高保真(hi-fi),消費電子,音頻系統(tǒng),家庭影院但這種方法滋生出大量問題,比如限制移動性,再則雜亂突兀的線纜遍布整個房間(如家里或辦公室),不但不方便而且影響環(huán)境美觀。要在當(dāng)今競爭激烈的市場獲得成功,現(xiàn)代短距離通信設(shè)備需要通過無線手段來實現(xiàn)與各類資源簡易且快捷的連接。
實現(xiàn)短距無線連接的一種方案是采用由政府機構(gòu)特別分配的射頻(RF)波段,來發(fā)射/接收各類不同信號。例如,某些消費電子應(yīng)用產(chǎn)品的RF解決方案(如PC機聯(lián)網(wǎng))就是非常流行的可靠無線數(shù)據(jù)連接。不過,另一方面,用于實時、流媒體、家庭娛樂應(yīng)用(如音頻和視頻)的基于RF的通信解決方案,很容易受到其它如WLAN (802.11)、藍(lán)牙、無繩電話等無線RF系統(tǒng)的干擾。所有這些基于RF的應(yīng)用都采用免費但擁擠的2.4GHz 或 5/5.8GHz ISM RF頻段,很容易受到同頻干擾。
此外,家庭娛樂行業(yè)也為基于RF的設(shè)備設(shè)置了障礙。在該領(lǐng)域,連接必需保持超低延時以確保AV源產(chǎn)生的視頻圖像與無線連接音頻再現(xiàn)設(shè)備(即揚聲器)之間‘口型同步(lip sync)’。事實上,RF十分適合于無線數(shù)據(jù)鏈接,在出現(xiàn)干擾時可以對數(shù)據(jù)進(jìn)行重傳,但要實現(xiàn)未經(jīng)壓縮的hi-fi音頻流的可靠傳輸,就困難得多了。此外,用于手機、藍(lán)牙耳機等的RF還被懷疑若經(jīng)常使用,會對人體健康造成傷害,目前專業(yè)醫(yī)學(xué)文獻(xiàn)越來越頻繁地開始討論這一問題。
將紅外(IR)光作為無線通信媒介也非常流行。我們經(jīng)常可以在手機、PDA及其它消費類(CE)設(shè)備看到IR端口。據(jù)悉,目前帶有IR端口的設(shè)備基數(shù)已達(dá)近10億,同時,紅外遙控是室內(nèi)無線控制的通信標(biāo)準(zhǔn)。盡管如此,傳統(tǒng)的IR解決方案對發(fā)射器和接收設(shè)備之間的視距和方向性有要求,這大大限制了其應(yīng)用領(lǐng)域和對市場的吸引力。IR端口的數(shù)據(jù)傳輸率可以相當(dāng)高,但作用距離非常短,對于IrDA設(shè)備為僅為10cm-100cm;或者距離可以長些,但數(shù)據(jù)傳輸率卻非常低(例如遙控器應(yīng)用)。
為了克服現(xiàn)有IR解決方案的這些問題,同時避免RF通信問題,Infra-Com公司已開發(fā)出了基于漫射紅外 (DIR)技術(shù)的產(chǎn)品。DIR利用紅外光信號遇表面彈回的能力來避免傳統(tǒng)IR解決方案的對視距和方向性的要求。采用DIR,發(fā)射器產(chǎn)生的加載紅外信號輻射的信息在整個封閉空間(如房間、辦公室、實驗室)“彈跳”,然后被專門設(shè)計的高度靈敏的接收器收集。DIR技術(shù)擴(kuò)大了紅外產(chǎn)品的作用距離,從而拓寬了其應(yīng)用范圍。
Infra-Com公司為短距全方位無線光通信創(chuàng)建了首個真正的可投入市場的低成本技術(shù)平臺。Infra-Com基于DIR方案設(shè)計了一個獨有ASIC組(即芯片組)。IrGate依賴于從天花板、墻壁及其它表面的IR‘漫’ 反射和散射來建立高比特?zé)o線通信(見圖1)。
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圖1:IrGate的全方位形式在封閉空間內(nèi)工作
? IrGate發(fā)射器采用一個IR LED陣列在封閉空間內(nèi)進(jìn)行三維寬域發(fā)射,IrGate接收器則采用一個高度靈敏的接收器陣列來檢測已發(fā)射的殘留紅外能量,并再現(xiàn)原始信號,即使在光路徑上它已被嚴(yán)重吸收和衰減。
Infra-Com以小尺寸ASIC芯片組的形式銷售IrGate技術(shù),這也是同類中的首款產(chǎn)品。這種高度靈活解決方案的優(yōu)點已經(jīng)得到了消費電子行業(yè)主流銷售商的測試和驗證,后者也已經(jīng)推出了嵌入IrGate的首批樣品。
IrGate的固有優(yōu)勢包括:
1. 低成本—像IrGate這種基帶類型的紅外解決方案能夠降低制造工藝的成本。Infra-Com公司正在確立進(jìn)一步小型化的發(fā)展路線,這將導(dǎo)致每鏈路成本的大幅降低。
2. 可靠的高帶寬—IrGate現(xiàn)在可獲得22.5Mbps的原始比特率(進(jìn)一步發(fā)展可達(dá)50Mbps);它可工作在不同的環(huán)境光照條件下(即自然光源和人造光源),并提供固有劃分,即基于IrGate的通信/網(wǎng)絡(luò)能夠?qū)崿F(xiàn)鄰近空間不受“帶寬復(fù)用”帶來的同頻干擾。
3. 避免RF技術(shù)問題—IrGate與RF設(shè)備互不干擾;它避免了音頻/視頻流應(yīng)用中的RF信號延時問題;IR信號無法穿過墻壁,僅能在封閉空間內(nèi)工作,從而確保了隱私和安全性。
4. 無頻率分配或監(jiān)管問題—IrGate屬于全球性的非監(jiān)管技術(shù)。它無需政府進(jìn)行頻率分配或任何特定分類;“綠色”IR信號不能穿透人體組織,無傷害人體之虞。
5. 可針對消費電子應(yīng)用進(jìn)行修改—IrGate以一種小尺寸的芯片組實現(xiàn),故可嵌入在許多不同類的消費電子設(shè)備中;通過非常簡明的參考設(shè)計為ODM/OEM提供‘即插即用’系統(tǒng)實現(xiàn)方案;它的數(shù)字ASIC(即與“外界”的接口)采用業(yè)界標(biāo)準(zhǔn)接口(如I2S),與現(xiàn)有設(shè)備直接連接,故可保留最常用的系統(tǒng)架構(gòu)。
2. 瞄準(zhǔn)無線音頻領(lǐng)域
Infra-Com目前的應(yīng)用焦點是無線音頻市場,它在這一領(lǐng)域積累了大量寶貴的技術(shù)、產(chǎn)品和市場經(jīng)驗。Infra-Com將繼續(xù)向前發(fā)展,以一系列預(yù)定義的下一代發(fā)展步驟,讓IrGate更靈活、更適合于這一特定市場。這些舉措將降低制造成本,同時提高功能和性能。公司的客戶將意識到系統(tǒng)價格的降低,除非他們?yōu)榱嗽贗rGate IC中增加更多功能性而嵌入多個不同的外設(shè)元件。
2.1 用于無線音頻通信的IrGT800芯片組系列
對于目前還在采用不方便的有線產(chǎn)品或如前所述易受干擾的低質(zhì)量RF解決方案的市場,用于無線音頻通信的IrGT800芯片組系列可提供高質(zhì)量且易于實現(xiàn)的解決方案。Infra-Com認(rèn)識到了創(chuàng)建一個商業(yè)上可行的低成本半導(dǎo)體解決方案所面臨的復(fù)雜挑戰(zhàn),這種方案必須能夠無線連接封閉空間/房間中的后方環(huán)繞聲揚聲器和多種音頻源設(shè)備,比如家庭影院系統(tǒng)、數(shù)字電視機和便攜式音樂設(shè)備(如iPod附件)。Infra-Com已順利開始IrGT801A芯片組的出貨工作,這是業(yè)界首款具有高比特率DIR無線通信功能的芯片組。IrGT801A的紅外通信距離長達(dá)25-50英尺(具體取決于環(huán)境條件和系統(tǒng)結(jié)構(gòu)),無視距或方向性要求,原始數(shù)據(jù)率(即在調(diào)制、FEC、成幀等之前的數(shù)據(jù)率)為20Mbps。IrGT801A具有超低延時(100微秒)優(yōu)點,尤其適合于高保真(hi-fi)音頻應(yīng)用。此外,IrGT801A附帶有簡單的硬件參考設(shè)計,不使用軟件和固件裝置,能夠輕松實現(xiàn)音頻應(yīng)用的全無線通信鏈接??傮w系統(tǒng)和鏈接可能包括高質(zhì)量的無線后方環(huán)繞聲、低音炮或其它揚聲器。而且,IrGT801A的集成和所有其它基于IrGate的ASIC一樣,都受益于該芯片組的小外形尺寸。
IrGT801A的主要規(guī)格如下:
1. 嵌入式I2S接口。I2S是一種公認(rèn)的音頻行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)—DVD、HTiB系統(tǒng)、CD、揚聲器放大器等所用PCB上的所有音頻IC,都采用這種通用的簡單標(biāo)準(zhǔn)。
2. IrGT801A的發(fā)射(Tx) 和接收(Rx)端都包含有一個數(shù)字IC和一個模擬IC。數(shù)字IC作為整個芯片組的調(diào)制解調(diào)器/接口功能使用,而模擬IC則作為模擬光前端子系統(tǒng)的一部分。
3. 支持多達(dá)4個未壓縮(24 位)數(shù)字音頻通道(揚聲器)。
4. 在線前向糾錯(FEC)、自動靜音功能、自動揚聲器關(guān)斷功能、用戶指示LED。
2.2 增強型IrGT821 IC系列
Infra-Com的IrGT821下一代數(shù)字音頻IC目前也可大批量投產(chǎn),該器件可提供比IrGT801A系列更先進(jìn)的功能。它同時增加了一個無線I2C控制通道和4個無線音頻通道,能夠控制無線揚聲器中的遠(yuǎn)程外設(shè)資源 (如DAC、D類放大器、數(shù)字信號處理器)。IrGT821 IC包括IrGT821ADT (Tx) 和 IrGT821ADR (Rx)部分,分別連接IrGT801A的LED驅(qū)動器發(fā)射器和模擬接收器IC,如圖2所示:
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圖2:IrGT821系統(tǒng)框圖
? IrGT821ADx數(shù)字芯片組具有以下增強型功能:
1. 接收器端無線音量/靜音控制。
2. 更高的音頻采樣率——高達(dá)96kHz,而現(xiàn)有IrGT801A的音頻采樣率只有48KHz。
3. 支持硬件和軟件模式——IrGT821同時支持單獨的硬件工作模式(類似于IrGT801A)和軟件工作模式。在軟件模式下,IrGT821ADT發(fā)射器IC能夠接收來自外部器件(如MPEG IC 或 MCU)的各種控制命令,并無線發(fā)射到IrGT821ADR接收器IC,以控制與揚聲器端IrGT821ADR器件相連接的遠(yuǎn)程外設(shè)音頻器件。
2.3 低成本IrGT851 IC系列
為實現(xiàn)降低成本的承諾,Infra-Com還打算開發(fā)基于標(biāo)準(zhǔn)單元ASIC的解決方案IrGT851 IC系列。盡管IrGT801A 和 IrGT821A采用了結(jié)構(gòu)化ASIC技術(shù),IrGT851卻將利用基于ASIC的COT (客戶自有工具)量產(chǎn)業(yè)務(wù)模式。這種工藝可使客戶大大降低成本。IrGT851A將包含一套超越IrGT821A芯片組的增強型功能和性能。
3. 用于低功率無線音頻應(yīng)用的IrGT700
Infra-Com正在計劃開發(fā)IrGate技術(shù)的低功耗版,即IrGT700系列,這些器件能夠嵌入在電池供電的移動及手持應(yīng)用設(shè)備中。滿足以上定義的新半導(dǎo)體芯片組的開發(fā)旨在推動超低成本和簡易產(chǎn)品的發(fā)展。無線耳機和電池供電無線揚聲器只是尋求高質(zhì)量、低功耗無線解決方案的大規(guī)模市場應(yīng)用的兩個小實例。
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