藍(lán)牙單芯片設(shè)計(jì)方案

就藍(lán)牙的實(shí)現(xiàn)成本而言，選擇生產(chǎn)工藝和實(shí)現(xiàn)需要的元件數(shù)量也許是爭(zhēng)論最多的問(wèn)題。為此大多數(shù)藍(lán)牙芯片供應(yīng)商決定采用多芯片方案，其中基帶DSP微控制器單元用CMOS技術(shù)生產(chǎn)，HF功能需要的模塊用雙極技術(shù)生產(chǎn)見(jiàn)圖1。這個(gè)方案無(wú)疑簡(jiǎn)化了芯片設(shè)計(jì)，但它有許多缺點(diǎn)，特別是涉及所需要的元件數(shù)量及印制電路板上所需空間位置和系統(tǒng)集成的問(wèn)題，所有這些問(wèn)題直接造成實(shí)現(xiàn)成本較高。

圖1藍(lán)牙無(wú)線電系統(tǒng)（最少兩個(gè)芯片）的典型方案右邊為基帶處理器，左邊為高頻模塊，附加濾波器和天線開(kāi)關(guān)元件

圖2全套單芯片方案全部采用CMOS技術(shù)生產(chǎn)。每個(gè)芯片包含基帶DSP，高頻部分和全集成單元的多用途16bitAISC處理器。這種受到保護(hù)的“芯片中的高頻“體系結(jié)構(gòu)有明顯的優(yōu)點(diǎn)，并遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過(guò)減少分立元件數(shù)量的的優(yōu)點(diǎn)。它的技術(shù)和經(jīng)濟(jì)優(yōu)點(diǎn)主要有四方面：①電壓控制振蕩器;②中頻接收機(jī);圖天線和發(fā)射機(jī)/接收機(jī)之間的高頻前端;④集成和生產(chǎn);

圖2單芯片藍(lán)牙方案“Bluecorco1”，只需少量外接元件，尤其是沒(méi)有電感、微調(diào)電容器、共振器或?yàn)V波器

①電壓控制振蕩器（vCO）方面的優(yōu)點(diǎn)

在藍(lán)牙單芯片方案中合成器完全與所有Vco元件集成在一起，包括諧振器﹑電容器。這些模塊在生產(chǎn)過(guò)程中不需要外部微調(diào)。自檢功能在芯片每次“高速運(yùn)轉(zhuǎn)”時(shí)可進(jìn)行模擬校準(zhǔn)，微調(diào)及匹配程序等例行工作。而在安裝期間調(diào)整工作是不必要的。由運(yùn)行引起的漂移自動(dòng)產(chǎn)生相應(yīng)的參數(shù)變量，所以可以保證藍(lán)牙高質(zhì)量的連接。

②高頻方面的優(yōu)點(diǎn)

許多傳統(tǒng)的藍(lán)牙系統(tǒng)使用比較高的100MHz中頻，以致開(kāi)發(fā)凄粉需使用SAW（聲表面波）信道濾波單元。但是集成在芯片中的所有藍(lán)牙內(nèi)核產(chǎn)品的無(wú)線電部分，都用特別低的中頻工作，以致可以在芯片上進(jìn)行濾波，因此不要使用外部元件。此外這種接收機(jī)使用配備有此模擬方案更好的鄰道抑制設(shè)備的全數(shù)字檢測(cè)器。

③HF前端方面的優(yōu)點(diǎn)

目前所有藍(lán)牙系統(tǒng)中天線的接收機(jī)╱發(fā)射機(jī)之間的高頻功能元件不是安在芯片上的。BlueCore模塊也不例外，但整個(gè)芯片是用CMOS技術(shù)制造的，接收機(jī)具有比雙極技術(shù)制造的設(shè)備的線性高得多，所以對(duì)濾波器實(shí)現(xiàn)較簡(jiǎn)單。

④集成和生產(chǎn)方面的優(yōu)點(diǎn)

幾乎所有的藍(lán)牙系統(tǒng)都需要對(duì)一些或所有元件進(jìn)行屏蔽。藍(lán)牙單芯片方案不需要屏蔽，整個(gè)產(chǎn)品系列都精確設(shè)計(jì)在FR4印刷電路板上。使用FR4作基板是考慮到了介電特性及由此產(chǎn)生的損耗的要求。因此也盡可能降低了制造成本。

審核編輯：黃飛