加速汽车和 5G 产品的高速数据转换器

虽然片上系统 (SoC) 的趋势已经蓄势待发相当长一段时间了，但主要驱动力是在摩尔定律的推动下数字组件的集成。将越来越多的数字电路集成到单个芯片中一直有利于性能、功耗、外形尺寸和经济原因。因此，系统的数字组件不断集成到 SoC 中，而许多模拟功能仍然保留为单独的芯片，这是有充分理由的。其一，模拟电路从工艺缩放中获益的程度不如数字电路在每个先进工艺节点上的受益程度。另一方面，模拟功能作为先进工艺节点上的 IP 模块的普遍可用性受到阻碍，因为将模拟移植到 FinFET 节点被认为更具挑战性。这是供应模拟 IC 的半导体公司大幅增长的原因之一。

当今的许多应用都需要边缘处理，并且要求非常苛刻，无论是汽车、人工智能还是 5G。这些产品预计将以更低的延迟提供更高的性能，消耗更低的功耗，具有更小的外形尺寸，并且价格具有吸引力。这促使许多半导体公司寻求创新方法，将更多模拟功能集成到 SoC 中。

正是在这种背景下，系统架构师和 SoC 设计师等都会对最近在台积电 OIP 论坛上的演讲感兴趣。演讲由 Omni Design Technologies 工程副总裁 Manar El-Chammas 发表。

奥姆尼设计技术公司

Omni Design 在从晶体管级设计到算法的多个层面上进行创新。他们的 IP 产品面向多个市场，包括 5G、汽车、人工智能、图像传感器等。

Omni Design 的 IP 产品组合包括模数转换器 (ADC) 和数模转换器 (DAC)，分辨率范围从 6 位到 14 位，采样率从每秒几兆样本 (Msps) 到每秒 20+ 千兆样本 (Gsps)。 Omni Design 还提供完整的模拟前端 (AFE)，其中包括多个 ADC 和 DAC、PLL、PVT 监视器、PGA、LDO 和带隙基准。完全集成的 AFE 宏可以将模拟组件无缝集成到 SoC 中。

从主板过渡到 SoC

在前面提到的许多应用中，业界正在发生重大转变，将模拟功能从 PC 板集成到 SoC 中。这些应用需要更高性能、更低功耗和更小外形尺寸的芯片。将更多组件集成到 SoC 中有助于降低系统成本和物料清单 (BOM) 复杂性。集成解决方案有助于 更轻松的时钟同步 ADC 阵列和通道之间出色的匹配。当然，使这些集成 SoC 成为现实的关键因素之一是高分辨率、高采样率、超低功耗数据转换器的可用性 在先进的 FinFET 工艺节点中.

使能技术

5G 和汽车 LiDAR 等应用需要高速、高分辨率数据转换器，以保持超过 60dB SFDR 和 60dB IMD3 的高线性度以及低 NSD。通过使用各种专有和专利解决方案，Omni Design 能够满足这些严格的要求。例如，与更传统的解决方案相比，他们经过时间考验的 SWIFT™ 技术可以提供更高的功率和速度效率。 参考下图. 与传统放大器的比较如下表所示。 SWIFT 技术允许对参考电容器进行自举，从而优化放大器的整体性能。因此，Omni Design 能够开发超低功耗、高性能的数据转换器。

模拟前端 (AFE) 集成到高级节点 SoC 中

5G 和汽车是 Omni Design 的 IP 产品组合所针对的众多不同增长市场中的两个。如前所述，Omni Design 提供单独的 IP 块和整个 AFE 子系统。

Omni Design 提供的一种完整的 AFE 子系统适用于 5G SoC。该子系统包括天线和数字信号处理 (DSP) 模块之间的信号处理路径中所需的一切。有关 5G 子系统的高级框图，请参阅下图。

Omni Design 提供的另一个完整的 AFE 子系统用于汽车 LiDAR SoC。该子系统包括光电二极管和 DSP 之间的信号处理路径中所需的一切。有关 LiDAR 子系统的高级框图，请参阅下图。

LeddarTech® 是 1-5 级 ADAS 和 AD 传感技术领域的全球领导者，正在将 Omni Design 的 AFE 子系统集成到其汽车 LiDAR SoC 中。近期全能设计 宣布全面推出 LiDAR SoC 的完整接收器前端.

总结

汽车和 5G 需要 FinFET 工艺节点中的高性能 ADC 和 DAC 才能集成到 SoC 中。 Omni Design 的模块化架构和专有技术有助于将这些作为 IP 核和完整的子系统提供，以便于 SoC 集成。这些 IP 核针对功耗、性能和面积/外形尺寸进行了优化，并具有低 NSD 和高 SFDR（如硅片所示）。客户已将 Omni Design 的 IP 模块和/或完整子系统集成到他们的 SoC 中。

您可能对 Omni Design 最近发布的一些公告感兴趣。关于其客户的新闻稿 MegaChips 宣布将超低功耗、高性能数据转换器集成到其汽车以太网 SoC 中 适用于车联网 (V2X) 通信市场。另一份新闻稿关于 采用台积电 16 纳米技术的 Lepton 系列高性能 ADC 和 DAC 上市.

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