致力於ASIC和系統整合的日本無晶圓廠公司Megachips Corp.日前與美國加州Omni Design Technologies達成協議,將共同開發下一代「類比平台」,讓Megachips的客戶能夠打造專為有線網路(包括電話線、同軸電纜和電力線)設計的ASIC。

Omni Design是一家由知名類比晶片專家在兩年前成立的新創公司。當時,正是類比元件耗用系統功耗預算的比重持續增加之際,Omni Design的聯合創辦人們將目光投向為先進SoC打造更高度差異化、超低功耗的類比與混合訊號IP核心。

與Omni Design的策略合作夥伴關係,讓這家日本ASIC供應商有機會開發類比模組——包括可利用Omni Design高速類比數位轉換器(ADC)的高度差異化、高性能類比前端(AFE)。

而對於Omni Design來說,與Megachips的交易正象徵支持其高性能和超低功耗嵌入式IP的第一個巨大機會。

Omni Design聲稱其專利的10-14位元ADC可實現從每秒百萬位元(Megabit;Mb)到每秒10億位元(Gigabit;Gb)的採樣速率,同時較現有技術大幅降低功耗。

Megachips通訊產品線資深總經理Masa Konishi表示,「過去幾年來,我們一直在關注Kush的類比專家團隊所做的事情。」Konishi話中指的是Omni Design執行長Kush Gulati。

Gulati在2007成立了Cambridge Analog Technologies (CAT),並於2011年被Maxim收購。

儘管Megachips從來不曾是CAT或Maxim的客戶,但Konishi說,「我們一直存在向Kush的團隊授權類比IP的想法。」

當被問及Megachips為什麼選擇Omni Design作為其類比IP合作夥伴時,Konishi說,「我們喜歡他們的ADC帶來的更高性能。例如,其14位元ADC可以實現每秒1.4Gb的採樣率。」

Konishi的團隊致力於開發可用於透過有線網路實現高速資料通訊的產品。

如今,空中下載(OTT)市場面臨越來越多的大量資料處理任務,例如透過Netflix串流影片等,Konishi解釋,這些都讓有線通訊裝置也必須處理高速資料。對於這樣的應用,具有10∼14位元解析度(其採樣速率可達到數GHz)的ADC是相當理想的。

Megachips選擇Omni Design的另一個原因是「Kush團隊的研發記錄,」Konish說,「我們一直在追蹤其於ISSCC論文的進展。」

在他看來,類比整合變得越來越困難了,特別是在設計一款複雜的高性能ASIC時,「這並不是直接在ASIC中加進一顆現成ADC那麼簡單。」他說,Megachips的工程團隊還得「計劃最佳化時脈、功耗和雜訊,才能使我們的類比平台充份利用Omni Design的ADC。」

根據Omni Design表示,該公司的專有技術套件能夠「大幅降低功耗,並且明顯提高各種電路的速度和精確度。」Omni Design執行長Gulati解釋說,其創新的基礎在於其取得多項專利的「開關電容容錯技術」(Switched Capacitor Fault Tolerant Technology;SWIFT),目的在於為電路設計人員在開發SoC時帶來更高性能以及提高靈活性。

全新的SWIFT電路技術採用以運算放大器(OP)為基礎的架構進行訊號處理,大幅提高了運算放大器的所有性能要求,包括開路增益、頻寬、雜訊與補償電壓。

該公司表示,這種技術對於類比與混合訊號電路至關重要,特別是將運算放大器用於精密的訊號處理。運算放大器一直存在瓶頸,特別是在奈米級技術中,潛在影響其精確度、速度和功耗。為了實現高性能的運算放大器,必須結合較高的開路增益、閉路頻寬以及低雜訊。但要在目前奈米級CMOS的有限空間中結合這些功能,使得運算放大器的侷限成為一項巨大的挑戰。

因此,SWIFT技術使用簡單的低功率運算放大器,取代在高性能電路中使用高度複雜的高功率方案。SWIFT廣泛應用於Omni IP,以提高類比通道速度、降低功耗,從而顯著提高了電路性能。

Omni Design目前正採用這種技術「開發一款完整的ADC系列,囊括從10位元到14位元解析度,以及高達數GHz的採樣速率,」Gulati指出。

20161207 OmniDesign NT31P1 Omni 14位元250MSps ADC較競爭產品更大幅降低功耗

該公司表示,SWIFT技術「易於建置於其他訊號鏈元件中,如濾波器、數位類比轉換器(DAC)等,」而這也讓Gulati相信將可能因此徹底改變無線收發器的設計。

Omni Design並在中繼器核心中導入SWIFT技術,透過長距離電纜實現10Gbps的資料傳輸,不僅具有極低的功耗且性能毫無折衷。