非線性FEM+DPD釋放Wi-Fi 7潛能
Wi-Fi 7即第7代Wi-Fi技術(shù)，也稱IEEE 802.11be或者ETH。ETH（Extremely High Throughput，極高吞吐量）也表明了Wi-Fi 7標(biāo)準(zhǔn)更新之后最主要的特性變化，能夠?yàn)?K視頻傳輸、云端游戲、邊緣計(jì)算以及大規(guī)模并發(fā)應(yīng)用等應(yīng)用帶來更好的帶寬支持。
在Qorvo媒體日上，Qorvo亞太區(qū)無線連接事業(yè)部高級行銷經(jīng)理 Jeff Lin（林健富）介紹了Wi-Fi 7的主要更新，包括320MHz信道帶寬、4096 QAM、多鏈路操作（MLO）和多資源單元 (MRU）等。
Felix分析 ? 來源：電子發(fā)燒友 ? 作者：吳子鵬 ? 2024-04-19 00:29 ? 2229次閱讀
電子發(fā)燒友網(wǎng)報(bào)道（文/吳子鵬）4月11日，Qorvo在北京成功舉辦以“春光作序，萬物更‘芯’”為主題的媒體日。作為全球領(lǐng)先的連接和電源解決方案供應(yīng)商，此次媒體日上，Qorvo的技術(shù)專家分享了該公司在Wi-Fi 7、BMS和壓力傳感器方面的相關(guān)方案和技術(shù)理解，為相關(guān)領(lǐng)域的產(chǎn)品創(chuàng)新指明了方向。
本文我們帶著問題去這些分享中尋找答案，比如怎樣的射頻配置能否更好地發(fā)揮Wi-Fi 7的性能？集成式BMS方案相較于離散型BMS方案有哪些突出的優(yōu)勢？壓力傳感器如何在高靈敏度的同時免受環(huán)境干擾？這些問題的答案都將在文中揭曉。
非線性FEM+DPD釋放Wi-Fi 7潛能
Wi-Fi 7即第7代Wi-Fi技術(shù)，也稱IEEE 802.11be或者ETH。ETH（Extremely High Throughput，極高吞吐量）也表明了Wi-Fi 7標(biāo)準(zhǔn)更新之后最主要的特性變化，能夠?yàn)?K視頻傳輸、云端游戲、邊緣計(jì)算以及大規(guī)模并發(fā)應(yīng)用等應(yīng)用帶來更好的帶寬支持。
在Qorvo媒體日上，Qorvo亞太區(qū)無線連接事業(yè)部高級行銷經(jīng)理 Jeff Lin（林健富）介紹了Wi-Fi 7的主要更新，包括320MHz信道帶寬、4096 QAM、多鏈路操作（MLO）和多資源單元 (MRU）等。
Qorvo亞太區(qū)無線連接事業(yè)部高級行銷經(jīng)理 Jeff Lin（林健富）
Wi-Fi 7在6 GHz頻段支持最大320 MHz信道帶寬，同時在5 GHz和6 GHz頻段上支持 20/40/80/160 MHz信道帶寬以及在2.4 GHz 頻段支持20 /40 MHz信道帶寬。林健富表示，“僅 320 MHz的信道帶寬就使Wi-Fi 7的最大速度翻了一番，越大的帶寬表示可以傳輸更大量的資料，吞吐量就越高。”
4096 QAM同樣帶來了傳輸容量的提升，Wi-Fi 7中每一個用QAM調(diào)制的點(diǎn)可以比Wi-Fi 6多攜帶2比特的信息，傳輸吞吐量提高了20%。
林健富指出，MLO是Wi-Fi 7標(biāo)準(zhǔn)中另一個殺手級應(yīng)用創(chuàng)新，是一項(xiàng)重要且實(shí)用的功能。MLO讓設(shè)備能夠同時跨多個波段和信道發(fā)送和接收，作為一個MAC層的解決方案，MLO允許每個鏈路可以獨(dú)立和同時與其他鏈路工作，或協(xié)調(diào)最佳的聚合速度、延遲、范圍（覆蓋）或節(jié)省電力，可以大幅提升鏈路的利用率。
不過，林健富強(qiáng)調(diào)，Wi-Fi 7 帶來了眾多技術(shù)突破，也對射頻前端提出了更高的要求，例如需要更多的前端模塊（FEMs）、實(shí)現(xiàn)至少 -47dB 的 EVM、兼容DPD（Digital Pre-Distortion，數(shù)字預(yù)失真）、高效利用非連續(xù)頻譜，并強(qiáng)化濾波性能以改善信號隔離。
為了應(yīng)對 Wi-Fi 7 的新挑戰(zhàn)，林健富介紹了非線性（Non-Linear）FEM+DPD 的方案。非線性FEM主要是指采用非線性PA，理想PA是具有線性特性，也就是輸入信號的功率和輸出信號的功率具有線性關(guān)系。不過，線性PA帶來的主要問題就是隨著輸入功率的增大會出現(xiàn)信號失真。當(dāng)然，還有一種PA本身就是非線性的，那么為了獲得線性的輸出功率，就需要增加一個DPD。
林健富稱，非線性PA比線性PA更加省電，根據(jù)Qorvo的測試結(jié)果，非線性PA可以比線性PA省電25%-30%，這就是為什么越來越多的方案商選擇非線性PA。DPD是一種利用數(shù)學(xué)驗(yàn)算法改善PA線性度的方法，DPD讓輸入信號進(jìn)入PA之前就進(jìn)行補(bǔ)償，然后從PA輸出的信號頻率就是線性的。在信號進(jìn)入PA之前，DPD已經(jīng)知曉PA的非線性情況，然后施加一個相反的信號，最終獲得線性信號。不過，DPD需要額外算法來運(yùn)行，需要占據(jù)一定的系統(tǒng)資源，也就需要Wi-Fi芯片廠商的配合。
根據(jù)林健富的介紹，DPD既有簡單的DPD，也有GMP (Generalized Memory Polynomial)這種比較動態(tài)復(fù)雜的DPD。關(guān)于方案部署，有的Wi-Fi芯片性能比較強(qiáng)，會直接挪用一部分資源來做DPD；也會有廠商選擇在Wi-Fi芯片外一片小的DSP芯片上專門做DPD。DPD已經(jīng)成為當(dāng)前Wi-Fi芯片廠商“內(nèi)卷”的一個領(lǐng)域，如果能夠提供好的DPD性能，即便是性能比較差的PA也能補(bǔ)償回來，從而降低 Wi-Fi 7部署的成本。
在FEM方面，目前Qorvo的FEM模塊包括線性和非線性兩種。線性Wi-Fi 7 FEM有著極佳的線性度同時具備低功耗、小封裝、高整合的特性；非線性Wi-Fi 7 FEM可大幅降低功耗，同時將PAE提升到極致。
MCU+AFE讓BMS設(shè)計(jì)更加高效
BMS（battery management system）是電動汽車不可或缺的重要部件，因?yàn)樾履茉雌囀袌龌馃幔F(xiàn)在大部分人也已經(jīng)熟知BMS。不過，BMS的應(yīng)用并不局限于電動汽車，比如工業(yè)領(lǐng)域的工業(yè)搬運(yùn)機(jī)器人、自動叉車、巡邏車等；消費(fèi)電子領(lǐng)域的電動工具、消費(fèi)類機(jī)器人、充電寶和電動兩輪車等。
Qorvo在電源領(lǐng)域持續(xù)深耕，目前已經(jīng)擁有電源管理芯片（PMIC）、斷電保護(hù)（PLP）、DC/DC 穩(wěn)壓器、電池管理、智能電機(jī)控制以及碳化硅產(chǎn)品等豐富的產(chǎn)品組合。Qorvo資深客戶經(jīng)理Yichi Zhang（張亦弛）介紹稱，在BMS方面，Qorvo創(chuàng)新地將高性能MCU和模擬前端（AFE）整合到單個芯片中，不僅簡化了系統(tǒng)架構(gòu)，也提高了系統(tǒng)性能、可靠性和智能化水平。
張亦弛在演講中提到，無論是馬達(dá)驅(qū)動產(chǎn)品，還是BMS產(chǎn)品，Qorvo產(chǎn)品的最大特色就是高度集成。MCU+AFE方式實(shí)現(xiàn)了數(shù)字、模擬二合一，因此Qorvo的BMS產(chǎn)品具有和通用MCU一樣的可編程性和可配置性，除了實(shí)現(xiàn)BMS功能，還可以通過產(chǎn)品的外設(shè)去拓展其他應(yīng)用功能。
Qorvo BMS芯片產(chǎn)品已經(jīng)量產(chǎn)兩個系列：PAC2214x和PAC2514x。在MCU方面，其中PAC2214x內(nèi)置Arm Cortex-M0 MCU，主頻50MHZ，F(xiàn)lash容量為32KB；PAC2514x則采用Arm Cortex-M4 MCU，主頻提升至150 MHZ，F(xiàn)lash容量為128KB。
在AFE方面，Qorvo BMS芯片產(chǎn)品的AFE集成有16bit高精度ADC、電芯平衡電路、高邊驅(qū)動等各項(xiàng)電池管理模塊。
Qorvo BMS芯片產(chǎn)品還提供出色的通信能力，包括SPI、I2C、UART、CAN等總線接口，串聯(lián)整個BMS系統(tǒng)中的功能單元，比如傳感器、BLE等。有了這些通信接口，Qorvo BMS芯片產(chǎn)品也可實(shí)現(xiàn)通用的控制功能。此外，針對電池管理所需的安全和長續(xù)航的兩大需求，Qorvo的BMS芯片從充放電管理、短路保護(hù)、過流過壓保護(hù)、電池監(jiān)控、電池均衡、低功耗控制這六大功能為基礎(chǔ)，優(yōu)化和管理電池效率和壽命。
集成和離散是一個相對的概念，Qorvo BMS芯片產(chǎn)品均是單芯片方案，帶來了敏捷開發(fā)的性能和非常高的性價比，可為多達(dá)20個串聯(lián)電芯的電池組（鋰離子、鋰聚合物和磷酸鐵鋰等）提供全面的充放電控制和監(jiān)測。當(dāng)然，集成化意味著一些功能和特性已經(jīng)固定，在產(chǎn)品適用范圍方面就會受到影響。
針對這個問題，張亦弛回應(yīng)稱，“Qorvo BMS芯片產(chǎn)品最高可以支持20個串聯(lián)電芯，但很多應(yīng)用里只需要5串、8串、10串或者16串。因此，我們在后續(xù)產(chǎn)品里會陸續(xù)推出從低串?dāng)?shù)到高串?dāng)?shù)的完整BMS產(chǎn)品線，客戶可以根據(jù)電芯數(shù)量的不同，靈活選擇我們的產(chǎn)品達(dá)到成本的可控。”
創(chuàng)新壓力傳感器讓觸控更靈敏
傳感器是數(shù)字化設(shè)備不可或缺的器件，在數(shù)字化時代，迫于人們對智能人機(jī)交互方式的需求，傳感器技術(shù)也亟待創(chuàng)新。Qorvo的Sensor Fusion解決方案正是這么一款能夠帶來交互革新的產(chǎn)品。
Qorvo資深客戶經(jīng)理Renado Lei（雷益民）介紹到，Qorvo 打造的傳感器融合（Sensor Fusion），是包含MEMS 傳感器、ASIC 芯片、軟件和機(jī)電一體化結(jié)構(gòu)在內(nèi)的完整解決方案，且不受大多數(shù)環(huán)境因素的影響，適用于任何材料。
目前，Qorvo提供兩種系列的產(chǎn)品：MEMS Force和ForceGauge，兩者在結(jié)構(gòu)堆疊方式上有所不同。MEMS Force系列是芯片通過硅膠直接和表面基礎(chǔ)；而ForceGauge系列則通過PC板的微小變形來檢測力。Qorvo的結(jié)構(gòu)工程師會根據(jù)客戶需求推薦合適的結(jié)構(gòu)和傳感器系列。
應(yīng)用方面，Qorvo的壓力傳感器已用于手機(jī)側(cè)鍵、AR/VR設(shè)備、車用內(nèi)外人機(jī)交互、智能表面、摩托車和兩輪車、穿戴設(shè)備（如藍(lán)牙耳機(jī)、手表）、家電等多種領(lǐng)域。相比于其它交互方式，Qorvo的產(chǎn)品能夠提供防水、戴手套操作、一體化設(shè)計(jì)等優(yōu)勢。
此外，在設(shè)計(jì)的過程中，Qorvo還能提供端到端的專業(yè)技術(shù)與協(xié)助、仿真功能和軟件集成，助力工程師在多個市場領(lǐng)域迅速實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品創(chuàng)新。
對于Sensor Fusion的應(yīng)用暢想，Qorvo表示是實(shí)現(xiàn)無間隙的智能表面。通過靈敏、低功耗且小巧的傳感器讓交互體驗(yàn)升級。
結(jié)語
通過此次Qorvo媒體會不難看出，在Wi-Fi 7，BMS和壓力傳感器方面，Qorvo的產(chǎn)品和方案起到了非常好的創(chuàng)新引領(lǐng)作用。在Wi-Fi 7領(lǐng)域，非線性FEM+DPD有望加速Wi-Fi 7的普及，并帶來更好的能效表現(xiàn)；在BMS方面，單芯片BMS帶來了敏捷開發(fā)的特性，并能夠讓方案成本更加可控，隨著Qorvo系列性地推出BMS芯片產(chǎn)品，會有越來越多的BMS應(yīng)用受益于Qorvo的單芯片解決方案；在壓力傳感方面，Sensor Fusion將人機(jī)交互表面的材料可以適應(yīng)的更多使用范圍，將其打造更為時尚且智能的應(yīng)用體驗(yàn)。
