基于SiP技术的信号处理通道设计
电子技术应用
徐波
中国西南电子技术研究所
摘要： 随着军用无人机等航电系统不断朝着小型化、智能化、综合化的方向发展，如何有效满足装备的低SWaP（Size，Weight and Power）要求成为一大难题。介绍了某型宽带综合化数字预处理模块的研制，利用“裸芯片+高密度基板”系统级封装（SiP）的方式对信号处理平台（DSP、FPGA、SerDes和DDR芯片）进行集成，替代目前业界普遍采用的“封装芯片+印制板+平面集成”的传统方式，实现宽带综合化数字信号处理模块的高密度集成。在主要性能指标（可编程逻辑资源、定点处理能力、浮点处理能力、数据传输速率）不变的情况下，使得信号处理模块的面积降低为45 mm×45 mm，重量降低到103 g。
中图分类号：TN47 文献标志码：A DOI: 10.16157/j.issn.0258-7998.234694
中文引用格式： 徐波. 基于SiP技术的信号处理通道设计[J]. 电子技术应用，2024，50(6)：27-31.
英文引用格式： Xu Bo. Signal processing channel design based on SiP technology[J]. Application of Electronic Technique，2024，50(6)：27-31.
中文引用格式： 徐波. 基于SiP技术的信号处理通道设计[J]. 电子技术应用，2024，50(6)：27-31.
英文引用格式： Xu Bo. Signal processing channel design based on SiP technology[J]. Application of Electronic Technique，2024，50(6)：27-31.
Signal processing channel design based on SiP technology
Xu Bo
Southwest China Institute of Electronic Technology
Abstract： As military UAVs and other avionics systems continue to develop in the direction of miniaturization, intelligence, and integration, how to effectively meet the low SWaP (Size, Weight and Power) requirements of equipment has become a major problem. In this paper, the development of a certain type of broadband integrated digital preprocessing module is introduced, and the signal processing platform (DSP, FPGA, SerDes and DDR chip) is integrated by using the "bare chip + high-density substrate" system-in-package (SiP) method, which replaces the traditional method of "packaging chip + printed board + planar integration" commonly used in the industry, and realizes the high-density integration of broadband integrated digital signal processing module. Under the condition that the main performance indicators (programmable logic resources, fixed-point processing capabilities, floating point processing capabilities, and data transmission rates) remain unchanged, the area of the signal processing module is reduced to 45 mm×45 mm, and the weight is reduced to 103 g.
Key words : system in package（SiP）；software-defined radio；signal processing；broadband integration；airborne platform；design of the microminiaturization
引言
随着现代无线通信技术朝着数字化、宽带化、综合化和智能化方向的发展，软件无线电处理平台也变得更加复杂。某航空综合射频系统的数字预处理模块是一个数字电路复杂系统，模块采用的通用信号处理平台也由原单通道增加为三通道结构。而通道数的增加进一步压缩PCB布局空间，同时也对模块功耗、可靠性和面积均产生严重影响。因此，如何最大限度的实现通用信号处理平台的小型化、功能集成化以及轻量化，对降低系统功耗、提升可靠性、减少面积，满足装备的低SWaP（Size，Weight and Power）[1]等方面有十分重要的作用。
在数字预处理模块中，信号处理通道均采用软件无线电中传统的“DSP+FPGA”架构。每个信号处理通道的主要功能是完成中频及基带信号的处理。其中，FPGA主要完成信号的预处理功能，DSP主要完成信号处理与数据处理功能，DSP芯片外接DDR芯片用于临时数据的缓存。由于系统现阶段已具备基本的元器件清单，元器件所能承受的应力、环境温度等信息也都比较清楚，因此本阶段采用了“应力法”对系统进行可靠性评估。
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作者信息：
徐波
（中国西南电子技术研究所，四川 成都 610036）
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