非線性FEM+DPD釋放Wi-Fi 7潛能
Wi-Fi 7即第7代Wi-Fi技術，也稱IEEE 802.11be或者ETH。ETH（Extremely High Throughput，極高吞吐量）也表明了Wi-Fi 7標準更新之后最主要的特性變化，能夠為8K視頻傳輸、云端游戲、邊緣計算以及大規模并發應用等應用帶來更好的帶寬支持。
在Qorvo媒體日上，Qorvo亞太區無線連接事業部高級行銷經理 Jeff Lin（林健富）介紹了Wi-Fi 7的主要更新，包括320MHz信道帶寬、4096 QAM、多鏈路操作（MLO）和多資源單元 (MRU）等。
Felix分析 ? 來源：電子發燒友 ? 作者：吳子鵬 ? 2024-04-19 00:29 ? 2229次閱讀
電子發燒友網報道（文/吳子鵬）4月11日，Qorvo在北京成功舉辦以“春光作序，萬物更‘芯’”為主題的媒體日。作為全球領先的連接和電源解決方案供應商，此次媒體日上，Qorvo的技術專家分享了該公司在Wi-Fi 7、BMS和壓力傳感器方面的相關方案和技術理解，為相關領域的產品創新指明了方向。
本文我們帶著問題去這些分享中尋找答案，比如怎樣的射頻配置能否更好地發揮Wi-Fi 7的性能？集成式BMS方案相較于離散型BMS方案有哪些突出的優勢？壓力傳感器如何在高靈敏度的同時免受環境干擾？這些問題的答案都將在文中揭曉。
非線性FEM+DPD釋放Wi-Fi 7潛能
Wi-Fi 7即第7代Wi-Fi技術，也稱IEEE 802.11be或者ETH。ETH（Extremely High Throughput，極高吞吐量）也表明了Wi-Fi 7標準更新之后最主要的特性變化，能夠為8K視頻傳輸、云端游戲、邊緣計算以及大規模并發應用等應用帶來更好的帶寬支持。
在Qorvo媒體日上，Qorvo亞太區無線連接事業部高級行銷經理 Jeff Lin（林健富）介紹了Wi-Fi 7的主要更新，包括320MHz信道帶寬、4096 QAM、多鏈路操作（MLO）和多資源單元 (MRU）等。
Qorvo亞太區無線連接事業部高級行銷經理 Jeff Lin（林健富）
Wi-Fi 7在6 GHz頻段支持最大320 MHz信道帶寬，同時在5 GHz和6 GHz頻段上支持 20/40/80/160 MHz信道帶寬以及在2.4 GHz 頻段支持20 /40 MHz信道帶寬。林健富表示，“僅 320 MHz的信道帶寬就使Wi-Fi 7的最大速度翻了一番，越大的帶寬表示可以傳輸更大量的資料，吞吐量就越高?！?br/>
4096 QAM同樣帶來了傳輸容量的提升，Wi-Fi 7中每一個用QAM調制的點可以比Wi-Fi 6多攜帶2比特的信息，傳輸吞吐量提高了20%。
林健富指出，MLO是Wi-Fi 7標準中另一個殺手級應用創新，是一項重要且實用的功能。MLO讓設備能夠同時跨多個波段和信道發送和接收，作為一個MAC層的解決方案，MLO允許每個鏈路可以獨立和同時與其他鏈路工作，或協調最佳的聚合速度、延遲、范圍（覆蓋）或節省電力，可以大幅提升鏈路的利用率。
不過，林健富強調，Wi-Fi 7 帶來了眾多技術突破，也對射頻前端提出了更高的要求，例如需要更多的前端模塊（FEMs）、實現至少 -47dB 的 EVM、兼容DPD（Digital Pre-Distortion，數字預失真）、高效利用非連續頻譜，并強化濾波性能以改善信號隔離。
為了應對 Wi-Fi 7 的新挑戰，林健富介紹了非線性（Non-Linear）FEM+DPD 的方案。非線性FEM主要是指采用非線性PA，理想PA是具有線性特性，也就是輸入信號的功率和輸出信號的功率具有線性關系。不過，線性PA帶來的主要問題就是隨著輸入功率的增大會出現信號失真。當然，還有一種PA本身就是非線性的，那么為了獲得線性的輸出功率，就需要增加一個DPD。
林健富稱，非線性PA比線性PA更加省電，根據Qorvo的測試結果，非線性PA可以比線性PA省電25%-30%，這就是為什么越來越多的方案商選擇非線性PA。DPD是一種利用數學驗算法改善PA線性度的方法，DPD讓輸入信號進入PA之前就進行補償，然后從PA輸出的信號頻率就是線性的。在信號進入PA之前，DPD已經知曉PA的非線性情況，然后施加一個相反的信號，最終獲得線性信號。不過，DPD需要額外算法來運行，需要占據一定的系統資源，也就需要Wi-Fi芯片廠商的配合。
根據林健富的介紹，DPD既有簡單的DPD，也有GMP (Generalized Memory Polynomial)這種比較動態復雜的DPD。關于方案部署，有的Wi-Fi芯片性能比較強，會直接挪用一部分資源來做DPD；也會有廠商選擇在Wi-Fi芯片外一片小的DSP芯片上專門做DPD。DPD已經成為當前Wi-Fi芯片廠商“內卷”的一個領域，如果能夠提供好的DPD性能，即便是性能比較差的PA也能補償回來，從而降低 Wi-Fi 7部署的成本。
在FEM方面，目前Qorvo的FEM模塊包括線性和非線性兩種。線性Wi-Fi 7 FEM有著極佳的線性度同時具備低功耗、小封裝、高整合的特性；非線性Wi-Fi 7 FEM可大幅降低功耗，同時將PAE提升到極致。
MCU+AFE讓BMS設計更加高效
BMS（battery management system）是電動汽車不可或缺的重要部件，因為新能源汽車市場火熱，現在大部分人也已經熟知BMS。不過，BMS的應用并不局限于電動汽車，比如工業領域的工業搬運機器人、自動叉車、巡邏車等；消費電子領域的電動工具、消費類機器人、充電寶和電動兩輪車等。
Qorvo在電源領域持續深耕，目前已經擁有電源管理芯片（PMIC）、斷電保護（PLP）、DC/DC 穩壓器、電池管理、智能電機控制以及碳化硅產品等豐富的產品組合。Qorvo資深客戶經理Yichi Zhang（張亦弛）介紹稱，在BMS方面，Qorvo創新地將高性能MCU和模擬前端（AFE）整合到單個芯片中，不僅簡化了系統架構，也提高了系統性能、可靠性和智能化水平。
張亦弛在演講中提到，無論是馬達驅動產品，還是BMS產品，Qorvo產品的最大特色就是高度集成。MCU+AFE方式實現了數字、模擬二合一，因此Qorvo的BMS產品具有和通用MCU一樣的可編程性和可配置性，除了實現BMS功能，還可以通過產品的外設去拓展其他應用功能。
Qorvo BMS芯片產品已經量產兩個系列：PAC2214x和PAC2514x。在MCU方面，其中PAC2214x內置Arm Cortex-M0 MCU，主頻50MHZ，Flash容量為32KB；PAC2514x則采用Arm Cortex-M4 MCU，主頻提升至150 MHZ，Flash容量為128KB。
在AFE方面，Qorvo BMS芯片產品的AFE集成有16bit高精度ADC、電芯平衡電路、高邊驅動等各項電池管理模塊。
Qorvo BMS芯片產品還提供出色的通信能力，包括SPI、I2C、UART、CAN等總線接口，串聯整個BMS系統中的功能單元，比如傳感器、BLE等。有了這些通信接口，Qorvo BMS芯片產品也可實現通用的控制功能。此外，針對電池管理所需的安全和長續航的兩大需求，Qorvo的BMS芯片從充放電管理、短路保護、過流過壓保護、電池監控、電池均衡、低功耗控制這六大功能為基礎，優化和管理電池效率和壽命。
集成和離散是一個相對的概念，Qorvo BMS芯片產品均是單芯片方案，帶來了敏捷開發的性能和非常高的性價比，可為多達20個串聯電芯的電池組（鋰離子、鋰聚合物和磷酸鐵鋰等）提供全面的充放電控制和監測。當然，集成化意味著一些功能和特性已經固定，在產品適用范圍方面就會受到影響。
針對這個問題，張亦弛回應稱，“Qorvo BMS芯片產品最高可以支持20個串聯電芯，但很多應用里只需要5串、8串、10串或者16串。因此，我們在后續產品里會陸續推出從低串數到高串數的完整BMS產品線，客戶可以根據電芯數量的不同，靈活選擇我們的產品達到成本的可控?！?br/>
創新壓力傳感器讓觸控更靈敏
傳感器是數字化設備不可或缺的器件，在數字化時代，迫于人們對智能人機交互方式的需求，傳感器技術也亟待創新。Qorvo的Sensor Fusion解決方案正是這么一款能夠帶來交互革新的產品。
Qorvo資深客戶經理Renado Lei（雷益民）介紹到，Qorvo 打造的傳感器融合（Sensor Fusion），是包含MEMS 傳感器、ASIC 芯片、軟件和機電一體化結構在內的完整解決方案，且不受大多數環境因素的影響，適用于任何材料。
目前，Qorvo提供兩種系列的產品：MEMS Force和ForceGauge，兩者在結構堆疊方式上有所不同。MEMS Force系列是芯片通過硅膠直接和表面基礎；而ForceGauge系列則通過PC板的微小變形來檢測力。Qorvo的結構工程師會根據客戶需求推薦合適的結構和傳感器系列。
應用方面，Qorvo的壓力傳感器已用于手機側鍵、AR/VR設備、車用內外人機交互、智能表面、摩托車和兩輪車、穿戴設備（如藍牙耳機、手表）、家電等多種領域。相比于其它交互方式，Qorvo的產品能夠提供防水、戴手套操作、一體化設計等優勢。
此外，在設計的過程中，Qorvo還能提供端到端的專業技術與協助、仿真功能和軟件集成，助力工程師在多個市場領域迅速實現產品創新。
對于Sensor Fusion的應用暢想，Qorvo表示是實現無間隙的智能表面。通過靈敏、低功耗且小巧的傳感器讓交互體驗升級。
結語
通過此次Qorvo媒體會不難看出，在Wi-Fi 7，BMS和壓力傳感器方面，Qorvo的產品和方案起到了非常好的創新引領作用。在Wi-Fi 7領域，非線性FEM+DPD有望加速Wi-Fi 7的普及，并帶來更好的能效表現；在BMS方面，單芯片BMS帶來了敏捷開發的特性，并能夠讓方案成本更加可控，隨著Qorvo系列性地推出BMS芯片產品，會有越來越多的BMS應用受益于Qorvo的單芯片解決方案；在壓力傳感方面，Sensor Fusion將人機交互表面的材料可以適應的更多使用范圍，將其打造更為時尚且智能的應用體驗。
