Um exemplo bem específico é a aplicação de software de rádio (Software Radio).Atualmente, existem as seguintes contradições principais no campo da comunicação sem fio: Primeiro, novos sistemas e padrões de comunicação são constantemente propostos, o ciclo de vida dos produtos de comunicação é reduzido e o custo de desenvolvimento está aumentando;Os requisitos de interconexão estão se tornando cada vez mais fortes;terceiro, a banda de frequência é mais lotada, exigindo maior utilização da banda de frequência e capacidade anti-interferência.O rádio de software realiza funções de comunicação pessoal e sem fio o máximo possível com software e substitui circuitos integrados específicos de aplicativos por chips DSP programáveis de uso geral e dispositivos lógicos programáveis, de modo que o conteúdo de hardware especial no sistema seja reduzido e a flexibilidade e a compatibilidade do design do sistema são aprimoradas.flexibilidade e capacidade de atualização.Por exemplo, o rápido desenvolvimento da construção urbana levará à deterioração das características da rede sem fio.Embora os métodos tradicionais de otimização de rede possam melhorar o desempenho da rede, é difícil obter resultados satisfatórios apesar de gastar muita mão de obra e recursos financeiros.Usando a tecnologia de rádio de software, o desempenho da rede sem fio pode ser monitorado a qualquer momento e a rede pode ser atualizada em tempo hábil para garantir o desempenho ideal da rede.Obviamente, a tecnologia de rádio de software precisa do suporte de uma plataforma de chip DSP de hardware com recursos poderosos de processamento de sinal digital.Ao executar diferentes softwares no chip DSP, ele suporta uma variedade de sistemas de comunicação e melhora a compatibilidade e capacidade de atualização do sistema.É previsível que os chips DSP com recursos de computação de ponto flutuante paralelo substituam os chips DSP de ponto fixo para atender aos requisitos de alta precisão, grande alcance dinâmico, grande carga computacional e processamento de dados cada vez mais complexo no campo das comunicações.
Além disso, existem outros protocolos de comunicação sem fio, como IEEE802.11, SWAP, IrDA, "Bluetooth" e outras tecnologias que fornecem comunicação sem fio para diversos dispositivos, como telefones celulares, notebooks, terminais de informações portáteis, máquinas de jogos portáteis e dispositivos digitais. máquinas fotográficas.maneira de conectar a interface.
Outra classe notável de tecnologias de acesso sem fio é a WLAN.Esta tecnologia conecta telefones celulares, PDAs e notebooks, e utiliza a rede GSM ou CDMA existente com excelente cobertura para conectá-los à Internet, proporcionando aos usuários serviços de dados de banda estreita como e-mail e navegação na web a qualquer hora, em qualquer lugar.Um grande número de eletrodomésticos digitais (como MP3, dispositivo de áudio sob demanda de rede, etc.) também pode baixar informações ou realizar o controle remoto dessa maneira.A principal dificuldade de tais produtos ainda está no desempenho e custo do chip.Se o chip de circuito integrado de baixo custo não puder ser resolvido, a promoção em larga escala do produto encontrará enormes dificuldades.
Os circuitos integrados são os primeiros e mais amplamente utilizados em equipamentos de comunicação com fio, como switches digitais controlados por programa, equipamentos de transmissão de rede digital síncrona óptica (SDH), roteadores, televisão de conferência e comunicações seguras.A maioria dos primeiros circuitos integrados específicos para aplicações de comunicação foram personalizados de acordo com os requisitos do sistema.Após anos de desenvolvimento, os chips ASIC de comunicação de hoje começaram a liderar o desenvolvimento de equipamentos de comunicação.
Em termos de interfaces de alta velocidade de equipamentos de comunicação, como sincronização de quadros, correção de erros, enquadramento, processamento de informações de transmissão, etc., foram integrados em um chip de circuito integrado.Por exemplo, o processamento de informação E1 em equipamento SDH evoluiu de um chip inicial que suporta 2 canais de E1 para um chip atual que suporta 21 canais de E1.O chipset SDH autodesenvolvido da Datang Telecom precisa apenas de 5 VLSIs para formar um sistema STM-1 completo, que pode completar a multiplexação/dessincronização de 63 canais de E1, processamento de overhead POH, conexão cruzada, processamento de overhead SOH, etc. fornecer 2 conjuntos de uplink e downlink STM-1 ao mesmo tempo.Um rack complexo que originalmente exigia dezenas de placas PCB é simplificado em um único disco, o que melhora muito a confiabilidade do sistema e reduz o custo.
No campo da comunicação de dados, os primeiros equipamentos usavam mais o modo de desenvolvimento de circuitos integrados específicos de aplicativos, como circuitos SAR usados para divisão e combinação de células ATM e processadores de rede dedicados ao processamento de pacotes de protocolo IP.Hoje, seja em modo de transferência assíncrona (ATM) ou dispositivos baseados em Ethernet, cada vez mais CPUs de alta velocidade e chips de interface dedicados são usados para formá-los.RISC de 32 bits é a principal CPU de alto desempenho não apenas usada para processamento de protocolo, conversão de sinalização e processamento de várias informações de carga útil, mas também cada vez mais usada no processamento de informações de interface, o papel da plataforma de chip cada vez mais emerge.De fato, no desenvolvimento de equipamentos de comunicação de hoje, o software substituiu o hardware como o conteúdo mais importante e crítico no desenvolvimento de sistemas.A carga de trabalho de software cresceu de trivial para mais de 70% hoje.Uma plataforma SoC flexível, de alto desempenho e reconfigurável é um assunto aguardado com muita ansiedade e atenção no campo da comunicação.
Os avanços nos circuitos integrados têm dado uma contribuição extremamente importante para resolver o "gargalo" de largura de banda da Internet.Hoje, os roteadores evoluíram de comutação tradicional baseada em barramento (backplane), encaminhamento de pacotes de software e arquiteturas de processamento centralizado para arquiteturas de comutação baseadas em malha, encaminhamento de pacotes de hardware e arquiteturas de processamento distribuído.Os roteadores principais no passado começaram a se mover para a borda da rede, e os roteadores principais estão se desenvolvendo em direção a maior velocidade e maior taxa de transferência.Com essa mudança, a contribuição dos circuitos integrados para a rede de dados passará gradualmente para a borda da rede e para o acesso.A melhoria da velocidade da rede de transmissão de backbone está mais dependente da tecnologia óptica, especialmente da introdução de circuitos ópticos integrados.
O papel dos circuitos integrados nos terminais de comunicação é óbvio.Múltiplas funções, tamanho pequeno e leveza, operação simples e aparência elegante são a eterna busca das pessoas por terminais de comunicação móvel.A interface homem-máquina simples e vívida, tela colorida rica, fonte de áudio rica, aquisição simultânea de várias informações e consumo de energia ultrabaixo são os fundamentos para o sucesso e a vantagem competitiva dos telefones móveis com Internet móvel.Para se adaptarem à coexistência de múltiplas gerações, os terminais de comunicação portáteis e as estações base devem corresponder a "multimodo" e "multibanda", nomeadamente os chamados "multimodo" e "multifrequência".Obviamente, isso levará a um design cada vez mais complexo de chips de telefones celulares.Um chip de banda base de um telefone móvel multimodo que pode ser usado em redes GSM, CDMA e 3G deve ser capaz de lidar com vários protocolos e sinalização, incluindo GSM, CDMA e 3G.Como GSM, CDMA e 3G usam recursos de frequência diferentes, os telefones celulares multimodo também precisam de 2 ou 3 circuitos de RF para corresponder a diferentes bandas de frequência.Interfaces de voz e dados como infravermelho (Ir) e USB também se tornaram escolhas necessárias.A partir de hoje, a segunda geração de terminais comerciais de modo duplo para comunicações móveis que são compatíveis com os sistemas GSM e CDMA ainda não foi lançada.Uma das principais razões é que os chips usados para esses telefones celulares multimodo ainda não estão maduros.Além das dificuldades técnicas, o alto custo dos chips de circuito devido ao aumento exponencial da complexidade do processamento da informação também é um motivo.
O preço do circuito de radiofrequência e do circuito de processamento de sinal de banda base é responsável por cerca de 50 a 60% do custo do terminal de comunicação móvel.Isso ocorre porque os circuitos de radiofrequência acima da banda de 2 GHz geralmente são implementados usando a tecnologia de arseneto de gálio (GaAs).Dispositivos GaAs são difíceis de integrar com alta densidade e há espaço limitado para redução significativa de custos.As pessoas esperam usar a tecnologia CMOS para fabricar circuitos de RF, de modo a obter baixo custo e miniaturização, enquanto os processadores de sinal de RF e banda base podem ser integrados para obter uma solução de chip único.A implementação de circuitos de RF na tecnologia CMOS é muito atraente para os fabricantes de equipamentos.Nos últimos dois anos, os principais fabricantes internacionais de semicondutores se envolveram em uma competição acirrada neste campo.
Existem muitas maneiras de produzir circuitos de RF usando a tecnologia CMOS, entre as quais a tecnologia silício-germânio (SiGe) tem atraído grande atenção.A tecnologia SiGe é uma tecnologia de fabricação que agrega diversos processos com base na tecnologia CMOS, ou seja, uma camada SiGe é formada em um material de silício para aumentar a frequência de corte dos transistores.Transistores de alta frequência de corte e baixo consumo de energia podem ser realizados com base no processo CMOS compatível sem investimento em grande escala.Representadas pela IBM, muitas empresas de semicondutores no mundo lançaram sucessivamente produtos usando a tecnologia SiGe.A frequência de corte dos dispositivos SiGe produzidos em massa da IBM atingiu 47 GHz e espera-se que atinja 100 GHz em breve.
Chips de plástico como OLEDs também trarão uma nova revolução nos terminais de comunicação.As telas de plástico OLED avançadas estão destinadas a substituir as telas LCD tradicionais em telefones celulares, PDAs e notebooks e se tornar as telas padrão para terminais multimídia.
Com a redução do tamanho dos recursos dos circuitos integrados e a melhoria do nível de integração, especialmente o surgimento da Internet e os requisitos de largura de banda de vários novos serviços, surgiram muitos problemas novos e difíceis.O problema da largura de banda que surge quando a TV transmite não pode ser resolvido pelo método da eletricidade de forma alguma.Para outro exemplo, o sistema SDH baseado em processamento de sinal elétrico usa apenas 1% da largura de banda da fibra óptica, enquanto os equipamentos de multiplexação óptica add-drop (OADM) e equipamentos ópticos de conexão cruzada (OXC) usando o conceito de rede totalmente óptica podem capacidade ao máximo.Como resultado, os cientistas começaram a se concentrar na pesquisa da tecnologia fotônica, na esperança de substituir elétrons por fótons para realizar o armazenamento, processamento e transmissão de informações.
A luz tem muitas vantagens sobre a eletricidade.Por exemplo, a velocidade de transmissão e largura de banda da luz em fibras ópticas e outros materiais dielétricos são muito maiores do que a velocidade de transmissão e largura de banda de elétrons em metais, e a perda de transmissão de luz em fibras ópticas é muito menor do que a de eletricidade em metais.perda etc. No entanto, o controle de fótons é bastante difícil.Isso torna a pesquisa e a aplicação de dispositivos ópticos estagnadas e é difícil fazer progressos significativos.Em 1987, foi proposto o conceito de cristal fotônico, que mostrou às pessoas um novo mecanismo de controle de fótons, completamente diferente do mecanismo anterior de usar reflexão total para guiar a transmissão de luz, e trouxe nova vitalidade ao desenvolvimento e aplicação da comunicação óptica tecnologia.Vitalidade, mostrando um futuro brilhante.
Não é difícil entender que, se se espera que fótons sejam amplamente utilizados no campo das comunicações, um método e uma abordagem como a realização de chips microeletrônicos devem ser encontrados para fabricar chips microfotônicos integrados.A solução ideal seria usar algo que pudesse funcionar simultaneamente como espelho, interruptor e guia de ondas em uma pequena plataforma.
Os campos de aplicação dos circuitos ópticos integrados são multifacetados.Além da comunicação de fibra óptica, sensores de fibra óptica, processamento de informações ópticas e computadores ópticos, o princípio da óptica de onda guiada, dispositivos e circuitos de guia de onda óptica de filme fino também são usados em outros campos, como pesquisa em ciência de materiais, instrumentos ópticos, espectroscopia.penetração da pesquisa.