ตัวแปลงข้อมูลความเร็วสูงเร่งความเร็วยานยนต์และผลิตภัณฑ์ 5G

ในขณะที่แนวโน้มสู่ System-on-Chip (SoC) ได้รับแรงผลักดันมาระยะหนึ่งแล้ว ตัวขับเคลื่อนหลักคือการรวมส่วนประกอบดิจิทัลซึ่งกระตุ้นโดยกฎของมัวร์ การรวมวงจรดิจิทัลจำนวนมากขึ้นเรื่อยๆ ลงในชิปตัวเดียวนั้นมีประโยชน์อย่างต่อเนื่องในด้านประสิทธิภาพ พลังงาน ฟอร์มแฟคเตอร์ และเหตุผลทางเศรษฐกิจ ดังนั้น ส่วนประกอบดิจิทัลของระบบยังคงถูกรวมเข้ากับ SoC ในขณะที่ฟังก์ชันอะนาล็อกจำนวนมากยังคงถูกแยกออกเป็นชิปแยกต่างหากและด้วยเหตุผลที่ดี อย่างแรก วงจรแอนะล็อกไม่ได้รับประโยชน์จากการปรับขนาดกระบวนการในระดับเดียวกับที่วงจรดิจิทัลทำกับทุกโหนดกระบวนการที่ก้าวหน้า สำหรับอีกประการหนึ่ง ความพร้อมใช้งานทั่วไปของฟังก์ชันอะนาล็อกเป็นบล็อก IP บนโหนดกระบวนการขั้นสูงนั้นถูกติดตามเนื่องจากการพอร์ตอะนาล็อกไปยังโหนด FinFET ถูกมองว่ามีความท้าทายมากกว่า นั่นเป็นเหตุผลหนึ่งที่ทำให้บริษัทเซมิคอนดักเตอร์ที่จัดหาไอซีแอนะล็อกเติบโตอย่างมหาศาล

แอปพลิเคชันจำนวนมากในปัจจุบันต้องการการประมวลผลที่ขอบและมีข้อกำหนดที่เข้มงวดมาก ไม่ว่าจะเป็นในยานยนต์ AI หรือ 5G ผลิตภัณฑ์คาดว่าจะให้ประสิทธิภาพสูงขึ้นโดยมีความหน่วงแฝงต่ำ กินไฟน้อยลง มีฟอร์มแฟคเตอร์ที่เล็กลง และวางจำหน่ายในราคาที่น่าสนใจ สิ่งนี้กำลังผลักดันให้บริษัทเซมิคอนดักเตอร์หลายแห่งมองหาวิธีการใหม่ๆ ในการรวมฟังก์ชันแอนะล็อกให้มากขึ้นเข้ากับ SoC

ในบริบทนี้การนำเสนอที่ฟอรัม TSMC OIP ล่าสุดจะเป็นที่สนใจของสถาปนิกระบบและนักออกแบบ SoC การพูดคุยนี้มอบให้โดย Manar El-Chammas รองประธานฝ่ายวิศวกรรมของ Omni Design Technologies

เทคโนโลยีการออกแบบ Omni

Omni Design สร้างสรรค์นวัตกรรมในหลายระดับตั้งแต่การออกแบบระดับทรานซิสเตอร์ไปจนถึงอัลกอริทึม ข้อเสนอ IP ของพวกเขารองรับตลาดหลายแห่ง รวมถึง 5G, ยานยนต์, AI, เซนเซอร์ภาพ ฯลฯ

กลุ่มผลิตภัณฑ์ IP ของ Omni Design ประกอบด้วยตัวแปลงแอนะล็อกเป็นดิจิทัล (ADC) และตัวแปลงดิจิทัลเป็นอะนาล็อก (DAC) ซึ่งมีความละเอียดตั้งแต่ 6 บิตถึง 14 บิต และอัตราการสุ่มตัวอย่างตั้งแต่ไม่กี่เมกะตัวอย่าง/วินาที (Msps) ไปจนถึง 20+ กิกะตัวอย่าง/วินาที (Gsps) Omni Design ยังนำเสนอฟรอนต์เอนด์แบบอะนาล็อกที่สมบูรณ์ (AFE) ที่สามารถรวม ADC และ DAC หลายตัว, PLLs, มอนิเตอร์ PVT, PGA, LDO และการอ้างอิงแบนด์แกป มาโคร AFE ที่ผสานรวมอย่างสมบูรณ์ช่วยให้สามารถรวมส่วนประกอบอะนาล็อกเข้ากับ SoC ได้อย่างราบรื่น

การเปลี่ยนจากบอร์ดเป็น SoC

มีการเปลี่ยนแปลงที่สำคัญในอุตสาหกรรมไปสู่การรวมฟังก์ชันอะนาล็อกจากบอร์ด PC เข้ากับ SoC ในหลายแอปพลิเคชันที่ระบุไว้ก่อนหน้านี้ แอปพลิเคชันเหล่านี้ต้องการประสิทธิภาพที่สูงขึ้น ใช้พลังงานน้อยลง และชิปฟอร์มแฟคเตอร์ที่เล็กลง การรวมส่วนประกอบต่างๆ เข้ากับ SoC ช่วยลดต้นทุนระบบและความซับซ้อนของรายการวัสดุ (BOM) โซลูชันแบบบูรณาการทำให้ การซิงโครไนซ์นาฬิกาที่ง่ายขึ้น ของอาร์เรย์ ADC และการจับคู่ที่ยอดเยี่ยมระหว่างแชนเนล. สิ่งสำคัญประการหนึ่งที่ทำให้ SoC แบบผสานรวมเหล่านี้เป็นจริงได้ก็คือ ความพร้อมใช้งานของความละเอียดสูง อัตราการสุ่มตัวอย่างสูง ตัวแปลงข้อมูลพลังงานต่ำพิเศษ ในโหนดกระบวนการ FinFET ขั้นสูง.

เปิดใช้งานเทคโนโลยี

แอปพลิเคชัน เช่น 5G และ LiDAR ในยานยนต์ต้องการตัวแปลงข้อมูลความเร็วสูงที่มีความละเอียดสูง ซึ่งรักษาความเป็นเชิงเส้นสูงได้มากกว่า 60dB SFDR และ 60dB IMD3 และ NSD ต่ำ ด้วยการใช้โซลูชั่นที่เป็นกรรมสิทธิ์และจดสิทธิบัตรแล้ว Omni Design สามารถตอบสนองความต้องการที่เข้มงวดเหล่านี้ได้ ตัวอย่างเช่น เทคโนโลยี SWIFT™ ที่ได้รับการพิสูจน์ตามเวลาสามารถให้ทั้งประสิทธิภาพด้านพลังงานและความเร็วเมื่อเทียบกับโซลูชันทั่วไป ดูรูปด้านล่าง. การเปรียบเทียบกับเครื่องขยายเสียงทั่วไปแสดงในตาราง. เทคโนโลยี SWIFT ช่วยให้สามารถบู๊ตตัวเก็บประจุอ้างอิงในลักษณะที่ปรับประสิทธิภาพโดยรวมของเครื่องขยายเสียงให้เหมาะสมที่สุด ด้วยเหตุนี้ Omni Design จึงสามารถพัฒนาตัวแปลงข้อมูลประสิทธิภาพสูงที่ใช้พลังงานต่ำเป็นพิเศษได้

การรวมส่วนหน้าแบบอะนาล็อก (AFE) เข้ากับ Advanced Node SoC

5G และยานยนต์เป็นสองตลาดที่กำลังเติบโตที่แตกต่างกันซึ่งพอร์ตโฟลิโอ IP ของ Omni Design ระบุอยู่ ดังที่ได้กล่าวไว้ก่อนหน้านี้ Omni Design มอบ IP แต่ละบล็อกและระบบย่อย AFE ทั้งหมด

ระบบย่อย AFE ที่สมบูรณ์เพียงระบบเดียวที่ Omni Design เสนอให้ใช้ใน 5G SoC ระบบย่อยประกอบด้วยทุกสิ่งที่จำเป็นในเส้นทางการประมวลผลสัญญาณระหว่างเสาอากาศและบล็อกการประมวลผลสัญญาณดิจิทัล (DSP) สำหรับแผนภาพบล็อกระดับสูงของระบบย่อย 5G โปรดดูรูปภาพด้านล่าง

ระบบย่อย AFE ที่สมบูรณ์แบบอีกระบบหนึ่งที่ Omni Design นำเสนอสำหรับใช้ใน LiDAR SoC ของยานยนต์ ระบบย่อยประกอบด้วยทุกสิ่งที่จำเป็นในเส้นทางการประมวลผลสัญญาณระหว่างโฟโต้ไดโอดและ DSP สำหรับบล็อกไดอะแกรมระดับสูงของระบบย่อย LiDAR โปรดดูรูปด้านล่าง

LeddarTech® ผู้นำระดับโลกด้านเทคโนโลยีการตรวจจับ ADAS และ AD ระดับ 1-5 กำลังรวมระบบย่อย AFE ของ Omni Design เข้ากับ LiDAR SoC สำหรับยานยนต์ของตน ออมนิ ดีไซน์ เมื่อเร็วๆ นี้ ประกาศความพร้อมใช้งานทั่วไปของฟรอนต์เอนด์ตัวรับสัญญาณที่สมบูรณ์สำหรับ LiDAR SoC.

สรุป

ยานยนต์และ 5G ต้องการ ADC และ DAC ประสิทธิภาพสูงในโหนดกระบวนการ FinFET สำหรับการรวมเข้ากับ SoC สถาปัตยกรรมโมดูลาร์และเทคโนโลยีที่เป็นกรรมสิทธิ์ของ Omni Design ช่วยให้สิ่งเหล่านี้เป็นคอร์ IP และระบบย่อยที่สมบูรณ์เพื่อความสะดวกในการรวม SoC แกน IP เหล่านี้ได้รับการปรับให้เหมาะสมสำหรับพลังงาน ประสิทธิภาพ และปัจจัยพื้นที่/ฟอร์ม และแสดง NSD ต่ำและ SFDR สูงตามที่แสดงในซิลิคอน ลูกค้าได้รวมบล็อก IP ของ Omni Design และ/หรือระบบย่อยทั้งหมดเข้ากับ SoC ของตน

คุณอาจสนใจประกาศล่าสุดของ Omni Design ข่าวประชาสัมพันธ์เกี่ยวกับลูกค้าของพวกเขา MegaChips ประกาศการผสานรวมตัวแปลงข้อมูลประสิทธิภาพสูงที่ใช้พลังงานต่ำเป็นพิเศษเข้ากับ Ethernet SoC สำหรับยานยนต์ สำหรับตลาดการสื่อสารแบบ Vehicle-to-Everything (V2X) ข่าวประชาสัมพันธ์อื่นเกี่ยวกับ ความพร้อมใช้งานของตระกูล Lepton ของ ADC และ DAC ประสิทธิภาพสูงบนเทคโนโลยี TSMC 16 นาโนเมตร.

คุณอาจสนใจอ่านบทความที่เผยแพร่เมื่อเร็วๆ นี้ เอกสารไวท์เปเปอร์เรื่อง “การใช้งาน LiDAR สำหรับแอปพลิเคชันยานยนต์อัตโนมัติ”