灵巧划分在WIMAX射频中的应用

部分的性能有着重要影响。在参考设计板上的模拟I/O对外部噪声很敏感，所以设计的混合部分的电源布线需要高度隔离。除去模拟I/O会使噪声耦合问题减到最小，此外，可以解决来自不同厂家提供的模拟内核(例如，RF芯片和混合信号转换器内核)的接口问题。例如，一些现有的ADC内核推荐采用一个分立5V运放驱动缓冲器，以达到产品使用说明中规定的性能。对于采用更小线宽(例如130nm或90nm)工艺制造的调制解调器，当使用不同厂商的RF芯片时，必须减少信号摆幅和共模电平并加以匹配。这些附加的考虑还需要宝贵的工程资源。

为了争夺市场份额，在市场上屈居第二通常意味着必须大幅度削减产品价格。如果选择纯数字或FPGA设计流程则可以把产品大规模生产的时间缩短6~12个月。

获得功能正常的硅片仅仅是第一步——把混合信号IC投入生产却面临其自身的挑战。混合信号电路对一些工艺变化很敏感，例如门限、泄漏、材料电阻和其它工艺参数。通常，随着混合信号的性能降低，系统性能也将随之降低。

对于大规模生产的产品市场，具备多个制造基地的生产能力是确保及时供货和最优化成本的根本保证。相对于数字设计对制造厂的选择时无所谓而言，而将混合信号电路的生产转移到不同的制造厂则是很花费时间的，而且可能需要大面积的重新设计和优化技能。将资源与不同制造商的制造流程整合在一起通常是很困难的，尽管这些资源在其它地方却都用得很好。

传统划分存在的另一个重要问题是它需要一个成对匹配方法。换言之，因为ADC和DAC与RF部分是分离的，所以迫使两颗芯片和多个功能电路之间共同参与同一实时环路，例如自动增益控制和发射功率控制环路。为了最优化由分立器件构成的参考设计，要预先做一些重要工作。

以上这些模拟信号和混合信号设计所面临的挑战使系统级设计团队减少了对其核心竞争力的关注，并且可能推迟新产品投放市场的时间。

灵巧划分

随着RF CMOS工艺的成熟以及模拟和RF建模能力的进步，现在就有可能将数据转换器和其它混合信号模块集成到RF IC之中。下面将介绍为何在一些通信系统中用数字接口替代传统模拟基带接口，从而提供一种"灵巧"的系统划分方法。

这里推荐的划分方法包括对诸如RF系统级芯片之类的功能单元的适当划分，从而提供一套完整的从RF到数字转换的解决方案，其中包括控制环路所需要的全部功能，如自动增益控制、发射功率控制和RF校准环路。在射频前端引入控制环路不但便于使用而且更易于与不同数字基带物理层(PHY)调制解调器的混合和匹配。ADI/Q数字I/Q接口是为RF前端和数字基带之间的接口而提供的。该接口包含双向控制线和数据线，并支持互操作性且易于使用。实时软件控制的减少导致系统的设计更为简单。全部模拟信号和RF专用控制部分都被划分到RF前端。

通过降低单元成本来进一步降低开发成本

以高需求和大规模生产为特征的市场细分吸引着越来越多的公司进入市场。为了成功地确保领先地位和日益增加的市场份额，方案提供商需要重视芯片组的整个制造成本。灵巧分划分可以有效地降低芯片成本。

对于通信系统，例如WiMAX和宽带无线接入，至关重要的是消费价格点必须低于100美元。例如，用于ADSL和802.11g Wi-Fi的客户端设备(CPE)(20~30美元)随着价格下降产量急剧增加。新兴的市场如WiMAX也会经历类似的价格压力。预期到2007年中期，CPE终端用户的价格会降低到100美元以下。为了实现这项目标，芯片组的定价需要降低到20~25美元范围之内。这可能比目前的成本低许多，因此需要重大的改进才能确保在该市场价格条件下能产生可接受的利润。

从模拟RF到数字RF IC可以帮助我们实现这一转变。

图2：混合信号ASIC的设计周期时间

对于现有工艺，混合信号ASIC设计成本比纯数字ASIC高，增加成本的原因有以下五个主要方面：

1. 对于一种特定的工艺，混合信号器件的制造工艺的成本本来就很高。混合信号工艺的特点是需要额外的处理步骤，例如更厚的氧化层、低门限器件和额外的注入。通常，混合信号的晶圆成本要比纯数字晶圆的成本要高20%。

2. 制造工厂需要投入大量资金以降低缺陷密度，从而获得接近97%~98%的高良率，这些都取决于裸片面积。另一方面，模拟电路IC的良率与设计本身有关。为了在对功耗指标做出折衷的条件下实现规定的性能，与数字设计相比，模拟电路的设计要在工艺变化范围窄的情况下达到技术指标的要求，这就导致其良率受参数限制，从而增加了混合信号设计成本。这方面将使混合信号设计成本增加了10%以上。

3. 从数字调制解调器中去除模拟功能单元可以简化生产测试的开发，并且