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与GPT4o技术对话，与业内同行交流，欢迎关注AI机器人，入群👆👆👆************************************朋友最近在考察一家高端芯片设计团队，12bit 、10GSPS射频采样ADC,征求本人意见。必须承认，国内半导体行业这些年取得了不小的进步，很多中低端甚至高端芯片都有性能不错的型号可供选择。但说到高端芯片，不得不说，很多时候还是有点英雄气短。见过不少所谓的高端芯片，在应用中各种状况不断，懂的都懂。产品应用验证的路，还需要一步步走出来。对于尚未规模应用验证的所谓高端芯片，我是谨慎乐观的。想起不久前看到某位产业大佬推荐他们的收发器，宣称是可以替代AD9631，ADI在2013年推出的一款捷变频收发器（支持软件定义），认真了解其性能和落地项目在捷变频稳定性上差距很大。在项目真正规模落地前，宣称的指标并没有太大的意义。
对标了解过几款国内产品，例如国芯思辰 GC0801（工作频率范围：30 MHz至6.0 GHz，支持通道带宽：12 kHz至100 MHz，集成双发双收通道、低噪声系数和高线性度的RX接收通道、TX发射通道；长芯微 面向3G和4G基站应用的LD9361高性能、高集成度的射频捷变收发器；地芯科技 GC0802(工作频率范围：30 MHz至6.0 GHz;支持通道带宽：12 kHz至100 MHz；集成双发双收通道、低噪声系数和高线性度的RX接收通道、TX发射通道）。具体指标和性能阐述都有公开信息，这里不再赘述。不得不说，在这些高端核心技术领域，能与ADI、Qorvo、高通等巨头抢食蛋糕，背后的技术实力和勇气是值得点赞的，尽管在带宽、功耗、集成度、稳定性等方面几乎没有全面对标的，在当前形势下依然有机会获得规模化应用后，获得后来居上的可能机会。
高度集成的解决方案已经超出了技术发起者最疯狂的梦想，该技术最初是一个军事项目，旨在提供多协议、宽频谱单无线电架构。尽管当时 SDR 还处于理论阶段，但技术和方法已经发展成为简化硬件、引入新功能和支持多种调制技术的实用策略。这包括随着新方法的发明而对其进行升级。当今的 SDR 成本低、集成度高、功能多样 - 与过去笨重且昂贵的分立设计相去甚远。现在，得益于包括 AD9361**和**AD9364 （ ADI的单芯片 RF 捷变收发器）革命性功能在内的进步，SDR 也可以声称具有高性能。为此，ADI 一直致力于让设计人员能够使用该技术，并基于有据可查、易于使用的参考设计，提供完整的硬件和软件生态系统。
鉴于此，想到梳理下这款当年具有标杆意义的产品背后技术现实，以及其技术内核。
当今高度集成的解决方案已经超出了技术发起者最疯狂的梦想，该技术最初是一个军事项目，旨在提供多协议、宽频谱单无线电架构。尽管当时 SDR 还处于理论阶段，但技术和方法已经发展成为简化硬件、引入新功能和支持多种调制技术的实用策略。这包括随着新方法的发明而对其进行升级。当今的SDR 成本低、集成度高、功能多样与过去笨重且昂贵的分立设计相去甚远。现在，得益于像包括AD9361、AD9364 （ ADI单芯片 RF 捷变收发器）革命性功能在内的进步，SDR 也可以声称具有高性能。为此，ADI 一直致力于让设计人员能够使用该技术，并基于有据可查、易于使用的参考设计，提供完整的硬件和软件生态系统。
什么是软件定义无线电（SDR）？
SDR 是一种超前理念，其历史悠久，始于 1970 年的数字接收器概念。面对巨大的技术挑战，SDR 难以在现代无线系统的快速变革中保持发展势头。20 世纪 90 年代，美国国防高级研究计划局 (DARPA) 将通用无线电的梦想变为现实，旨在为军事通信提供面向未来的保障并促进互操作性。最终促成了价值数十亿美元的美国国防计划，即联合战术无线电系统 (JTRS) 和抽象层软件通信架构 (SCA)。这个雄心勃勃的项目经过十多年的研发最终失败，但基础技术取得了巨大进步。尽管取得了这些进展，但由于系统成本、尺寸和功耗，SDR 无法真正在商业消费产品领域立足。它一直是一种面向军事和基础设施的技术，直到最近的创新（包括 AD9361）使 SDR 成为一种实用且经济实惠的现实。SDR 在商业通信产品中的应用的转折点是低成本数字信号处理器 (DSP)的出现以及 CMOS 工艺中模拟和 RF 集成的进步。这些创新使得中频 (IF) 和基带子系统能够在第二代蜂窝系统中实现数字化。数字化将无线电架构的元素置于摩尔定律的 轨迹上。随着处理能力的提高，诸如纠错、高级调制方案、高效数据编码方法和信道均衡等复杂的算法功能迅速推出。处理能力的提高和可重构逻辑的改进使这些元素成为能够更新和更改的软实现。AD9361 是这些数字平台的完美伴侣，因为它具有高度灵活的可配置性、方便的CMOS或LVDS 接口和经过验证的 Linux 驱动程序支持。![]()
SDR 的进步
自适应无线电和认知无线电是 SDR 领域的最新进展。它们的概念相似，需要 AD9361 来实现所需的功率和集成度。无线电动态调整收发器配置以适应波形、协议、频率和网络，从而充分利用可用频谱，而不是分配固定的频带或协议。当设备四处移动时，其环境会发生变化，RF 连接会动态响应，尝试充分利用立即可用的最佳服务。AD9361 的宽频带和调制带宽可以满足这一要求。一些智能无线电方案采用了自适应网状网络，而另一些方案则建议使用正交频分多址 (OFDMA)，以频谱池方法利用未使用的频谱。下一代的最终方向仍在确定中，但当宽带认知无线电被普遍采用时，它将彻底改变无线通信。无论最终方向如何，所有潜在策略都面临着与灵活性和性能相关的相同挑战，而 AD9361 可以满足这些挑战。尽管数字处理技术取得了进步，但收发器仍然需要高性能 RF 模拟级来实现前端放大、滤波、频率生成和下变频。难以将 RF 功能与足够的性能和灵活性集成在一起，这从根本上限制了 SDR。由于底层半导体性能的限制，集成 RF 元件的尝试导致灵敏度、选择性、线性度和隔离度的权衡。这导致业界普遍认为，灵活性和集成度的提高不能不牺牲性能和功能。AD9361 SDR 信号路径
双接收器部分将 RF 信号转换为数字数据，然后传送到基带处理器 (BBP)。两个独立通道允许多输入多输出 (MIMO) 系统，同时共享一个公共频率合成器。每个接收器可以多路复用三个输入，使 AD9361 可用于需要多个天线的接收器分集系统。直接转换接收器从天线输入数据并将其传送到低噪声放大器 (LNA)。随后是匹配的正交放大器和混频器元件。带通滤波器整形信号并消除混叠频谱，因为 RF 被抽取到基带。如果需要额外的放大或选择性，可以在设备之前加入外部 LNA 或滤波器。自动增益控制 (AGC) 可以自动或通过 BBP 控制调整信号电平。还加入了接收信号强度指示 (RSSI)、DC 偏移跟踪和自校准所需的电路。可以调整 12 位 ADC 的采样率。数字化信号能够通过一系列滤波器和一个 128 抽头 FIR 滤波器进一步抽取。双直接转换发射器从 BBP 接收数字数据，然后通过可编程的 128 抽头 FIR 滤波器和一系列插值滤波器进行插值。具有可调采样率的 12 位 DAC将数字信号转换为模拟信号。混频器将得到的正交信道上变频为 RF。正交信号被组合并通过带通滤波器进行整形。RF 信号被发送到输出放大器进行传输。每个通道都有可调衰减器、实时自校准和 Tx 功率监视器.ADI 公司的 AD9361 改变了这一模式，其性能符合 4G LTE 等规格。它为设计人员提供了改变游戏规则的尺寸和组件数量减少，而无需牺牲设计人员所期望的性能。它完全可配置且可扩展——能够在多芯片系统中同步使用以扩展功能。高水平的灵活性和集成度可缩短上市时间并降低功耗和电路板面积。目标应用包括 P2P 通信系统、毫微微蜂窝/微微蜂窝/微蜂窝基站、通用无线电系统、宽带认知无线电和 MIMO。其关键硬件特性包括：- 两个完全独立的收发器，具有独立的信号路径，可用于单芯片 2x2 配置，或同步于 4x4、8x8 或更大的系统中，用于包括波束成形和 MIMO 在内的应用。每个接收器最多包含 3 个差分/6 个单端输入。AD9364 敏捷收发器是 AD9361 的单收发器版本。
- 两个集成的独立本地振荡器 (LO)，可使收发器在频分双工 (FDD) 或时分双工 (TDD) 模式下工作。集成的小数 n 合成器支持 2.5Hz 频率调谐分辨率。
- 可通过软件配置采样率，从 547kSPS* 到 61.44MSPS，片上配备 12 位 ADC。
- 出色的接收器噪声系数 (2dB @800MHz LO)。
- CMOS 和 LVDS 接口选项，方便与基带处理器接口。
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不得不提AD9361 背后强大的一个完整的生态系统软实力，客户可以快速评估AD9361 并开发 SDR 产品。这是一种真正革命性的通信系统开发方式，因为它避免了前期开发工作硬件原型和软件驱动程序的需要。这使开发团队能够专注于设计的差异化功能，而不是底层架构。SDK 具有全面的软件支持和仿真建模。ADI 公司在 RF 和 SDR 方面拥有悠久的历史，拥有基于 MathWorks SimRF 工具箱的 AD9361 仿真环境。虽然不是专门针对 AD9361，但 ADI 公司有许多与 SDR 相关的技术参考，例如最大化接收器动态范围的技术。这些参考讨论了与 SDR 相关的重要计算，例如 ADC 噪声系数 (NF) 和信噪比 (SNR) 作为时钟抖动的函数。AD9361 还直接由 ADI 维基百科支持，其中包含从驱动程序源代码到评估电路板上工作示例文档的分步指南的所有内容。从软件角度来看，AD9361 和 AD9364 器件和生态系统功能包括：- 完整的收发器开发生态系统 – 套件包括 Linux 用户应用程序、Linux 和裸机/无操作系统设备驱动程序以及参考硬件，可简化设计。
- ARRadio硬件参考设计系统可用。HSMC 夹层卡与基于 Cyclone V SOC 双 ARM Cortex-A9s 构建的低成本SoCKit
- 开发套件兼容。 • AD-FMCOMMS2 – EZB EMC 硬件参考设计可用。FMC 夹层卡与基于 FMC 的载波卡兼容。
- SDK 具有独立于 FMC 的连接器，可轻松连接到任何基带处理系统。
- SDK 具有用户应用程序和参考设计，可生成用于测试输出的连续音调的 DDS、直接从流文件传输并捕获接收器输出以显示在屏幕上。
- Linux 工业输入输出 (IIO) 示波器应用程序。查看时域、星座图和频谱 FFT 中的接收器信息。由于其调试选项，允许 AD9361 内部寄存器的低电平峰值和峰值。
- 借助 Linux，只需通过简单的文件打开、读取、写入、关闭操作即可修改设备特性。
- 经过验证的 Matlab Simulink SimRF 模型可用来准确表示不同功率水平和频率下的收发器噪声和非线性。这些可用于预测设计性能并在虚拟环境中调整设置，以接近实际硬件。MathWorks Instrument Control Toolbox™ 可以自动执行 RF 测量，连接到频谱分析仪和信号发生器，以使用参考硬件测试设备。
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图 3：AD-FMCOMMS2 和 ARRadio 评估系统![]()
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