第240節 對講機芯片研發和測試

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    當李飛出把對講機的射頻收發芯片、c微控製器,以及射頻功放(pa)整合在一個芯片模塊,員工們紛紛提出疑慮,認為這樣的芯片設計會很有很多的問題,並且是不可能完成的…。

    …

    雖然按照目前的對講機內部電路設計,射頻收發芯片、c微控製器,以及射頻功放(pa),甚至是音頻功率放大器都是分開的,例如摩羅拉對講機采用c3361射頻接收芯片,發射芯片采用的是c2831,音頻功率放大器采用的是ta7205…,

    所以,李飛把這些芯片全部集成在一個芯片模塊,完全是超出了員工的想象。

    …

    但是,作為一個芯片研發工程師,當提出一個新的芯片功能,就立即認為難度大,根本很難實現…等各種各樣的問題,

    這是不可以的!

    因為作為大深市芯片產業有限公司的芯片研發工程師,對於提出新芯片的功能,芯片研發工程師應該先是去設計,去驗證,然後,在設計和驗證的過程中,去記錄出現了什麽技術問題和難題?

    …

    也就是,為什麽這樣的芯片設計是不行?不可以這樣的芯片設計原因是什麽?然後,把芯片驗證和設計過程,出現的原因寫下來,再組織芯片研發工程師去解決這些難題…

    …

    即使沒有解決以上芯片設計的問題,芯片研發工程師們在解決芯片研發過程裏,積累了一些經驗,可以避免公司在後續的芯片研發,出現類似的芯片設計技術的問題。

    …

    想到這裏,李飛決定需要改變工程師的研發設計芯片的思路,嚴肅地道

    “各位,得沒有錯,按照現有的技術,把射頻和c芯片整合在一起確實有難度…,也如同各位所的問題,射頻信號會幹擾模擬信號或者數字信號…”

    “不過,既然這樣的芯片功能設計有難度,我們作為大深市芯片產業有限公司的芯片研發工程師,必須靜心下來,應該去驗證設計,為什麽這樣的芯片功能設計不行?…”

    …

    李飛直接指出員工們研發思維…,員工們安靜下來,紛紛低頭,立即意識道作為一個芯片研發工程師,在麵對芯片設計難題時,不應該先是去抱怨或者放大問題的難度,而是先去分析驗證…,然後,再記錄下…。

    …

    見員工們也反思剛才的態度…,接著,李飛為了讓芯片研發工程師在芯片設計注重實踐和研發過程,就特別再次強調

    “作為芯片研發工程師,一定要注重實踐,即使是參考書給出的結果,希望各位再確定時,一定驗證為什麽這樣芯片設計不行?,這對各位芯片研發經驗有非常好的積累。”

    …

    員工們紛紛非常認真地把李飛所的芯片研發工程師的思維記下來,改變芯片研發思維…

    …

    10分鍾後,李飛就回到主題,關於把對講機的射頻收發芯片、c微控製器,以及射頻功放(pa)整合在一個芯片當然對講機除了射頻芯片和cp芯片,還有就是音頻芯片。就問道

    “各位,目前市場銷售的對講機摩羅拉,建伍…,其cp芯片和射頻收發芯片是分開的,那麽,市場上對講機的射頻芯片和基帶芯片是什麽?有知曉的嗎?”

    一位穿著灰白色的襯衫,是第一批進入大深市芯片產業有限公司的上班的芯片研發工程師,就道

    “李工,我查過無線電技術的資料,摩羅拉對講機所用的射頻芯片就是c2831…

    李飛點頭“這是摩羅拉自家生產的芯片,是發射的芯片。“然後,繼續問道

    “你知道c2831各項參數?“

    灰白色的襯衫芯片研發工程師,稍微想了一下,一臉抱歉地道“李工,我忘記了。“

    李飛直接出c2831各項參數

    工作電壓3~8v

    工作電流4毫安

    …

    目前隻了對講機的發射芯片,還有接收芯片以及c芯片等…。李飛繼續問道

    “摩羅拉對講機的使用的接收芯片,各位知道?各項參數,有知道?”

    陳迅道“李工,摩羅拉對講機的接收芯片c3361,各項具體參數都忘記了,0v,耗電典型值僅為39a片1次變頻的通訊接收設備。極限靈敏度)(典型值)。其封裝分為貼片和插件6兩種封裝形式。”

    李飛就直接補充

    “c3361是語音通訊的無線接收芯片。芯片內部電路包含振蕩電路、混頻電路、限幅放大器、積分鑒頻器、濾波器、抑製器、掃描控製器及靜噪開關電路。一般在電路中,起到混頻、中放和調製等相關作用。”接著李飛在寫字板上列出相關參數

    電源電壓25-7v

    電流(靜噪作用)40a,

    限幅靈敏度(-3db限幅)20v

    檢波器輸出直流電壓20v

    檢波器輸出阻抗400Ω

    …

    當然除了以上的芯片,摩羅拉對講機使用了rf5003這一個寬帶射頻功率放大器,這是很重要的,因為對講機的射頻功放工作在非常寬的頻率範圍(段的頻率是400-470hz,v段是130-170hz,民用是有16個信道)。

    例如工作於多個倍頻程甚至於幾十個倍頻程。這就需要對射頻功放進行寬帶匹配設計,寬帶功放具有一些顯著的優點,它不需要調諧諧振電路,可實現快速頻率捷變或發射寬的多模信號頻譜…

    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。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,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hfvhfhf波段。

    …

    還用就是摩羅拉對講機c主控芯片,就是自家生產,為了芯片技術保密,是不對外公布任何相關的芯片資料。

    …

    經過對比市場上對講機的使用的芯片各項參數,李飛考試製定大深市芯片產業有限公司對講機的芯片模塊參數

    對講機芯片模塊架構rsc-v,

    對講機芯片模塊封裝fp

    對講機芯片模塊工藝os。(也就是芯片內部電路全部采用os工藝,其好處價格便宜。)

    對講機芯片模塊工作頻率段的頻率是400-470hz,個通訊頻道。

    對講機芯片模塊對外輸出功率。

    工作電壓範圍。

    通訊距離在空曠無阻擋物體可通訊5公裏。

    …

    在公司的項目會上,李飛確定大深市芯片產業有限公司對講機的芯片模塊參數,以及芯片內部電路模塊,包括射頻收發芯片、c微控製器,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,進入對講機芯片前端邏輯設計,編寫rtl與或者門級的代碼了,

    rtl是用硬件描述語言()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件,那麽,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。

    在芯片電路設計中,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製數據,這些處理和控製可以用硬件描述語言來描述。

    門級在芯片電路設計中,是用於描述電路元件相互之間連接關係的,簡單的來,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

    …

    確定對講機的芯片前端邏輯設計後,就要驗證了rtl代碼的功能是否符合芯片電路的設計,驗證軟件可以采用cadlo,或者synopsys公司的vcs…

    再接著,用輸入硬件描述語言轉換成門級網絡表lst,去確定電路的麵積,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件描述語言生成的門級網絡表

    …

    不過,需要明的是,對講機芯片模塊整合了射頻收發芯片、c微控製器,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,數字信號,射頻信號,

    如在設計對講機芯片模塊沒有經驗,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,並向四周散播,影響模擬信號和數字信號,並且,這種電磁波很有可能通過對講機的線的輸入,又反饋到對講機的接收電路,那麽,如此一來,對講機很容易出現以上的狀況。

    如果,要簡單一點,就是在汽車啟動時,打開f收音機,那麽收音機就不能正常工作,會出現汽車發動機產生的c幹擾電流聲…

    …

    不光以上,還有就是對講機芯片內部用大量地射頻電路,雖然工作原理是f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。

    …

    經過三個月的仿真和設計,對講機芯片設計完成,並把芯片製造文檔發給台積電製造…

    那麽,在對講機芯片打樣期間,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da軟件,是分為兩種功能軟件邏輯電路軟件和pcbyot軟件…

    首先,在邏輯da軟件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盤的整個模塊功能進行設計的。不過,需要明的是,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,

    …

    在邏輯da軟件繪製完邏輯電路圖後,接下來的工作,就是在pcbda軟件對器件進行pcb封裝製作,包括快充主控芯片,os管的封裝,二極管封裝…,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…

    …

    在pcbda軟件裏製作好pcb器件封裝後,然後,就是邏輯da軟件和pcbda軟件進行同步更新,把邏輯da的電路圖導入到pcbda軟件…,這樣的話,就可以在pcbda軟件裏,出現了pcb封裝器件和連接電路線路,

    …

    接著在pcbda軟件,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pcbda軟件輸出製造pcb加工文件,發給板廠進行pcb製作。

    完成對講機芯片的電子電路設計後,就下了就是整理對講機芯片電子物料bo單子,供成本核算和電子物料準備

    …

    台積電的對講機芯片的樣品回到公司後,就要立即進行測試了

    對講機芯片放入at儀器的測試台內的芯片插座後,打開儀器電源按鈕,然後,確定at儀器與對講機芯片連接正常,再開始進行芯片測試,

    at對芯片測試基本的範圍為芯片引腳的連通性測試,芯片漏電流測試,芯片引腳dc(直流)測試,芯片功能測試,芯片sd靜電測試,芯片老化測試(也就是芯片質量驗證)

    以及芯片穩定性測試,在溫度(零下30度和高溫50度)進行測試,確定芯片是否能正常工作…

    先是對對講機芯片的引腳的連通性測試,芯片漏電流測試,dc(直流)測試,這是芯片測試的第一步,檢測對講機芯片的連通性是否正常,確定對講機芯片的內部電路連通,芯片內部電路是否有缺陷。

    …

    在對對講機芯片測試的同時,整機電路的測試也要同步,把快充主控芯片的電子元器件,電阻電容,焊接到pcb主板,先是測試pcb主板電流和電壓問題,包括快充主控芯片的性能和功能

    …

    對講機芯片功能測試合格後,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3v突然提高到9v,進行長達3時,甚至20時或者30時的老化測試,

    如果沒有任何的芯片和電子電路出現問題,那麽,測試合格。

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