展讯GSMGPRS手机核心芯片的创新研制和开发

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2024年6月17日发(作者：)

维普资讯

巴　Ｉ　

展讯ＧＳＭ／ＧＰ　ＲＳ手机核心芯片的　．　

创新研制和开发　

Ｔｈｅ　Ｉｎｎｏｖａｔｉｏｎ（５；Ｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔ　ｏｆＨａｎｄｓｅｔ　Ｃｏｒｅ　Ｃｈｉｐ　Ｂａｓｅｄ　ｏｎ　ＧＳＭ／ＧＰＲＳ　

展迅通信（上海）有限公司成立　

导致整机系统成本、功耗的大幅上升。　

于２００１年７月，主要从事新一代无线　

为了解决该难题，展讯首创多模多媒　

通信专用集成电路产品和系统的开　

体四合一架构，为新一代手机芯片设　

发与销售，运用创新的软硬件架构和　

计闯出了新路。　

设计方法，为无线通信终端厂商，设　

（１）系统设计。根据ＧＳＭ，ＧＰＲＳ标　

计公司提供可快速市场化的无线终　

准和多媒体需求，提出终端的总体要　

端整体解决方案。　

求以及各个子模块的指标，对系统各　

展讯的“展芯”ＳＣ６ｏＯＯ系列芯片包　

级进行划分，提出了不同的软、硬件划　

括ＳＣ６６００　ＧＳＭ，ＧＰＲＳ（２Ｇ／２．５Ｇ）手机　

分方案，然后采用最佳方案。制定模块　

核心芯片，ＳＣ６６０ｏＤ　３Ｄ立体声音乐手　

级技术指标，对每个模块提出设计要　

机核心芯片、ＳＣ６６Ｏ　Ｍ　ＭＰＥＧ４多媒体　

求和设计文档，并结合系统的仿真对　

手机核心芯片、ＳＣ６８０Ｏ多功能智能手　

整个设计进行优化。　

机核心芯片等５个型号的手机芯片产　

（２）系统仿真。建立了上行和下行　

品。这些ＳｏＣ芯片包含２个通用处理　

的仿真链路。链路中包含发射机、接收　

器单元，２个可编程数据处理器，若干　

机和信道模型。　

特殊算法的硬件加速器，数百存储单　

（３）芯片结构设计。在系统设计文　

元，４个模拟基带单元，７个ＡＤＣ，１０个　

档的规范下，设计了高级语言模型，将　

ＤＡＣ以及众多数据Ｉ，０接口。　

其转换成ＲＴＬ模型；根据仿真需求，在　

“展芯”系列芯片是实现四合一架　

ＲＴＬ模型上建立了大量测试用例，验证　

构的多功能单芯片方案。为实现该方　

芯片结构设计的正确性。　

案，在设计开发过程中，展讯通信突破　

（４）单元电路设计。包括存储器、数　

了软硬件协同设计、并行开发、通信算　

模／模数转换器、直流转换器、数字频　

法、低功耗低噪声集成、新功能植入、多　

率综合器、计算单元等单元电路的设　

媒体处理和集成、软件配套等关键技术。　

计和仿真。　

产品定义及ＳｏＣ设计　

（５）超大规模集成电路设计。对芯　

开发流程　

片完成了验证、综合、布局、布线、信号　

完整性、时序分析、可测试性等一系列　

手机对多媒体、新功能的需求迅　

的设计，并且设计了芯片的测试向量　

速增长。若继续采用通用的芯片系统　

及测试平台、芯片的后端设计。　

架构，在增加多媒体等新功能后，必将　

Ｌ一一……嗍∞ｍ　

■　展讯通信有限公司　

（６）终端测试。根据应用需要，设计　

了多款测试终端平台，主要是ＲＦ电路　

及ＰＣＢ设计、终端的小型化设计、驱动　

软件。　

关键技术及　新点　

“展芯”系列手机核心处理芯片系　

列涵盖了手机中除射频功能外的所有　

功能。在研发中，为实现四合一的系统　

架构和高度集成的单芯片总体解决方　

案，展讯通信采用了全新的系统设计　

方法，创新了多项关键技术。　

可扩展的多模多媒体芯片架构　

展讯首次提出了模　数字／电源　

管　多媒体四合一的芯片结构技术，　

将模拟基带处理功能、数字基带处理　

功能、电源管理功能和多媒体功能集　

成在一颗通信核心处理芯片上。以四　

合一结构设计的单芯片可使手机开发　

平均周期从９．１２个月缩短至３—６个月，　

开发成本降低至６Ｏ％（图１）ｏ　

为了实现四合一的结构，展讯还攻　

克了许多技术难点，创新了许多关键技　

术，包括嵌入式低压电源稳压器设计技　

术、系统干扰隔离技术等，建立了软硬　

件资源共享及有效的通信机制。　

同时，展讯还关注结构的多模和　

可扩展性。可扩展多模（双模或多模）机　

制是在ＧＳＭ／ＧＰＲＳ的基础上，满足引　

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巴　一¨＾■－▲’　

使用于调整移动台的其他部分，如ＡＧＣ、　

ＡＦＣ等。　

（４）迭代滤波频率估计算法。其原理是：　

首先接收ＦＣＣＨ数据突发包，并且把采样分　

解为一系列子集；然后，用一个自动回归滤　

波器对得到的子集进行滤波操作，再对经　

过滤波操作的子集进行相关操作，累加后　

估计计算出频率。　

（５）频率控制信道（ＦＣＣＨ）检测算法。针　

对移动通信中同步捕获的课题，提出了　

ＧＳＭ系统中一种频率控制信道检测的算　

手机制造商产品开发周期　３￣６月　

法。该算法给出了一个相位微分器将输入　

图１展讯单芯片解决方案　

信号转换成直流成分，此直流成分经过一个带阻滤波器后　

与没有经过带阻滤波器的信号相比，比值可以用来计算和　

入ＴＤ—ＳＣＤＭＡ或ＷＣＤＭＡ功能的不同组合要求，以便实现　

分辨ＦＣＣＨ中信号的边界。　

多种多模方案。多媒体功能的整合设计是在支持各种常用　

（６）自动频率控制（ＡＦＣ）算法。这种方法利用从恢复数据　

音频格式的音乐播放的基础上，满足包括高像素（５００万）照　

中得到的频偏信息来确定移动站中的本地压控振荡器的偏转　

相处理和自动聚焦、游戏图像处理，ＭＰＥＧ一４视频录制及播　

方向和偏转量，从而实现对基站精确的频率跟踪。　

放，手机移动电视等不同组合功能的要求。　

（７）空寻呼信道消息块检测方法。通过检测ＰＣＨ消息块　

软硬件协同设计、并行开发技术和开发平台　

的第一个突发，来判断ＰＣＨ消息是否是空，如果是则忽略　

手机开发过程中软件的开发通常要等到硬件（芯片）开　

ＰＣＨ消息，不再去接收、解调它的其余三个突发，最多时可　

发完成之后才能开始，延长了整个开发周期。为了解决该问　

节约手机寻呼检测电量消耗的３，４，从而延长待机时间。　

题，展讯创造了软硬件并行开发、协同设计的技术和开发平　

（８）不受信号功率或噪声方差变化影响的维特比解码　

台，充分利用并行开发软用　件的优势，不仅缩短了系统开发　

算法。在解不相关信号时，不受信号功率或噪声方差变化的　

周期，而且优化了系统设计，提高系统软硬件分工的合理性。　

影响；同时，这种方法能显著提高维特比解码器在信号不相　

ＧＳＭ／ＧＰＲＳ无线通信系统算法　

关情况下的性能。　

展讯ＧＳＭ／ＧＰＲＳ手机核心芯片的研发在无线通信系　

无线通讯系统算法方面的创新，提高了芯片及系统的　

统算法方面有诸多优化和创新。　

性能，降低了芯片面积和功耗。　

（１）无线通信系统中双向时隙同步估计技术。该技术详　

支持低功耗、高性能的芯片设计技术　

细给出一种基于输入信号序列来获得时隙同步的方法，可　高度集成的四合一架构为整个系统降低了功耗和成　

大大减小时隙估计的偏差。　

本。但是，除了要解决供电、去耦等系统级难题外，芯片本身　

（２）接收信号大动态范围处理技术。该项发明描述了一　

的低功耗、高性能等设计技术也需要创新。　

种大动态范围的接收信号缩放的方法，且给出了具体的电　

（１）差分电压式低功耗存储器。随着芯片功能的迅速扩　

路原理图。它通过对接收信号的再缩放，可实现对接收机进　大，存储器的使用也越来越多，且成为芯片中耗电最多的模　

行没有信号畸变的基带信号处理，使可接收的信号动态范　

块。在ＧＳＭ／ＧＰＲＳ手机核心芯片研发中，展讯提出了差分　

围显著增大。　

电压式存储总线结构。它结合数字电路中独特的分时控制　

（３）移动台空帧检测技术。这是一种在ＧＳＭ移动台中　

算法，大大减少了存储器的功率消耗，使基带存储器耗电量　

非连续发射模式下检测和鉴别空帧的方法，检测的结果能　

仅为同类产品的一半。　

够指示出接收到的帧是有用帧的还是空帧，这个结果将被　

（２）多电压Ｉ／Ｏ电路设计技术。展讯发明了一种工作在　

一　

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多级电压上带有保护电路的Ｉ／Ｏ缓冲　

式的音乐播放，高像素照相处理功能，　

件协同设计技术，建立了相关的开发　

器，它能够承受多种工作电压，且泄漏　照相自动聚焦，游戏图形处理器，　

工具，测试工具和开发系统环境及其　

电流很小甚至没有泄漏电流。　ＭＰＥＧ一４视频录制及播放，手机移动电　

有效的开发模式和方法，开发了ＰＣ端　

的手机模拟器、基站模拟器、手机终端　

（３）特殊电路的设计技术。为了提　

视，视频电话等。　

高芯片的性能、降低功耗，展讯对许多　

无线通信协议栈技术及软件工具　

似乎成熟的电路，如ＦＩＲ滤波器、Ｖｉｔｅｒ—　

ｂｉ解码器、Ｔｕｒｂｏ解码器等进行了进一　

ＧＳＭ／ＧＰＲＳ通信协议栈和从层１到层　

和测试ＰＣ的通信模块软件、调试诊断　

展讯通信开发了中国首个商用的　

工具软件等，从而节省开发时间。

（３）调试方法和手段。在内存管理，　

７的完整的手机软件，在一些关键的协　

代码管理，出错处理等方面，开发出了调　

议实现上，对小区选择、网络选择和省　

试方法和手段，包括处理ＲＯＭ中代码，

步研究，产生了独特的创新技术。　

基带芯片植入技术　

在开发过程中为手机应用创造了　

电等作了优化工作，同时开发了完整、　

设立断点，捕获、分析空中消息，监控、诊　

现场、并输出到ＰＣ端进行分析等。　

（４）平台开发工具。为更好地配合　

多项新技术、新功能。包括快速“即按　成套的开发工具、测试工具和生产工　

断和分析内部软件运行情况，保存出错　

即讲”（ＰｏＣ）核心技术、全新的手机时　具，大大方便了手机研发和生产。　

间校准技术、自动呼叫转移技术、指纹　

（１）完整协议栈软件的实现。使用　

识别器用于字符输入技术和选择性接　

ＳＤＬ和Ｃ相结合的方法，用ＳＤＬ建模、　

基于展讯平台的二次开发，提供了相　

听电话功能。　

处理状态和事件，用Ｃ语言完成复杂　

关的平台开发软件。

的运算、逻辑处理等任务，对ＳＤＬ自动　

（５）生产工具。为了方便最终手机　

单芯片多媒体整合技术　

生产、提升整个产业链，开发、提供了　

采用全新的系统设计，将多媒体　

产生的代码采取了优化，采用模块化　

手机生产方面的工具，以完成手机终　

功能集成在一个高集成度的ＳｏＣ芯片　

技术与协议专用的脚本语言，从而使　

端的生产测试工作，如ＲＦ校准测试工　

中，研发了具有强大多媒体功能的新　

系统在处理复杂的状态机和非常多的　

异常事件时，具有稳定性和兼容性，并　

具、ＡＤＣ校准工具、下载工具、手机自　

代芯片。　

动测试软件及可按生产线配制的整套　

该多媒体基带芯片包括：６４和弦　

节省开发时间。

（２）开发工具和环境。为实现软硬　

软件。皿　

及ＭＰ３的手机铃声、各种常用音频格　

一

４４　１－接２２页　

ＬＣＤ驱动芯片设计开发人员的“外援”主要来自日、韩　我国ＬＣＤ驱动芯片设计公司分成两大类，在２００４年左　

以及我国台湾地区，北京京东方科技集团旗下聚集了大量　

右出现的ＩＣ设计公司开始从事ＬＣＤ驱动芯片的技术积累；　

的韩国显示技术生产、设计方面的人才，将在很大程度上起　

之后，在上广电、京东方ＴＦＴ面板生产线建立后，都开始有　

到培养人力资源的作用。同样，包括友达、奇美、中华映管、　

计划地向上游扶植自身驱动芯片设计部门发展，以及以　

广辉、翰宇彩晶等“台湾面板五虎”在内地的投资，均能起到　

ＴｃＬ为代表的消费电子系统厂商向这一领域的进军，后者　

带动内地显示设备从业人才培养的目的，但是能够明显见　

如ＴＣＬ、京东方、上广电等可以归为系统厂商支持部分。这　

效则还需要时间。　

两部分成为我国ＬＣＤ驱动芯片发展的主力阵营。　

虽然如此，但这两大阵营并不一定是最终赢家。对于　

除人才瓶颈之外，ＬＣＤ驱动芯片市场也不如我国其他　

领域ＩＣ设计公司发展得有规模。目前，内地从事ＬＣＤ驱动　

ＬＣＤ驱动芯片而言，量产型的技术以及高整合技术成为此　

芯片的ＩＣ设计公司尚未有产出可言，除去香港晶门科技以　类ＩＣ设计公司发展的重要指标。然而这两项评价指标正是　

外的ＬＣＤ驱动芯片设计公司主要集中在深圳、上海和北京　

目前我国业界需要完善之处。据业内人士估计，能够将产品　

外，算上ＴＣＬ内部运作的ＩＣ设计部分，以及上广电同样在　

有保证地量产，对于我国ＬＣＤ驱动芯片厂商而言，起码需要　

运作的驱动芯片研发部门在内，目前国内仅有不超过１Ｏ家　

两三年的时间。可以说，ＬＣＤ驱动芯片市场是我国企业最有　

从事ＬＣＤ驱动芯片设计的公司，且普遍没有形成具有核心　潜力可以挖掘的领域之一。皿　

优势的技术积累，发展尚需时日。　

世界电子元■件２００７．２　ｗ１＾＾＾，．ａｅｃｍａａ．ｃｏｒｎ　

本文标签： 芯片设计技术开发系统