circuito integrado de señal mixta
Un circuito integrado de señal mixta es cualquier circuito integrado que tiene tanto circuitos analógicos como circuitos digitales en una sola matriz de semiconductor. [1] [2] [3] [4]
En aplicaciones de la vida real, los diseños de señal mixta están en todas partes, por ejemplo, en teléfonos móviles inteligentes , sistemas de sensores con interfaces digitales estandarizadas en chip (como I2C , UART , SPI, CAN, etc.), procesamiento de señales relacionadas con la voz, aeroespacial y espacial. electrónica, IoT , vehículos aéreos no tripulados (UAV), automoción y otros vehículos eléctricos. Los circuitos integrados de señal mixta también procesan señales analógicas y digitales juntas. Por ejemplo, un convertidor de analógico a digital (ADC) es un circuito típico de señal mixta. Los circuitos o sistemas de señal mixta suelen ser soluciones rentables para construir cualquier dispositivo electrónico de consumo moderno., industriales, médicas, de medición, espaciales, etc. Un circuito integrado de señal mixta también puede contener bloques de memoria en el chip como OTP , lo que complica la fabricación en comparación con los circuitos integrados analógicos. Un circuito integrado de señal mixta minimiza las interconexiones fuera del chip entre la funcionalidad digital y analógica en el sistema, típicamente el tamaño y el peso de la realización debido al empaquetado minimizado y al tamaño reducido de la placa del sistema ( PWB / PCB , sustrato del módulo, etc.) y, por lo tanto, aumenta la confiabilidad del sistema.
Los dispositivos de señal mixta están disponibles como piezas estándar, pero los circuitos integrados específicos de la aplicación (ASIC) diseñados a medida están diseñados para nuevas aplicaciones o si surgen nuevos estándares o se implementan nuevas fuentes de energía en el sistema y los volúmenes de producción se estiman en ser alto. La disponibilidad de bloques IP de señal mixta y analógica listos y probados de fundiciones o casas de diseño dedicadas ha reducido la brecha para realizar ASIC de señal mixta. También existen pocos FPGA y microcontroladores de señal mixta , que normalmente pueden incluir convertidores de analógico a digital y de digital a analógico, amplificadores operacionales, incluso bloques de conectividad inalámbrica, etc. en el mismo chip con lógica digital. [5]Los FPGA de señal mixta son una extensión de los arreglos analógicos programables en campo. Estos microcontroladores y FPGA de señal mixta están cerrando la brecha entre los dispositivos de señal mixta estándar, los ASIC totalmente personalizados y posiblemente el mundo del software integrado, cuando los productos están en desarrollo o los volúmenes son demasiado bajos para una realización efectiva de ASIC totalmente personalizado. Sin embargo, puede haber algunas limitaciones de rendimiento típicamente con este tipo de FPGA y microcontroladores, como la resolución de los ADC, la velocidad de conversión digital a analógica (DAC) y el número limitado de entradas y salidas, etc. A pesar de estas posibles limitaciones, los FPGA y los microcontroladores de señal mixta pueden acelerar hasta el diseño de la arquitectura del sistema, la creación de prototipos e incluso la producción a pequeña y mediana escala. También se pueden respaldar con placas de desarrollo, comunidad de desarrollo y posiblemente también soporte de software.
Un sistema de señal mixta analógica en un chip (AMS-SoC) puede ser una combinación de circuitos analógicos, circuitos digitales, circuitos de señal mixta intrínsecos (como ADC) y, en algunos casos, posiblemente también software integrado .
Los circuitos integrados (CI) generalmente se clasifican como digitales (por ejemplo, un microprocesador) o analógicos (por ejemplo, un amplificador operacional). Los circuitos integrados de señal mixta son chips que contienen circuitos digitales y analógicos en el mismo chip. Los volúmenes de esta categoría de chips han crecido de forma espectacular, específicamente con el aumento del uso de teléfonos móviles 3G , 4G , 5G , etc. y otras tecnologías portátiles, así como con el aumento de sensores y componentes electrónicos en la automoción.
Los circuitos integrados de señal mixta se utilizan a menudo para convertir señales analógicas en señales digitales para que los dispositivos digitales puedan procesarlas. Por ejemplo, los circuitos integrados de señal mixta son componentes esenciales para sintonizadores de FM en productos digitales como reproductores multimedia, que tienen amplificadores digitales. Cualquier señal analógica (como una transmisión de radio FM, una onda de luz o un sonido) se puede digitalizar utilizando un convertidor de analógico a digital muy básico, y el más pequeño y de mayor eficiencia energética sería en forma de señal mixta. CI.
