Broadcom、CSR、NXP以及TI等多家無線芯片制造商，近日紛紛推出針對手機市場的同類型芯片，即同時能夠支持藍牙和WLAN的產品。將多個運行在重疊頻率上的RF元件進行集成是一件頗具挑戰性的工作，在這方面，四大半導體公司各自選擇了不同的道路。  

“由于藍牙和Wi-Fi (IEEE 802.11 WLAN 標準)都工作在2.4GHz頻率范圍，因此二者會爭用同一頻段，”市場分析公司Forward Concepts總裁Will Strauss指出，“雖然它們使用不同的調制技術，例如Wi-Fi使用OFDM，而藍牙使用FHSS，但一不小心二者就會相互干擾。”  

同時，為了接收FM，Broadcom和TI的器件，以及CSR的參考設計中，都加入了第三方RF組件。事實上，Broadcom、CSR、NXP 和 TI都不是首批致力于開發藍牙/WLAN綜合解決方案的廠商。Strauss指出，早在2002年，Mobilian公司發布的雙芯片組TrueRadio，就融合了Wi-Fi和藍牙功能。但自從2003年英特爾收購Mobilian后，該技術已被英特爾無線網絡部門所接收。  

盡管其他分析人員承認，將Wi-Fi和藍牙集成在同一個解決方案中并非易事。但同時他們也表示，與幾年前相比，技術上的進步極大簡化了這種整合。  

過去，如果要讓某個器件工作在2GHz，設計人員必須構建一款特殊的電路，Gartner公司副總裁兼首席分析師Martin Reynolds表示。不過，隨著調制頻率更寬、更加完善成熟的頻率合成器的出現，這一困難已被克服。  

“我們已經把一件相當困難的工作變得相對簡單了。”Reynolds表示。  

“今天，許多棘手的問題都在芯片上得到了解決。”Farpoint Group公司無線分析師Craig Mathias稱。不過，Mathias也提醒業界，集成多個模擬無線電仍然不會像“灌籃”那么簡單。  

據Broadcom公司WLAN產品RF工程主管Arya Behzad稱，工藝節點向65nm的穩步轉移，已經能夠實現支持兩種協議的后端數字電路的集成，但這同時也為前端模擬無線電的集成提出了不少挑戰。  

“我們必須追隨數字技術的發展趨勢，65nm技術在性能和功耗方面給我們帶來了巨大的好處，”Behzad表示，“但它也使得模擬無線電的集成變得愈發困難。”  

620)this.style.width=620;" border=0>

F1: Wi-Fi/藍牙在手機中集成所面臨的五大技術挑戰。  

他指出，在進行片上無線電集成時，必須具備穩健的校準技術來獲得足夠的性能和器件良率。例如，Behzad估計，為了補償工藝中的電阻變化，Broadcom的BCM4325 Wi-Fi/藍牙/FM收發器大約需要進行10次校準。  

“通過這些校準，我們能夠在一塊芯片上實現一種無線電，”他表示，“但要想在一塊芯片上集成多種無線電，設計人員必須將之視為一個整體。”  

Behzad介紹，在BCM4325中，三種無線電共享一根主天線，但分別有各自獨立的頻率穩定器。Broadcom的設計人員通過測量確保了在頻率穩定器內各個電壓控制振蕩器“均不互相干擾”——它們各自工作在完全不同的頻率下，且彼此并不是靠得很近。  

Broadcom開發的技術旨在保證鎖相環工作在不同頻率下，但Behzad并沒有提及其中用到的專有方法。Broadcom的嵌入式WLAN營銷主管Brian Bedrosian表示，該公司采用了精確的濾波技術，將滲漏到電話蜂窩頻段的信號減到了最小。  

對802.11n草案的支持  

對TI來說，在其眾多新產品中，WiLink 6.0單芯片解決方案是唯一支持802.11n草案的產品。TI無線個域網和移動WLAN業務主管Amir Faintuch指出，該產品遇到的主要挑戰之一，是必須符合.11n 的2.4GHz和5GHz工作頻率要求。據他介紹，其實TI的WiLink 4.0已經能夠支持5GHz工作頻率，但是需要額外的前端部件。  

“從定義來看，.11n在任何情況下都需要5GHz。”Faintuch表示，“從設計角度出發，我們力圖盡可能平滑地將2.4 GHz和5GHz結合在一起。”  

TI的方案包括簡化器件前端。設計人員采用現成的功率放大器，并在基帶芯片中整合更多功能。“在同一個裸片上非常近距離地集成多個無線電，對于接口來說更具挑戰。”Faintuch說。  

不過，Gartner的Reynolds卻認為，TI以及其它公司將更多的功能封裝到基帶中，這樣做很有可能在未來將自己帶入困境。“這還僅僅是個開始。”他指出。隨著芯片基帶組整合更多的功能，銷售商會深受其苦，因為他們銷售給手機制造商的芯片會越來越少。  

QoS要求  

根據NXP產品營銷經理Carson Schimanke的說法，在手機中整合多個無線電的關鍵挑戰在于如何防止干擾，確保服務質量(QoS)。不同于近期推出的其它產品，NXP的Nexperia 5210既不是單芯片解決方案，也沒有集成FM接收器。  

“當用戶四處移動時，你仍然要確保服務質量。這的確是一個充滿挑戰性的使用案例。”Schimanke表示，“你必須具備一些不同無線電的發射路徑模塊。另一個問題是，如何把不同的無線電有機地集成在手機上？”  

盡管目前在許多情況下還很難獲知詳細的數值，但前面我們提到的四大廠商都聲稱自己的產品屬于節能型，而這點對于手機而言非常重要。大多數人都認同，向65nm的轉移有益于降低器件功耗。CSR在此引用了一些數據：電話閑置時，典型蜂窩功率為5mW；進行網絡語音通話時，功耗為288mW。TI聲稱，WiLink 6.0 的功耗與前幾代WiLink產品相比不到50%；Broadcom表示，BCM4325的待機功耗較其它競爭對手低40%；而NXP也聲稱，5210具有“業界領先的低功耗性能”。  

Gartner的Reynolds把大量類似產品爭相發布的原因歸結為手機制造商積極推動芯片供應商研發相關技術，從而支持兩種協議。“現在的競爭非常激烈，一些手機廠商也許希望借此脫穎而出。”Reynolds表示。  

他補充說，就像任何新技術一樣，第一款芯片不可能盡善盡美，但他預計質量會迅速提高。“只要電話能夠正常工作，即使藍牙和WLAN可能稍有不協調，人們也不會抱怨。”  

集成更多無線電？  

目前，隨著芯片供應商在單芯片上集成多種無線電，下一步很有可能會對蜂窩無線電、藍牙、Wi-Fi 及 FM進行整合。從根本上來說，這將是一項更富技術挑戰性的任務，需要開發MEMS濾波器和其它機制。  

蜂窩無線電集成是下一個必然步驟，移動市場研究公司M:Metrics的高級分析員John Jackson指出，但是現在離市場的大規模發展還早了一點。“因為蜂窩運營商最近很熱衷于在手機中整合WLAN，鑒于存在于OEM和運營商之間的業務環境，顯然OEM不會過于積極。”他認為。  

“從技術角度來看，這種集成也極具挑戰，”Jackson表示，“特別是在蜂窩領域必須支持多個頻段的環境中。”  

有人質疑Wi-Fi的配售率(attach rate)是否會高到一定程度，從而證明在同一塊芯片內整合Wi-Fi、藍牙和蜂窩無線電真的有必要。Jackson預估到2011年左右，付運的手機中將有16%-20%會集成WLAN。和任何新技術一樣，用戶群中只有一部分會充分利用這種能力，他補充道。  

“許多市場研究人員都認為，到2010年WLAN將無處不在，”Jackson告知，“但我的看法要保守一些。”  

* 什么是WLAN？ 
WLAN是Wireless Local Area Network的縮寫，指應用無線通信技術將計算機設備互聯起來，構成可以互相通信和實現資源共享的網絡體系。無線局域網本質的特點是不再使用通信電纜將計算機與網絡連接起來，而是通過無線的方式連接，從而使網絡的構建和終端的移動更加靈活。  

* 什么是藍牙？ 
藍牙技術是愛立信、IBM等5家公司在1998年聯合推出的一項無線網絡技術，是無線數據和語音傳輸的開放式標準，它將各種通信設備、計算機及其終端設備、各種數字數據系統、甚至家用電器采用無線方式聯接起來。它的傳輸距離為10cm～10m，如果增加功率或是加上某些外設便可達到100m的傳輸距離。由于藍牙采用無線接口來代替有線電纜連接，具有很強的移植性，并且適用于多種場合，加上該技術功耗低、對人體危害小，而且應用簡單、容易實現，所以易于推廣。