隨著無線通信技術的進步，連網、數(shù)據(jù)和實時影音等無線傳輸?shù)男枨髠涫苤匾?，而移動便捷和隨時連網已成為使用者的生活之一。這一趨勢不但促使產品的設計趨向“輕、薄、短、小”和多功能融合，具備高品質的無線連網功能更是成為了不可或缺的硬件開發(fā)關鍵。其中，微型化無線射頻模塊的設計正在符合如此廣大的市場需求。

由于一臺移動設備需要開發(fā)的部分相當多，使用無線模塊的分工方式將是加快開發(fā)時間的一種好方法——它可以有效簡化系統(tǒng)的硬件設計，降低系統(tǒng)廠商的開發(fā)成本。又因為2.4GHz頻段使用相當擁擠，無線射頻模塊對雙頻的需求也大幅提升。在接下來的文章中，將選用一款雙頻MIMO射頻模塊的設計應用做剖析，以提供給業(yè)界相關的工程人員參考。

模塊IC與板上芯片(COB)的差別

終端產品制造商往往會在選擇模塊IC還是COB時猶豫不決。采用COB的方式雖然乍看之下，在成本的考慮上似乎略勝過模塊IC，然而，COB背后所需要的研發(fā)成本卻有可能大過于使用模塊IC?？梢詮哪壳白钚碌哪KIC來做探討。本文以AW-BJ327(參考型號)為例， 其芯片可同時支持2×2 MIMO 802.11a/b/g/n和藍牙4.0功能。圖1是AW-BJ327的系統(tǒng)框圖。

圖1：AW-BJ327系統(tǒng)框圖。

AW-BJ327內部包含一顆主IC、一顆晶體振蕩器、兩顆前端模塊(FEM)和兩顆雙工器，整體大小為15.1mm×10.2mm。外部的電路只需要幾組電源濾波電容和兩組匹配電路，便可使它工作。那么試想，如果要把這些電路用分立的方式在主版上實現(xiàn)，將會遇到哪些問題呢？首先，主IC部分采用的將會是球柵陣列(BGA)封裝，而非模塊IC使用的是芯片級封裝(CSP)倒裝芯片。一般而言，BGA將會比CSP的封裝大上10~20%不等，因此將會降低空間的利用率。

一般，如果要將CSP的IC直接組裝到主版上，則都會在CSP IC上點膠，以防止在跌落試驗中造成IC脫落。而這會產生一個狀況——如果IC發(fā)生問題了，將會遇到無法更換的窘境。

除組裝技術外，就射頻的技術層面來探討，這也是一件困難且耗費時間的事情。5GHz的信號非常敏感并且容易受到干擾，更不用說采用的雙工器是結合了2.4GHz和5GHz的2×2 MIMO。射頻工程師將會花費大量時間來調校匹配電路和功率放大器。主IC需要對射頻功能進行校準，校準的方面包含：發(fā)射機功率、I-Q、RSSI和晶振偏移量。在測試方面將會進行發(fā)射機功率、模板、EVM和接收機靈敏度的測試。以測試而言，如果要在終端產品上對它們進行全部測試，則將會極大地增加測試成本。每節(jié)省一秒測試時間就能夠實現(xiàn)更大的產值。

模塊IC則已經把功能上的調校和所有的測試項目都已經做完。終端廠商只需要管理電源以及外部的匹配電路就可以達到相同的效果。這極大地增加了便利性，尤其是降低了復雜度。終端系統(tǒng)商可以采用相對較少的人力和儀器，達到同樣的效果。另外，由于電信系統(tǒng)商對于射頻的規(guī)格要求越來越高(這也更增加了COB的難度)，在這個與時間賽跑的開發(fā)時間里，采用模塊IC的方式將會越來越普遍。


多重接口的彈性度

一般而言，低端的模塊IC只提供了一到兩個接口選擇。手持式移動設備配備的接口通常會以安全數(shù)字輸入輸出(SDIO)接口為主，這使其在省電和傳輸速率上取得了平衡。具備省電優(yōu)勢的微型化無線模塊對于移動設備而言非常重要，尤其是在省電模式和深睡眠模式下，都是以SDIO最為省電。AW-BJ327模塊上也提供了省電模式和深睡眠模式相關的喚醒引腳或者掉電引腳，只要與系統(tǒng)CPU的GPIO引腳連接即可。這樣，與SDIO接口同時使用時便能夠實現(xiàn)更佳匹配。

圖2為一高端多任務模塊IC與多重接口示意圖，其模塊IC將不只是提供單一接口或是提供一到兩個接口以供使用，而是將所有常用的基本接口全部整合在一起。如此，便可以在單一模塊上實現(xiàn)多重接口的選擇，同時也可以增加客戶使用設計上的彈性。

圖2：高端多任務模塊IC與多重接口示意圖。