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सिस्टम-इन-पैकेज या सिस्टम-ऑन-चिप?यहां तक ​​कि गंभीर अंतरिक्ष बाधाओं के साथ डिजाइन में, एकीकरण का सही स्तर कभी भी आसान निर्णय नहीं होता है।SiP तकनीक परिपक्वता का एक नया स्तर दिखा रही है, कुछ नहीं पुराने दिनों के पुराने बनाए गए मल्टीचैपी मॉड्यूल जैसे कि अटूट सब्सट्रेट।और SoC प्रौद्योगिकी अपनी पहुंच बढ़ा रही है, कई विक्रेताओं के साथ वेनिला-सीएमओएस प्रक्रियाओं में छोटे-सिग्नल आरएफ सर्किटरी कर रहे हैं।कैसे डिजाइन टीम तय करती है कि क्या आरएफ चरणों को अलग, अनुकूलित पासा पर रखा जाए या उन्हें बेसबैंड मरने पर एकीकृत किया जाए?

ईई टाइम्स के साथ एक साक्षात्कार में, फिलिप्स के उपाध्यक्ष और आरएफ प्रोग्राम मैनेजर पीटर होइजमान और टेक्सास इंस्ट्रूमेंट्स इंक में वायरलेस एडवांस आर्किटेक्चर मैनेजर बिल क्रेनिक ने पिछले साल के कस्टम इंटीग्रेटेड सर्कुलर कॉन्फ्रेंस में एक पैनल सत्र में एक बहस शुरू की। ।

ईई टाइम्स: जेंटलमेन, इस सवाल का अधिकार पाने के लिए, आज गंभीर वायरलेस मोबाइल उपकरणों के लिए सबसे अच्छी रणनीति क्या है: SiP या SoC?

पीटर हुइजमैन: फिलिप्स ने कई कारणों से, जिसे हम मजबूर कर रहे हैं, कई कारणों से SiP को चुना है।सबसे पहले, SiP दृष्टिकोण प्रत्येक कार्यात्मक ब्लॉक को उस तकनीक पर गढ़ने की अनुमति देता है जो इसे सबसे अच्छा कार्य करती है।सीएमओएस ट्रांजिस्टर के प्रदर्शन में निर्विवाद सुधार के बावजूद, यह आरएफ सर्किटरी, विशेष रूप से बड़े-सिग्नल सर्किटरी के लिए अभी भी महत्वपूर्ण है।

दूसरा, अलग-अलग पासा पर अलग-अलग मॉड्यूल रखने से बाजारों की एक श्रेणी के लिए प्लग-एंड-प्ले दृष्टिकोण की अनुमति मिलती है।उदाहरण के लिए, बेसबैंड लॉजिक चिप को बदलने के बिना, आप कई अलग-अलग RF डिज़ाइन कर सकते हैं और प्रत्येक मार्केट सेगमेंट के लिए उपयुक्त एक का उपयोग कर सकते हैं।एक SoC के साथ, आप जो कुछ भी आप मरने पर डाल करने के लिए चुना के साथ फंस गए हैं।

तीसरा, सिस्टम में SiP अधिक कॉम्पैक्ट हो सकता है।क्योंकि हम एंटीना स्विच और पावर एम्पलीफायर सहित सभी आरएफ को एकीकृत कर सकते हैं, और क्योंकि हम उच्च-क्यू निष्क्रिय घटकों को एकीकृत कर सकते हैं, हमारे पास एक एकल सिग्नल हो सकता है जिसमें एंटीना सिग्नल जा रहा है और डिजिटल डेटा बाहर आ रहा है।

बिल Krenik: मुझे पीटर ने जो कहा है, उससे बहुत सहमत होने के बाद शुरू करते हैं।हम SiP प्रौद्योगिकी के लाभों पर भिन्न नहीं हैं।लेकिन TI में, हम मानते हैं कि SiP और SoC तकनीक का एक सावधानीपूर्वक संयोजन इन अनुप्रयोगों का सबसे अच्छा समाधान है।

जब हम बेसबैंड सीएमओएस डिजिटल डाई पर छोटे सिग्नल आरएफ सर्किटरी को एकीकृत करते हैं, तो हम बिजली की खपत और बोर्ड क्षेत्र में वास्तविक लाभ देखते हैं।आप उन सुधारों को सिर्फ बड़े पैकेज में पासा नहीं भरते हैं और न ही वास्तव में लागत को कम करते हैं।हम अभी भी SoC के बाहर एंटीना स्विच और पावर एम्पलीफायर जैसे बड़े-सिग्नल फ़ंक्शंस रखते हैं।

हूजमैन: तो हम SiP के मूल्य पर असहमत नहीं हैं।यह चर्चा खत्म हो गई है कि छोटे सिग्नल वाले आरएफ ट्रांसीवर सर्किट को कहां रखा जाए।मैं सहमत हूं कि इसे CMOS में डालना कुछ पैसे और कुछ वर्ग मिलीमीटर को बचाने का एक तरीका है, लेकिन यह जरूरी नहीं कि सबसे अच्छा तरीका हो।उस निर्णय का सिस्टम विभाजन पर बड़ा प्रभाव पड़ता है।

Krenik: और मुझे लगता है कि आज की तकनीक में, छोटे-सिग्नल वाले RF डिजिटल तर्क के साथ स्वाभाविक रूप से फिट होते हैं।यह सिस्टम डिज़ाइन को कुछ हद तक बदल देता है-आखिरकार, अब आप CMOS ट्रांजिस्टर के साथ एक आरएफ स्टेज डिजाइन कर रहे हैं जो डिजिटल के लिए अभिप्रेत था।लेकिन इसके फायदे भी हैं।उन ट्रांजिस्टर में 100 गीगाहर्ट्ज़ पर एक फुट है, और आपके पास काम करने के लिए एक बहुत अच्छा लेआउट पिच है।आप पुराने आरएफ प्रक्रियाओं में संभव से डिजाइन के लिए अधिक आक्रामक दृष्टिकोण ले सकते हैं।

विशेष रूप से, यदि RF-टू-डिजिटल इंटरफ़ेस चिप के लिए आंतरिक है, तो बेसबैंड एक स्तर पर आरएफ चरण के साथ जानकारी साझा कर सकते हैं जो अलग-अलग पासा के साथ व्यावहारिक नहीं होंगे।उदाहरण के लिए, बेसबैंड प्रोसेसर का उपयोग आरएफ सर्किटरी को एक स्व-परीक्षण प्रक्रिया के माध्यम से करने के लिए किया जा सकता है और आरएफ सर्किट को वोल्टेज, तापमान या प्रक्रिया भिन्नताओं के लिए क्षतिपूर्ति करने के लिए ऑन-द-फ्लाई कॉन्फ़िगरेशन कर सकता है।

हूइजमन्स: मैं सहमत हूं।वास्तव में, यदि आप RF को डिजिटल CMOS में लागू करते हैं, तो आपको प्रक्रिया में सीमाओं के कारण RF स्टेज पर अधिक डिजिटल नियंत्रण करने के लिए मजबूर किया जाता है।लेकिन आप एक ही डिजिटल तकनीकों का उपयोग एक सच्चे आरएफ प्रक्रिया में गढ़े हुए डाई पर कर सकते हैं, और उनका उपयोग प्रदर्शन को अनुकूलित करने के लिए कर सकते हैं, प्रक्रिया की कमियों के लिए नहीं।

लेकिन मैं वापस मॉड्यूलरिटी मुद्दे पर जाना चाहूंगा।जैसा कि आप समर्थन करने की कोशिश कर रहे वायरलेस इंटरफेस की संख्या बढ़ जाती है, क्या आप उन सभी को अपने SoC पर डालते हैं?आप उस SoC से कैसे निपटेंगे जिसके 10 RF इंटरफेस थे?सिग्नल अखंडता मुद्दों, आदानों के बीच क्रॉसस्टॉक, यहां तक ​​कि डिजिटल बेसबैंड से शोर बहुत बड़ा मुद्दा होगा।

Krenik: यह एक प्रमुख उपक्रम है।मैं उस पर विवाद नहीं करता।प्रक्रिया इंजीनियर, पैकेजिंग और परीक्षण करने वाले लोगों को काम करने के लिए चिप डिजाइन टीम के साथ मिलकर काम करना होगा।लेकिन यह भविष्य है।आज भी, ब्लूटूथ में, उदाहरण के लिए, आपके पास एक SoC होना चाहिए।

Hijijmans: ठीक है, नहीं।फिलिप्स में हमारे पास ब्लूटूथ के लिए एक SiP समाधान है जिसमें SoC समाधान के समान आकार, लागत और बिजली की खपत है।

Krenik: ठीक है।मान लें कि कई विक्रेताओं ने उस बाजार में एकल-चिप दृष्टिकोण चुना है।यह जीपीएस रिसीवर के लिए भी सच है, और यह वायरलेस नेटवर्क के लिए सच हो रहा है।मेरा मानना ​​है कि बाजार का रुझान SoCs की ओर है।और मेरा मानना ​​है कि टीआई ने एकीकरण की समस्याओं को हल किया है ताकि हम वहां जा सकें।

हूइजमैन: बिलकुल ठीक है, चलो भविष्य को देखते हैं।भविष्य में, हम विभिन्न संयोजनों में कई वायरलेस इंटरफेस के साथ हैंडसेट सिस्टम और एक साथ संचालन के लिए विभिन्न आवश्यकताओं को देखेंगे।क्या आप एक ऐसा विशालकाय SoC करेंगे जिसमें उन सभी वायरलेस इंटरफेस को शामिल किया जाए, जो एक उन्नत हैंडसेट के लिए आवश्यक हो?वह रास्ता नहीं है।यह एक हल करने योग्य समस्या नहीं है।

Krenik: आप सही हैं कि विशेषताएं हैंडसेट में पूरी तरह से डाली जा रही हैं।और प्रत्येक नई सुविधा अपना स्वयं का एंटीना, अपना स्वयं का एयर इंटरफ़ेस लाती है।सभी मैं कह रहा हूं कि जब आप सिस्टम को विभाजित करते हैं, तो प्रत्येक रेडियो को उसके संबंधित बेसबैंड के साथ रखें।तो आप SoCs के क्लस्टर के साथ समाप्त होते हैं;यह बहुत मॉड्यूलर है।

65-नैनोमीटर नोड तक, मेरा मानना ​​है कि हम वायरलेस बाजारों में अलग-अलग खंडों को देखेंगे, और उनके पास कार्यों के निश्चित संयोजन होंगे।इसलिए हम प्रत्येक प्रमुख खंड को एकल SoC के साथ सेवा दे सकते हैं।फिर, 90-एनएम पीढ़ी में SoCs का उपयोग करने के हमारे अनुभव के साथ, हम अपेक्षाकृत आसान संक्रमण के लिए बहुत अच्छी तरह से तैनात होंगे।

हूजमैन: यदि इस तरह के खंड विकसित होते हैं, तो आप कुछ पैसे बचा सकते हैं।लेकिन मुझे लगता है कि कुछ ऐसे सेगमेंट होंगे जहां आप एकल SoC के साथ बड़ी मात्रा में मांग कर सकते हैं।याद रखें, हम SiP दृष्टिकोण के साथ एकीकरण में वृद्धि करेंगे, साथ ही उन चीजों को मिलाएंगे जहां वास्तविक वास्तुशिल्प तालमेल है।

Krenik: मैं जहाँ तुम वहाँ जा रहे हैं के साथ सहमत नहीं हूँ।SoC दृष्टिकोण घटने, लचीलेपन के बजाय बढ़ता है।यह कार्य के बीच आपके द्वारा किए गए तंग एकीकरण के कारण अधिक लचीला है।और अगर बाजार अभी भी कम-परिभाषित क्षेत्रों के लिए अधिक मॉड्यूलर दृष्टिकोण चाहता है, तो हम वास्तुकला या प्रौद्योगिकी को बदलने के बिना भी पेशकश कर सकते हैं।

ईईटी: बिल, मुझे लगता है कि आप पहले व्यक्ति हैं जिन्होंने मुझे सुझाव दिया है कि 90 एनएम से 65 एनएम तक संक्रमण अपेक्षाकृत आसान होगा।

हूइजमैन: 90- से 65-एनएम प्रवास स्वचालित नहीं है।मैं कहूंगा कि डिजिटल सर्किटरी में आपकी कार्यक्षमता जितनी अधिक होगी, यह उतना ही आसान हो जाएगा।लेकिन अतीत में, ट्रान्सीवर सर्किटरी डिजिटल बेसबैंड की तुलना में माइग्रेट करने के लिए कठिन रहा है।वास्तव में, हम वास्तव में RF प्रदर्शन को कुल मिलाकर 65 एनएम तक ले जा सकते हैं।

Krenik: कुछ भी नहीं तुच्छ है।हमें वफ़र-स्तरीय डिज़ाइन और अन्य जगहों पर 65 एनएम के लिए आवास बनाना होगा।लेकिन टीआई के पास महत्वपूर्ण डिजिटल उत्पादों की बड़ी संख्या होने के कारण, प्रक्रिया इंजीनियरों को हमारे डिजाइनरों के लिए डिजिटल माइग्रेशन को 65 एनएम तक आसान बनाना चाहिए।फिर, आरएफ सर्किटरी के लिए, हम एक बार फिर छोटे, तेज ट्रांजिस्टर का एक सेट देख रहे हैं जो कम बिजली का उपयोग करते हैं।

ईईटी: आपने आरएफ की सहायता के लिए डिजिटल सर्किटरी के बढ़ते उपयोग का उल्लेख किया है।क्या एकीकरण के कारण ऐसा किया जा रहा है, या क्या यह मौजूदा तकनीक में आरएफ सर्किटरी डिजाइन करने का सबसे अच्छा तरीका है?

Krenik: निश्चित रूप से TI पर RF circuitry के डिजिटलीकरण की प्रवृत्ति है।वास्तव में, एकीकरण का बड़ा लाभ दो पासा का संयोजन नहीं था क्योंकि यह डिजिटल सर्किटरी के साथ मरने पर आरएफ प्राप्त कर रहा था ताकि वे अंतरंग रूप से काम कर सकें।जब हम सिंगल-चिप हैंडसेट के लिए आर्किटेक्चरल अध्ययन कर रहे थे, तो हमने जल्दी से निष्कर्ष निकाला कि एनालॉग सर्किट को नियंत्रित करने के लिए डिजिटल प्रोसेसिंग पावर का लाभ उठाने के लिए सबसे अच्छा तरीका था।यह एकीकृत आरएफ के लिए सिर्फ सच नहीं है;यह अलग रेडियो चिप्स के लिए समान रूप से सच है।

हूजमैन: यह मुर्गी और अंडे का सवाल है।आप उच्च और निम्न धारा के कारण RF सर्किटरी को CMOS में माइग्रेट करना चाहते हैं।लेकिन अगर आप माइग्रेट करते हैं, तो आप पाते हैं कि इस प्रक्रिया में कई कमियां हैं जिनकी आपको डिजिटल क्षतिपूर्ति करने की आवश्यकता है।यदि आप CMOS में RF करने जा रहे हैं, तो आप डिजिटल करेक्शन करने जा रहे हैं।लेकिन सामान्य तौर पर, बेसबैंड से आरएफ स्टेज पर वापस आने वाले सिग्नल होने के कुछ फायदे हैं।उन कारणों के लिए, तकनीक स्टैंडअलोन आरएफ चिप्स के लिए समान रूप से मान्य है।

EET: तो डिजिटल तकनीक को किसी भी तरह से नियोजित करना, क्या SiP और SoC दृष्टिकोण के बीच डिजाइन व्यवहार्यता में अंतर है?

हूजमैन: एक SiP के साथ, आप प्रत्येक फ़ंक्शन के लिए अनुकूलित तकनीकों का उपयोग कर सकते हैं।उनका सर्वश्रेष्ठ होने के लिए, एंटीना स्विच, पावर एम्पलीफायर और एसएडब्ल्यू फिल्टर प्रत्येक को अपनी प्रक्रिया प्रौद्योगिकी की आवश्यकता होती है।उस बाधा के भीतर, कम पासा बेहतर है।हम बस थोड़ा अलग विभाजन के बारे में बात कर रहे हैं।

Krenik: TI भी SiP की वकालत करता है।SoC के बाहर वे सभी अन्य घटक भी महत्वपूर्ण हैं।लेकिन यहां तक ​​कि एक SiP के साथ, बेसबैंड मरना जितना संभव हो उतना मूल्यवान है।उन सभी तकनीकों का मिश्रण, SiP डिज़ाइन को अधिक जटिल बनाता है।

हूजमैन: ठीक है, फिलिप्स में उत्पादन में बहुत सीपीएस हैं।मैं कहूंगा कि यह एक पूरी तरह से प्रबंधनीय तकनीक है।

Krenik: शायद।लेकिन यहाँ एक उच्च कॉलिंग है।हैंडसेट के विकास के लिए SiP और SoC दोनों आवश्यक हैं।हम भविष्य में ऐसे हैंडसेट देख रहे हैं, जिनमें विभिन्न कार्यों के लिए एक दर्जन रेडियो हैं।हम सिर्फ SiP और SoC दोनों में महारत हासिल किए बिना ऐसा नहीं कर पाएंगे।

EET: अंत में, हम लागत के सवाल पर आते हैं।यदि दोनों SiP और SoC अच्छी तरह से इंजीनियर हैं, तो क्या एक दृष्टिकोण वास्तव में दूसरे की तुलना में कम महंगा है?

Krenik: हमें विश्वास है कि लागत में SoC कम होगा।यह हैंडसेट एकीकरण को सरल बनाता है, यह आरएफ और बेसबैंड सर्किट के बीच निकट युग्मन प्रदान करता है, और इसमें कुल बिजली की खपत कम होती है।उस अंतिम बिंदु का मतलब है कि, दूसरा, SoC दृष्टिकोण बिजली प्रबंधन सर्किटरी में अधिक धन बचा सकता है।और बोर्ड क्षेत्र कम है।

इसके अलावा, हम मानते हैं कि एसओसी एक एसआईपी दृष्टिकोण की तुलना में बेहतर होगा, और हम स्व-परीक्षण, आत्म-सुधार और ट्यूनिंग कार्यों के साथ उपज को और बेहतर बना सकते हैं जो हमें आरएफ और बेसबैंड के करीबी युग्मन द्वारा प्राप्त होते हैं।

सीखने की अवस्था महत्वपूर्ण है।क्योंकि SoC में रेडियो काफी हद तक डिजिटल है, जैसा कि हम साथ चलते हैं, हम रेडियो के अंदर क्या चल रहा है, इसके बारे में एक जबरदस्त डेटा एकत्र कर सकते हैं।यह न केवल उपज में सुधार का मतलब है।यह हमारे ग्राहकों के लिए तेजी से डिबग और कम समय से बाजार का मतलब है।

हूजमैन: डिजिटलीकरण के ये लाभ निश्चित रूप से एसआईपी पर भी लागू होते हैं।मुझे लगता है कि अगर दोनों दृष्टिकोण अच्छी तरह से इंजीनियर हैं, तो अंतर मामूली होगा।लेकिन अगर आप किसी चीज़ की गड़बड़ी करते हैं, तो SoC को ठीक करने की लागत आपके साथ भाग सकती है।

किसी भी तरह से, स्पष्ट रूप से आपको तकनीक में महारत हासिल करनी होगी।यह स्वीकार करते हुए कि, शायद आपकी पसंद का समाधान आपके समय के साथ-साथ बाजार की जरूरतों पर आधारित प्रौद्योगिकियों के आपके नियंत्रण पर आधारित होना चाहिए।