一款射频与数字基带高度集成的专用芯片——介绍力同科技的A6单芯片.docx

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一款射频与数字基带高度集成的专用芯片——介绍力同科技的A6单芯片

力同科技是专业研制无线通信解决方案的高新技术企业，公司拥有多项发明专利，具备较强的核心协议栈开发能力。

是华为、中兴、摩托罗拉、美国眼镜蛇（COBRA）等企业的主要供应商。

公司最近推出的A6芯片，其内部集射频收发、CPU、DSP于一体，能工作在（100～1000）MHz，为目前集成度较高的SoC设计，可广泛用于移动通信、物联网、无线定位等领域。

A6也是对讲机数字化的核心理想器件，很少的外围器件、采用自动化测试调试方式是降低对讲机成本的关键，在DMR、DPMR、PDT、P25中采用A6将会有较高的性价比输出。

A6还会让企业的设计、生产、品质控制变得异常简单，从而彰显了设计者精益求精的工匠精神与敢于颠覆传统的创新理念!

　　【关键词】A6芯片，数字对讲机，智慧农业，DMR，DSP

　　无线通信实际上是建立电磁场在空中的来回传输通道，因而，无线接收与发射是通信工作者永远研究不完的课题，怎样将收发器做到低噪声、宽频段、高集成，成了工程师们孜孜以求、穷追不舍的目标；随着互联网的普及，通信数字化又成了一种必要手段。

如何在芯片中将射频与数字化有机地融合在一起，一直是个不小的攻关难题。

我们不妨以大家熟悉的对讲机数字化为例，来看看芯片集成与整机生成的关系。

图1数字对讲电路框图

　　图1是一款典型的数字对讲机电路。

从框图看，电路以DSP为核心，实现协议添加、基带处理、语音压缩，而音频编解码器CODEC，中控芯片MCU，RF射频收发部分，存储器FLASH均需要外挂。

RF射频收发部分指的是压控振荡器、锁相环、滤波器、一次二次混频、鉴频器、接收LNA电路等，从图中看出这部分线路有一定的复杂性，所以在众多数字对讲方案中，都有一个共同的问题无法解决，即RF射频收发器无法和基带集成。

一、A6的内部结构

　　数字化电路的方案，器件外挂多，集成化低，多年来没有得到解决，一给生产带来不便，二是大大增加了整机成本，如果只用于通话，这些方案并不可取。

力同科技在长期分析行业数字化现状后，向业界推出了一款设计超前、思路独特、功能多多、应用方便的A6芯片，其体积仅一个指甲大小，但功能强大，创新点足可振惊一些人的思维，下面让我们来仔细分析这个芯片的各项功能。

　　1、原理框图

图2A6的原理结构框图

　　2、A6外观图

　　A6为245Pin的BGA封装，体积：

14mm×11mm，外观如下：

　　图3A6芯片的外观

二、A6的功能特征简介

　　1、工作频率范围：

A6的工作频率为（100～1000）MHz；

　　2、信道间隔设置：

可设置在6.25kHz/12.5kHz/25kHz/200kHz；

　　3、射频收发参数简介：

接收机的邻道选择性、杂散响应抗扰性、三阶互调，发射机的杂散抑制度、邻道功率比等重要参数均满足欧盟CE认证标准ETSI300，086要求；

　　4、高集成电路的应用：

A6的内部集成了DSP、CPU、CODEC、电源管理、随机存储器SRAM、闪存FLASH、蓝牙收发设备、调频收音机、射频收发器……DSP完成了通信协议添加、基带处理、语音压缩等重大数字处理功能，CPU完成了所有的智能控制，是当今世界上较小的系统级芯片；

　　5、多种声码器的兼容：

A6内部的DSP已内置力同科技自主的声码器，还支持植入当前流行的AMBE、清华ACELP及解放军理工大学的声码器，方便数字对讲机的互联互通；

　　6、CAM照相/录像/录音功能：

A6内部的闪存FLASH达256Mbits，加上外部的SD卡，可满足一般的拍摄、录像、录音使用，数据的导入导出则通过USB2.0接口完成；

　　7、SD卡的接口设置：

在信息传输中，如要实现信息保密安全输送，则可在SD卡中写入自己的传输密码，通过A6的接口，实现保密发送信息，此外，内存在使用中出现不足时，借助SD卡的大存储量（可达32Gbits），可增加芯片的内存，以满足各种大容量信息应用需求；

　　8、蓝牙收发功能：

A6内部的蓝牙模块，可让设备在无连接线的状态下实现自动收发，同时通过蓝牙可方便地对芯片进行各种数据写入和功能升级；

　　9、LDODC-DC的应用：

LDODC-DC是稳压器，当电池电压下降时，它仍高效稳定在一个固定的工作电压，确保对芯片的正常供电；

　　10、充电器的应用：

A6内部的充电管理，可以让用户利用现有手机充电线通过USB2.0接口进行，不必配用专门的充电设备；

　　11、UART接口：

A6的UART接口，可以用作开发数据的写入，给设备增减各种应用功能；也可作为生产的调试接口，让生产人员通过电脑来进行指标调试与测试；它也是感知外来数据的接口，温度、湿度、压力等数据便从这里输入；通过UART接口可以进行在应用编程IAP，实现芯片应用中的动态编程及程序修改；

　　12、防伪技术应用：

每片A6芯片都有固定唯一的身份码，内部的FLASH记录了大量的芯片生产参数，生产厂家把这些参数存储到云平台后，用户可随时随地通过扫描机器的二维码，到云中去查看所购手中的设备参数，如生产日期、批次、各项出厂指标……让用户明白自己产品的各项性能；

　　13、多种语音数据库应用：

本芯片支持多国语言文字达63种，世界上的民族几乎都可以使用本芯片实现人机的畅通交流。

三、A6的应用

　　1、宽频带高性能收发免去了繁重的射频设计

　　过去的通信射频设计，实际上是满足设备指标参数变化的一种器件重组、PCB布板、各种环境试验等繁重工作，频率越高，电路的布线、器件的差异对收发指标的影响越大，开发工作往往要由射频经验丰富的工程师担负。

A6可以从100MHz工作到1000MHz，所有指标都在芯片设计中得到了保证，这将大大减轻开发人员的劳动强度，并加快开发进度。

查阅“国内无线电频谱资源分配详细图”等资料后不难发现，允许在该频率范围内工作的通信设备是广播（电视、电台）、微波中继、无线电定位（导航、雷达、测向）、移动通信（GSM、CDMA手机通信系统）、集群通信（Tetra、PDT、MTP-1327系统及民用对讲机）、数据传输、RFID、气象、业余无线电……可见，几乎生活中的大部分通信设备都工作在该频段，而A6的射频工作范围完全覆盖了这些应用，其良好的宽带传输特性无疑给设计工作者送来了减负的最佳福音!

　　2、宽窄带的信道间隔体现完美的设计

　　在模拟转化为数字的传输中，为了节省频谱资源，通常采用了尽量窄的信道间隔，造成信息中高频分量损失，让通信的内容质量下降（如话音失真、图像不清等），A6可工作在6.25kHz/12.5kHz/25KHz间隔，已满足了各种通信道的需求，但也设计了200kHz的宽间隔，这样，芯片便有足够的带宽来输送尽量多的高频分量，实现高保真的话音及图像传输，无形中升华了芯片的应用，从而体现设计者全面、完美的设计思路。

　　3、高集成的创新设计让产品小型化，并大大降低成本

　　下面仍以数字对讲机为例来说明高集成带来的优点。

　　图5是采用A6芯片设计的数字对讲机，它已把图2飞思卡尔方案的射频收发器、FLASH及电源管理全部集成进去，其中，射频收发器的集成须跳出许多传统思维定式，攻克多项技术壁垒，运用较多的设计专利，是芯片开发中花费精力、财力、时间最多的一个环节。

采用A6后，生产对讲机的厂家只要接上晶体、喇叭、MIC、射频功放、天线，一部数字对讲机便宣告组装完成，PCB板就是一块芯片、一只晶体和一个发射功放的摆放，A6的DSP中可植入通用的各种声码器，这几乎是为数字对讲机量身定制的芯片。

如此简单的整机结构完全可做到“谁装都行，一装就成”，这种重应用的设计为企业的开发送来了雪中炭，雨中伞!

　　目前，对讲机的数字化工作遇到最大的阻力就是成本无法降低的问题，咎其原因系集成度不足所成，A6既然让一部产品变得如此简单，数字对讲机的成本下降便指日可待。

力同科技曾为模拟对讲机的芯片开发作出了较大的贡献，业界大量使用的AT1846S就是该公司开发的一款家喻户晓的廉价芯片，相信A6对数字产品的成本降低一定会给业界带来更大的惊喜!

　　图4A6在数字对讲机中的应用框图

图5采用A6芯片的DMR整机只需用四层板布设

　　4、照相与录像功能让用户享受通信的快捷与方便

　　用户都希望手中的终端都能方便记录现实场景，A6芯片除有照相功能外，还能大量记录现场照片及视频，让用户感受到信息时代的各种方便与快捷，也增加用户使用设备的乐趣。

　　5、让您的通信安全放心

　　当你执行某项重要任务需要保密时，可以利用A6外部的SD卡进行安全设置，写入本次行动的密码，可保证只有密码相同的人才能互通，密码的写入非常方便并可随时废除，让破译者无机可趁!

　　6、蓝牙的应用让用户自由萧洒工作

　　用户在应用手持终端时，为避免遭受电磁辐射，往往不愿直接接听设备，都希望配用无线蓝牙设备，A6内部的BT蓝牙模块能方便地满足用户的这个要求，让接听与联络变的自在萧洒。

　　7、生产中的调试、检验将发生颠覆性的变化

　　生产中，人工调试的工作量越大，其产品的可靠性必然越差，器件越多故障率越高。

由于高度集成后，外部的分离器件已被取消，调试工人将甩掉无感起子、绝缘辅料、电烙铁等调试物品，仅操作测试软件即可快速完成整机的调整，调试完毕后，产品的性能已相当稳定，品质人员仅作一般的抽查即可快速完成出厂检验，各个环节、流程都变得简单通畅，这种颠覆性的变化让体力劳动工人变成键盘操作者，让产品的直通率大大提高，劳动量却大大下降，生产员工数也可适当减少，真正实践了“品质是设计出来的，不是调出来的，更不是检验出来的”的向往目标!

　　8、防伪平台的建立保障了消费者的利益

　　利用厂家传送到云平台上的各种出厂数据，消费者可随时随地通过自身的二维码查询到设备的出厂参数，从而把伪劣品拒之门外!

A6芯片的唯一身份码ID特性，让客户手中的产品时时可追溯，也让监管部门可监管到每一部产品，让谎报、顶报不再出现。

　　9、A6有力推动智慧农业的兴起

　　人们参观以色列的农田管理后，发现以色列将先进的通信收发器、计算机、红外线扫描等技术应用到大田、大棚蔬菜生产中，展开现代智能农业生产管理，提高了经济效益又改善了环境。

智能农业采用A6后，把收发设备安装在田间或恒温棚内，收发设备通过UART接口，感知栽培的各种参数如温度、湿度、PH值、土壤湿度、苗高、茎粗等参数，管理者一个人可通过收发设备远程实施通风、浇灌、施肥、喷药等控制，进而发展为计算机自动管理，让农民坐在办公室里便知晓田间的任何动静。

借助A6，把自动化控制技术奉献到农民手中，让智能农业真正在大地兴起，从而让中国的农民真正告别刀耕火种的艰辛年代!

图6采用A6的无线电磁阀、无线网关可随时传送环境与作物生长数据，实现远程管理控制

　　10、A6助物联网传输一臂之力

　　人们感叹物联网远不可及，是因为有传输等诸多技术没法落地，物联网中感知数据的传输是通信技术大显身手的场所，A6实际上是一个小巧袖珍的数传芯片，它完全有望走进物联网这个神秘的世界。

由RFID感知到的数据借助A6能快速准确传输远方，让世界上的物物紧密相联!

　　图7A6芯片RFID扫描检测仪工作示意图

　　11、A6在遥控领域也将有出色的应用

　　在工业生产线上、在建筑工地周围、在智能家居方面、在安防领域……都有很多设备需要遥控，过去采用简单的收发电路往往距离近，易受干扰，采用A6后，可实现可靠的编码控制。

近来新兴的可穿戴设备，其实也是一种遥控器，A6的体积小，完全有望进入可穿戴领域。

关于A6的问答

　　A6是高集成芯片的一朵奇葩，就芯片的集成技术与应用我们采访了力同科技蔡总，下面请蔡总就我们关心的话题做一简要回答。

　　1、先请蔡总简单介绍一下公司的概况，谢谢!

　　大家好!

力同科技成立于2005年，是一家为无线电通讯提供全套解决方案的国家级高新技术企业，