Otomotiv ve 5G Ürünlerini Hızlandıran Yüksek Hızlı Veri Dönüştürücüler

Çip Üzerinde Sistem'e (SoC) yönelik eğilim bir süredir ivme kazanıyor olsa da, ana itici güç Moore yasasının teşvik ettiği dijital bileşenlerin entegrasyonu oldu. Giderek daha fazla dijital devreyi tek bir çipe entegre etmek performans, güç, form faktörü ve ekonomik nedenlerden dolayı sürekli olarak faydalı olmuştur. Bu nedenle, bir sistemin dijital bileşenleri bir SoC'ye entegre olmaya devam ederken, analog işlevlerin çoğu hala ayrı çipler olarak ve iyi nedenlerden dolayı bırakıldı. Birincisi, analog devreler, süreç ölçeklendirmesinden dijital devrelerin her ilerleyen süreç düğümünde yararlandığı kadar faydalanamadı. İkincisi, analog fonksiyonların gelişmiş süreç düğümlerinde IP blokları olarak genel kullanılabilirliği geride kaldı çünkü analogun FinFET düğümlerine taşınması daha zor görülüyordu. Analog IC tedarik eden yarı iletken şirketlerinin muazzam büyümesinin bir nedeni de budur.

Günümüz uygulamalarının çoğu, ister otomotiv, yapay zeka veya 5G olsun, uç işleme gerektirir ve çok zorlu gereksinimlere sahiptir. Ürünlerin daha düşük gecikmeyle daha yüksek performans sunması, daha az güç tüketmesi, daha küçük form faktörüne sahip olması ve cazip fiyat noktalarında satışa sunulması bekleniyor. Bu, birçok yarı iletken şirketini daha fazla analog işlevselliği bir SoC'ye entegre etmenin yenilikçi yollarını aramaya itiyor.

Bu bağlamda, son TSMC OIP Forumunda yapılacak bir sunum, hem sistem mimarlarının hem de SoC tasarımcılarının ilgisini çekecektir. Konuşmayı Omni Design Technologies mühendislik başkan yardımcısı Manar El-Chammas yaptı.

Omni Tasarım Teknolojileri

Omni Design, transistör düzeyindeki tasarımlardan algoritmalara kadar birçok düzeyde yenilik yapıyor. IP teklifleri 5G, otomotiv, yapay zeka, görüntü sensörleri vb. dahil olmak üzere birçok pazara hitap ediyor.

Omni Design'ın IP portföyü, 6 bitten 14 bit'e kadar değişen çözünürlüklerde ve birkaç mega örnek/saniyeden (Msps) birkaç mega örnek/saniyeye kadar örnekleme hızları arasında değişen analogdan dijitale dönüştürücülerden (ADC'ler) ve dijitalden analoğa dönüştürücülerden (DAC'ler) oluşur. 20'den fazla giga örnek/saniye (Gsps). Omni Design ayrıca birden fazla ADC ve DAC, PLL, PVT monitör, PGA, LDO ve bant aralığı referansını içerebilen eksiksiz analog ön uçlar (AFE'ler) sunar. Tamamen entegre AFE makrosu, analog bileşenlerin SoC'lere kusursuz entegrasyonunu sağlar.

Anakartlardan SoC'lere Geçiş

Sektörde, daha önce tanımlanan uygulamaların çoğunda analog işlevlerin PC kartlarından SoC'lere entegrasyonuna yönelik önemli bir değişim var. Bu uygulamalar daha yüksek performans, daha düşük güç ve daha küçük form faktörlü yongalar gerektirir. Daha fazla bileşenin SoC'ye entegrasyonu, sistem maliyetinin ve malzeme listesi (BOM) karmaşıklığının azaltılmasına yardımcı olur. Entegre bir çözüm şunları sağlar: daha kolay saat senkronizasyonu ADC dizileri ve kanallar arasında mükemmel uyum. Bu entegre SoC'leri gerçeğe dönüştüren en önemli şeylerden biri elbette yüksek çözünürlüklü, yüksek örnekleme hızına sahip, ultra düşük güçlü veri dönüştürücülerin varlığıdır. gelişmiş FinFET süreç düğümlerinde.

Teknolojiyi Etkinleştirme

5G ve otomotiv LiDAR gibi uygulamalar, 60dB SFDR ve 60dB IMD3 ve düşük NSD'nin üzerinde yüksek doğrusallığı koruyan yüksek hızlı, yüksek çözünürlüklü veri dönüştürücüler gerektiriyordu. Omni Design, çeşitli tescilli ve patentli çözümlerin kullanılmasıyla bu katı gereklilikleri karşılayabilmektedir. Örneğin, zaman içinde kanıtlanmış SWIFT™ teknolojileri, daha geleneksel çözümlerle karşılaştırıldığında hem güç hem de hız verimliliği sağlayabilir. Aşağıdaki Şekil'e bakın. Tabloda geleneksel amplifikatörle bir karşılaştırma gösterilmektedir. SWIFT teknolojisi, referans kapasitörlerinin amplifikatörün genel performansını optimize edecek şekilde önyükleme yapmasına olanak tanır. Sonuç olarak Omni Design, ultra düşük güçlü, yüksek performanslı veri dönüştürücüler geliştirebilmektedir.

Gelişmiş Düğüm SoC'sine Analog Ön Uç (AFE) Entegrasyonu

5G ve Otomotiv, Omni Design'ın IP portföyünün hitap ettiği birçok farklı büyüyen pazardan ikisidir. Daha önce de belirtildiği gibi Omni Design, ayrı ayrı IP blokları ve tüm AFE alt sistemleri sunar.

Omni Design'ın sunduğu eksiksiz bir AFE alt sistemi, 5G SoC'lerde kullanıma yöneliktir. Alt sistem, anten ile dijital sinyal işleme (DSP) bloğu arasındaki sinyal işleme yolunda ihtiyaç duyulan her şeyi içerir. 5G alt sisteminin üst düzey blok şeması için aşağıdaki Şekil'e bakın.

Omni Design'ın sunduğu bir diğer eksiksiz AFE alt sistemi, otomotiv LiDAR SoC'lerinde kullanıma yöneliktir. Alt sistem, foto diyot ile DSP arasındaki sinyal işleme yolunda ihtiyaç duyulan her şeyi içerir. LiDAR alt sisteminin üst düzey blok şeması için aşağıdaki Şekil'e bakın.

Seviye 1-5 ADAS ve AD algılama teknolojisinde küresel bir lider olan LeddarTech®, Omni Design'ın AFE alt sistemini otomotiv LiDAR SoC'ye entegre ediyor. Omni Tasarım yakın zamanda LiDAR SoC için eksiksiz bir alıcı ön ucunun genel kullanıma sunulduğunu duyurdu.

Özet

Otomotiv ve 5G, SoC'lere entegrasyon için FinFET süreç düğümlerinde yüksek performanslı ADC'ler ve DAC'ler gerektirir. Omni Design'ın modüler mimarisi ve tescilli teknolojileri, SoC entegrasyonu kolaylığı için bunların IP çekirdekleri ve eksiksiz alt sistemler olarak sunulmasına yardımcı olur. Bu IP çekirdekleri güç, performans ve alan/form faktörü açısından optimize edilmiştir ve silikonda gösterildiği gibi düşük NSD ve yüksek SFDR sergiler. Müşteriler, Omni Design'ın IP bloklarını ve/veya tüm alt sistemlerini SoC'lerine entegre ediyor.

Omni Design'ın son duyurularından bazıları ilginizi çekebilir. Müşterileri hakkında bir basın açıklaması MegaChips, ultra düşük güçlü, yüksek performanslı veri dönüştürücülerin otomotiv Ethernet SoC'sine entegre edildiğini duyurdu Araçtan Her Şeye (V2X) iletişim pazarı için. Konuyla ilgili başka bir basın açıklaması Lepton ailesinin yüksek performanslı ADC'leri ve DAC'leri TSMC 16nm teknolojisinde mevcuttur.

Ayrıca yakın zamanda yayınlananları okumak da ilginizi çekebilir “Otonom Araç Uygulamaları için LiDAR Uygulamaları” konulu teknik inceleme