单芯片集成的优势

图一：一个理想的单芯片手机的基本结构图

1．  单片机核心

2．  射频收发器、

3．  数控晶体振荡器

4．  数字信号处理核心

5．  音频子系统

6．  实时时钟

7．  功率控制单元  （低压差稳压器、直流到直流、电池充电）

8．  存储介质

9．  摄像头、并口 LCD

因为在芯片内部这些子系统自身就可以实现重要的内部互通信，所以一些相应的无源和分立的外部元件就可以被省略。目前，在分立的解决方案中大约需要 150 到200 个左右的元器件，而在主流的单芯片解决方案中则只需要 51 个元器件。这样除了降低元器件自身成本和插接成本之外，更有意义的是，通过减少元器件的数量和类型简化了供应链、降低了生产线停产的风险。进一步讲，由于这种非常简单的布局，PCB 的复杂程度也被降低了，可以从传统的八层板变为六层甚至四层板，进而可以降低 30%到50%的PCB 制作成本。

 

如果芯片上还集成了调制解调器，较之分立系统，芯片供应商可以测试和保证更多项目的系统指标。其直接成果就是可以实现更短的制造测试时间、更高的测试良品率和更低的对问题手机的重测率。如果一个手机制造商，由于采用单芯片方案提高了一个百分点的良品率，那么它的收益率将因此提高 25%。

 

主板上只剩下数量有限的几个必须元件，所有的子系统都集成在了一个芯片上，这样的结果简化了在进行系统优化时所需要的软硬件调节。理想的单芯片手机将集成完整的系统时钟，仅需一个 26M 晶体就实现将一个的数控晶体振荡器(DCXO)集成在芯片中的目的。如果将 DCXO 和 DBB 以及所需的软件集成在一起，那么在开发阶段确定晶体的频率中心就只需要最小限度的调节，而无需进行冗长乏味 PCB修正或者工厂校准。

 

对于单芯片系统，系统各个方面的性能指标体系都可以达到最佳，因为他们存在于同一个裸片上。射频接收器可以同数字信号处理器(DSP)一同优化。发射机性能也可以被优化，因为从音频到射频的所有模块都位于相同的一块芯片上。若所有子系统都存在于同一块单芯片上，温度和半导体处理过程中的影响也可以被补偿。最后，由于各个功能模块都紧密地联系在了一起，彼此都在一个相同的裸片上进行通信，系统时序被优化以有效的控制整体功耗，最终延长手机的待机和通话时间。