在研究移動電視技術發(fā)展趨勢時需要區(qū)分產(chǎn)品功能組合,、封裝,、性能、采用的半導體工藝和最重要的射頻接收器性能,。目前大多數(shù)單制式解調器都采用130納米至65納米CMOS工藝制造,。
多數(shù)情況下，它們與射頻接收器一同封裝在系統(tǒng)級封裝內(SiP),，構成移動電視前端組件,。然而不同解決方案的性能不盡相同，遲早這些產(chǎn)品都只會滿足各自的傳輸標準,。
在“時隙模式”下(包括適用于多業(yè)務應用的射頻和內存),，實現(xiàn)低于50mW的極低系統(tǒng)功耗所面臨的主要挑戰(zhàn)是較小的外形尺寸和將系統(tǒng)集成于消費電子平臺的復雜度。不過目前隨著市場的日趨成熟,，所面臨的最大挑戰(zhàn)是滿足縮短開發(fā)周期和降低生產(chǎn)成本的需求,。為了應對上述挑戰(zhàn)，英飛凌科技開發(fā)出OmniVia TUS9090,。
系統(tǒng)特點
TUS9090是采用英飛凌RFCMOS 130納米工藝開發(fā)的創(chuàng)新型單片IC,。該SOC集成了多頻帶射頻接收器(VHF,、UHF和適用于歐盟與北美的L頻帶)、DVB-T解調器組件和DVB-H物理層及固件和多業(yè)務數(shù)據(jù)接收所需的嵌入式內存,。
TUS9090無需外部濾波器,、內存等組件，但如果TUS9090用于在VHF頻帶下接收DVB-T,，就需要一個外部LNA,。TUS9090集成了片上內存和邏輯內核，具備各種鏈路層和FEC功能,。表1對DVB-H制式和其他新開發(fā)的制式進行了比較,。
要開發(fā)出這種混合信號單片IC，需要大量的工程技術專長和豐富的經(jīng)驗,。首先需要進行系統(tǒng)分區(qū),，分區(qū)時需分析性能需求，然后根據(jù)需求,，實現(xiàn)最佳的軟硬件混合分區(qū),。隨后的設計優(yōu)化需要實現(xiàn)高級信號處理算法，但工程師需要深入了解相關的噪聲問題——高速數(shù)字組件發(fā)出的噪聲可進入靈敏的模擬射頻組件(例如LNA),。如果設計不仔細,，測試不夠詳盡，就無法滿足系統(tǒng)健壯性要求,，導致性能降低,，最終令客戶失望。此外,，由于相鄰信道干擾,、信號的快速深度衰減(終端隨汽車和火車移動)和較差的室內接收信號強度(信號功率損失),，使得移動電視的接收面臨著嚴峻的挑戰(zhàn),。
創(chuàng)新TUS9090單片IC完全符合MBRAI II規(guī)范。在DVB-H模式(QPSK,、CR 1/2,、GI=1/4、8MHz,、8K FFT)下,，射頻靈敏度高于-98dBm，如果不計入外部巴倫,，射頻調諧器的噪聲系數(shù)為4dB,。在TU6通道條件下(MPE誤幀率為5%)，假設采用QPSK調制,、1/2碼率,、1/4保護間隔,、3/4 MPE FEC率和8K FFT，測得最小載噪比(C/N)為8.4dB,。在相同條件下,，相移Fd3dB@MBRAI為170Hz。在單頻網(wǎng)(SFN)條件下也可實現(xiàn)類似的性能,。
TUS9090采用8.5×8.5×0.8mm SGA封裝,。不過為了最大限度縮小外形尺寸，TUS9090單片芯片采用凸點封裝,，以裸片形式供貨(凸點裸晶厚度小于0.4mm),，便于以較低的成本開發(fā)出外形很小的模塊。省去封裝工藝,，進一步降低了制造成本,。
系統(tǒng)架構
圖1顯示了從天線輸入端至連接主機或多媒體處理器組件的SDIO接口輸出端的系統(tǒng)架構框圖。
圖1：OmniVia TUS9090的功能架構框圖
實現(xiàn)移動電視功能的前端的第一部分是射頻信號接收所需的小型天線,。在移動環(huán)境下,，移動電視信號的恢復受各種條件的限制，包括特定的系統(tǒng)集成問題,?？紤]到UHF接收器的帶寬和移動終端天線的尺寸限制等因素，天線的設計面臨著巨大的挑戰(zhàn),。盡管低噪接收器設計可緩解這個問題,，但天線仍然是系統(tǒng)中最好的“低噪聲放大器”。因此,，我們需要尋找新穎的天線解決方案,。調諧天線或諧振天線具備非常出色的性能。不過當GSM發(fā)射器發(fā)出較強信號時,，由于無線組件與DVB-H天線之間的隔離度僅為10-20dB,，變容二極管等非線性調諧元件就會降低有用信號的質量。
TUS9090采用折中配置,，旨在實現(xiàn)最佳的線性度和最低的噪聲,。在UHF級，射頻調諧器的噪聲系數(shù)為4dB,，符合MBRAI II標準,。如果某種應用需要更高的性能，可通過增加外部LNA使噪聲系數(shù)達到2dB或更低,。英飛凌可提供完整的參考設計或根據(jù)客戶的具體需求修改設計,。
在TUS9090中，位于天線和輸入級之后的是嵌入式射頻接收器，它是集成了LNA,、混頻器,、通道濾波器、晶體振蕩器,、鎖相環(huán)路(PLL)和片上環(huán)路濾波器,、VCO和IF增益控制器的直接變頻接收器。從射頻到I/Q信號的差分信號通道具備出色的噪聲抑制功能,。此外,，集成化寬帶射頻AGC(自動增益控制)環(huán)路位于集成LNA之后。該射頻組件能夠直接接在LNA之后對信號進行檢測,，它能夠響應混頻器所能檢測到的所有信號,，避免由任何相鄰信道所引起的任何線性度問題。針對寬帶AGC,，TUS9090采用模擬增益控制環(huán)路,、實現(xiàn)基帶增益控制的數(shù)字化，并通過專用數(shù)字AGC總線控制可編程增益步長,。此外,，支持多種標準晶體頻率的集成化高性能晶體振蕩器，可確保射頻組件的正常工作——不論系統(tǒng)時鐘是否可用,。不過這種射頻組件也能配合優(yōu)質的系統(tǒng)時鐘一起工作,，從而降低晶振成本。