Convertoare de date de mare viteză care accelerează produsele auto și 5G

În timp ce tendința către System-on-Chip (SoC) a câștigat avânt de ceva timp, principalul motor a fost integrarea componentelor digitale, stimulată de legea lui Moore. Integrarea tot mai multor circuite digitale într-un singur cip a fost constant benefică pentru performanță, putere, factor de formă și motive economice. Prin urmare, componentele digitale ale unui sistem au continuat să fie integrate într-un SoC, în timp ce multe dintre funcțiile analogice au fost încă lăsate ca cipuri separate și din motive întemeiate. În primul rând, circuitele analogice nu au beneficiat de scalarea procesului în aceeași măsură ca și circuitele digitale cu fiecare nod de proces în avans. Pe de altă parte, disponibilitatea generală a funcțiilor analogice ca blocuri IP pe nodurile de proces avansate a scăzut, deoarece portarea analogică la nodurile FinFET a fost văzută ca fiind mai dificilă. Acesta este unul dintre motivele creșterii extraordinare a companiilor de semiconductori care furnizează circuite integrate analogice.

Multe dintre aplicațiile de astăzi necesită procesare de vârf și au cerințe foarte exigente, indiferent dacă este vorba despre auto, AI sau 5G. Se așteaptă ca produsele să ofere performanțe mai mari la o latență mai mică, să consume energie mai mică, să aibă un factor de formă mai mic și să fie disponibile la prețuri atractive. Acest lucru determină multe companii de semiconductori să caute modalități inovatoare de a integra mai multă funcționalitate analogică într-un SoC.

În acest context, o prezentare la recentul forum TSMC OIP ar fi de interes atât pentru arhitecții de sistem, cât și pentru designerii de SoC. Discursul a fost susținut de Manar El-Chammas, vicepreședinte de inginerie la Omni Design Technologies.

Tehnologii Omni Design

Omni Design inovează pe mai multe niveluri, de la proiectarea nivelului de tranzistori la algoritmi. Ofertele lor IP se adresează mai multor piețe, inclusiv 5G, auto, AI, senzori de imagine etc.

Portofoliul IP al Omni Design constă din convertoare analog-digital (ADC) și convertoare digital-analog (DAC) variind de la rezoluții de la 6 biți la 14 biți și rate de eșantionare de la câteva mega mostre/secundă (Msps) la 20+ giga mostre/secundă (Gsps). Omni Design oferă, de asemenea, front-end-uri analogice complete (AFE) care pot include mai multe ADC-uri și DAC-uri, PLL-uri, monitoare PVT, PGA-uri, LDO-uri și referințe bandgap. Macro-ul AFE complet integrat permite integrarea perfectă a componentelor analogice în SoC-uri.

Tranziția de la placi la SoC

Există o schimbare semnificativă în industrie către integrarea funcțiilor analogice de la plăcile PC în SoC-uri în multe dintre aplicațiile identificate mai devreme. Aceste aplicații necesită performanță mai mare, putere mai mică și cipuri cu factor de formă mai mic. Integrarea mai multor componente în SoC ajută la reducerea costurilor sistemului și a complexității listei de materiale (BOM). O soluție integrată face pentru sincronizare mai ușoară a ceasului de matrice ADC și potrivire excelentă între canale. Unul dintre lucrurile cheie care a făcut ca aceste SoC-uri integrate să devină realitate este, desigur, disponibilitatea convertoarelor de date de înaltă rezoluție, rată de eșantionare ridicată și putere ultra-scăzută. în nodurile avansate de proces FinFET.

Tehnologia de activare

Aplicații precum 5G și LiDAR auto au necesitat convertoare de date de mare viteză, de înaltă rezoluție, care să mențină liniaritatea ridicată peste 60dB SFDR și 60dB IMD3 și NSD scăzut. Prin utilizarea unei varietăți de soluții brevetate și brevetate, Omni Design este capabil să răspundă acestor cerințe stricte. De exemplu, tehnologia lor SWIFT™, dovedită în timp, poate oferi eficiență atât în ​​​​putere, cât și viteză, în comparație cu soluțiile mai convenționale. Consultați figura de mai jos. O comparație cu amplificatorul convențional este prezentată în tabel. Tehnologia SWIFT permite ca condensatorii de referință să fie bootstrap în așa fel încât să optimizeze performanța generală a amplificatorului. Ca rezultat, Omni Design este capabil să dezvolte convertoare de date de înaltă performanță și putere ultra-scăzută.

Integrare Analog Front End (AFE) în Advanced Node SoC

5G și Automotive sunt două dintre multele piețe în creștere diferite pe care le adresează portofoliul IP al Omni Design. După cum am menționat mai devreme, Omni Design oferă blocuri individuale de IP și subsisteme AFE întregi.

Un subsistem AFE complet oferit de Omni Design este pentru utilizare în SoC-uri 5G. Subsistemul include tot ceea ce este necesar în calea de procesare a semnalului dintre antenă și blocul de procesare a semnalului digital (DSP). Pentru o diagramă bloc de nivel înalt a unui subsistem 5G, consultați figura de mai jos.

Un alt subsistem complet AFE pe care Omni Design îl oferă este pentru utilizare în SoC-uri LiDAR auto. Subsistemul include tot ceea ce este necesar în calea de procesare a semnalului dintre fotodioda și DSP. Pentru o diagramă bloc de nivel înalt a unui subsistem LiDAR, consultați figura de mai jos.

LeddarTech®, un lider global în tehnologia de detectare ADAS și AD de nivel 1-5 integrează subsistemul AFE al Omni Design în SoC-ul lor LiDAR auto. Omni Design recent a anunțat disponibilitatea generală a unui receptor front-end complet pentru un SoC LiDAR.

Rezumat

Automobile și 5G necesită ADC-uri și DAC-uri de înaltă performanță în nodurile de proces FinFET pentru integrarea în SoC-uri. Arhitectura modulară și tehnologiile proprietare ale Omni Design ajută la furnizarea acestora ca nuclee IP și subsisteme complete pentru ușurința integrării SoC. Aceste nuclee IP sunt optimizate pentru putere, performanță și factor de suprafață/formă și prezintă NSD scăzut și SFDR ridicat, așa cum s-a demonstrat în siliciu. Clienții au integrat blocurile IP ale Omni Design și/sau subsistemele complete în SoC-urile lor.

S-ar putea să fiți interesat de unele dintre anunțurile recente ale Omni Design. Un comunicat de presă despre clientul lor MegaChips, care anunță integrarea convertoarelor de date de înaltă performanță și putere ultra-scăzută în SoC-ul lor Ethernet auto pentru piața de comunicații Vehicle-to-Everything (V2X). Un alt comunicat de presă despre disponibilitatea familiei lor Lepton de ADC-uri și DAC-uri de înaltă performanță pe tehnologia TSMC 16nm.

Ați putea fi, de asemenea, interesat să le citiți recent publicate document albă despre „Implementări LiDAR pentru aplicații pentru vehicule autonome”.