Couverture ElectroniqueS n°127

L'étage de transmission radio présenté par l'Imec à la conférence ISSCC de San Francisco sait presque tout faire en ce qui concerne les liaisons radiofréquences d'un terminal portable. Le tout intégré dans un circuit miniature reconfigurable à la volée pour s'adapter au mieux aux conditions de fonctionnement. A San Francisco, la conférence internationale ISSCC est de plus en plus souvent le cadre de présentations de circuits concernant le domaine de la gestion d'énergie ou des radiofréquences. Cette année, le plus marquant dans ce dernier domaine aura peut-être été la présentation par l'institut de recherche belge Imec (centre universitaire de recherche en microélectronique basé à Louvain) d'un prototype de circuit intégré de transmission de signaux radiofréquences, dont la fonction au choix Edge, W-CDMA, Bluetooth, DVB-H ou ZigBee est reconfigurable à la volée. Cela concrétise le rêve d'une architecture permettant de réaliser une sorte de radio logicielle capable de s'adapter en permanence aux réseaux présents et aux conditions de fonctionnement (débits, consommation, niveau de bruit…).En théorie, il ne s'agit pas d'une solution complètement nouvelle. En pratique, la réalisation concrète se heurte à des contraintes techniques, comme les difficultés d'intégration avec un process silicium, le coût, ainsi que la consommation pour de telles solutions visant des terminaux mobiles. Des circuits allant dans ce sens sont toutefois déjà prévus pour une commercialisation prochaine, tels que l'OMAPV1035 de Texas Instruments attendu pour ce début 2007. Celui-ci associe en effet, grâce à une technologie 65 nm, sur la même puce, le traitement de bande de base, l'étage d'émission-réception radiofréquences, et les fonctions analogiques d'un téléphone portable (gestion vidéo multimédia, capteur d'images jusqu'à 3 millions de pixels).L'AeroFone, référencé Si4905, de Silicon Labs, passé depuis peu chez NXP Semiconductor (voir EI n° 642) fait en quelque sorte un peu la même chose sur quatre bandes GSM 850, E-GSM 900, DCS 1800 et PCS 1900. Mais l'architecture présentée par Rudy Lauwereins, vice-président pour les technologies de conception de l'Imec dans la branche Integrated Information and Communication Systems, va beaucoup plus loin. Elle permet de supporter pratiquement tous les standards de transmission sans fil sur une plage de fréquence très étendue, allant de 174 MHz à 6 GHz. « Il y a un petit compromis en termes de surface de puce occupée avec cette architecture », reconnaît-il, mais il promet que, suivant les modes de fonctionnement, « le transmetteur ne fait pas de compromis sur la puissance consommée et est donc compatible avec une utilisation mobile sur batterie d'accumulateurs ».Ce circuit mesure 3,8 mm x 3 mm en technologie Cmos 130 mmBaptisée Scaldio, la version prototype de ce circuit mesure en tout et pour tout 3,8 x 3 mm et est réalisée en technologie Cmos 130 nm. Une éventuelle version commerciale pourrait toutefois être plus petite : 7,7 mm2. Ce transmetteur est bien sûr basé sur une architecture de conversion directe et il serait compatible avec un mode de fonctionnement à plusieurs entrées et plusieurs sorties (Mimo *). Pour qu'il puisse fonctionner également en mode GSM, le circuit de l'Imec nécessiterait seulement l'ajout d'un condensateur externe. La sélection de ce mode et des modes 802.11a/b/g/n, Bluetooth, ZigBee, UMTS, HSPDA *, DAB, DVB-H ou DMB serait, elle, à la charge d'un processeur de bande de base.Rudy Lauwereins note que la fonction réception GPS aurait aussi pu être incluse dans ce circuit, mais que l'équipe de conception a préféré le garder de côté pour une future révision de la puce. « Le circuit peut cependant être configuré pour la fréquence, la largeur de bande, le niveau de bruit, le filtrage et la linéarité par le simple envoi de paramètres numériques », explique-t-il. En fait, l'un des avantages de cette solution, outre le gain de place certain – pas besoin d'installer sur le circuit imprimé de multiples circuits pour les différentes normes de transmission –, serait de régler par logiciel le transmetteur à l'optimum des conditions de fonctionnement pour en minimiser la consommation. En clair : adapter la vitesse, la puissance au débit à envoyer et au niveau de bruit ambiant ou la distance à l'antenne et tirer le meilleur parti d'une charge d'accumulateur sans compromettre l'usage.Le circuit réalisé en technologie Cmos comporte deux amplificateurs faible bruit (LNA) séparés, l'un pour les fréquences du continu à 2,5 GHz, l'autre de 2,5 GHz à plus du fait de la limitation technologique de la fabrication de la puce. En technologie 90 nm, ces deux LNA pourraient être rassemblés, comme l'a également montré l'Imec lors de la conférence ISSCC. Finalement, ces développements ont été l'occasion de la prise de nombreux brevets pour le centre de recherche, qui assure que la technologie est prête pour un transfert à l'industrie et une intégration prochaine dans les futurs terminaux mobiles.* Cf Lexique page 44

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