在過(guò)去的十年里,，模擬設(shè)計(jì)人員和電源設(shè)計(jì)人員的角色一直在發(fā)生變化,。最近，隨著半導(dǎo)體集成水平越來(lái)越高以及產(chǎn)品制造領(lǐng)域的全球性變化,，這種角色變化的趨勢(shì)進(jìn)一步加劇,。概括地講，集成正在從處理器延伸到各種模擬外設(shè),，逐漸向上游發(fā)展,，制造業(yè)也正在向中國(guó)轉(zhuǎn)移。仔細(xì)研究一下,，發(fā)現(xiàn)這是一個(gè)非常有意思，且具有啟發(fā)性的故事,。
新角色
我們首先回顧一下模擬設(shè)計(jì)人員角色演變的過(guò)程,。人們?cè)?jīng)希望模擬設(shè)計(jì)人員(無(wú)論男女)成為精通一項(xiàng)不可思議的藝術(shù)的大師，他們的任務(wù)是實(shí)現(xiàn)或多或少的各種單功能器件之間的互連,。很久以前,，他們處理的器件從無(wú)源器件和電子管，然后是晶體管、運(yùn)算放大器和比較器,，發(fā)展到簡(jiǎn)單的定時(shí)IC,、PLL、ADC和DAC等,。他們的工作是驅(qū)動(dòng)模擬收音機(jī)和電視,、示波器和X光機(jī)、雷達(dá)裝置和投彈瞄準(zhǔn)器,，從模擬信號(hào)的角度來(lái)看,，大多數(shù)這些設(shè)備都與真實(shí)世界發(fā)生交互。最近,，數(shù)字輸出的出現(xiàn)，極大地方便了與微控制器或DSP的交互,，而這些器件則是數(shù)字設(shè)計(jì)人員涉及的領(lǐng)域,。(請(qǐng)參見(jiàn)：An Early Experience with Mixed-Signal Design Disciplines。)
如今,，情況發(fā)生了變化,。當(dāng)混合信號(hào)芯片廠商發(fā)布新產(chǎn)品時(shí)，許多新產(chǎn)品(可能是其中的大部分器件)都是面向特定應(yīng)用的,，它們包含整個(gè)信號(hào)鏈,，從傳感器輸入以各種形式收集模擬數(shù)據(jù)，并將模擬數(shù)據(jù)變成電壓電平,，到通過(guò)信號(hào)調(diào)節(jié)進(jìn)行數(shù)字化,。輸出通常是針對(duì)芯片廠商的某種微控制器或DSP的輸入進(jìn)行預(yù)配置的。事實(shí)上,，一般都會(huì)有完整的參考設(shè)計(jì)可供使用,。終端產(chǎn)品廠商唯一要做的事情就是確定要實(shí)現(xiàn)哪些功能，價(jià)位多少,，以及包裝電子器件的封裝設(shè)計(jì),。
芯片廠商的這種商業(yè)模式似乎在全球范圍內(nèi)都比較普遍。而歐洲,、日本和韓國(guó)是特例,，這些地區(qū)的IC制造商都是大型的垂直集成型機(jī)構(gòu)，新款芯片的主要客戶(hù)可能都是內(nèi)部客戶(hù),，而北美芯片公司的客戶(hù)往往是中國(guó)廠商,。
對(duì)于模擬設(shè)計(jì)工程師來(lái)說(shuō)，產(chǎn)品集成的這種變化已經(jīng)改變了他們的職業(yè)前景,。除了從事工業(yè)控制領(lǐng)域工作的工程師以及軍事航空和電信公司的工程師之外,，以前需要在工作臺(tái)上進(jìn)行的設(shè)計(jì)工作已經(jīng)不復(fù)存在了。所有我訪(fǎng)問(wèn)過(guò)的公司都認(rèn)為，模擬設(shè)計(jì)領(lǐng)域的機(jī)會(huì)已經(jīng)轉(zhuǎn)移到了芯片公司,，芯片公司的模擬工程師可以是該公司內(nèi)部或者這個(gè)領(lǐng)域的混合信號(hào)芯片設(shè)計(jì)人員或者應(yīng)用工程師,。
促進(jìn)改革的推動(dòng)力
事情發(fā)展到這種局面經(jīng)歷了一些過(guò)程。顯然,，IC設(shè)計(jì)規(guī)則一代代地持續(xù)縮小推高了集成度,，不過(guò)由于允許的工作輸入電壓隨著物理尺寸的縮小而降低，也同樣帶來(lái)了各種難題,。
僅僅從模擬領(lǐng)域完善模擬芯片設(shè)計(jì)可能會(huì)使芯片生產(chǎn)工藝停留在0.35微米時(shí)代,。從那時(shí)起就已經(jīng)有必要通過(guò)數(shù)字領(lǐng)域的技巧來(lái)緩解基本的噪聲問(wèn)題。
事實(shí)上,，設(shè)計(jì)規(guī)則的縮減已經(jīng)成為混合信號(hào)集成的推動(dòng)因素之一,。將信號(hào)調(diào)節(jié)放大器連接到ADC不再需要留給客戶(hù)工程師來(lái)做了：這些工程師并不是非常熟悉工藝技術(shù)以及在信號(hào)鏈各級(jí)實(shí)現(xiàn)的專(zhuān)有技術(shù)。芯片廠商如果不希望客戶(hù)抱怨他們的產(chǎn)品沒(méi)有在真實(shí)設(shè)計(jì)中達(dá)到其數(shù)據(jù)手冊(cè)中的特性,，他們就必須將接口隱藏在芯片封裝內(nèi),。即使是這樣，最終產(chǎn)品的性能也不可能由于客戶(hù)修改了由工廠開(kāi)發(fā)的布局而得到提升,。因此,，我們找到了完整的參考設(shè)計(jì)和Gerber圖，并且找到大批現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用工程師向客戶(hù)解釋?zhuān)瑸槭裁垂こ處焸兇_實(shí)不愿意用便宜的電容來(lái)給每個(gè)電路板節(jié)省半分錢(qián)的成本,。
削減材料成本往往會(huì)將一個(gè)設(shè)計(jì)置于死地，這種觀念為過(guò)渡到高集成度混合信號(hào)IC產(chǎn)品提供了主要依據(jù),。
對(duì)于購(gòu)買(mǎi)新型混合信號(hào)產(chǎn)品并將這些產(chǎn)品變成面向普通民眾和新興中產(chǎn)階段的消費(fèi)類(lèi)產(chǎn)品的公司(OEM和ODM)而言,，他們正面臨著這樣的難題。
我們先來(lái)了解一下這些首字母縮略詞——OEM是原始設(shè)備制造商的縮寫(xiě),，而ODM是原始設(shè)計(jì)制造商的的縮寫(xiě),。我無(wú)法在網(wǎng)絡(luò)上找到一個(gè)我認(rèn)同的明確解釋?zhuān)虼宋視?huì)提出一個(gè)與我在芯片業(yè)務(wù)中獲悉的說(shuō)法相一致的定義。
概括地講,，這是一種分級(jí)的局面：OEM為銷(xiāo)售品牌產(chǎn)品的公司生產(chǎn)有品牌的產(chǎn)品,。ODM則生產(chǎn)組件，可能有多家公司會(huì)在這些組件上加上GUI,，并用外殼進(jìn)行封裝后,，以多種未注冊(cè)的商標(biāo)進(jìn)行銷(xiāo)售。
OEM這個(gè)名稱(chēng)是OEM概念在汽車(chē)業(yè)務(wù)中的延伸,。福特(Ford)或豐田(Toyota)銷(xiāo)售給普通用戶(hù)的擋風(fēng)玻璃雨刮器電機(jī)可能就是外面的廠家按照福特或豐田的規(guī)格生產(chǎn)的,。這種電機(jī)可能還需要進(jìn)行某種驗(yàn)收之后才能進(jìn)入福特或豐田的“車(chē)廠到經(jīng)銷(xiāo)商”的供應(yīng)鏈中。福特或豐田的品牌以及該電機(jī)來(lái)自汽車(chē)公司的零件部這一事實(shí)會(huì)給我們帶來(lái)信心,，使得我們?cè)敢饨邮苓@些產(chǎn)品高于從產(chǎn)品目錄中購(gòu)買(mǎi)的具有同樣規(guī)格的產(chǎn)品的價(jià)格,。
在電子產(chǎn)品由中國(guó)廠商(這些廠商可能已經(jīng)購(gòu)得了以前比較出名的北美品牌的品牌權(quán))生產(chǎn)的情況中,，運(yùn)行機(jī)制是相似的：以擁有品牌的公司的名義銷(xiāo)售的產(chǎn)品是無(wú)與倫比的，公司可能在十年或者更長(zhǎng)的時(shí)間都一直在致力于通過(guò)優(yōu)異的性能,、過(guò)硬的質(zhì)量和顧客支持,，為其品牌建立聲譽(yù)。
在中國(guó),，這類(lèi)公司往往面向的是海外市場(chǎng),。當(dāng)海外市場(chǎng)像現(xiàn)在一樣不景氣的時(shí)候，情況就不是很妙,，這樣,，它就無(wú)法支持通常較短的消費(fèi)產(chǎn)品生命周期。(我們應(yīng)該每三年買(mǎi)一個(gè)新電視,。)
同時(shí),，中國(guó)中產(chǎn)階段群體的規(guī)模在與日俱增；這個(gè)群體的人群可能要比全球任何地區(qū)中產(chǎn)階段的人都要多,，這些普通百姓一般都沒(méi)有采用一流的消費(fèi)產(chǎn)品,，因此他們現(xiàn)在有了強(qiáng)烈的購(gòu)買(mǎi)欲望。
此外還需要記住的是,，他們沒(méi)有用信用卡的習(xí)慣，因此,，雖然他們無(wú)法像西方消費(fèi)者一樣消費(fèi)那么多,，但是他們幾乎不可能引起經(jīng)濟(jì)泡沫，如果像中國(guó)一樣,，你一直接受的是嚴(yán)格的馬克思主義經(jīng)濟(jì)學(xué)的熏陶,，這可能是一件好事。
這就是OEM所面臨的局面,。如果芯片公司的參考設(shè)計(jì)有足夠的功能支持具有各種價(jià)位(與實(shí)現(xiàn)的功能數(shù)成正比)的常規(guī)設(shè)計(jì),，如果可以通過(guò)多個(gè)國(guó)內(nèi)品牌的不同配置來(lái)提供設(shè)計(jì)，并且ODM能以最低的非重復(fù)性工程(NRE)成本迅速將其導(dǎo)入生產(chǎn)階段,，那么這種產(chǎn)品就是一個(gè)成功的產(chǎn)品,。
也可以這樣說(shuō)，如果產(chǎn)品能夠支持終端用戶(hù)對(duì)價(jià)格和性能的期望,，那么這種產(chǎn)品就是一個(gè)成功的產(chǎn)品,。例如，很久以前,，我曾經(jīng)寫(xiě)過(guò)一篇有關(guān)日本和中國(guó)空調(diào)市場(chǎng)的文章(網(wǎng)址為http://electronicdesign.com/article/power/air-conditioner-chip-set-is-way-cool12211.aspx),。議題是不同的壓縮機(jī)需要的電機(jī)控制以及價(jià)格與安靜度之間的折衷。日本消費(fèi)者愿意為噪聲比較小的空調(diào)支付更高的價(jià)格,；而中國(guó)消費(fèi)者只要求空調(diào)能致冷就行了,。
除了經(jīng)濟(jì)因素之外,，還有各種其它的文化考量。如果你所在國(guó)家的大部分地區(qū)都存在醫(yī)生和醫(yī)院嚴(yán)重短缺的狀況,，那么資質(zhì)相對(duì)較低的醫(yī)生使用的比較便宜的醫(yī)療儀器將在整體醫(yī)療方面起到極大的作用,。因此，你會(huì)發(fā)現(xiàn)ODM不僅生產(chǎn)便宜的筆記本電腦,、空調(diào)和照相機(jī),，而且還生產(chǎn)基本的超聲波儀器。(請(qǐng)參見(jiàn)：An Early Experience with Mixed-Signal Design Disciplines,，網(wǎng)址為http://electronicdesign.com/article/analog-and-mixed-signal/New-Technology-Treats-Medical-Needs-In-Developing-Countries.aspx,。)
如果OEM或ODM的商業(yè)模式需要廠商應(yīng)對(duì)高NRE費(fèi)用，這種商業(yè)模式就不起作用,。這是我們贊同半導(dǎo)體廠商應(yīng)該專(zhuān)注于更有難度的模擬設(shè)計(jì)工作的另一個(gè)因素,，而不是遵循舊的模式，開(kāi)發(fā)各種單獨(dú)的高性能IC,，并“將這些IC一股腦兒扔給”終端產(chǎn)品設(shè)計(jì)人員,。
缺乏導(dǎo)師
避免這種脫節(jié)同樣也是近代中國(guó)發(fā)展的一個(gè)側(cè)面。每當(dāng)我與半導(dǎo)體公司的高級(jí)工程師談起未來(lái)的模擬設(shè)計(jì)人員將來(lái)自哪個(gè)群體時(shí),，他們總是告訴我,，新大學(xué)畢業(yè)生至少需要高級(jí)設(shè)計(jì)人員指導(dǎo)五年之后才能真正充分發(fā)揮作用。
毫無(wú)疑問(wèn),，在中國(guó)的工程設(shè)計(jì)院校學(xué)習(xí)的年輕學(xué)生既聰明又勤奮,，不過(guò)他們畢業(yè)之后，卻面臨著嚴(yán)重缺少高級(jí)導(dǎo)師的問(wèn)題,。據(jù)悉,，由于已在海外工作幾十年的退休工程師回到工作崗位，這個(gè)問(wèn)題在一定程度上有所緩解,，不過(guò)只有等到更多的應(yīng)屆畢業(yè)生度過(guò)他們的成熟期之后,，這個(gè)問(wèn)題才會(huì)得到徹底解決。
這并不意味著年青的中國(guó)工程師一直在原地踏步,。多個(gè)資源來(lái)源顯示,，年青的中國(guó)工程師非常依賴(lài)他們自己的社交媒體，從而在技術(shù)問(wèn)題上尋求相互支持,。
影響延伸到無(wú)晶圓廠
到此為止,，本文討論的范圍已經(jīng)涉及到了傳統(tǒng)的半導(dǎo)體公司及其客戶(hù)，但是向高混合信號(hào)集成度發(fā)展以及通過(guò)參考設(shè)計(jì)提供完整的產(chǎn)品化的趨勢(shì)也延伸到了無(wú)晶圓廠新創(chuàng)公司,。這里舉一個(gè)例子,，我以前寫(xiě)過(guò)一篇有關(guān)Samplify公司的文章，該公司從一家IP供應(yīng)商發(fā)展成一家ADC供應(yīng)商,，最后發(fā)展成便攜式超聲波設(shè)備的完整產(chǎn)品設(shè)計(jì)提供商(網(wǎng)址為http://electronicdesign.com/article/analog-and-mixed-signal/The-Mind-Of-An-Entrepreneur.aspx),。
Samplify公司實(shí)現(xiàn)這一飛躍的途徑是面向ODM進(jìn)行優(yōu)化,，不過(guò)這不是無(wú)晶圓廠公司唯一可行的辦法。蘇格蘭公司W(wǎng)olfson Microelectronics表示,，它正在尋求將其編解碼器用在大公司的參考設(shè)計(jì)板的機(jī)會(huì),，從而能將他們的產(chǎn)品賣(mài)給OEM。
中國(guó)以外的地區(qū)
由于遠(yuǎn)東地區(qū)消費(fèi)類(lèi)產(chǎn)品的產(chǎn)量極具影響力,，因此在討論這種趨勢(shì)時(shí),，很難不去詳細(xì)討論遠(yuǎn)東地區(qū)。不過(guò)更高集成度和預(yù)先優(yōu)化的設(shè)計(jì)也開(kāi)始在西方工業(yè)控制市場(chǎng)出現(xiàn),。
根據(jù)定義,，工業(yè)控制是專(zhuān)注于特定產(chǎn)業(yè)的區(qū)域性領(lǐng)域，與消費(fèi)類(lèi)產(chǎn)品相比,，工業(yè)控制領(lǐng)域的任何一種項(xiàng)目需要的IC數(shù)都非常少,。盡管如此，總的來(lái)講,，工業(yè)控制領(lǐng)域?qū)τ诜咒N(xiāo)商而言也是一筆大業(yè)務(wù),。這里的問(wèn)題在于，隨著半導(dǎo)體公司不斷招收越來(lái)越多的應(yīng)屆大學(xué)畢業(yè)生,，并將他們派上芯片設(shè)計(jì)工程師和應(yīng)用工程師的工作崗位,，從事工業(yè)控制開(kāi)發(fā)工作的新模擬設(shè)計(jì)工程師(無(wú)論是大公司還是小設(shè)計(jì)公司)就存在一定的短缺。與此同時(shí),，高級(jí)設(shè)計(jì)工程師日漸年長(zhǎng),，紛紛退休，一方面在經(jīng)驗(yàn)上造成損失,，另一方面加劇了供應(yīng)減少的局勢(shì)。
認(rèn)識(shí)到這一點(diǎn)之后,，一些半導(dǎo)體公司開(kāi)始改革,。美國(guó)國(guó)家半導(dǎo)體公司(NSC)就是一個(gè)很好的例子。被德州儀器(TI)收購(gòu)后,，NSC一定會(huì)起死回生的其中一個(gè)因素就是其WEBENCH在線(xiàn)設(shè)計(jì)工具組合產(chǎn)品,。從過(guò)去來(lái)看，這些產(chǎn)品致力于采用功能上相對(duì)簡(jiǎn)單(與本文討論的IC相比)的IC進(jìn)行設(shè)計(jì),，不過(guò)最近發(fā)布針對(duì)特定傳感器定制的信號(hào)調(diào)節(jié)產(chǎn)品之后,，這種局面發(fā)生了變化。補(bǔ)充新硬件是一種可定制整個(gè)信號(hào)鏈的新型WEBENCH實(shí)現(xiàn)方案,。(請(qǐng)參見(jiàn)：Chips Implement Sensor Signal Chains From Nanoamps To Bits,，網(wǎng)址為http://electronicdesign.com/article/analog-and-mixed-signal/Chips-Implement-Sensor-Signal-Chains-From-Nanoamps-To-Bits.aspx)。
LMP91000就是這種傳感器產(chǎn)品中的一個(gè)例子,，這是一款面向電化學(xué)傳感應(yīng)用的可編程模擬前端(AFE),，以下網(wǎng)站上有該產(chǎn)品的說(shuō)明：http://www.national.com/pf/LM/LMP91000.html#Overview,。
電源因素
自從開(kāi)關(guān)穩(wěn)壓器中出現(xiàn)數(shù)字控制功能之后，電源管理IC廠商已經(jīng)走上了與混合信號(hào)IC廠商相似的道路,。這對(duì)于采用中間總線(xiàn)架構(gòu)(IBA)的應(yīng)用而言尤其如此,，在這類(lèi)應(yīng)用中，關(guān)閉模擬領(lǐng)域的控制回路通常被視為一種模擬魔術(shù),。因此Power-One和NSC等芯片廠商通過(guò)圖形用戶(hù)接口(GUI)支持其“數(shù)字”電源產(chǎn)品,，圖形用戶(hù)接口則承擔(dān)設(shè)計(jì)過(guò)程中的所有需在工作臺(tái)上完成的設(shè)計(jì)工作和大量分析工作。
對(duì)于大多數(shù)器件來(lái)講,，這些產(chǎn)品都是DC-DC開(kāi)關(guān)穩(wěn)壓器,，不過(guò)Vicor公司最近發(fā)布了一款名為PowerBench的電源設(shè)計(jì)工具，該工具支持從簡(jiǎn)單的降壓穩(wěn)壓器和升壓穩(wěn)壓器到完整的多路輸出AC-DC電源的設(shè)計(jì),。
混合信號(hào)產(chǎn)品示例
接下來(lái)我們抽查一下各種半導(dǎo)體公司最近發(fā)布的產(chǎn)品,，以此來(lái)舉例說(shuō)明上述各種混合信號(hào)芯片。
去年3月,，TI發(fā)布了16位和14位雙通道同步采樣逐次逼近(SAR) ADC,，這兩款A(yù)DC都帶有獨(dú)立控制的內(nèi)部電壓參考，可簡(jiǎn)化系統(tǒng)級(jí)設(shè)計(jì),。16位ADS8363,、14位ADS7263和12位ADS7223(圖1)可以提供同類(lèi)ADC兩倍的每通道吞吐能力，支持高達(dá)1Megasample/s的采樣速率,。這些ADC的目標(biāo)應(yīng)用為工業(yè)控制領(lǐng)域,，而不是消費(fèi)類(lèi)或醫(yī)療應(yīng)用。典型應(yīng)用包括馬達(dá)控制,、電能質(zhì)量測(cè)量,、電力自動(dòng)化以及太陽(yáng)能和風(fēng)力發(fā)電逆變器。
圖1：Bulletproof的參考設(shè)計(jì)對(duì)于銷(xiāo)售和應(yīng)用旨在去除設(shè)計(jì)特定混合信號(hào)應(yīng)用所需硬件的IC至關(guān)重要,。這塊針對(duì)TI公司面向工業(yè)控制的ADSxx63雙通道SAR的電路板相當(dāng)簡(jiǎn)單,，因?yàn)樾酒氖褂孟鄬?duì)較簡(jiǎn)單。
集成兩個(gè)2.5V獨(dú)立控制的電壓參考的意義在于實(shí)現(xiàn)獨(dú)立的ADC增益校準(zhǔn)和實(shí)現(xiàn)可編程增益放大器,。此外,，這種功能還可以在每個(gè)ADC需要不同的增益水平時(shí)減少外部信號(hào)調(diào)節(jié)的需求。
凌力爾特公司(Linear Technology)的新產(chǎn)品一般都針對(duì)汽車(chē)應(yīng)用,。從高集成度的角度來(lái)講,，凌力爾特公司面向混合動(dòng)力汽車(chē)/電動(dòng)汽車(chē)(EV)和其它高壓高性能電池系統(tǒng)的LTC6803第二代高壓電池監(jiān)測(cè)器可以解決通過(guò)串聯(lián)電池組的高壓的問(wèn)題。多個(gè)LTC6803可以在不使用光耦或隔離器的情況下串聯(lián)在一起(圖2),，從而對(duì)電池陣列中的每個(gè)電池實(shí)現(xiàn)精確電壓監(jiān)測(cè),。每個(gè)LTC6803電池測(cè)量IC都包含一個(gè)12位ADC、一個(gè)精密電壓參考,、一個(gè)高壓輸入復(fù)用器和一個(gè)串行接口,。單個(gè)LTC6803可以測(cè)量多達(dá)12個(gè)串聯(lián)的獨(dú)立電池,。可以測(cè)量的電池電壓范圍為-300mV至5V,，這使得LTC6803能夠監(jiān)測(cè)許多不同的化學(xué)電池和超級(jí)電容,。除了精密測(cè)量之外，還可以監(jiān)測(cè)每個(gè)電池的欠壓和過(guò)壓狀況,，提供相關(guān)的MOSFET使過(guò)度充電的電池放電,。此外還有一個(gè)5V穩(wěn)壓器、一個(gè)溫度傳感器,、GPIO線(xiàn)路和熱敏電阻輸入,。
圖2：凌力爾特公司針對(duì)利基市場(chǎng)的高集成度發(fā)展路線(xiàn)包含了在不采用光耦的情況下監(jiān)測(cè)電動(dòng)汽車(chē)電池組狀態(tài)的諸多技術(shù)。
測(cè)量汽車(chē)的電池陣列有一些獨(dú)特的要求,，從而催生了一些同樣獨(dú)特的解決方案,。例如，對(duì)于長(zhǎng)期的電池組存放,，集成式電池管理系統(tǒng)消耗的電流會(huì)使電池失去平衡,。凌力爾特公司的應(yīng)對(duì)方法是采用待機(jī)模式，在該模式下汲取的電流不到12微安,。此外,，由于LTC6803的電源輸入與電池組隔離，因此LTC6803可以汲取獨(dú)立電源的電流,，在這種情況下,，從電池組汲取的電流將不到1微安。除此之外,，芯片還必須滿(mǎn)足汽車(chē)溫度,、環(huán)境和安全標(biāo)準(zhǔn)。
今年1月,，ADI發(fā)布了面向心電圖(ECG)系統(tǒng)的模擬前端芯片系列的首款產(chǎn)品,。ECG系統(tǒng)可以測(cè)量和記錄人體心臟的心電活動(dòng)(圖3)，實(shí)現(xiàn)對(duì)出生缺陷,、心律失常、心臟瓣膜問(wèn)題和心臟肌肉的供血不足等疾病的診斷和分析,。
圖3：ADI公司用于便攜式ECG的模擬前端可以在滿(mǎn)足嚴(yán)格要求的同時(shí),，節(jié)省功耗和BOM成本。
ADAS1000 ECG AFE可以省去5電極心電監(jiān)護(hù)系統(tǒng)的信號(hào)鏈中的50多個(gè)元件,。該器件還整合了心臟起搏器脈搏檢測(cè)和呼吸測(cè)量功能,。這是一個(gè)通用器件，因?yàn)樗梢酝ㄟ^(guò)配置來(lái)優(yōu)化噪聲性能,、功耗或數(shù)據(jù)速率,。這些指標(biāo)是家庭,、門(mén)診和醫(yī)院ECG系統(tǒng)的不同設(shè)計(jì)目標(biāo)。
對(duì)于ODM和OEM而言,，自然就有相當(dāng)多的設(shè)計(jì)支持,。評(píng)估板包括模擬前端、電源,、控制和接口選擇方案,。由于模擬前端是唯一的，因此ADI將其與ADI的Blackfin DSP(數(shù)字信號(hào)處理器),、單芯片USB隔離器,、四通道數(shù)字隔離器、5kV DC-DC轉(zhuǎn)換器,，433MHz,、868MHz和915MHz ISM波段收發(fā)器和各種DC-DC穩(wěn)壓器整合在一起。
TI還推出了一個(gè)面向便攜式ECG系統(tǒng)的模擬前端系列,。最新的24位ADS1298R整合了呼吸檢測(cè)功能,，集成了40多個(gè)分立元件(如果不集成的話(huà)就需要這么多元件)。該芯片(圖4)的功耗比分立實(shí)現(xiàn)方案低95%,。片上器件包括八個(gè)ADC,、八個(gè)可編程增益放大器(PGA)、八個(gè)有源濾波器以及一個(gè)心臟起搏器檢測(cè)接口,、持續(xù)斷線(xiàn)檢測(cè)功能,、一個(gè)電壓參考和右腿驅(qū)動(dòng)電路等。在參考設(shè)計(jì)中,，該芯片與超低功耗DSP配合使用,。參考設(shè)計(jì)還可以實(shí)現(xiàn)示波器、FFT和直方圖顯示,，這體現(xiàn)了芯片公司在這些目標(biāo)混合信號(hào)芯片中提供的設(shè)計(jì)支持,。
圖4：除芯片廠商之外的其它公司會(huì)從本文介紹的趨勢(shì)中獲益。TI的心電圖產(chǎn)品可與ADI相媲美,。評(píng)估板可與Fluke公司的這款商業(yè)仿真器配合使用,。
集成度有時(shí)候也涉及MEMS。ADI在1月推出了具有I2S(Inter-IC Sound,，音頻芯片互連)數(shù)字輸出的高性能MEMS麥克風(fēng)ADMP441,。(這是產(chǎn)前公告，今年6月開(kāi)始量產(chǎn)),。該公司以前在其iMEMS系列中推出了其它的麥克風(fēng)產(chǎn)品,，不過(guò)這款新麥克風(fēng)器件不需要進(jìn)行信號(hào)調(diào)節(jié)和數(shù)字化操作，而是直接提供24位串行數(shù)據(jù)輸出。其規(guī)格如下：頻率響應(yīng)為100Hz至15kHz,，SNR為61dBA,，電源抑制比(PSRR)為80dBFS。采用4.72×3.76×1.00mm3的封裝,。
圖5：集成并不意味著不使用電子元件,。ADI將MEMS麥克風(fēng)與其相關(guān)的電子器件集成在一起，實(shí)現(xiàn)了一款尺寸極小的耐用設(shè)備,。