur commande de multichip sur des substrats d'unobtainium. Et la technologie de SoC prolonge sa portée, avec un certain nombre de vendeurs faisant des circuits du de petite taille-signal rf dans les processus vanille-CMOS. Comment l'équipe de créateurs décide-t-elle si mettre les étapes de rf sur distinct, les matrices optimisées ou les intégrer sur la bande de base meurent ?

Dans une entrevue avec EE Times, Pieter Hooijmans, vice-président et gestionnaire de programmes de rf chez Philips, et Bill Krenik, directeur sans fil d'avancé-architecture chez Texas Instruments Inc. , suite une discussion qui a commencé à une table ronde à la conférence faite sur commande des circuits intégrés de l'année dernière.

EE Times : Messieurs, pour obtenir droit à la question, ce qui est la meilleure stratégie pour les appareils sans fil mobiles aujourd'hui sévèrement contraints : Petite gorgée ou SoC ?

Pieter Hooijmans : Philips a choisi la petite gorgée, pour un certain nombre de raisons que nous croyons sommes irrésistibles. D'abord, l'approche de petite gorgée permet à chaque bloc fonctionnel d'être fabriqué sur la technologie qui le sert meilleur. En dépit de l'amélioration indéniable dans la représentation des transistors de CMOS, c'est encore important pour des circuits de rf, particulièrement circuits de grand-signal.

En second lieu, avoir différents modules sur les matrices différentes permet une approche prête à l'emploi à une gamme des marchés. Vous pouvez faire plusieurs différentes conceptions de rf et employer l'approprié pour chaque segment de marché, sans devoir changer la puce de logique de bande de base, par exemple. Avec un SoC, vous êtes coincé avec celui qui vous ayez choisi de mettre dessus la matrice.

Troisièmement, la petite gorgée peut être beaucoup plus compacte dans le système. Puisque nous pouvons intégrer tout le rf, y compris le commutateur d'antenne et l'amplificateur de puissance, et parce que nous pouvons intégrer de hauts-q composants passifs, nous pouvons avoir un paquet simple avec un signal d'antenne entrant et des données numériques sortant.

Bill Krenik : Laissez-moi commencer par être d'accord avec beaucoup de ce que Pieter a dit. Nous ne différons pas sur les avantages de la technologie de petite gorgée. Mais au TI, nous croyons qu'une combinaison soigneuse de technologie de petite gorgée et de SoC est la meilleure solution à ces applications.

Quand nous intégrons les circuits du de petite taille-signal rf sur la bande de base CMOS numérique mourez, nous voyons de vrais avantages dans la puissance et le secteur de conseil. Vous n'entrez pas ces améliorations juste en tirant des matrices dans un plus grand paquet-ni ne faites pas que vraiment pour réduire le coût. Nous gardons toujours des fonctions de grand-signal, telles que le commutateur d'antenne et l'amplificateur de puissance, en dehors du SoC.

Hooijmans : Ainsi nous ne sommes pas en désaccord sur la valeur de la petite gorgée. La discussion est au-dessus d'où placer les circuits d'émetteur-récepteur du de petite taille-signal rf. Je conviens que la mise de elle dans le CMOS est une manière d'épargner quelques penny et quelques millimètres carrés, mais ce n'est pas nécessairement la meilleure manière. Cette décision a un impact majeur sur la division de système.

Krenik : Et je pense qu'en technologie d'aujourd'hui, le de petite taille-signal rf équipe naturellement de la logique numérique. Il change la conception de système légèrement-après tous, vous conçoivent maintenant une étape de rf avec les transistors de CMOS qui ont été prévus pour numérique. Mais cela a des avantages, aussi. Ces transistors ont un pi plus de 100 gigahertz, et vous avez un lancement très fin de disposition à travailler avec. Vous pouvez adopter une approche plus agressive pour concevoir qu'est possible dans des processus plus anciens de rf.

En particulier, si l'interface Rf-à-numérique est interne à la puce, la bande de base peut partager l'information avec l'étape de rf à un niveau qui ne serait pas pratique avec les matrices distinctes. Par exemple, le processeur de bande de base peut être employé pour mettre les circuits de rf par un processus d'autotest et peut faire la configuration en marche pour accorder les circuits de rf pour compenser la tension, la température ou les variations de processus.

Hooijmans : Je conviens. En fait, si vous mettez en application le rf dans le CMOS numérique, vous êtes forcé d'avoir une commande plus numérique au-dessus de l'étape de rf en raison des limitations dans le processus. Mais vous pouvez employer les mêmes techniques numériques sur une matrice fabriquée dans un véritable processus de rf, et les employez pour optimiser la représentation, pour ne pas compenser des points faibles de processus.

Mais je voudrais retourner à la question de modularité. Comme nombre d'interfaces sans fil que vous essayez de soutenir monte-t-vous, les mettez-vous toutes sur votre SoC ? Comment traiteriez-vous un SoC qui a eu 10 interfaces de rf là-dessus ? Les questions d'intégrité du signal, l'interférence entre les entrées, même le bruit de la bande de base numérique seraient les questions énormes.

Krenik : C'est une entreprise importante. Je ne conteste pas cela. Toutes d'ingénieurs des méthodes, d'emballage et d'essai les personnes doivent travailler intimement avec l'équipe de conception de circuit intégré pour que n'importe quoi de pareil travaille. Mais c'est l'avenir. Même aujourd'hui, dans Bluetooth, par exemple, vous devez avoir un SoC.

Hooijmans : Bien, non. Nous à Philips avons une solution de petite gorgée à Bluetooth qui a la puissance de même taille, de coût et comme solutions de SoC.

Krenik : OK. Juste disons que beaucoup de vendeurs ont choisi une approche d'un seul morceau sur ce marché. C'est également vrai pour des récepteurs de GPS, et il devient vrai pour les réseaux sans fil. Je crois que la tendance du marché est vers SoCs. Et je crois que le TI a résolu les problèmes d'intégration de sorte que nous puissions aller là.

Hooijmans : Bien, regardons l'avenir. À l'avenir, nous verrons les systèmes fixés à la main avec les interfaces sans fil multiples dans différentes combinaisons, et les différentes conditions pour l'opération simultanée. Ferez-vous un géant simple SoC qui inclut toutes les interfaces sans fil qui pourraient être nécessaires sur par exemple un combiné avancé ? Ce n'est pas la manière d'aller. Ce n'est pas un problème soluble.

Krenik : Vous avez raison que les caractéristiques versent absolument dans des combinés. Et chaque nouvelle caractéristique apporte sa propre antenne, sa propre interface d'air. Tout que je dis est quand vous divisez le système, mis chaque radio avec sa bande de base correspondante. Ainsi vous finissez avec un groupe de SoCs ; il est très modulaire.

Par le noeud du nanomètre 65, je crois que nous verrons des segments distincts émerger sur les marchés sans fil, et ils auront fixé des combinaisons des fonctions. Ainsi nous pouvons servir chaque segment principal avec un SoC simple. Puis, avec notre expérience d'employer SoCs dans la génération de 90 nanomètre, nous très bien-serons placés pour une transition relativement facile.

Hooijmans : Si de tels segments se développent, vous pourriez sauver quelques penny. Mais je pense qu'il y aura peu de tels segments où vous pourriez servir un de large volume de la demande avec un SoC simple. Rappelez-vous, nous augmentera l'intégration avec l'approche de petite gorgée aussi bien, en combinant des choses où il y a de vraie synergie architecturale.

Krenik : Je ne suis pas d'accord avec où vous allez là. Les augmentations d'approche de SoC, plutôt que des diminutions, flexibilité. Elle est plus flexible en raison de l'intégration plus serrée que vous avez entre les fonctions. Et si le marché veut toujours une approche plus modulaire pour des segments moins-définis, nous pouvons offrir cela aussi bien sans changer l'architecture ou la technologie.

EET : Bill, je pense que vous êtes la première personne que j'ai entendu pour proposer que la transition de 90 nanomètre à 65 nanomètre soit relativement facile.

Hooijmans : Les 90 - à la migration de 65 nanomètre n'est pas automatique. Je dirai que les plus de votre fonctionnalité que vous avez dans les circuits numériques, plus il devient facile. Mais dans le passé, il a été plus difficile d'émigrer des circuits d'émetteur-récepteur que la bande de base numérique. En fait, nous pouvons réellement dégrader la représentation de rf en général par le déplacement à 65 nanomètre.

Krenik : Rien n'est désormais insignifiant. Nous devrons faire le logement pour 65 nanomètre dans la conception niveau de la gaufrette et ailleurs. Mais en raison de le grand nombre de produits numériques importants que le TI a, les ingénieurs des méthodes absolument doit rendre la migration numérique à 65 nanomètre facile pour nos concepteurs. Puis, pour les circuits de rf, nous regardons de nouveau un ensemble de plus petits, plus rapides transistors qui emploient moins de puissance.

EET : Vous chacun des deux avez mentionné l'utilisation croissante des circuits numériques d'aider le rf. Ce est fait en raison de l'intégration, ou est-ce juste la meilleure manière de concevoir des circuits de rf en technologie actuelle ?

Krenik : Il y a certainement une tendance à la numérisation des circuits de rf au TI. En fait, le grand avantage de l'intégration n'était pas tellement la combinaison de deux matrices car il obtenait le rf sur la matrice avec les circuits numériques ainsi ils pourraient fonctionner intimement. Quand nous faisions les études architecturales pour le combiné d'un seul morceau, nous avons conclu plutôt rapidement que la meilleure approche était d'accroître la capacité de traitement numérique de commander les circuits analogues. Ce n'est pas simplement vrai pour le rf intégré ; il est également vrai pour les puces par radio distinctes.

Hooijmans : C'est une question de poulet-et-oeuf. Vous voulez émigrer des circuits de rf au CMOS en raison du pi élevé et à faible intensité. Mais si vous émigrez, vous trouvez qu'il y a beaucoup d'inconvénients dans le processus qui exigent de vous de faire la compensation numérique. Si vous allez faire le rf dans le CMOS, vous allez faire la correction numérique. Mais généralement il y a quelques avantages à avoir des signaux revenant à l'étape de rf de la bande de base. Pour ces raisons, la technique est également valide pour les puces autonomes de rf.

EET : Ainsi utilisant la technologie numérique l'un ou l'autre de manière, y a-t-il une différence dans la faisabilité de conception entre les approches de petite gorgée et de SoC ?

Hooijmans : Avec une petite gorgée, vous pouvez employer des technologies optimisées pour chaque fonction. Pour être leur meilleur, le commutateur d'antenne, l'amplificateur de puissance et les filtres de SCIE ont besoin chaque de leur propre technologie transformatrice. Dans cette contrainte, moins matrice est meilleure. Nous parlons juste d'une division légèrement différente.

Krenik : Le TI préconise également des petites gorgées. Tous ces autres composants en dehors du SoC sont également importants. Mais même avec une petite gorgée, il est valeur pour obtenir autant que possible sur la bande de base meurent. Le mélange de toutes ces technologies rend la conception de petite gorgée plus complexe.

Hooijmans : Bien, il y a beaucoup de petites gorgées dans la production à Philips. Je dirais que c'est une technologie parfaitement maniable.

Krenik : Peut-être. Mais il y a appeler plus élevé ici. La petite gorgée et les SoC sont chacun des deux essentiels à l'évolution du combiné. Nous regardons les combinés à l'avenir qui ont vers le haut de douzaine radios dans elles pour différentes fonctions. Nous juste ne pourrons pas faire cela sans maîtriser la petite gorgée et le SoC.

EET : En conclusion, nous venons à la question du coût. Si la petite gorgée et les SoC bien-sont machinés, une approche est-elle vraiment moins chère que l'autre ?

Krenik : Nous croyons que le SoC sera inférieur dans le coût. Il rend l'intégration fixée à la main plus simple, il fournit un accouplement plus étroit entre le rf et les circuits de bande de base, et il a la puissance totale inférieure. Ce dernier point signifie que, secondairement, l'approche de SoC peut épargner plus d'argent dans les circuits de gestion de puissance. Et le secteur de conseil est inférieur.

De plus, nous croyons que le SoC rapportera mieux qu'une approche de petite gorgée, et nous pouvons rendre le rendement encore meilleur avec les fonctions d'autotest, d'auto-correction et d'accord qui nous obtenons par l'accouplement étroit du rf et de la bande de base.

Le point d'apprendre-courbe est important. Puisque dans le SoC la radio est en grande partie numérique, car nous allons le long nous pouvons rassembler énormément de données au sujet de ce qui continue à l'intérieur de la radio. Cela signifie non seulement des améliorations de rendement. Il signifie également plus rapidement pour corriger et un temps-à-marché plus court pour nos clients.

Hooijmans : Ces avantages de la numérisation s'appliquent également à la petite gorgée, naturellement. Je pense que si les deux approches bien-sont machinées, la différence sera marginale. Mais si vous faites un désordre de quelque chose, le coût de fixer le SoC pourrait fonctionner loin avec vous.

L'un ou l'autre de manière, clairement vous devez maîtriser la technologie. Identifiant cela, peut-être votre choix de solution devrait être basé sur votre contrôle des technologies impliquées aussi bien que sur vos besoins de temps-à-marché.

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