無線聯網的設備通過射頻無線電
、天線和相關電路將電信號轉換為電磁波，反之亦然。設計人員有兩個選擇可實現該電路：a)使用射頻芯片組並設計相關的射頻部分
；b)使用已經安裝了射頻芯片組和相關射頻部分的模塊。在本文中，我們將比較這兩種方法
，並幫助設計人員做出明智決定。

 

使用芯片組和模塊的射頻部分

 

采用芯片組方式實現的射頻部分由射頻IC、天線
、巴倫和濾波器、匹配網絡、晶振
、以及其他無源器件組成。下麵是使用意法半導體的BlueNRG BLE SoC的參考實現原理圖

 

圖 SEQ Figure * ARABIC 1：BlueNRG-2 參考原理圖

 

使用模塊方法的實現要簡單得多。與圖1相同的電路也可以使用現成的模塊來實現。下麵是意法半導體的BlueNRG-M2SA模塊的引腳分配和內部框圖。該模塊是利用BlueNRG-2 SoC和相關電路實現的。

 

圖 SEQ Figure * ARABIC 2：BlueNRG-M2SA引腳分配和內部框圖

 

芯片組方法與模塊方法的比較

 

在選擇合適的方法時，要考慮三個主要方麵：a)上市時間，b)認證
，c)成本。我們將對每個方麵進行回顧，以便從邏輯上理解透徹。

 

上市時間

 

使用芯片組設計射頻部分的步驟如下：

 

i)  設計原理圖和布板

 

ii) 請PCB製造商製板

 

iii) 焊板

 

iv) 微調無源器件的值，以優化性能

 

v) 訂購模塊的所有組件，然後生產出模塊

 

vi) RF測試和認證

 

基於芯片組設計的射頻部分幾乎要花費3 - 6個月時間。它還需要多種資源，如射頻設計師
、供應鏈和多個服務合作夥伴，如PCB製造商和EMS公司。該方法適用於大批量生產

，但不適用於原型製作和小批量生產。

 

模塊則是為快速上市而設計的。使用模塊添加連接不需要具備任何RF專(zhuan)業(ye)知(zhi)識(shi)。無(wu)線(xian)連(lian)接(jie)比(bi)較(jiao)簡(jian)單(dan)，就(jiu)像(xiang)一(yi)個(ge)模(mo)塊(kuai)化(hua)的(de)即(ji)插(cha)即(ji)用(yong)組(zu)件(jian)，因(yin)為(wei)設(she)計(ji)師(shi)得(de)到(dao)一(yi)個(ge)現(xian)成(cheng)的(de)射(she)頻(pin)部(bu)分(fen)，模(mo)塊(kuai)化(hua)的(de)實(shi)現(xian)非(fei)常(chang)快(kuai)。因(yin)此(ci)，設(she)計(ji)人(ren)員(yuan)可(ke)以(yi)非(fei)常(chang)快(kuai)速(su)地(di)將(jiang)自(zi)己(ji)的(de)產(chan)品(pin)推(tui)向(xiang)市(shi)場(chang)。這(zhe)對(dui)於(yu)原(yuan)型(xing)製(zhi)作(zuo)和(he)小(xiao)批(pi)量(liang)生(sheng)產(chan)尤(you)其(qi)重(zhong)要(yao)。

 

認證

 

幾(ji)乎(hu)任(ren)何(he)電(dian)子(zi)設(she)備(bei)都(dou)要(yao)經(jing)過(guo)通(tong)用(yong)放(fang)射(she)測(ce)試(shi)。此(ci)外(wai)
，配(pei)有(you)射(she)頻(pin)部(bu)分(fen)的(de)器(qi)件(jian)也(ye)被(bei)視(shi)為(wei)有(you)意(yi)放(fang)射(she)體(ti)。因(yin)此(ci)，它(ta)們(men)需(xu)要(yao)額(e)外(wai)的(de)認(ren)證(zheng)，以(yi)確(que)保(bao)它(ta)們(men)放(fang)射(she)的(de)功(gong)率(lv)不(bu)會(hui)超(chao)過(guo)允(yun)許(xu)值(zhi)，或(huo)幹(gan)擾(rao)其(qi)他(ta)設(she)備(bei)或(huo)頻(pin)段(duan)。在(zai)這(zhe)方(fang)麵(mian)，沒(mei)有(you)全(quan)球(qiu)通(tong)用(yong)的(de)認(ren)證(zheng)
，每(mei)個(ge)國(guo)家(jia)或(huo)地(di)區(qu)都(dou)有(you)自(zi)己(ji)的(de)標(biao)準(zhun)。通(tong)常(chang)這(zhe)些(xie)標(biao)準(zhun)是(shi)相(xiang)似(si)的(de)，但(dan)是(shi)它(ta)們(men)仍(reng)然(ran)需(xu)要(yao)通(tong)過(guo)申(shen)請(qing)和(he)相(xiang)關(guan)過(guo)程(cheng)。

 

此外，大多數射頻技術（如BLE、Wi-Fi或GPRS）都必須符合特定組織製定的標準。所以，它們也要通過這些認證。例如，意法半導體的BlueNRG SoC和BlueNRG-M2SA 模塊的認證過程。

 

藍牙低功耗設備需要通過藍牙技術聯盟（管理藍牙標誌使用的機構）的認證。它們還需要獲得不同國家和地區的RF認證。一些國家和地區確定的認證有FCC（美國）

、RED（歐洲）

、WPC（印度）、IC（加拿大）、SRCC（中國）、以及Type（日本）。

 

由(you)於(yu)模(mo)塊(kuai)已(yi)經(jing)經(jing)過(guo)測(ce)試(shi)並(bing)被(bei)認(ren)證(zheng)為(wei)輻(fu)射(she)裝(zhuang)置(zhi)
，通(tong)過(guo)模(mo)塊(kuai)實(shi)現(xian)的(de)設(she)計(ji)無(wu)需(xu)再(zai)做(zuo)輻(fu)射(she)裝(zhuang)置(zhi)認(ren)證(zheng)，可(ke)被(bei)視(shi)為(wei)所(suo)用(yong)模(mo)塊(kuai)的(de)派(pai)生(sheng)設(she)備(bei)。下(xia)麵(mian)是(shi)芯(xin)片(pian)組(zu)方(fang)法(fa)和(he)模(mo)塊(kuai)化(hua)方(fang)法(fa)的(de)成(cheng)本(ben)比(bi)較(jiao)。

 

 

認證過程耗時、繁瑣且成本高昂。如果產量夠大
，可以通過規模經濟來分攤成本，但對小批量產品來說
，分攤成本過高。

 

費用

 

本文已經討論了成本的一些要素。一般來講，成本包括

 

● 電路設計成本

● 設計人員成本、供應鏈成本和生產成本

● 認證成本

● 機會成本 

 

一般來說，如果年產量超過100-150K件，或者產品的形狀不允許采用專用模塊

，這些成本是合理的。

 

意法半導體提供的模塊

 

意法半導體是世界領先的半導體公司，生產各種低功耗射頻器件和模塊。意法半導體提供的射頻芯片組和相關模塊見下表

 

 

一個需要考慮的非常重要的方麵是，上麵提到的所有芯片組和模塊均已納入10年長期供貨計劃。這意味著如果一家公司在其設計中使用了這些組件
，那麼意法半導體將從產品發布之日起的10年內持續提供這些組件，或提供完全兼容的替代品。

 

結論 

 

如果終端設備的形狀不能適應模塊或產量非常大，則應采用芯片組方法以期實現合理的設計成本
、生sheng產chan成cheng本ben和he認ren證zheng成cheng本ben。如ru果guo公gong司si希xi望wang專zhuan注zhu於yu自zi己ji的de核he心xin競jing爭zheng力li並bing避bi免mian射she頻pin設she計ji的de麻ma煩fan，模mo塊kuai化hua方fang法fa應ying該gai是shi首shou選xuan。模mo塊kuai化hua方fang法fa也ye是shi原yuan型xing製zhi作zuo和he小xiao批pi量liang生sheng產chan的de首shou選xuan。如ru本ben文wen所suo述shu，意yi法fa半ban導dao體ti是shi低di功gong率lv射she頻pin技ji術shu領ling域yu的de領ling軍jun企qi業ye，為wei各ge種zhong應ying用yong場chang景jing提ti供gong廣guang泛fan的de芯xin片pian組zu和he模mo塊kuai。

 

 

推薦閱讀：