매우 구체적인 예는 소프트웨어 라디오(Software Radio)의 응용 프로그램입니다.현재 무선 통신 분야에는 다음과 같은 주요 모순이 존재합니다. 첫째, 새로운 통신 시스템 및 표준이 지속적으로 제안되고 통신 제품의 수명 주기가 단축되며 개발 비용이 상승하고 있습니다.상호 연결 요구 사항이 점점 더 강해지고 있습니다.셋째, 주파수 대역이 더 혼잡하여 더 높은 주파수 대역 활용 및 간섭 방지 기능이 필요합니다.소프트웨어 라디오는 가능한 한 무선 및 개인 통신 기능을 소프트웨어로 구현하고 응용 프로그램별 집적 회로를 프로그래밍 가능한 범용 DSP 칩 및 프로그래밍 가능한 논리 장치로 대체하여 시스템의 특수 하드웨어 내용을 줄이고 유연성을 제공합니다. 및 시스템 설계의 호환성이 향상됩니다.유연성 및 업그레이드 가능성.예를 들어, 도시 건설의 급속한 발전은 무선 네트워크 특성의 악화로 이어질 것입니다.기존의 네트워크 최적화 방법은 네트워크 성능을 향상시킬 수 있지만 많은 인력과 재정적 자원을 투입하여도 만족스러운 결과를 얻기 어렵습니다.소프트웨어 무선 기술을 사용하여 무선 네트워크의 성능을 언제든지 모니터링할 수 있으며 네트워크의 최적 성능을 보장하기 위해 적시에 네트워크를 업그레이드할 수 있습니다.분명히 소프트웨어 무선 기술은 강력한 디지털 신호 처리 기능을 갖춘 하드웨어 DSP 칩 플랫폼의 지원을 필요로 합니다.DSP 칩에서 다른 소프트웨어를 실행하여 다양한 통신 시스템을 지원하고 시스템의 호환성 및 업그레이드 가능성을 향상시킵니다.병렬 부동 소수점 컴퓨팅 기능을 갖춘 DSP 칩이 고정 소수점 DSP 칩을 대체하여 통신 분야에서 고정밀, 큰 동적 범위, 큰 계산 부하 및 점점 더 복잡해지는 데이터 처리의 요구 사항을 충족할 것으로 예상됩니다.
또한 IEEE802.11, SWAP, IrDA, "Bluetooth"와 같은 다른 무선 통신 프로토콜과 휴대폰, 노트북 컴퓨터, 휴대용 정보 단말기, 휴대용 게임기 및 디지털 장치와 같은 다양한 장치에 무선 통신을 제공하는 기타 기술이 있습니다. 카메라.인터페이스를 연결하는 방법.
무선 액세스 기술의 또 다른 주목할만한 클래스는 WLAN입니다.이 기술은 휴대폰, PDA, 노트북을 연결하고 기존의 GSM망이나 커버리지가 우수한 CDMA망을 이용하여 인터넷에 연결하여 언제 어디서나 이메일, 웹브라우징 등의 협대역 데이터 서비스를 제공하는 기술입니다.다수의 디지털 가전(MP3, 네트워크 오디오 주문형 장치 등)도 이러한 방식으로 정보를 다운로드하거나 원격 제어를 실현할 수 있습니다.이러한 제품의 주요 어려움은 여전히 칩의 성능과 비용에 있습니다.저가 집적회로 칩이 해결되지 않으면 제품의 대규모 홍보에 큰 어려움이 닥칠 것입니다.
집적 회로는 디지털 프로그램 제어 스위치, 광 동기 디지털 네트워크(SDH) 전송 장비, 라우터, 회의 텔레비전 및 보안 통신과 같은 유선 통신 장비에서 가장 오래되고 가장 널리 사용됩니다.초기 통신 애플리케이션별 집적 회로의 대부분은 시스템 요구 사항에 따라 맞춤화되었습니다.수년간의 개발 끝에 오늘날의 통신 ASIC 칩은 통신 장비의 개발을 주도하기 시작했습니다.
프레임 동기화, 오류 수정, 프레이밍, 전송 정보 처리 등과 같은 통신 장비의 고속 인터페이스 측면에서 집적 회로 칩에 통합되었습니다.예를 들어, SDH 장비의 E1 정보 처리는 E1의 2채널을 지원하는 초기 칩에서 E1의 21채널을 지원하는 현재 칩으로 발전했습니다.다탕텔레콤이 자체 개발한 SDH 칩셋은 5개의 VLSI만 있으면 완전한 STM-1 시스템을 구성할 수 있으며 E1, POH 오버헤드 처리, 교차 연결, SOH 오버헤드 처리 등 63개 채널의 다중화/비동기화 작업을 완료할 수 있으며, STM-1 업링크 및 다운링크 2세트를 동시에 제공합니다.원래 수십 개의 PCB 보드가 필요했던 복잡한 랙을 단일 디스크로 단순화하여 시스템의 신뢰성을 크게 향상시키고 비용을 절감합니다.
데이터 통신 분야에서 초기 장비는 ATM 셀 분할 및 결합에 사용되는 SAR 회로 및 IP 프로토콜 패킷 처리 전용 네트워크 프로세서와 같은 응용 프로그램별 집적 회로의 개발 모드를 더 많이 사용했습니다.오늘날 ATM(Asynchronous Transfer Mode)이든 이더넷 기반 장치이든 이를 형성하는 데 점점 더 많은 고속 CPU와 전용 인터페이스 칩이 사용됩니다.32비트 RISC는 프로토콜 처리, 신호 변환 및 다양한 페이로드 정보 처리에 사용될 뿐만 아니라 인터페이스 정보 처리에 점점 더 많이 사용되는 주류 고성능 CPU로 칩 플랫폼의 역할이 점점 더 부각되고 있습니다.실제로 오늘날의 통신장비 개발에서 소프트웨어는 시스템 개발에서 가장 중요하고 중요한 컨텐츠로 하드웨어를 대체하고 있습니다.오늘날 소프트웨어 워크로드는 사소한 것에서 70% 이상으로 증가했습니다.유연하고 고성능의 재구성 가능한 SoC 플랫폼은 통신 분야에서 많은 기대와 관심을 받고 있는 주제입니다.
집적 회로의 발전은 인터넷의 대역폭 "병목"을 해결하는 데 매우 중요한 기여를 했습니다.오늘날 라우터는 전통적인 버스(백플레인) 기반 스위칭, 소프트웨어 패키지 전달 및 중앙 처리 아키텍처에서 스위칭 패브릭 기반, 하드웨어 패킷 전달 및 분산 처리 아키텍처로 진화했습니다.과거의 코어 라우터는 네트워크의 가장자리로 이동하기 시작했으며 코어 라우터는 더 빠른 속도와 더 큰 처리량을 향해 발전하고 있습니다.이러한 변화로 인해 데이터 네트워크에 대한 집적 회로의 기여도는 점차 네트워크의 에지와 액세스로 이동하게 될 것입니다.백본 전송 네트워크의 속도 향상은 광 기술, 특히 집적 광 회로의 도입에 더 의존적입니다.
통신 터미널에서 집적 회로의 역할은 분명합니다.다양한 기능, 작은 크기 및 가벼움, 간단한 조작 및 세련된 외관은 사람들이 끊임없이 추구하는 이동 통신 단말기입니다.단순하고 생생한 인간-기계 인터페이스, 풍부한 컬러 화면 디스플레이, 풍부한 오디오 소스, 다양한 정보의 동시 획득 및 초저전력 소비는 모바일 인터넷 휴대 전화의 성공과 경쟁 우위의 기본입니다.여러 세대의 공존에 적응하기 위해 핸드헬드 통신 단말기와 기지국은 "다중 모드" 및 "다중 대역", 즉 소위 "다중 모드" 및 "다중 주파수"에 대응해야 합니다.분명히, 이것은 휴대폰 칩의 설계를 점점 더 복잡하게 만들 것입니다.GSM, CDMA 및 3G 네트워크에서 사용할 수 있는 다중 모드 휴대폰의 베이스밴드 칩은 GSM, CDMA 및 3G를 비롯한 다양한 신호 및 프로토콜을 처리할 수 있어야 합니다.GSM, CDMA 및 3G는 각각 다른 주파수 자원을 사용하기 때문에 다중 모드 휴대폰도 서로 다른 주파수 대역에 대응하기 위해 2 또는 3개의 RF 회로가 필요합니다.적외선(Ir) 및 USB와 같은 음성 및 데이터 인터페이스도 필수 선택 사항이 되었습니다.현재로서는 GSM 및 CDMA 시스템 모두와 호환되는 이동 통신용 2세대 상용 듀얼 모드 단말기가 아직 나오지 않았습니다.주요 이유 중 하나는 이러한 다중 모드 휴대 전화에 사용되는 칩이 아직 성숙하지 않았기 때문입니다.기술적인 어려움 외에도 정보 처리의 복잡성이 기하급수적으로 증가함에 따라 회로 칩의 높은 비용도 이유입니다.
무선 주파수 회로와 기저대역 신호 처리 회로의 가격은 이동통신 단말기 가격의 약 50~60%를 차지한다.2GHz 대역 이상의 무선 주파수 회로는 일반적으로 GaAs(갈륨 비소) 기술을 사용하여 구현되기 때문입니다.GaAs 장치는 고밀도와 통합하기 어렵고 상당한 비용 절감을 위한 공간이 제한되어 있습니다.사람들은 CMOS 기술을 사용하여 RF 회로를 제조하여 저비용 및 소형화를 달성하는 한편 RF 및 기저대역 신호 프로세서를 함께 통합하여 단일 칩 솔루션을 달성하기를 희망합니다.CMOS 기술로 RF 회로를 구현하는 것은 장비 제조업체에게 매우 매력적입니다.지난 2년 동안 주요 국제 반도체 제조업체들은 이 분야에서 치열한 경쟁을 벌였습니다.
CMOS 기술을 사용하여 RF 회로를 생산하는 방법은 여러 가지가 있으며 그 중 SiGe(실리콘 게르마늄) 기술이 큰 주목을 받고 있습니다.SiGe 기술은 CMOS 기술을 기반으로 여러 공정을 추가한 제조 기술로, 실리콘 소재 위에 SiGe 층을 형성하여 트랜지스터의 차단 주파수를 높이는 기술입니다.대규모 투자 없이 호환 가능한 CMOS 공정을 기반으로 높은 차단 주파수와 저전력 트랜지스터를 구현할 수 있습니다.IBM을 대표하는 세계의 많은 반도체 회사는 SiGe 기술을 사용하여 제품을 연속적으로 출시했습니다.IBM이 양산하고 있는 SiGe 디바이스의 차단 주파수는 47GHz에 도달했으며 곧 100GHz에 도달할 것으로 예상된다.
OLED와 같은 플라스틱 칩도 통신 단말기에 새로운 혁명을 일으킬 것입니다.고급 OLED 플라스틱 컬러 디스플레이는 휴대폰, PDA 및 노트북 컴퓨터의 기존 LCD 디스플레이를 대체하고 멀티미디어 단말기의 표준 디스플레이가 될 것입니다.
집적 회로의 기능 크기 감소와 집적도 향상, 특히 인터넷의 출현과 다양한 새로운 서비스의 대역폭 요구 사항으로 인해 새롭고 어려운 문제가 많이 나타났습니다.TV 전송 시 발생하는 대역폭 문제는 전기 방식으로는 절대 해결할 수 없다.또 다른 예로, 전기 신호 처리 기반의 SDH 시스템은 광섬유 대역폭의 1%만 사용하는 반면, 전광 네트워크 개념을 사용하는 OADM(Optical Add-Drop Multiplexing) 장비와 OXC(Optical Cross-Connect) 장비는 최대한의 용량.결과적으로 과학자들은 정보의 저장, 처리 및 전송을 실현하기 위해 전자를 광자로 대체하기를 희망하면서 광자 기술 연구에 집중하기 시작했습니다.
빛은 전기에 비해 많은 장점이 있습니다.예를 들어, 광섬유 및 기타 유전 물질의 빛의 전송 속도와 대역폭은 금속의 전자의 전송 속도 및 대역폭보다 훨씬 빠르며 광섬유의 빛의 전송 손실은 금속의 전기 손실보다 훨씬 작습니다.손실 등. 그러나 광자의 제어는 매우 어렵습니다.이로 인해 광학 장치의 연구와 응용이 정체되고 상당한 진전을 이루기가 어렵습니다.1987년에는 전반사를 이용하여 빛의 투과를 유도하는 이전의 메커니즘과는 완전히 다른 광자를 제어하는 새로운 메커니즘을 사람들에게 보여주고 광통신의 발전과 응용에 새로운 활력을 가져다준 광자결정의 개념이 제안되었습니다. 기술.활력, 밝은 미래를 보여줍니다.
광자가 통신 분야에서 널리 사용될 것으로 예상된다면, 집적 마이크로포토닉 칩을 제조하기 위해서는 마이크로 전자 칩을 구현하는 것과 같은 방법 및 접근 방식을 찾아야 한다는 것을 이해하는 것은 어렵지 않습니다.이상적인 솔루션은 작은 플랫폼에서 미러, 스위치 및 도파관으로 동시에 기능할 수 있는 것을 사용하는 것입니다.
집적 광 회로의 응용 분야는 다면적입니다.광섬유 통신, 광섬유 센서, 광 정보 처리 및 광 컴퓨터 외에도 유도파 광학의 원리, 박막 광 도파관 장치 및 회로는 재료 과학 연구, 광학 기기, 분광학과 같은 다른 분야에서도 사용됩니다.연구의 침투.