Un ejemplo muy concreto es la aplicación de software radio (Software Radio).En la actualidad, existen las siguientes contradicciones principales en el campo de la comunicación inalámbrica: primero, constantemente se proponen nuevos sistemas y estándares de comunicación, el ciclo de vida de los productos de comunicación se acorta y el costo de desarrollo aumenta;Los requisitos de interconexión son cada vez más fuertes;en tercer lugar, la banda de frecuencia está más concurrida, lo que requiere una mayor utilización de la banda de frecuencia y capacidad antiinterferencias.La radio de software realiza funciones de comunicación inalámbrica y personal tanto como sea posible con software, y reemplaza los circuitos integrados específicos de la aplicación con chips DSP programables de uso general y dispositivos lógicos programables, de modo que se reduce el contenido de hardware especial en el sistema y la flexibilidad y se mejoran la compatibilidad del diseño del sistema.flexibilidad y capacidad de actualización.Por ejemplo, el rápido desarrollo de la construcción urbana conducirá al deterioro de las características de la red inalámbrica.Aunque los métodos tradicionales de optimización de redes pueden mejorar el rendimiento de la red, es difícil obtener resultados satisfactorios a pesar de gastar mucha mano de obra y recursos financieros.Con la tecnología de radio de software, el rendimiento de la red inalámbrica se puede monitorear en cualquier momento y la red se puede actualizar de manera oportuna para garantizar el rendimiento óptimo de la red.Obviamente, la tecnología de software de radio necesita el apoyo de una plataforma de chip DSP de hardware con potentes capacidades de procesamiento de señales digitales.Al ejecutar diferentes software en el chip DSP, admite una variedad de sistemas de comunicación y mejora la compatibilidad y la capacidad de actualización del sistema.Es previsible que los chips DSP con capacidades informáticas paralelas de punto flotante reemplacen a los chips DSP de punto fijo para cumplir con los requisitos de alta precisión, gran rango dinámico, gran carga computacional y procesamiento de datos cada vez más complejo en el campo de las comunicaciones.
Además, existen otros protocolos de comunicación inalámbrica, como IEEE802.11, SWAP, IrDA, "Bluetooth" y otras tecnologías que brindan comunicación inalámbrica para diversos dispositivos como teléfonos móviles, computadoras portátiles, terminales de información portátiles, máquinas de juegos portátiles y dispositivos digitales. cámarasmanera de conectar la interfaz.
Otra clase notable de tecnologías de acceso inalámbrico es WLAN.Esta tecnología conecta teléfonos móviles, PDA y computadoras portátiles, y utiliza la red GSM o la red CDMA existentes con excelente cobertura para conectarlos a Internet, brindando a los usuarios servicios de datos de banda estrecha como correo electrónico y navegación web en cualquier momento y en cualquier lugar.Una gran cantidad de electrodomésticos digitales (como MP3, dispositivos de audio en red bajo demanda, etc.) también pueden descargar información o realizar el control remoto de esta manera.La principal dificultad de tales productos sigue estando en el rendimiento y el costo del chip.Si no se puede resolver el chip de circuito integrado de bajo costo, la promoción a gran escala del producto encontrará grandes dificultades.
Los circuitos integrados son los primeros y más utilizados en equipos de comunicación por cable, como conmutadores digitales controlados por programas, equipos de transmisión de red digital síncrona óptica (SDH), enrutadores, televisión de conferencias y comunicaciones seguras.La mayoría de los primeros circuitos integrados específicos de aplicaciones de comunicación se personalizaron de acuerdo con los requisitos del sistema.Después de años de desarrollo, los chips ASIC de comunicación de hoy han comenzado a liderar el desarrollo de equipos de comunicación.
En términos de interfaces de alta velocidad de equipos de comunicación, tales como sincronización de tramas, corrección de errores, tramas, procesamiento de información de transmisión, etc., se han integrado en un chip de circuito integrado.Por ejemplo, el procesamiento de información E1 en equipos SDH se ha desarrollado desde un chip inicial que admite 2 canales de E1 hasta un chip actual que admite 21 canales de E1.El conjunto de chips SDH de desarrollo propio de Datang Telecom solo necesita 5 VLSI para formar un sistema STM-1 completo, que puede completar la multiplexación/desincronización de 63 canales de E1, procesamiento de sobrecarga POH, conexión cruzada, procesamiento de sobrecarga SOH, etc. Proporciona 2 juegos de enlace ascendente y descendente STM-1 al mismo tiempo.Un bastidor complejo que originalmente requería docenas de placas PCB se simplifica en un solo disco, lo que mejora enormemente la confiabilidad del sistema y reduce el costo.
En el campo de la comunicación de datos, los primeros equipos utilizaron más el modo de desarrollo de circuitos integrados específicos de la aplicación, como los circuitos SAR utilizados para la división y combinación de celdas ATM, y los procesadores de red dedicados al procesamiento de paquetes de protocolo IP.Hoy en día, ya sea que se trate de un modo de transferencia asíncrono (ATM) o de dispositivos basados en Ethernet, cada vez se utilizan más CPU de alta velocidad y chips de interfaz dedicados para formarlos.RISC de 32 bits es la CPU principal de alto rendimiento que no solo se utiliza para el procesamiento de protocolos, la conversión de señales y el procesamiento de diversa información de carga útil, sino que también se usa cada vez más en el procesamiento de información de interfaz, el papel de la plataforma de chips emerge cada vez más.De hecho, en el desarrollo actual de equipos de comunicación, el software ha reemplazado al hardware como el contenido más importante y crítico en el desarrollo de sistemas.La carga de trabajo del software ha pasado de ser trivial a más del 70 % en la actualidad.Una plataforma SoC flexible, de alto rendimiento y reconfigurable es un tema muy esperado y al que se le presta mucha atención en el campo de la comunicación.
Los avances en los circuitos integrados han hecho una contribución extremadamente importante para resolver el "cuello de botella" del ancho de banda de Internet.En la actualidad, los enrutadores han evolucionado desde la conmutación tradicional basada en bus (backplane), reenvío de paquetes de software y arquitecturas de procesamiento centralizado hasta arquitecturas de procesamiento distribuido, reenvío de paquetes de hardware y basadas en tejido de conmutación.Los enrutadores centrales en el pasado han comenzado a moverse hacia el borde de la red, y los enrutadores centrales se están desarrollando hacia una mayor velocidad y un mayor rendimiento.Con este cambio, la contribución de los circuitos integrados a la red de datos se trasladará gradualmente al borde de la red y al acceso.La mejora de la velocidad de la red troncal de transmisión depende más de la tecnología óptica, especialmente de la introducción de circuitos ópticos integrados.
El papel de los circuitos integrados en los terminales de comunicación es evidente.Las funciones múltiples, el tamaño pequeño y la ligereza, la operación simple y la apariencia elegante son la eterna búsqueda de las terminales de comunicación móvil por parte de las personas.La interfaz hombre-máquina simple y vívida, la pantalla de colores ricos, la fuente de audio rica, la adquisición simultánea de diversa información y el consumo de energía ultra bajo son los fundamentos para el éxito y la ventaja competitiva de los teléfonos móviles con Internet móvil.Para adaptarse a la coexistencia de múltiples generaciones, los terminales de comunicación portátiles y las estaciones base deben corresponder a "multimodo" y "multibanda", a saber, los denominados "multimodo" y "multifrecuencia".Obviamente, esto conducirá a un diseño cada vez más complejo de chips para teléfonos móviles.Un chip de banda base de un teléfono móvil multimodo que se puede usar en redes GSM, CDMA y 3G debe poder manejar varias señales y protocolos, incluidos GSM, CDMA y 3G.Dado que GSM, CDMA y 3G utilizan diferentes recursos de frecuencia, los teléfonos móviles multimodo también necesitan 2 o 3 circuitos de RF para corresponder a diferentes bandas de frecuencia.Las interfaces de voz y datos como infrarrojos (Ir) y USB también se han convertido en opciones necesarias.A día de hoy, aún no ha salido a la luz la segunda generación de terminales comerciales de modo dual para comunicaciones móviles que sean compatibles con los sistemas GSM y CDMA.Una de las principales razones es que los chips que se utilizan para estos teléfonos móviles multimodo aún no están maduros.Además de las dificultades técnicas, el alto costo de los circuitos integrados debido a la complejidad exponencialmente creciente del procesamiento de la información también es una razón.
El precio del circuito de radiofrecuencia y del circuito de procesamiento de señal de banda base representa alrededor del 50~60% del costo del terminal de comunicación móvil.Esto se debe a que los circuitos de radiofrecuencia por encima de la banda de 2 GHz generalmente se implementan utilizando tecnología de arseniuro de galio (GaAs).Los dispositivos GaAs son difíciles de integrar con alta densidad y hay espacio limitado para una reducción significativa de costos.La gente espera utilizar la tecnología CMOS para fabricar circuitos de RF, a fin de lograr un bajo costo y la miniaturización, mientras que los procesadores de señal de RF y de banda base se pueden integrar para lograr una solución de un solo chip.Implementar circuitos de RF en tecnología CMOS es muy atractivo para los fabricantes de equipos.En los últimos dos años, los principales fabricantes internacionales de semiconductores se han visto envueltos en una feroz competencia en este campo.
Hay muchas formas de producir circuitos de RF usando tecnología CMOS, entre las cuales la tecnología de germanio de silicio (SiGe) ha llamado mucho la atención.La tecnología SiGe es una tecnología de fabricación que agrega varios procesos sobre la base de la tecnología CMOS, es decir, se forma una capa de SiGe sobre un material de silicio para aumentar la frecuencia de corte de los transistores.Los transistores de alta frecuencia de corte y bajo consumo de energía se pueden realizar sobre la base del proceso CMOS compatible sin una inversión a gran escala.Representadas por IBM, muchas empresas de semiconductores del mundo han lanzado sucesivamente productos que utilizan la tecnología SiGe.La frecuencia de corte de los dispositivos SiGe de producción masiva de IBM ha alcanzado los 47 GHz y se espera que alcance los 100 GHz pronto.
Los chips de plástico como los OLED también supondrán una nueva revolución en los terminales de comunicación.Las pantallas a color de plástico OLED avanzadas están destinadas a reemplazar las pantallas LCD tradicionales en teléfonos móviles, PDA y computadoras portátiles y se convertirán en las pantallas estándar para terminales multimedia.
Con la reducción del tamaño de las características de los circuitos integrados y la mejora del nivel de integración, especialmente la aparición de Internet y los requisitos de ancho de banda de varios servicios nuevos, han surgido muchos problemas nuevos y difíciles.El problema del ancho de banda que surge cuando se transmite TV no puede resolverse por el método de la electricidad de ninguna manera.Para otro ejemplo, el sistema SDH basado en el procesamiento de señales eléctricas utiliza solo el 1% del ancho de banda de la fibra óptica, mientras que el equipo de multiplexación óptica add-drop (OADM) y el equipo de conexión cruzada óptica (OXC) que utilizan el concepto de red totalmente óptica pueden capacidad al máximo.Como resultado, los científicos comenzaron a centrarse en la investigación de la tecnología fotónica, con la esperanza de reemplazar los electrones con fotones para realizar el almacenamiento, procesamiento y transmisión de información.
La luz tiene muchas ventajas sobre la electricidad.Por ejemplo, la velocidad de transmisión y el ancho de banda de la luz en las fibras ópticas y otros materiales dieléctricos son mucho mayores que la velocidad de transmisión y el ancho de banda de los electrones en los metales, y la pérdida de transmisión de la luz en las fibras ópticas es mucho menor que la de la electricidad en los metales.pérdida, etc. Sin embargo, el control de los fotones es bastante difícil.Esto hace que la investigación y aplicación de dispositivos ópticos se estanque, y es difícil lograr avances significativos.En 1987, se propuso el concepto de cristal fotónico, que mostró a la gente un nuevo mecanismo para controlar los fotones, que era completamente diferente del mecanismo anterior de usar la reflexión total para guiar la transmisión de luz, y trajo nueva vitalidad al desarrollo y aplicación de la comunicación óptica. tecnología.Vitalidad, mostrando un futuro brillante.
No es difícil entender que si se espera que los fotones se utilicen ampliamente en el campo de las comunicaciones, se debe encontrar un método y un enfoque como la realización de chips microelectrónicos para fabricar chips microfotónicos integrados.La solución ideal sería usar algo que pueda funcionar simultáneamente como espejo, interruptor y guía de ondas en una plataforma diminuta.
Los campos de aplicación de los circuitos ópticos integrados son multifacéticos.Además de la comunicación por fibra óptica, los sensores de fibra óptica, el procesamiento de información óptica y las computadoras ópticas, el principio de la óptica de onda guiada, los dispositivos y circuitos de guía de onda óptica de película delgada también se utilizan en otros campos, como la investigación en ciencia de materiales, instrumentos ópticos, espectroscopia.penetración de la investigación.