RF(d┛ng)化で「アンテナからビットまで」戦Sを実現するADI
インターネット時代に不可L(f┘ng)でしかもカギを(┐i)る\術は、無線通信(RFとモデム\術)である。噞アナログICに(d┛ng)いAnalog Devicesは、2014QにRF関係の専門メーカーHittite(ヒッタイト) MicrowaveをA収した。このT果、「アンテナからビットまで」というRF\術からデジタル出までのポートフォリオをeてるようになった。
元々、A-D/D-Aコンバータ等のデータコンバータに(d┛ng)いAnalog Devices Inc. (ADI)は、モデムのデジタル変調アルゴリズムを演QするDSP(デジタル信(gu┤)プロセッサ)もeっている。加えて、RFに(d┛ng)いHittiteをA収することで、文C(j┤)通りアンテナからデジタルまでを1社で実現できる。
2015Q暮れのマイクロSの専門t(j┤)会MWE2015において、ADIは無線通信のアンテナからデジタル処理v路のビットまで、さまざまな周S数帯域についてt(j┤)颪鮓せた。インターネットとつながるデバイスでは無線すなわちRFを使うテクノロジーが圧倒的にHい。RF以外だとADSLや光ファイバなどの~線しかない。モバイルの世cはほぼ100%RF\術が使われていると言っても言い(c┬)ぎではない。
ところがRFの世cは、k般的なアナログやデジタルとは違い、マクスウェル電磁c(sh┫)式の世cであり、Sとしての性を理解しておく要がある。例えばアンテナは、空間を伝わる電Sを\幅する「共振_(d│)」であり、k般の細くて丸い配線はインダクタンス成分をいっぱい含み電磁Sを放出する「送信機」である。このため、周S数を合わせる(共振させる)チューナーでは、インダクタンス(L)とリアクタンス(C)を試行惴軼に何度も合わせてみる要があり、調Dに時間がかかる。さらにアンテナからL(zh┌ng)NA(ローノイズアンプ)、局霹振_(d│)、フィルタなどのv路には、LやCの成分をH数含むため、電磁Sの反o(j━)、吸収の様子を(m┬ng)るためのスミスチャート(sパラメータ)をチェックする要がある。要は、電磁Sの(m┬ng)識がなければ設できない。
もしRFv路に煩わされることなく、デジタルに集中できるのなら、通信機を組み込んだIoT機_(d│)などの開発期間はずっと](m└i)くなる。RFv路の周S数調Dコスト(ローディング時間)がぐっと(f┫)る。
もちろん、通信\術はRFだけではない。周S数変換して検Sしたアナログ信(gu┤)やデジタル信(gu┤)は変調(modulate)されているため、復調(demodulate)しなければならない。変復調_(d│)を両vのかしら文C(j┤)をDって、モデム(modem)と}ぶ。ADIはA-Dコンバータやモデム\術もeつため、RFのHittiteを}に入れることで、アンテナからビットまでての\術を提供できるようになったのである。このおかげで、ITやデジタル機_(d│)の設vは、通信\術を(m┬ng)らなくてもO分のu(p┴ng)Tな\術に集中できる。通信?d─ng)v路霾はまるで「レゴブロック」のように通信?d─ng)v路モジュールをはめ込むだけで済む。
今v、アナデバがt(j┤)会で見せたをいくつか紹介すると、24GHzのミリS帯向けレーダー向けのチップセットADF5901(2チャンネルの送信?d─ng)v路)とADF5904(4チャンネルのp信?d─ng)v路)、ADF4159(FM-CWは発效P(y│ng)LL)などを使い、小型化した。RFv路に要なチップはてADIが提供し、デジタル信(gu┤)処理のモデムやデータDり込みはFPGAをW(w┌ng)する。ADIはオーストリアのINRAS社と共同開発しフェーズドアレイアンテナをいて小型レーダーシステムを開発した。クルマの衝突防Vレーダーのx場を狙う。
ナ星通信やはやぶさ2など宇宙での通信のKaバンド(30GHz帯)のアップコンバータ送信機もt(j┤)した。これはLバンド(1GHz帯)の入信(gu┤)を30GHz帯にアップコンバートする送信機である。このRFモジュールもHittiteのモジュール\術である。
さらに今後の5Gモバイル通信向けの60GHzトランシーバチップセットもある。57~66GHzのミリS通信に使うチップで、HMC6300アップコンバータとHMC6301ダウンコンバータで構成されている。5G時代のスモールセルや基地間のバックホールに向けてGbpsのデータレートを実現する通信機_(d│)に使われるRFチップセットソリューションだ。Gbpsのデータレートを実現するためにミリSという高周S\術だけではなく、デジタル変調としても256QAMまでの高い変調(sh┫)式もW(w┌ng)する。チップは4mm×6mmのBGAにパッケージングされ、SiGeプロセスで高周S出を提供する。ベースバンドからRFまでを1チップで実現した。
ADIはさらに、VSWR(電圧定在S比)R定_(d│)や、ソフトウエア無線(SDR:software-defined radio)、データコンバータとFPGAとをつなぐ新しい高]シリアルインターフェースJESD204を使った1Gsps(サンプル/秒)という高]のサンプリングレートに官する格ボードなどを(j┤)した。JESD204格は、来のCMOSやLVDSに変わるCML(current mode logic)をW(w┌ng)したインターフェースで、サンプリングレートが高]になるにつれ、CMOSでは消J電が容できなくなるために作られたもの。ADIは高]データコンバータを}Xけているため、この格採に積極的だ。