无线接口设计

无线接口正在快速地成为几乎所有手持电子系统(如蜂窝电话，PDA、游戏机、仪器)的标准。所采用的无线接口依赖于具体应用。通常采用蓝牙，802.11a或11b(加上802.11g)以及它们的组合。在此没有选择其他的无线接口(如超宽带或专利无线链路)。不管选择什么样接口集成到系统中，大部分的设计准则是相同的。所以，任何一种情况，都可以说明典型的设计决策和折衷判断。

根据所含无线接口设计的特点，可采用几种系统架构方法。不同的设计方法关键在于：所设计主系统的处理能力，可用空间、功率预算、上市时间、总造价和其他因素。

　　系统分类

在几乎所有的系统中，嵌入处理器只处理基本的系统控制功能，没有额外的CPU周期可用于处理协议处理功能和无线接口的数据处理工作。这样的系统通常只提供简单的数据传输控制和数据总线。因此，无线子系统必须包含所有的协议处理和数据提取以及无线收/发功能(图1a)。仅有的来回通信是通过简单的数据总线和控制接口。

另外一方面，若主CPU有多的处理周期，则用软件可以处理一些协议和基带处理功能。若系统具有包含CPU或支持CPU的ASIC，则时间要求严格的协议可以集成到系统ASIC中，任何一种方法都可以降低无线子系统的复杂性和成本(图1b)。

若所有的基带处理功能都包含在主要系统中，则RF子系统可以简化成简单的RF发送器和接收器，而成本也会降低，表1a列出选择最佳方法的一些问题和折衷考虑，这都取决于主系统CPU的性能。表1b增加几个因素，如上市时间和成本，这在决定最佳方法时附加一些处理和成本。

因此，在整个系统设计期间应尽可能早的做出所含无线接口的决定。若在开始任何设计前做出决定，则可以最低的成本和功耗而使架构最佳化，在主要系统中可部分或全部包括基带功能和增加无线RF部分。若主系统中的逻辑功能已锁定，则现成的芯片组成模块(封装系统或SiP)也许是第一代系统最适合的选择。

随着时间的推移，为使成本更低和/或增加更多功能，系统重新设计能使无线子系统达到最佳。另外，设计人员可决定新一代主系统是否应包含基带某些功能和全部功能。

从设计和上市时间考虑，购买一个完整的子系统并把它放置在系统PC板上是一种最简单的方案。然而，这样的子系统可以不必是最便宜或最小、最低功率的选择。若制造的系统数量是相当少的，则最精明的选择是购买1个完整的模块。

　　模块与分立方案的比较

若基于成本、空间、功耗或其他考虑制定方案，此时必须评估更多的选择和折衷。表2列出决定是用模块还是分立方案的主要关键问题。SiP模块和嵌入板卡在很多领域比分立方案优越。另外，分立元件可使系统最佳比，因为人们往往从不同的供应商可以配置和匹配最好的单元。

用分立元件建造无线子系统，能够把它做得更适合特殊的布置，而现成的模块不能塞进去。然而，大多数模块可以做得非常小，因为它们往往采用裸芯片而不是封装器件。因此，除非要做片上板组装或需要特殊的形状，实际上SiP模块比大多数分立元件实现方案要小。模块成本与分立方案相比也是有竞争力的，特别考虑到所有逻辑和与购买、储存、测试、安装分立元件有关的额外开销。

　　无线LAN折衷考虑

用于802.11 无线LAN 的很多芯片组和模块方案已工作在2.4~2.5GHz波段。在需要基本802.11b或包含802.11g扩展达到54Mbits/s数据率的方案，将出现兼容性或干扰问题(见表3)。

这些问题在高频选择(如较新的802.11a标准中，数据率为54Mbits/s,工作在比较不拥挤的5GHz频段)中也是重要的。因为蓝牙接口也工作在2.4~2.5GHz频段，所以存在与802.11b实现有关的干扰问题。此外，在家庭和办公室应用中，微波炉和一些无绳电话也可能导致干扰。

　　典型的收发器

提供蓝牙和802.11a收发器的典型无线收发器由两个完整的子系统组成，一个用于蓝牙信道、另一个用于802.11a信道(见图2)。除基带控制器和RF收发器外，子系统需要功率放大器(一个用于蓝牙输出，另一个用于802.11a输出)和双工器、滤波器(用于处理每个信道发送和接收口之间的开关转换)。另外，需要天线分隔开关在天线间开关转换以达到最好的接收。

在子系统中不止一个无线接口，关键问题是多了接口若同时工作，可能会产生干扰。应该有基带处理器之间的链接和控制，以保证一个接口处于待机，另一个接口处于发送。此外，天线应放置在信号间干扰最小之处。为了实现这样的子系统或带蓝牙(或802·11a)信道的更加简单的子系统，必须评价很多设计、配置和天线问题。同时，主系统若包含部分或全部基带处理功能，设计人员必须确定如何分配无线子系统的基带部分。