第240節 對講機晶片研發和測試(2/2)
因此,寬帶阻抗匹配網絡的設計是寬帶射頻功放設計的主要任務。同軸電纜阻抗變換器簡稱同軸變換器,能實現有效的寬帶匹配,可以為射頻功率放大管提供寬頻帶工作的條件。同軸變換器具有功率容量大、頻帶寬和屏蔽性能好的特性,可廣泛應用於HF/VHF/UHF波段。
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還用就是摩羅拉對講機MCU主控晶片,就是自家生產,為了晶片技術保密,是不對外公布任何相關的晶片資料。
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經過對比市場上對講機的使用的晶片各項參數,李飛考試製定大深市晶片產業有限公司對講機的晶片參數:
對講機晶片架構:RISC-V,
對講機晶片封裝:QFP
對講機晶片晶片工藝:CMOS。(也就是晶片內部電路全部採用CMOS工藝,其好處價格便宜。)
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在公司的項目會上,李飛確定大深市晶片產業有限公司對講機的晶片參數,以及晶片內部電路模塊,包括:射頻收發晶片、MCU微控制器,寬帶射頻功率放大器,以及射頻功放(PA),音頻功率放大器…,然後,進入對講機晶片前端邏輯設計,編寫RTL與或者門級的代碼了,
RTL是用硬體描述語言(Verilog 或VHDL)描述想達到電路的功能,門級則是用具體的邏輯單元(依賴廠家的庫)來實現所設計電路的功能,門級最終可以在半導體廠加工成實際的硬體,那麼,RTL和門級的區別是:在設計實現上的不同階段,RTL經過邏輯綜合後,就得到門級。
在晶片電路設計中, RTL是用於描述同步數字電路操作的抽象級,是由一組寄存器以及寄存器之間的邏輯操作構成。之所以如此,是因為絕大多數的電路可以被看成由寄存器來存儲二進位數據...,這些處理和控制可以用硬體描述語言來描述。
門級在晶片電路設計中,是用於描述電路元件相互之間連接關係的,簡單的來說,是一個遵循比較簡單的標記語法的文本文件。門級指的是網表描述的電路綜合級別。是描述電路元件基本是門級或與此同級別的元件...
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確定對講機的晶片前端邏輯設計後,就要驗證了RTL代碼的功能是否符合晶片電路的設計,驗證軟體可以採用cadence公司的NC_VERILOG,或者synopsys公司的VCS…
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再接著,用Cadence的 PKS輸入硬體描述語言轉換成門級網絡表Netlist,去確定電路的面積,時序等目標參數上達到的標準,確定相關參數後,再一次進行仿真,確定模塊電路是否無誤,然後,進行後端設計的數據準備,是確定前期邏輯設計用硬體描述語言生成的門級網絡表
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不過,需要說明的是,對講機晶片整合了射頻收發晶片、MCU微控制器,寬帶射頻功率放大器,以及射頻功放(PA),音頻功率放大器…,其內部電路在設計時,是十分複雜的,包括模擬信號,數位訊號,射頻信號,
如在設計對講機SOC晶片沒有經驗,就十分容易出問題,造成通話掉線、連接出現噪聲、信道丟失以及接收語音質量很差...等各種各樣的問題。
其原因就是射頻信號在工作狀態,工作電流時非常大,很容易形成一個電磁波EMC和EMI,並向四周散播,影響模擬信號和數位訊號,並且,這種電磁波很有可能通過對講機的天線的輸入,又反饋到對講機的接收電路,那麼,如此一來,對講機很容易出現以上的狀況。
如果說要說簡單一點,就是在汽車啟動時,打開FM收音機,那麼收音機就不能正常工作,會出現汽車發動機產生的EMC干擾電流聲…
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不光以上,還有就是對講機晶片內部用大量地射頻電路,雖然說工作原理是FM相同,但是完全不同,非常需要有經驗的設計,包括射頻PA功率放大器。
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經過三個月的仿真和設計,對講機晶片設計完成,並把晶片製造文檔發給台積電製造…
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那麼,在對講機晶片打樣期間,就要準備對講機的電子電路設計,在PCB板極電子電路圖的設計中,使用的板極EDA軟體,是分為兩種功能軟體:邏輯電路軟體和PCB LAYOUT軟體…
首先,在邏輯EDA軟體繪製器件的邏輯封裝,再畫出邏輯電路圖,而這個邏輯電路圖是根據u盤的整個模塊功能進行設計的。不過,需要說明的是,在繪製邏輯封裝和電路圖設計時,相關器件的資料一定要向供應商索取,去確定電子器件的參數,
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在邏輯EDA軟體繪製完邏輯電路圖後,接下來的工作,就是在PCB EDA軟體對器件進行PCB封裝製作,包括快充主控晶片,MOS管的封裝,二極體封裝…,同樣,PCB封裝是需要按照供應商提供的器件參數進行設計的…
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在PCB EDA軟體里製作好PCB器件封裝後,然後,就是邏輯EDA軟體和PCB EDA軟體進行同步更新,把邏輯EDA的電路圖導入到PCB EDA軟體…,這樣的話,就可以在PCB EDA軟體里,出現了PCB封裝器件和連接電路線路,
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接著在PCB EDA軟體,進行布局,走線,完成後,進行連接和規則檢測,確定沒有錯誤後,在PCB EDA軟體輸出製造PCB加工文件,發給板廠進行PCB製作。
完成對講機晶片的電子電路設計後,就下了就是整理對講機晶片電子物料BOM單子,供成本核算和電子物料準備
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台積電的對講機晶片的樣品回到公司後,就要立即進行測試了:
對講機晶片放入ATE儀器的測試台內的晶片插座後,打開儀器電源按鈕,然後,確定ATE儀器與對講機晶片連接正常,再開始進行晶片測試,
ATE對晶片測試基本的範圍為:晶片引腳的連通性測試,晶片漏電流測試,晶片引腳DC(直流)測試,晶片功能測試,晶片ESD靜電測試,晶片老化測試(也就是晶片質量驗證)
以及晶片穩定性測試,在溫度(零下30度和高溫50度)進行測試,確定晶片是否能正常工作…
先是對對講機晶片的引腳的連通性測試,晶片漏電流測試,DC(直流)測試,這是晶片測試的第一步,檢測對講機晶片的連通性是否正常,確定對講機晶片的內部電路連通,晶片內部電路是否有缺陷。
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在對對講機晶片測試的同時,整機電路的測試也要同步,把快充主控晶片的電子元器件,電阻電容,焊接到PCB主板,先是測試PCB主板電流和電壓問題,包括快充主控晶片的性能和功能
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對講機晶片功能測試合格後,還要需要老化測試範圍包括:溫度,環境,電壓,跌落…,例如電壓測試:加速的方式進行測試,把溫度突然提高到50度,外接的電壓從正常工作電壓5V突然提高到7V,進行長達3小時,甚至20小時或者30小時的老化測試,
如果沒有任何的晶片和電子電路出現問題,那麼,測試合格...。