可配置RF架构让设计更灵活性

在汽车领域，使用RF的子系统不断演进增长。这类系统包括：轮胎压力监测系统(TPMS)，主要为单一RF通道单向系统，数据率相当高；遥控启动(RS)系统，一般为单一或多RF通道双向系统，数据率比较低；被动无匙门禁(PKE)和遥控车门开关(RKE)应用，为单或多RF通道单向系统，数据率适中。TPMS同时采用开关键控(OOK)和频移键控调制(FSK) 两种调制模式，RS只采用OOK，而RKE则采用OOK或FSK。为了适应多种系统和应用，汽车RF半导体器件必须具有灵活且可配置的架构。而对于架构灵活性的需求，以及客户对高性能、更大覆盖范围和可靠性的期望，正在推动下一代RF IC设计的发展。

首先是覆盖范围和可靠性。当发射路径带有可编程参数时，要扩大范围、提高可靠性是比较容易的。可以充分利用带有备用功率的功率放大器(PA)，对输出功率进行调节，提供符合本地规范要求的最大输出功率。如果PA的输出阻抗是可调节的，则可用于优化天线匹配，以获得其它的优势。而通过正确选择与灵敏度相关的参数，如RF载频、子通道、调制、数据率和IF带宽，则可以增大接收端的覆盖范围和可靠性。

对设计工程师而言，通过接入一个可把这些参数用作可编程选项的接收器，也可以获得上述灵活性。爱特梅尔已推出带有这些可配置选项的下一代收发器和接收器。

例如，爱特梅尔ATA5830收发器和爱特梅尔ATA5780接收器可用于RKE、PKE、TPMS和 RS等汽车应用。这些器件还支持所有车用频带：310-318MHz、418-477MHz，和836-928MHz，而且均为单片器件，采用单个晶振频率。

这两款器件也是针对架构灵活性而设计的，其双LNA架构带两个单独的输入引脚，利用单个IC、PCB和材料清单(BOM)即可原生支持多频带应用。此外，其双-并行解调路径同时支持ASK和FSK感测功能。这些特性适用于多个轮询方案，包括TPMS、RS和多达3个RKE通道，并可经过配置，在多个频带上，以不同的调制方法和数据率支持RF协议。

要在这两款爱特梅尔器件中执行大量的可配置内容，需先把所需配置信息存储在内置EEPROM上，器件上电后即将信息自动加载到器件中。这样一来，就能够实现自主(独立式)工作，以及对采用不同RF载波频带、调制方式和数据率的多个RF系统的输入信号做出轮询。独立式工作模式允许外部控制器在器件轮询、验证帧起始，以及核验发射器ID数据时进入睡眠状态。器件只有在检测到一个有效消息时才会唤醒控制器。这对减少车载应用的点火电路断开拔出(IOD)次数，以及延长手持式钥匙环应用的电池寿命至关重要。

上述两款器件还具有一些其它的优势，包括简化设计和降低BOM成本。例如，爱特梅尔ATA5830收发器在同一块硅芯片上集成了爱特梅尔嵌入式AVR(r)微控制器。该微控制器包含6KB的闪存和24KB的用户可访问固件ROM库，故仅采用一块单芯片就可以开发出整个应用。爱特梅尔ATA5830收发器和ATA5780接收器的集成度也十分高，所需外部元件极少。图1和图2中的应用电路显示了每款器件的标准实现方案。对于典型的应用，ATA5830收发器只需要10个外部元件，而ATA5780仅需6个外部元件。这两款器件都采用5 x 5mm、32脚QFN封装。

总结来说，爱特梅尔最新一代的可配置RF半导体器件能够为迅速演进中的汽车RF子系统提供所需的设计灵活性。

作者：Ahmad Chaudhry，Jim Goings

Atmel公司