便携式装置已成为半导体产业主要的需求来源之一。这些产品的庞大销售量带动半导体技术大幅创新，不仅把各种新功能整合到很小的体积中，还要将耗电量减到最少。便携式装置的新趋势之一，是同时提供音乐播放以及数据和语音传输功能。尽管数字媒体正日益流行，调频与调幅收音机的需求和受欢迎程度也不可忽略。半导体供货商的挑战是在很小的空间中，以低成本提供这些流行功能。调幅收音机由于需要很大的天线，所以在这方面特别困难，这也造成电池供电的超小型、多功能便携式装置很少提供调幅收音机功能。然而调幅广播在世界各地却非常普遍，是众所公认极具流行潜力的一项功能，问题在于系统设计人员要如何克服这些困难？
数字低中频架构接收机
移动电话等便携式装置已开始利用数字低中频架构提供调幅收音机功能，这是一项重要的创新，因为它可由DSP取代许多模拟功能。DSP技术可以提供各种不同功能，包括选择性滤波、可调通道频宽滤波器、调频与调幅信号解调、立体声译码、信号强度测量、信号杂波比测量、自动增益控制 (AGC)、自动频率控制 (AFC)、RDS/RBDS译码和各种音信处理功能，例如音量控制、软静音和立体混声。高度整合及含有大量数字功能的架构带给客户许多优点，包括零件用料和电路板面积都比传统AM/FM接收机减少95%以上。
这种高阶整合度让系统设计人员不需扩大产品体积，即可为功能完整的便携式装置增加调幅功能。
透过创新的架构，调幅收音机可从超过45颗零件和1,000mm 2 面积，减少为1颗芯片和2颗外部零件以及15mm 2 的电路板面积，这种精巧体积和低耗电使得行动电话与MP3播放机也能提供AM/FM接收机功能。但设计人员可能会提出一个问题：天线该怎么办？
天线设计
方法之一是采用弹性的设计，这能让工程师选择不同的磁性天线。过去总认为低成本天线会降低接收能力和音质，但数字低中频架构由于效能强大，即使天线不佳也能提供良好的收讯效果，因此设计只要采用低成本的超小型调幅天线，收讯音质即可媲美或超越其他采用更大和更昂贵天线的解决方案。换言之，只要厂商能利用体积很小的调幅磁性天线提供良好的广播接收能力，即可把调幅收音机功能导入任何手机或MP3播放机。
复 杂的设计通常会降低生产良率，导致消费产品的成本大增，这是便携式装置制造商必须面对的另一项挑战。数字架构则能改善产品的可制造性，例如数字设计就不需要人工调整程序，这可在生产过程为每颗组件省下数分钟时间。传统的AM/FM解决方案需进行多次人工调整，这会增加成本、影响制造流程和造成产品的效能不一。如果生产过程不需任何人工调整作业，就能大幅降低便携式装置导入AM/FM功能的复杂性、成本和风险。
图1 采用数字低中频架的AM/FM接收器（略）
减少零件当然也能降低生产过程的复杂性和提高良率。另外，芯片内建DSP还能提供整合数字调谐、调幅/调频译码、频道搜寻、软静音和调频立体混音功能，这将减轻主机资源负担和加速软件开发，并在产品尚未制造完成前预先进行测试。相比之下，传统解决方案就必须等到电路板装好组件及其他45颗以上的零件后，才能展开测试程序，这会降低产品良率和提高成本。
数字解决方案整合RDS功能
消费者其实不在乎收音机采用何种天线或架构，他们只想要一台外形精巧而音质绝佳的迷人产品。要让使用者满意产品，关键在于提供良好的收讯能力和RDS译码等其他功能。
RDS提供调频广播和交通信息等有用的数字数据，移动电话公司、便携式媒体业者和导航装置OEM厂商可利用这些数据创造新的使用模式和营收。消费者在欣赏音乐时，越来越习惯看到产品显示相关的信息，例如歌名、演唱者和唱片、或是节目名称、音乐赏析及节目评论，但便携式AM/FM接收机过去都没有提供这项功能。因此，为AM/FM无线广播增加视觉元素是区分便携式产品的很好方法，只不过厂商必须克服许多困难，才能把具备RDS功能的AM/FM接收机整合到越来越小的装置。
Radio Data System (RDS) 让装置制造商在AM/FM广播产品中增加信息显示能力。RDS是一种使用AM/FM信号副载波的数字数据广播，通常包含所收听电台及广播节目的相关信息。RDS还能携带交通信息，例如特定地区的交通路状及堵车时间。这些交通信息通常是由许多经过规划的通知机制传送到广播网络，包括道路摄影机、急难救助人员、驾驶电话通知和工程信息等。GPS导航装置制造商利用交通信息找出堵车地点，然后寻找路径绕过它们，因此尽管GPS装置使用的地图可能更新较慢，它们仍可结合这些实时信息提供消费者最好的导航能力。
传统模拟收音机解决方案的零件数目过多，编程能力又有限，因此要把RDS功能加入这些装置相当困难。例如一组RDS数据共包含4个RDS数据区块，但调频接收机的内存可能只够储存2个数据区，于是主机处理器必须先清除调频接收机的RDS缓冲区，然后才能译码和提供后面两个RDS数据区块。在此过程中，主机处理器必须执行复杂的状态机器程序，以便轮询和解析不断进来的RDS数据，这将消耗可观的运算效能与电力。
新的数字解决方案通常会提供更强大的处理效能和更多内建内存，因此与主机的互动及处理需求都会大幅减少。在某些情形下，数字解决方案的主机软件大小甚至还不到模拟解决方案的25%，这表示厂商可以减少内存以降低成本，或将所释出的内存提供给其他软件使用。
数字解决方案既可维持强大效能，又能整合先进的RDS前置处理功能以简化程序设计和降低成本。理想的RDS解决方案还应支持所有的RDS区块错误更正与信息，而且主机处理器只需提供很少支持，主机软件也不会很复杂。
随着便携式装置的体积不断缩小，功能日益丰富，而且越来越注重消费者的通讯和娱乐经验，提供调幅和调频收音机等流行功能对便携式装置制造商将变得很重要。然而要克服这些传统挑战，半导体制造商必须把许多复杂的模拟功能整合到芯片。数字架构创新可以彻底改变这些功能的整合方式，使它们更容易设计、更可靠制造、更符合成本效益和继续提供消费者最好的产品使用经验。 |
