縱觀嵌入式系統(tǒng)悠久的歷史，到現(xiàn)在為止幾乎完全數(shù)字化了，但還有射頻和微波技術卻是兩個獨立的子系統(tǒng)并且相互之間也沒有有效的接口。由于各種原因，這個“射頻和數(shù)字間的鴻溝”也終將會連接起來。

　　去年10月，開發(fā)嵌入式系統(tǒng)(即板級數(shù)字和射頻子系統(tǒng))的Mercury Systems公司(后統(tǒng)稱Mercury)發(fā)起了嵌入式和微波組件的制造商自發(fā)參與一個被叫OpenRFM的行動。該公司的目標是讓我們可以將射頻和微波技術首次集成到當前“純數(shù)字”嵌入式器件中。如果你不是在嵌入式系統(tǒng)行業(yè)，你可能想知道“為什么到現(xiàn)在才出現(xiàn)呢?”如果你在射頻和微波子系統(tǒng)設計行業(yè)，你可能會問“為什么要這么麻煩?”

　　第一個問題的答案是，數(shù)字和微波設計師一直以來處于不同的領域并且都無視對方的存在。第二個答案是集成這兩種不相關的技術的理由非常簡單，不管你屬于什么“陣營”，都有以下幾個原因：

　　●它將允許這兩種技術(數(shù)字和微波)集成在緊隨嵌入式系統(tǒng)行業(yè)之后的一種標準形式。

　　●它將在實現(xiàn)美國國防部的兩個主要目標的道路上又往前邁了重大一步：將大大增加功能集成，并允許雷達、電子戰(zhàn)、和其他系統(tǒng)被用于多平臺而不需要進行太大的改變或者重新設計。

　　●所有嵌入式系統(tǒng)制造商和承包商都遵循一個設計路線圖，同時保留相應的靈活性來區(qū)分他們的產(chǎn)品和別人使用他們自己的兼容OpenRFM產(chǎn)品。

　　●構建系統(tǒng)可以更小、更輕，耗能更少，更便宜，以及為嵌入式系統(tǒng)和終端產(chǎn)品能盡快面市。

　　雖然Mercury的目標是國防工業(yè)部門能夠參與OpenRFM，但是沒有理由不被其他嵌入式市場比如重工業(yè)、科學、醫(yī)療系統(tǒng)采納，例如，如果其中的一應用以某種形式利用無線通信，則OpenRFM對包含其內(nèi)的商業(yè)系統(tǒng)制造商變成非常有價值。

　　為了擴大這種集成趨勢，Mercury需要將其標準加到當前家庭安防標準的嵌入式系統(tǒng)——OpenVPX中，其中首當其中的就是VITA(其前身是VMEbus國際貿(mào)易協(xié)會)。它的產(chǎn)生，至少是一個相當好的機遇，因為它相當符合該協(xié)會的路線規(guī)劃，它已擴展到包括軟件定義無線電和空間領域。

　　OpenRFM是基于OpenVPX板的一個模塊化、開放式體系結構，結合了硬件、固件和軟件，并允許高通道密度、先進互連技術，采用的是“積木式”的方法。該公司已經(jīng)生產(chǎn)3u和6u的兩種OpenVPX波形系數(shù)的OpenRFM產(chǎn)品，如圖1和圖2所示。適用于OpenRFM在OpenVPX環(huán)境下，足以適應大范圍的集成微波子系統(tǒng)(現(xiàn)在被稱為集成微波組件或IMA)。

　　圖1：這是一個OpenRFM模塊，集成在一個OpenVPX板上。傳統(tǒng)來說，在OpenRFM模塊中執(zhí)行的功能將占用一塊更大的獨立空間。

　　圖2：6u的底部VME載體和三個OpenRFM模塊：一個四分之一變頻器(左)，寬帶調(diào)諧器(中)和直接數(shù)字合成器(右)。

　　最常見的是下變頻器，由它獲得每個系統(tǒng)的前端信號，在該系統(tǒng)中，信號必須通過空中捕獲和下變頻，其中下變頻可以由一個模數(shù)轉換器來完成。下變頻器的反面是上變頻器，這是相反的：一個低頻信號被增加到所要求的頻率通過一個特定的應用程序。這兩種IMA需要各種類型的軍用和商用系統(tǒng)器件，從衛(wèi)星通信終端，到微波點對點連接幾乎都涉及各類通信系統(tǒng)。

　　這些都是復雜的產(chǎn)品包括主動和被動微波組件，范圍從相對較小到非常龐大。這些子系統(tǒng)通常不以板級的產(chǎn)品出現(xiàn)而是以一個單獨的功能塊形式出現(xiàn)，OpenRFM有可能使整個系統(tǒng)更小。其他典型的IMA包括完整的數(shù)字接收器同時結合傳統(tǒng)信號處理、通用處理、信號分配以及其他功能塊形成更大子系統(tǒng)。

　　為什么現(xiàn)在才出現(xiàn)?

　　正如我們都痛苦地意識到，國防工業(yè)已經(jīng)主要由技術驅動而不是成本驅動。這是因為新的雷達、電子戰(zhàn)、和其他美國國防部(DoD)所需的系統(tǒng)是極其復雜的和對完成性能極具挑戰(zhàn)。也是因為五角大樓應對當前和下一代對手的能力，因為這些系統(tǒng)在這一領域保持了幾十年并且每隔幾年升級一次，另外這兩個需求并不便宜。

　　然而，抱著“盡管去做”心態(tài)的時代正在迅速接近尾聲，隨著國防部年度預算縮減，當然五角大樓的開支不是第一次放在顯微鏡下，但它可能是第一次。從技術上講數(shù)字和微波技術的各路承包商正在大范圍的讓預算變得緊張。所以OpenRFM非常適合成為其中一個推動者。

　　通過標準化機電、軟件，遙控飛機，和熱插拔接口這些使用于集成的微波組件(工業(yè)用語叫做IMA)，OpenRFM幾乎可以完全改變國防系統(tǒng)構建的方式，提供一個基于標準的路線圖，允許系統(tǒng)在多個平臺上使用，這就是為什么他們今天才被設計和建造的反面證據(jù)。盡管一個雷達被“制造商A”為一架飛機而制造，跟“制造商B”為另一個飛機制造的雷達的功能是一樣的，但他們的設計幾乎完全不同，合并專利設計，并不能很容易地從一個平臺“移植”到另一個平臺。

　　這里有幾個先例…

　　在市場領域，數(shù)字和微波技術以一套準標準形式和諧共存，智能手機和其他無線設備就是一個典型的例子。在所有這些情況下，集成由需求所驅動——因為在這些電池供電設備中，沒有空間留給不同標準的技術。

　　藍牙產(chǎn)品和無線個域網(wǎng)(Zigbee)歸屬于無線通信，和無線接入點一樣，一些醫(yī)療設備，和其他產(chǎn)品，其尺寸或其他限制因素決定了數(shù)字和微波技術集成是非常重要的。他們體積小和獨特的數(shù)字和微波要求這種集成達到使用片上系統(tǒng)(SoC)方法的水平，因為這種方法可以真正地將數(shù)量驚人的功能集成在一個單一的芯片。一個很好的例子就是芯科實驗室的Si468x數(shù)字接收IC，其本質(zhì)上是低功耗多波段數(shù)字廣播接收器，其支持調(diào)幅，長波、短波、調(diào)頻、調(diào)幅和調(diào)頻高清廣播、數(shù)字音頻廣播、數(shù)字多媒體廣播。

　　除此之外，它們包括一個OFDM信道解調(diào)器，音頻DSP處理，片上源解碼，I2S數(shù)字音頻輸出，一個立體聲音頻DAC、VCO、鎖相環(huán)(PLL)、頻率合成器、AGC SPI，I2C控制接口。典型應用包括多媒體手機、多媒體播放器、GPS設備和平板電腦，所有類型的固定和便攜式收音機、音箱、娛樂系統(tǒng)。

　　圖3：硅實驗室Si468x數(shù)字廣播接收器是一個一體化的解決方案。