Nagy sebességű adatkonverterek, amelyek felgyorsítják az autóipari és 5G-termékeket

Míg a System-on-Chip (SoC) irányzata már jó ideje lendületet vesz, az elsődleges hajtóerő a digitális komponensek integrációja volt, amelyet Moore törvénye ösztönzött. Egyre több digitális áramkör egyetlen chipbe történő integrálása folyamatosan előnyös teljesítmény, teljesítmény, formai tényező és gazdasági okok miatt. Ezért a rendszer digitális komponensei folyamatosan integrálódtak egy SoC-be, miközben sok analóg funkció továbbra is külön chipként maradt, és jó okokból. Egyrészt az analóg áramkörök nem részesültek olyan mértékben a folyamatskálázásból, mint a digitális áramkörök minden haladó folyamatcsomópontnál. Másrészt az analóg funkciók IP-blokkként való általános elérhetősége a fejlett folyamatcsomópontokon elmaradt, mivel az analóg FinFET csomópontokra történő portolása nagyobb kihívást jelent. Ez az egyik oka az analóg IC-ket szállító félvezetőgyártó cégek óriási növekedésének.

A mai alkalmazások közül sok élfeldolgozást igényel, és nagyon szigorú követelményeket támaszt, legyen szó az autóiparról, az AI-ról vagy az 5G-ről. A termékek várhatóan nagyobb teljesítményt nyújtanak alacsonyabb késleltetés mellett, kevesebb energiát fogyasztanak, kisebb formájúak és vonzó áron lesznek elérhetők. Ez sok félvezetőgyártó céget arra késztet, hogy innovatív módszereket keressen az analóg funkciók nagyobb részének SoC-be való integrálására.

Ebben az összefüggésben a legutóbbi TSMC OIP Fórumon tartott előadás a rendszerépítészek és az SoC tervezők számára egyaránt érdekes lehet. Az előadást Manar El-Chammas, az Omni Design Technologies mérnöki részlegének alelnöke tartotta.

Omni Design Technologies

Az Omni Design több szinten újít meg a tranzisztor szintű tervezéstől az algoritmusokig. IP-ajánlataik több piacot is megcéloznak, beleértve az 5G-t, az autógyártást, az AI-t, a képérzékelőket stb.

Az Omni Design IP-portfóliója analóg-digitális konverterekből (ADC) és digitális-analóg konverterekből (DAC) áll, amelyek 6 bittől 14 bites felbontásig, valamint néhány mega minta/másodperctől (Msps) és a mintavételezési sebességig terjednek. 20+ giga minta/másodperc (Gsps). Az Omni Design komplett analóg front-endeket (AFE) is kínál, amelyek több ADC-t és DAC-t, PLL-eket, PVT-monitorokat, PGA-kat, LDO-kat és sávszélesség-referenciákat tartalmazhatnak. A teljesen integrált AFE makró lehetővé teszi az analóg komponensek zökkenőmentes integrációját az SoC-kbe.

Átállás az alaplapokról az SoC-kra

Jelentős elmozdulás történt az iparban a PC-kártyák analóg funkcióinak SoC-kbe való integrálása felé számos korábban azonosított alkalmazásban. Ezek az alkalmazások nagyobb teljesítményt, kisebb teljesítményt és kisebb formájú chipeket igényelnek. Több komponens integrálása az SoC-be segít csökkenteni a rendszerköltségeket és az anyagjegyzék (BOM) bonyolultságát. Az integrált megoldás lehetővé teszi egyszerűbb óraszinkronizálás ADC tömbök és kiváló illeszkedés a csatornák között. Az egyik legfontosabb dolog, ami ezeket az integrált SoC-ket valósággá tette, természetesen a nagy felbontású, nagy mintavételezési sebességű, rendkívül alacsony fogyasztású adatátalakítók elérhetősége. fejlett FinFET folyamatcsomópontokban.

Engedélyező technológia

Az olyan alkalmazásokhoz, mint az 5G és az autóipari LiDAR, nagy sebességű, nagy felbontású adatátalakítókra volt szükség, amelyek nagy linearitást biztosítanak 60 dB SFDR és 60 dB IMD3 felett, valamint alacsony NSD-t. Különféle szabadalmaztatott és szabadalmaztatott megoldások használatával az Omni Design képes megfelelni ezeknek a szigorú követelményeknek. Például az időkben bevált SWIFT™ technológiájuk teljesítmény- és sebességhatékonyságot is biztosít a hagyományosabb megoldásokhoz képest. Lásd az alábbi ábrát. A hagyományos erősítővel való összehasonlítás a táblázatban látható. A SWIFT technológia lehetővé teszi a referenciakondenzátorok olyan rendszerindítását, amely optimalizálja az erősítő általános teljesítményét. Ennek eredményeként az Omni Design rendkívül alacsony fogyasztású, nagy teljesítményű adatátalakítókat tud kifejleszteni.

Analog Front End (AFE) integráció az Advanced Node SoC-be

Az 5G és az autóipar kettő a sok különböző növekvő piac közül, amelyekkel az Omni Design IP-portfóliója foglalkozik. Ahogy korábban említettük, az Omni Design egyedi IP-blokkokat és teljes AFE alrendszereket szállít.

Az Omni Design által kínált egy teljes AFE alrendszer az 5G SoC-ekben használható. Az alrendszer mindent tartalmaz, ami az antenna és a digitális jelfeldolgozó (DSP) blokk közötti jelfeldolgozási úton szükséges. Az 5G alrendszer magas szintű blokkdiagramja az alábbi ábrán található.

Egy másik teljes AFE alrendszer, amelyet az Omni Design kínál, az autóipari LiDAR SoC-ekben való használatra szolgál. Az alrendszer mindent tartalmaz, ami a fotódióda és a DSP közötti jelfeldolgozási úton szükséges. A LiDAR alrendszer magas szintű blokkdiagramját lásd az alábbi ábrán.

A LeddarTech®, az 1-5. szintű ADAS és AD-érzékelő technológia globális vezető vállalata integrálja az Omni Design AFE alrendszerét autóipari LiDAR SoC-jába. Az Omni Design nemrég bejelentette, hogy általánosan elérhető egy komplett vevőfelület a LiDAR SoC-hoz.

Összegzésként

Az autóipar és az 5G nagy teljesítményű ADC-ket és DAC-kat igényel a FinFET folyamatcsomópontokban az SoC-kbe való integráláshoz. Az Omni Design moduláris architektúrája és szabadalmaztatott technológiái segítik ezeket IP-magokként és teljes alrendszerként szállítani az egyszerű SoC-integráció érdekében. Ezek az IP-magok teljesítményre, teljesítményre és terület/forma tényezőre optimalizáltak, és alacsony NSD-vel és magas SFDR-vel rendelkeznek, amint azt a szilícium is mutatja. Az ügyfelek az Omni Design IP-blokkjait és/vagy teljes alrendszereit integrálták SoC-jukba.

Érdekelheti az Omni Design néhány legutóbbi bejelentése. Sajtóközlemény az ügyfelükről A MegaChips bejelenti, hogy rendkívül alacsony fogyasztású, nagy teljesítményű adatátalakítókat integrál az autóipari Ethernet SoC-be a Vehicle-to-Everything (V2X) kommunikációs piac számára. Újabb sajtóközlemény kb nagy teljesítményű ADC és DAC Lepton családjuk elérhetősége TSMC 16nm technológiával.

A közelmúltban megjelent munkájukat is érdekelheti tanulmány a „LiDAR-megvalósítások autonóm járműalkalmazásokhoz”.

Oszd meg ezt a bejegyzést ezen keresztül: Forrás: https://semiwiki.com/automotive/304773-high-speed-data-converters-accelerating-automotive-and-5g-products/