Pengonversi Data Berkecepatan Tinggi yang Mempercepat Produk Otomotif dan 5G

Meskipun tren System-on-Chip (SoC) telah mendapatkan momentum selama beberapa waktu, pendorong utamanya adalah integrasi komponen digital, yang didorong oleh hukum Moore. Mengintegrasikan lebih banyak sirkuit digital ke dalam satu chip secara konsisten bermanfaat bagi kinerja, daya, faktor bentuk, dan alasan ekonomi. Oleh karena itu, komponen digital suatu sistem terus diintegrasikan ke dalam SoC sementara banyak fungsi analog masih dibiarkan sebagai chip terpisah dan untuk alasan yang baik. Pertama, sirkuit analog tidak mendapatkan keuntungan dari penskalaan proses seperti halnya sirkuit digital dengan setiap node proses yang maju. Di sisi lain, ketersediaan umum fungsi analog sebagai blok IP pada node proses lanjutan berkurang karena porting analog ke node FinFET dipandang lebih menantang. Hal ini merupakan salah satu alasan pertumbuhan pesat perusahaan semikonduktor yang memasok IC analog.

Banyak aplikasi saat ini memerlukan pemrosesan yang canggih dan memiliki persyaratan yang sangat menuntut, baik itu di bidang otomotif, AI, atau 5G. Produk ini diharapkan memberikan kinerja lebih tinggi dengan latensi lebih rendah, mengonsumsi daya lebih rendah, memiliki faktor bentuk lebih kecil, dan tersedia dengan harga menarik. Hal ini mendorong banyak perusahaan semikonduktor untuk mencari cara inovatif untuk mengintegrasikan lebih banyak fungsi analog ke dalam SoC.

Dalam konteks inilah presentasi di Forum OIP TSMC baru-baru ini akan menarik bagi para arsitek sistem dan perancang SoC. Ceramah tersebut disampaikan oleh Manar El-Chammas, wakil presiden teknik di Omni Design Technologies.

Teknologi Desain Omni

Omni Design berinovasi di berbagai level mulai dari desain level transistor hingga algoritma. Penawaran IP mereka mencakup berbagai pasar termasuk 5G, otomotif, AI, sensor gambar, dll.

Portofolio IP Omni Design terdiri dari konverter analog-ke-digital (ADC) dan konverter digital-ke-analog (DAC) mulai dari resolusi 6-bit hingga 14-bit, dan laju pengambilan sampel dari beberapa mega sampel/detik (Msps) hingga 20+ giga sampel/detik (Gsps). Omni Design juga menawarkan analog front-end (AFE) lengkap yang dapat mencakup beberapa ADC dan DAC, PLL, monitor PVT, PGA, LDO, dan referensi celah pita. Makro AFE yang terintegrasi penuh memungkinkan integrasi komponen analog ke dalam SoC dengan lancar.

Transisi Dari Board ke SoC

Terdapat pergeseran signifikan dalam industri menuju integrasi fungsi analog dari papan PC ke SoC di banyak aplikasi yang diidentifikasi sebelumnya. Aplikasi ini memerlukan kinerja lebih tinggi, daya lebih rendah, dan chip dengan faktor bentuk lebih kecil. Integrasi lebih banyak komponen ke dalam SoC membantu mengurangi biaya sistem dan kompleksitas bill of material (BOM). Solusi terintegrasi dapat mewujudkannya sinkronisasi jam lebih mudah array ADC dan pencocokan antar saluran yang sangat baik. Salah satu hal utama yang membuat SoC terintegrasi ini menjadi kenyataan, tentu saja, adalah ketersediaan konverter data beresolusi tinggi, laju pengambilan sampel tinggi, dan berdaya sangat rendah. di node proses FinFET tingkat lanjut.

Mengaktifkan Teknologi

Aplikasi seperti 5G dan LiDAR otomotif memerlukan konverter data berkecepatan tinggi dan beresolusi tinggi yang mempertahankan linearitas tinggi pada SFDR 60dB dan IMD60 3dB serta NSD rendah. Melalui penggunaan berbagai solusi eksklusif dan dipatenkan, Omni Design mampu memenuhi persyaratan ketat ini. Misalnya, teknologi SWIFT™ mereka yang telah teruji mampu memberikan efisiensi daya dan kecepatan dibandingkan solusi konvensional. Lihat Gambar di bawah ini. Perbandingan dengan amplifier konvensional ditunjukkan pada tabel. Teknologi SWIFT memungkinkan kapasitor referensi di-bootstrap sedemikian rupa untuk mengoptimalkan kinerja amplifier secara keseluruhan. Hasilnya, Omni Design mampu mengembangkan konverter data berperforma tinggi dan berdaya sangat rendah.

Integrasi Analog Front End (AFE) ke dalam SoC Node Tingkat Lanjut

5G dan Otomotif adalah dua dari banyak pasar berkembang berbeda yang ditangani oleh portofolio IP Omni Design. Seperti disebutkan sebelumnya, Omni Design memberikan blok IP individual dan seluruh subsistem AFE.

Salah satu subsistem AFE lengkap yang ditawarkan Omni Design adalah untuk digunakan di SoC 5G. Subsistem mencakup segala sesuatu yang diperlukan dalam jalur pemrosesan sinyal antara antena dan blok pemrosesan sinyal digital (DSP). Untuk diagram blok tingkat tinggi subsistem 5G, lihat Gambar di bawah.

Subsistem AFE lengkap lainnya yang ditawarkan Omni Design adalah untuk digunakan pada SoC LiDAR otomotif. Subsistem mencakup segala sesuatu yang diperlukan dalam jalur pemrosesan sinyal antara dioda foto dan DSP. Untuk diagram blok tingkat tinggi subsistem LiDAR, lihat Gambar di bawah.

LeddarTech®, pemimpin global dalam teknologi penginderaan ADAS dan AD Level 1-5, mengintegrasikan subsistem AFE Omni Design ke dalam SoC LiDAR otomotif mereka. Omni Desain baru-baru ini mengumumkan ketersediaan umum front-end receiver lengkap untuk SoC LiDAR.

Kesimpulan

Otomotif dan 5G memerlukan ADC dan DAC berkinerja tinggi di node proses FinFET untuk diintegrasikan ke dalam SoC. Arsitektur modular dan teknologi eksklusif Omni Design membantu mewujudkannya sebagai inti IP dan subsistem lengkap untuk kemudahan integrasi SoC. Inti IP ini dioptimalkan untuk daya, kinerja, dan faktor area/bentuk serta menunjukkan NSD rendah dan SFDR tinggi seperti yang ditunjukkan pada silikon. Pelanggan telah mengintegrasikan blok IP Omni Design dan/atau subsistem lengkap ke dalam SoC mereka.

Anda mungkin tertarik dengan beberapa pengumuman terbaru Omni Design. Siaran pers tentang pelanggan mereka MegaChips, mengumumkan integrasi konverter data berkinerja tinggi dan berdaya sangat rendah ke dalam SoC Ethernet otomotif mereka untuk pasar komunikasi Vehicle-to-Everything (V2X). Siaran pers lain tentang ketersediaan keluarga Lepton ADC dan DAC berkinerja tinggi pada teknologi TSMC 16nm.

Anda mungkin juga tertarik membaca terbitan terbaru mereka whitepaper tentang “Implementasi LiDAR untuk Aplikasi Kendaraan Otonom.”