InnoPhase chce přesunout RF obvody od analogových
InnoPhase chce změnit architekturu digitálního rádia. Zde je pohled na proč a jak.
Internet věcí viděl miliony, ne-li miliardy připojených zařízení, a tato náhlá vlna dat vedla ke vzniku pokročilejších technologií, jako je AI. I když se funkce zařízení IoT výrazně liší, od teplotních senzorů po automatické otevírání dveří, mají obecně dvě společné věci: Téměř vždy používají Wi-Fi a většina vyžaduje montáž na vzdáleném místě.
Problémy s Wi-Fi a potřeba vzdáleného nastavení obvykle nejsou individuálně problematické, ale když zařízení napájené z baterie vyžaduje použití Wi-Fi, návrháři najednou čelí velmi obtížnému problému: napájení.
V tomto článku se podíváme na společnost, která se chce odklonit od tradičních analogových návrhů a zvýšit kompatibilitu svých RF obvodů s digitálním zpracováním.
Logo PolaRFusion. Obrázek InnoPhase
Analogový vs. RF digitální
InnoPhase začal v roce 2012 a založil jej Dr. Yang Xu (současný generální ředitel a CTO) a Dr. Jedná se o společnost zabývající se vysokofrekvenčními technologiemi v San Diegu, kterou založil Dahong Qian.
Myslí si, že zjistili vážný problém s vysokofrekvenčními obvody.
Společnost tvrdí, že analogové IQ obvody v moderních SoC zabírají až 60% prostoru formy a spotřebovávají 68% energie.
Obrázek InnoPhase
Konvenční rádiové obvody jsou převážně analogové a vyžadují implementaci různých funkčních bloků (např. Filtry, převaděče dat a multiplikátory) do hardwaru.
Podle InnoPhase „Nejkritičtějším problémem, který brání rozvoji trhu a růstu řešení IoT založených na bateriích, je značné množství energie vyžadované dnešními„ staršími “rádiovými architekturami.
Jak tedy navrhujete tento problém vyřešit?
Diferenciátor v proprietární architektuře InnoPhase je kódování a dekódování RF křivky pomocí polárních souřadnic. Tyto rádiové signály lze nyní zpracovávat pomocí softwarových algoritmů. Kompletní hardware, který byl dříve implementován jako analogové obvody, lze nyní implementovat jako digitální obvody.
InnoPhase PolaRFusion: Snížená spotřeba energie RF
Společnost navrhla architekturu nazvanou PolaRFusion, která výrazně snižuje spotřebu energie, odstraňuje většinu RF obvodů z analogové domény a provozuje protokoly v softwarových, nikoli hardwarových obvodech.
Tuto technologii lze považovat za softwarově definované rádio, které nahradí až 70% analogových obvodů digitálními obvody. Mezi tyto jednotky patří digitální PA, digitálně řízený oscilátor, časově-digitální převodník, injekčně uzamčený oscilátor a hardwarové multiplikátory.
Obrázek níže ukazuje rozdíl mezi klasickou RF architekturou a RF modulem PolaRFusion, kde růžová pole zobrazují analogové obvody. Všimněte si, že jediný analogový obvod v systému PolaRFusion je ve flex LNA a ADC.
Obrázek InnoPhase
Podle InnoPhase lze posunutím analogového zpracování do nelineárního prostoru velmi využít digitální technologii a umožnit zmenšení velikosti matice pro výrobu menších obvodů RF zpracování.
Přechod na digitální technologii však také výrazně snižuje spotřebu energie díky architektuře PolaRFusion, která snižuje spotřebu energie až osmkrát, takže zařízení Wi-Fi napájená z baterie mohou vydržet měsíce místo týdnů.
Digitálně řízená povaha RF obvodů vede k softwarovému ovládání, kde lze definovat různé protokoly, takže zařízení může přepínat mezi Wi-Fi, Bluetooth a Zigbee bez jakýchkoli hardwarových změn.
Rozhovor AAC s InnoPhase
Chcete-li se dozvědět více o InnoPhase, požádala Bridgette Stone z AAC Toma Lee, viceprezidenta prodeje a marketingu InnoPhase, o několik otázek:
Vše o obvodech (AAC): Proč se RF technologie nezměnila za 25 let?
Tom Lee (TL): Většina z nich spočívá v tom, že digitální elektronika není dostatečně rychlá na zpracování rádiových signálů. Drahý vyžaduje velké množství digitálních bran, proto jsme vyvinuli velmi specializovaný digitální procesor optimalizovaný pro nelineární matematiku. Jedná se o revoluční myšlenku a nikdo na trhu nic takového neudělal. Další skutečnou výhodou přechodu z analogové na digitální doménu je, že můžete začít měnit signály v softwaru v digitální doméně. Naše rádio má stovky malých tlačítek, kterými lze měnit parametry.
AAC: Kde si myslíte, že se používá technologie PolaRFusion?
TL: Kde vidíme technologii používanou v bateriových zařízeních a na okraji grilu. Rozhodli jsme se poprvé řešit wi-fi, protože Wi-fi má mnohem více energie než Bluetooth.
AAC: Je technologie PolaRFusion aktuálně používána v reálném světě?
TL: K dnešnímu dni máme na Floridě společnost, která vyvíjí bezpečnostní kameru, kterou lze namontovat na vzdálené místo jako strom, ale nechcete, aby po ní vedl kabel. Cílem tedy je použít technologii InnoPhase, aby bezdrátová bezpečnostní kamera fungovala na baterii mobilního telefonu bez nabíjení po dobu jednoho roku.
AAC: Jaké protokoly lze použít s InnoPhase?
TL: Optimalizovali jsme první čip pro provozování Wi-Fi a Bluetooth, ale novější verze budou moci provozovat i Zigbee. Tuto technologii lze také použít na jiné rádiové protokoly, jako je LTE a NB-IoT.
Budoucnost IoT s nízkou spotřebou
InnoPhase věří, že architektura PolaRFusion by mohla změnit design zařízení IoT s nízkou spotřebou, která se musí spoléhat na energii baterie. Častá výměna baterií nebo výměna elektrického vedení do vzdálených míst, zařízení lze instalovat a zapomenout na dlouhou dobu.
Výhoda komunikace s nízkou spotřebou však přesahuje IoT; Dotýká se všech prostředí zahrnujících vzdálená bezdrátová zařízení. Mezi aplikace, které by mohly těžit z rádiové komunikace s nízkým výkonem, patří nositelná zařízení, lékařské monitorování, monitory prostředí, drony pro dálkové ovládání a mnoho dalších každodenních zařízení.
Jsou v davu nějakí RF inženýři se zkušenostmi, kteří by se o tyto koncepty mohli podělit? Zahajte konverzaci v komentářích níže.
