Un esempio molto specifico è l'applicazione del software radio (Software Radio).Al momento, esistono le seguenti principali contraddizioni nel campo della comunicazione wireless: in primo luogo, vengono costantemente proposti nuovi sistemi e standard di comunicazione, il ciclo di vita dei prodotti di comunicazione è ridotto e il costo di sviluppo è in aumento;I requisiti di interconnessione stanno diventando sempre più forti;terzo, la banda di frequenza è più affollata, richiedendo un maggiore utilizzo della banda di frequenza e capacità anti-interferenza.La radio software realizza il più possibile funzioni di comunicazione wireless e personali con il software e sostituisce i circuiti integrati specifici dell'applicazione con chip DSP per uso generico programmabili e dispositivi logici programmabili, in modo da ridurre il contenuto di hardware speciale nel sistema e la flessibilità e la compatibilità del design del sistema sono migliorate.flessibilità e aggiornabilità.Ad esempio, il rapido sviluppo dell'edilizia urbana porterà al deterioramento delle caratteristiche della rete wireless.Sebbene i metodi tradizionali di ottimizzazione della rete possano migliorare le prestazioni della rete, è difficile ottenere risultati soddisfacenti nonostante si spenda molta manodopera e risorse finanziarie.Utilizzando la tecnologia radio software, le prestazioni della rete wireless possono essere monitorate in qualsiasi momento e la rete può essere aggiornata in modo tempestivo per garantire prestazioni ottimali della rete.Ovviamente, la tecnologia software radio necessita del supporto di una piattaforma di chip DSP hardware con potenti capacità di elaborazione del segnale digitale.Eseguendo diversi software sul chip DSP, supporta una varietà di sistemi di comunicazione e migliora la compatibilità e l'aggiornabilità del sistema.È prevedibile che i chip DSP con capacità di elaborazione parallela a virgola mobile sostituiranno i chip DSP a virgola fissa per soddisfare i requisiti di alta precisione, ampia gamma dinamica, grande carico computazionale ed elaborazione dati sempre più complessa nel campo delle comunicazioni.
Inoltre, esistono altri protocolli di comunicazione wireless, come IEEE802.11, SWAP, IrDA, "Bluetooth" e altre tecnologie che forniscono comunicazioni wireless per vari dispositivi come telefoni cellulari, computer notebook, terminali informativi portatili, macchine da gioco portatili e macchine fotografiche.modo per collegare l'interfaccia.
Un'altra classe notevole di tecnologie di accesso wireless è la WLAN.Questa tecnologia connette telefoni cellulari, PDA e computer notebook e utilizza la rete GSM esistente o la rete CDMA con un'eccellente copertura per collegarli a Internet, fornendo agli utenti servizi dati a banda stretta come e-mail e navigazione web sempre e ovunque.Un gran numero di elettrodomestici digitali (come MP3, dispositivi audio on-demand di rete, ecc.) possono anche scaricare informazioni o realizzare il controllo remoto in questo modo.La principale difficoltà di tali prodotti è ancora nelle prestazioni e nel costo del chip.Se il chip del circuito integrato a basso costo non può essere risolto, la promozione su larga scala del prodotto incontrerà enormi difficoltà.
I circuiti integrati sono i primi e più ampiamente utilizzati nelle apparecchiature di comunicazione cablate, come interruttori controllati da programmi digitali, apparecchiature di trasmissione di reti digitali sincrone ottiche (SDH), router, televisori per conferenze e comunicazioni sicure.La maggior parte dei primi circuiti integrati specifici dell'applicazione di comunicazione sono stati personalizzati in base ai requisiti del sistema.Dopo anni di sviluppo, i chip ASIC di comunicazione odierni hanno iniziato a guidare lo sviluppo delle apparecchiature di comunicazione.
In termini di interfacce ad alta velocità di apparecchiature di comunicazione, come la sincronizzazione dei frame, la correzione degli errori, il framing, l'elaborazione delle informazioni di trasmissione, ecc., sono state integrate in un chip di circuito integrato.Ad esempio, l'elaborazione delle informazioni E1 sulle apparecchiature SDH si è sviluppata da un primo chip che supportava 2 canali di E1 a un chip attuale che supportava 21 canali di E1.Il chipset SDH auto-sviluppato di Datang Telecom necessita solo di 5 VLSI per formare un sistema STM-1 completo, in grado di completare il multiplexing/desincronizzazione di 63 canali di E1, elaborazione dell'overhead POH, connessione incrociata, elaborazione dell'overhead SOH, ecc. e fornire 2 set di uplink e downlink STM-1 contemporaneamente.Un rack complesso che originariamente richiedeva dozzine di schede PCB è semplificato in un unico disco, il che migliora notevolmente l'affidabilità del sistema e riduce i costi.
Nel campo della comunicazione dei dati, le prime apparecchiature utilizzavano maggiormente la modalità di sviluppo di circuiti integrati specifici dell'applicazione, come i circuiti SAR utilizzati per la divisione e la combinazione di celle ATM e processori di rete dedicati all'elaborazione di pacchetti del protocollo IP.Oggi, che si tratti di modalità di trasferimento asincrono (ATM) o dispositivi basati su Ethernet, per formarli vengono utilizzate sempre più CPU ad alta velocità e chip di interfaccia dedicati.RISC a 32 bit è la CPU tradizionale ad alte prestazioni utilizzata non solo per l'elaborazione del protocollo, la conversione di segnali e l'elaborazione di varie informazioni sul carico utile, ma anche sempre più utilizzata nell'elaborazione delle informazioni di interfaccia, il ruolo della piattaforma chip emerge sempre più.In effetti, nello sviluppo odierno delle apparecchiature di comunicazione, il software ha sostituito l'hardware come contenuto più importante e critico nello sviluppo del sistema.Il carico di lavoro del software è passato da banale a oltre il 70% oggi.Una piattaforma SoC flessibile, ad alte prestazioni e riconfigurabile è un argomento molto atteso e curato nel campo della comunicazione.
I progressi nei circuiti integrati hanno dato un contributo estremamente importante alla risoluzione del "collo di bottiglia" della larghezza di banda di Internet.Oggi, i router si sono evoluti dalla tradizionale commutazione basata su bus (backplane), inoltro di pacchetti software e architetture di elaborazione centralizzata alle architetture di elaborazione distribuite e basate su fabric di commutazione, inoltro di pacchetti hardware e distribuzione.I router principali in passato hanno iniziato a spostarsi ai margini della rete e i router principali si stanno sviluppando verso velocità più elevate e maggiore throughput.Con questa modifica, il contributo dei circuiti integrati alla rete dati si sposterà progressivamente ai margini della rete e all'accesso.Il miglioramento della velocità della rete di trasmissione backbone dipende maggiormente dalla tecnologia ottica, in particolare dall'introduzione di circuiti ottici integrati.
Il ruolo dei circuiti integrati nei terminali di comunicazione è ovvio.Funzioni multiple, dimensioni ridotte e leggerezza, funzionamento semplice e aspetto elegante sono l'eterna ricerca dei terminali di comunicazione mobili da parte delle persone.L'interfaccia uomo-macchina semplice e vivida, il display a colori ricco, la ricca sorgente audio, l'acquisizione simultanea di varie informazioni e il consumo energetico estremamente basso sono le basi per il successo e il vantaggio competitivo dei telefoni cellulari Internet mobili.Per adattarsi alla coesistenza di più generazioni, i terminali di comunicazione palmari e le stazioni base devono corrispondere a "multi-mode" e "multi-band", ovvero i cosiddetti "multi-mode" e "multi-frequency".Ovviamente, questo porterà a una progettazione sempre più complessa di chip per telefoni cellulari.Un chip in banda base di un telefono cellulare multimodale che può essere utilizzato nelle reti GSM, CDMA e 3G deve essere in grado di gestire vari segnali e protocolli tra cui GSM, CDMA e 3G.Poiché GSM, CDMA e 3G utilizzano ciascuno risorse di frequenza diverse, i telefoni cellulari multimodali necessitano anche di 2 o 3 circuiti RF per corrispondere a diverse bande di frequenza.Anche le interfacce voce e dati come infrarossi (Ir) e USB sono diventate scelte necessarie.Ad oggi non è ancora uscita la seconda generazione di terminali commerciali dual-mode per comunicazioni mobili compatibili con i sistemi GSM e CDMA.Uno dei motivi principali è che i chip utilizzati per tali telefoni cellulari multimodali non sono ancora maturi.Oltre alle difficoltà tecniche, un motivo è anche l'alto costo dei chip dei circuiti dovuto alla complessità esponenzialmente crescente dell'elaborazione delle informazioni.
Il prezzo del circuito di radiofrequenza e del circuito di elaborazione del segnale in banda base rappresenta circa il 50~60% del costo del terminale di comunicazione mobile.Questo perché i circuiti a radiofrequenza al di sopra della banda 2GHz sono generalmente implementati utilizzando la tecnologia dell'arseniuro di gallio (GaAs).I dispositivi GaAs sono difficili da integrare con l'alta densità e lo spazio disponibile per una significativa riduzione dei costi è limitato.Le persone sperano di utilizzare la tecnologia CMOS per produrre circuiti RF, in modo da ottenere bassi costi e miniaturizzazione, mentre i processori di segnale RF e in banda base possono essere integrati insieme per ottenere una soluzione a chip singolo.L'implementazione di circuiti RF nella tecnologia CMOS è molto interessante per i produttori di apparecchiature.Negli ultimi due anni, i principali produttori internazionali di semiconduttori sono stati impegnati in una forte concorrenza in questo campo.
Esistono molti modi per produrre circuiti RF utilizzando la tecnologia CMOS, tra cui la tecnologia al silicio e germanio (SiGe) ha attirato grande attenzione.La tecnologia SiGe è una tecnologia di produzione che aggiunge diversi processi sulla base della tecnologia CMOS, ovvero uno strato SiGe viene formato su un materiale di silicio per aumentare la frequenza di taglio dei transistor.È possibile realizzare transistor ad alta frequenza di taglio e basso consumo energetico sulla base di un processo CMOS compatibile senza investimenti su larga scala.Rappresentate da IBM, molte aziende di semiconduttori nel mondo hanno lanciato successivamente prodotti che utilizzano la tecnologia SiGe.La frequenza di taglio dei dispositivi SiGe prodotti in serie da IBM ha raggiunto i 47 GHz e dovrebbe raggiungere presto i 100 GHz.
I chip di plastica come gli OLED porteranno anche una nuova rivoluzione ai terminali di comunicazione.I display a colori in plastica OLED avanzati sono destinati a sostituire i tradizionali display LCD su telefoni cellulari, PDA e computer notebook e diventeranno i display standard per i terminali multimediali.
Con la riduzione della dimensione delle caratteristiche dei circuiti integrati e il miglioramento del livello di integrazione, in particolare l'emergere di Internet e le esigenze di larghezza di banda di vari nuovi servizi, sono emersi molti nuovi e difficili problemi.Il problema della larghezza di banda che si pone quando la TV trasmette non può essere risolto in alcun modo con il metodo dell'elettricità.Per un altro esempio, il sistema SDH basato sull'elaborazione del segnale elettrico utilizza solo l'1% della larghezza di banda della fibra ottica, mentre le apparecchiature di multiplexing ottico add-drop (OADM) e le apparecchiature di connessione incrociata ottica (OXC) che utilizzano il concetto di rete completamente ottica possono capacità al massimo.Di conseguenza, gli scienziati hanno iniziato a concentrarsi sulla ricerca della tecnologia fotonica, sperando di sostituire gli elettroni con i fotoni per realizzare l'archiviazione, l'elaborazione e la trasmissione delle informazioni.
La luce ha molti vantaggi rispetto all'elettricità.Ad esempio, la velocità di trasmissione e la larghezza di banda della luce nelle fibre ottiche e altri materiali dielettrici sono di gran lunga maggiori della velocità di trasmissione e della larghezza di banda degli elettroni nei metalli e la perdita di trasmissione della luce nelle fibre ottiche è molto inferiore a quella dell'elettricità nei metalli.perdita ecc. Tuttavia, il controllo dei fotoni è piuttosto difficile.Ciò rende stagnante la ricerca e l'applicazione dei dispositivi ottici ed è difficile fare progressi significativi.Nel 1987 è stato proposto il concetto di cristallo fotonico, che ha mostrato alle persone un nuovo meccanismo per controllare i fotoni, che era completamente diverso dal precedente meccanismo di utilizzo della riflessione totale per guidare la trasmissione della luce, e ha portato nuova vitalità allo sviluppo e all'applicazione della comunicazione ottica tecnologia.Vitalità, mostrando un futuro luminoso.
Non è difficile capire che se si prevede che i fotoni saranno ampiamente utilizzati nel campo delle comunicazioni, è necessario trovare un metodo e un approccio come la realizzazione di chip microelettronici per produrre chip microfotonici integrati.La soluzione ideale sarebbe quella di utilizzare qualcosa che possa funzionare contemporaneamente come specchio, interruttore e guida d'onda su una piccola piattaforma.
I campi di applicazione dei circuiti ottici integrati sono molteplici.Oltre alla comunicazione in fibra ottica, i sensori in fibra ottica, l'elaborazione ottica delle informazioni e i computer ottici, il principio dell'ottica a onda guidata, i dispositivi e i circuiti a guida d'onda ottica a film sottile vengono utilizzati anche in altri campi, come la ricerca nella scienza dei materiali, gli strumenti ottici, la spettroscopia.penetrazione della ricerca.