非線性FEM+DPD釋放Wi-Fi 7潛能

Wi-Fi 7即第7代Wi-Fi技術(shù),，也稱IEEE 802.11be或者ETH。ETH（Extremely High Throughput,，極高吞吐量）也表明了Wi-Fi 7標(biāo)準(zhǔn)更新之后最主要的特性變化,，能夠?yàn)?K視頻傳輸,、云端游戲、邊緣計(jì)算以及大規(guī)模并發(fā)應(yīng)用等應(yīng)用帶來更好的帶寬支持,。

在Qorvo媒體日上,，Qorvo亞太區(qū)無線連接事業(yè)部高級行銷經(jīng)理 Jeff Lin（林健富）介紹了Wi-Fi 7的主要更新，包括320MHz信道帶寬,、4096 QAM,、多鏈路操作（MLO）和多資源單元 (MRU）等。

Felix分析 ? 來源：電子發(fā)燒友 ? 作者：吳子鵬 ? 2024-04-19 00:29 ? 2229次閱讀

電子發(fā)燒友網(wǎng)報(bào)道（文/吳子鵬）4月11日,，Qorvo在北京成功舉辦以“春光作序,，萬物更‘芯’”為主題的媒體日。作為全球領(lǐng)先的連接和電源解決方案供應(yīng)商,，此次媒體日上,，Qorvo的技術(shù)專家分享了該公司在Wi-Fi 7、BMS和壓力傳感器方面的相關(guān)方案和技術(shù)理解,，為相關(guān)領(lǐng)域的產(chǎn)品創(chuàng)新指明了方向,。

本文我們帶著問題去這些分享中尋找答案，比如怎樣的射頻配置能否更好地發(fā)揮Wi-Fi 7的性能,？集成式BMS方案相較于離散型BMS方案有哪些突出的優(yōu)勢,？壓力傳感器如何在高靈敏度的同時(shí)免受環(huán)境干擾？這些問題的答案都將在文中揭曉,。

非線性FEM+DPD釋放Wi-Fi 7潛能

Wi-Fi 7即第7代Wi-Fi技術(shù),，也稱IEEE 802.11be或者ETH。ETH（Extremely High Throughput,，極高吞吐量）也表明了Wi-Fi 7標(biāo)準(zhǔn)更新之后最主要的特性變化,，能夠?yàn)?K視頻傳輸、云端游戲,、邊緣計(jì)算以及大規(guī)模并發(fā)應(yīng)用等應(yīng)用帶來更好的帶寬支持,。

在Qorvo媒體日上，Qorvo亞太區(qū)無線連接事業(yè)部高級行銷經(jīng)理 Jeff Lin（林健富）介紹了Wi-Fi 7的主要更新,，包括320MHz信道帶寬,、4096 QAM、多鏈路操作（MLO）和多資源單元 (MRU）等,。

Qorvo亞太區(qū)無線連接事業(yè)部高級行銷經(jīng)理 Jeff Lin（林健富）

Wi-Fi 7在6 GHz頻段支持最大320 MHz信道帶寬,，同時(shí)在5 GHz和6 GHz頻段上支持 20/40/80/160 MHz信道帶寬以及在2.4 GHz 頻段支持20 /40 MHz信道帶寬。林健富表示,，“僅 320 MHz的信道帶寬就使Wi-Fi 7的最大速度翻了一番,，越大的帶寬表示可以傳輸更大量的資料，吞吐量就越高,?！?br/>
4096 QAM同樣帶來了傳輸容量的提升,，Wi-Fi 7中每一個(gè)用QAM調(diào)制的點(diǎn)可以比Wi-Fi 6多攜帶2比特的信息，傳輸吞吐量提高了20%,。

林健富指出，MLO是Wi-Fi 7標(biāo)準(zhǔn)中另一個(gè)殺手級應(yīng)用創(chuàng)新,，是一項(xiàng)重要且實(shí)用的功能,。MLO讓設(shè)備能夠同時(shí)跨多個(gè)波段和信道發(fā)送和接收，作為一個(gè)MAC層的解決方案,，MLO允許每個(gè)鏈路可以獨(dú)立和同時(shí)與其他鏈路工作,，或協(xié)調(diào)最佳的聚合速度、延遲,、范圍（覆蓋）或節(jié)省電力,，可以大幅提升鏈路的利用率。

不過,，林健富強(qiáng)調(diào),，Wi-Fi 7 帶來了眾多技術(shù)突破，也對射頻前端提出了更高的要求,，例如需要更多的前端模塊（FEMs）,、實(shí)現(xiàn)至少 -47dB 的 EVM、兼容DPD（Digital Pre-Distortion,，數(shù)字預(yù)失真）,、高效利用非連續(xù)頻譜，并強(qiáng)化濾波性能以改善信號(hào)隔離,。

為了應(yīng)對 Wi-Fi 7 的新挑戰(zhàn),，林健富介紹了非線性（Non-Linear）FEM+DPD 的方案。非線性FEM主要是指采用非線性PA,，理想PA是具有線性特性,，也就是輸入信號(hào)的功率和輸出信號(hào)的功率具有線性關(guān)系。不過,，線性PA帶來的主要問題就是隨著輸入功率的增大會(huì)出現(xiàn)信號(hào)失真,。當(dāng)然，還有一種PA本身就是非線性的,，那么為了獲得線性的輸出功率,，就需要增加一個(gè)DPD。

林健富稱,，非線性PA比線性PA更加省電,，根據(jù)Qorvo的測試結(jié)果，非線性PA可以比線性PA省電25%-30%,，這就是為什么越來越多的方案商選擇非線性PA,。DPD是一種利用數(shù)學(xué)驗(yàn)算法改善PA線性度的方法,，DPD讓輸入信號(hào)進(jìn)入PA之前就進(jìn)行補(bǔ)償，然后從PA輸出的信號(hào)頻率就是線性的,。在信號(hào)進(jìn)入PA之前,，DPD已經(jīng)知曉PA的非線性情況，然后施加一個(gè)相反的信號(hào),，最終獲得線性信號(hào),。不過，DPD需要額外算法來運(yùn)行,，需要占據(jù)一定的系統(tǒng)資源,，也就需要Wi-Fi芯片廠商的配合。

根據(jù)林健富的介紹,，DPD既有簡單的DPD,，也有GMP (Generalized Memory Polynomial)這種比較動(dòng)態(tài)復(fù)雜的DPD。關(guān)于方案部署,，有的Wi-Fi芯片性能比較強(qiáng),，會(huì)直接挪用一部分資源來做DPD；也會(huì)有廠商選擇在Wi-Fi芯片外一片小的DSP芯片上專門做DPD,。DPD已經(jīng)成為當(dāng)前Wi-Fi芯片廠商“內(nèi)卷”的一個(gè)領(lǐng)域,，如果能夠提供好的DPD性能，即便是性能比較差的PA也能補(bǔ)償回來,，從而降低 Wi-Fi 7部署的成本,。

在FEM方面，目前Qorvo的FEM模塊包括線性和非線性兩種,。線性Wi-Fi 7 FEM有著極佳的線性度同時(shí)具備低功耗,、小封裝、高整合的特性,；非線性Wi-Fi 7 FEM可大幅降低功耗,，同時(shí)將PAE提升到極致。

MCU+AFE讓BMS設(shè)計(jì)更加高效

BMS（battery management system）是電動(dòng)汽車不可或缺的重要部件,，因?yàn)樾履茉雌囀袌龌馃?，現(xiàn)在大部分人也已經(jīng)熟知BMS。不過,，BMS的應(yīng)用并不局限于電動(dòng)汽車,，比如工業(yè)領(lǐng)域的工業(yè)搬運(yùn)機(jī)器人、自動(dòng)叉車,、巡邏車等,；消費(fèi)電子領(lǐng)域的電動(dòng)工具、消費(fèi)類機(jī)器人,、充電寶和電動(dòng)兩輪車等,。

Qorvo在電源領(lǐng)域持續(xù)深耕,，目前已經(jīng)擁有電源管理芯片（PMIC）、斷電保護(hù)（PLP）,、DC/DC 穩(wěn)壓器,、電池管理、智能電機(jī)控制以及碳化硅產(chǎn)品等豐富的產(chǎn)品組合,。Qorvo資深客戶經(jīng)理Yichi Zhang（張亦弛）介紹稱,，在BMS方面，Qorvo創(chuàng)新地將高性能MCU和模擬前端（AFE）整合到單個(gè)芯片中,，不僅簡化了系統(tǒng)架構(gòu),，也提高了系統(tǒng)性能,、可靠性和智能化水平,。

張亦弛在演講中提到，無論是馬達(dá)驅(qū)動(dòng)產(chǎn)品,，還是BMS產(chǎn)品,，Qorvo產(chǎn)品的最大特色就是高度集成。MCU+AFE方式實(shí)現(xiàn)了數(shù)字,、模擬二合一,，因此Qorvo的BMS產(chǎn)品具有和通用MCU一樣的可編程性和可配置性，除了實(shí)現(xiàn)BMS功能,，還可以通過產(chǎn)品的外設(shè)去拓展其他應(yīng)用功能,。

Qorvo BMS芯片產(chǎn)品已經(jīng)量產(chǎn)兩個(gè)系列：PAC2214x和PAC2514x。在MCU方面,，其中PAC2214x內(nèi)置Arm Cortex-M0 MCU,，主頻50MHZ，F(xiàn)lash容量為32KB,；PAC2514x則采用Arm Cortex-M4 MCU,，主頻提升至150 MHZ，F(xiàn)lash容量為128KB,。

在AFE方面,，Qorvo BMS芯片產(chǎn)品的AFE集成有16bit高精度ADC、電芯平衡電路,、高邊驅(qū)動(dòng)等各項(xiàng)電池管理模塊,。

Qorvo BMS芯片產(chǎn)品還提供出色的通信能力，包括SPI,、I2C,、UART、CAN等總線接口,，串聯(lián)整個(gè)BMS系統(tǒng)中的功能單元,，比如傳感器,、BLE等。有了這些通信接口,，Qorvo BMS芯片產(chǎn)品也可實(shí)現(xiàn)通用的控制功能,。此外，針對電池管理所需的安全和長續(xù)航的兩大需求,，Qorvo的BMS芯片從充放電管理,、短路保護(hù)、過流過壓保護(hù),、電池監(jiān)控,、電池均衡、低功耗控制這六大功能為基礎(chǔ),，優(yōu)化和管理電池效率和壽命,。

集成和離散是一個(gè)相對的概念，Qorvo BMS芯片產(chǎn)品均是單芯片方案,，帶來了敏捷開發(fā)的性能和非常高的性價(jià)比,，可為多達(dá)20個(gè)串聯(lián)電芯的電池組（鋰離子、鋰聚合物和磷酸鐵鋰等）提供全面的充放電控制和監(jiān)測,。當(dāng)然,，集成化意味著一些功能和特性已經(jīng)固定，在產(chǎn)品適用范圍方面就會(huì)受到影響,。

針對這個(gè)問題,，張亦弛回應(yīng)稱，“Qorvo BMS芯片產(chǎn)品最高可以支持20個(gè)串聯(lián)電芯,，但很多應(yīng)用里只需要5串,、8串、10串或者16串,。因此,，我們在后續(xù)產(chǎn)品里會(huì)陸續(xù)推出從低串?dāng)?shù)到高串?dāng)?shù)的完整BMS產(chǎn)品線，客戶可以根據(jù)電芯數(shù)量的不同,，靈活選擇我們的產(chǎn)品達(dá)到成本的可控,。”

創(chuàng)新壓力傳感器讓觸控更靈敏

傳感器是數(shù)字化設(shè)備不可或缺的器件,，在數(shù)字化時(shí)代,，迫于人們對智能人機(jī)交互方式的需求，傳感器技術(shù)也亟待創(chuàng)新,。Qorvo的Sensor Fusion解決方案正是這么一款能夠帶來交互革新的產(chǎn)品,。

Qorvo資深客戶經(jīng)理Renado Lei（雷益民）介紹到，Qorvo 打造的傳感器融合（Sensor Fusion），是包含MEMS 傳感器,、ASIC 芯片,、軟件和機(jī)電一體化結(jié)構(gòu)在內(nèi)的完整解決方案，且不受大多數(shù)環(huán)境因素的影響,，適用于任何材料,。

目前，Qorvo提供兩種系列的產(chǎn)品：MEMS Force和ForceGauge,，兩者在結(jié)構(gòu)堆疊方式上有所不同,。MEMS Force系列是芯片通過硅膠直接和表面基礎(chǔ)；而ForceGauge系列則通過PC板的微小變形來檢測力,。Qorvo的結(jié)構(gòu)工程師會(huì)根據(jù)客戶需求推薦合適的結(jié)構(gòu)和傳感器系列,。

應(yīng)用方面，Qorvo的壓力傳感器已用于手機(jī)側(cè)鍵,、AR/VR設(shè)備,、車用內(nèi)外人機(jī)交互、智能表面,、摩托車和兩輪車,、穿戴設(shè)備（如藍(lán)牙耳機(jī),、手表）,、家電等多種領(lǐng)域。相比于其它交互方式,，Qorvo的產(chǎn)品能夠提供防水,、戴手套操作、一體化設(shè)計(jì)等優(yōu)勢,。

此外,，在設(shè)計(jì)的過程中，Qorvo還能提供端到端的專業(yè)技術(shù)與協(xié)助,、仿真功能和軟件集成,，助力工程師在多個(gè)市場領(lǐng)域迅速實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品創(chuàng)新。

對于Sensor Fusion的應(yīng)用暢想,，Qorvo表示是實(shí)現(xiàn)無間隙的智能表面,。通過靈敏、低功耗且小巧的傳感器讓交互體驗(yàn)升級,。

結(jié)語

通過此次Qorvo媒體會(huì)不難看出,，在Wi-Fi 7，BMS和壓力傳感器方面,，Qorvo的產(chǎn)品和方案起到了非常好的創(chuàng)新引領(lǐng)作用,。在Wi-Fi 7領(lǐng)域，非線性FEM+DPD有望加速Wi-Fi 7的普及，并帶來更好的能效表現(xiàn),；在BMS方面,，單芯片BMS帶來了敏捷開發(fā)的特性，并能夠讓方案成本更加可控,，隨著Qorvo系列性地推出BMS芯片產(chǎn)品,，會(huì)有越來越多的BMS應(yīng)用受益于Qorvo的單芯片解決方案；在壓力傳感方面,，Sensor Fusion將人機(jī)交互表面的材料可以適應(yīng)的更多使用范圍,，將其打造更為時(shí)尚且智能的應(yīng)用體驗(yàn)。