隨著無線技術(shù)的發(fā)展,便攜式信息產(chǎn)品和RF(射頻)技術(shù)已經(jīng)結(jié)下了不解之緣。在開發(fā)信息產(chǎn)品時(shí)已經(jīng)不能回避RF的設(shè)計(jì)問題。對(duì)于RF設(shè)計(jì)部分,究竟是外購還是自行開發(fā)?這個(gè)問題從來不能簡(jiǎn)單地回答。根據(jù)各單位,各人在整個(gè)電子無線產(chǎn)品生產(chǎn)上、下游關(guān)系中所處的位置的不同,會(huì)給出不同的答案。
如果你是一個(gè)設(shè)計(jì)單位的領(lǐng)導(dǎo),單位內(nèi)有一些數(shù)字技術(shù)和軟件方面的專家,需要為商用電子產(chǎn)品尋找一種通用的RF設(shè)計(jì)方案,你會(huì)選擇一種答案;如果你是大學(xué)里設(shè)計(jì)小組的一位系統(tǒng)設(shè)計(jì)工程師,需要解決一百臺(tái)專用的RF裝置,這時(shí)你會(huì)選擇另一種答案。
決定這個(gè)問題雖然沒有嚴(yán)格的規(guī)律可以遵循,但是通常的思路卻是十分明確的;一般地說要求根據(jù)經(jīng)驗(yàn),集中考慮和現(xiàn)實(shí)經(jīng)濟(jì)有關(guān)的幾個(gè)問題。例如,對(duì)于RF設(shè)計(jì)任務(wù),你們單位是否(誠實(shí)地說)真正能夠勝任,是否的確有時(shí)間可以從容地進(jìn)行設(shè)計(jì),此外,是否有合適的測(cè)試設(shè)備可以利用等等。如果對(duì)以上問題都能肯定,在這種情況下是值得自行開發(fā)設(shè)計(jì)的。
如果你單位不具備基本的條件,走出去找可以提供現(xiàn)成的、有經(jīng)驗(yàn)的RF裝置公司外購,應(yīng)該說是比較劃算的。尤其是在只需要很少的數(shù)量時(shí),自行設(shè)計(jì)所需的經(jīng)費(fèi)支出又非常難于準(zhǔn)確估計(jì)時(shí),更應(yīng)該考慮外購方案。
在決定自行設(shè)計(jì)還是外購時(shí),應(yīng)該考慮生產(chǎn)的批量、成本以及諸如工作距離、功耗和數(shù)據(jù)傳輸率等性能指標(biāo)。但是需要解決的問題雖然千差萬別,最關(guān)鍵的因素是你單位是否具有RF方面的專業(yè)人才。
你所需要解決的問題可能是:非RF部分,沒有專利保護(hù)的IrDA ( Infrared Data Association )部分,UHF RF部分(實(shí)現(xiàn)起來比較便宜,但需要付專利費(fèi)),以及擴(kuò)頻部分(先進(jìn)的產(chǎn)品設(shè)計(jì)工作在2.4GHz,但沒有專利保護(hù))。它們的解決方案也很不相同,例如,是使用單獨(dú)的部件?還是使用比較流行的混合電路?這些混合電路是采用通用的IC或模塊,還是采用自行設(shè)計(jì)的線路?等等。但是不論選擇哪種方案,決定性的因素是:你是否具有RF方面的技術(shù)專家人才。
RF專家目前比較稀缺。許多公司都有很好的數(shù)字技術(shù)和軟件方面的專家,但是他們大多數(shù)都不知道如何把他們的技術(shù)應(yīng)用到無線電產(chǎn)品中去。
需要盡快作出決定,確定選擇的方案
進(jìn)入市場(chǎng)的產(chǎn)品開發(fā)項(xiàng)目,開發(fā)周期大約僅為幾個(gè)月;合作開發(fā)的項(xiàng)目,周期約需兩年半。不管是什么項(xiàng)目,經(jīng)驗(yàn)說明如果你希望項(xiàng)目能夠成功地按期完成,都需要盡快決定選用什么方案。主要開發(fā)單位的技術(shù)力量通常都能完成概念性樣機(jī)或者功能性樣機(jī);能夠從總體上確定產(chǎn)品的結(jié)構(gòu)并且啟動(dòng)產(chǎn)品的開發(fā)。但是,在這些完成之后還有許多艱巨的工作要去完成,完成這些工作需要經(jīng)驗(yàn)和組織管理。這是就需要外部的幫助了。
確定哪些工作依靠外邊作,哪些自己作的方案時(shí),需要考慮的因素包括設(shè)計(jì)完成的最后期限,設(shè)計(jì)完成時(shí)所采用的器件是否會(huì)過時(shí),以及成本費(fèi)用等。成本又和生產(chǎn)的批量、制造技術(shù)、測(cè)試條件等情況密切相關(guān)。所有這些問題的考慮都需要迅速作出決斷。因?yàn)椴徽揜F部分是外購還是自己開發(fā),設(shè)計(jì)的周期都是不能延長(zhǎng)的。通常信息產(chǎn)品的設(shè)計(jì)周期為6~9個(gè)月。你總不能花費(fèi)一、兩個(gè)月來考慮決定外協(xié)還是自己開發(fā)一個(gè)部件吧。一般認(rèn)為,如果你單位具有一定的RF開發(fā)經(jīng)驗(yàn),可以拿出三周的時(shí)間決定RF是外協(xié)還是自行開發(fā);如果沒有這方面的經(jīng)驗(yàn),最好在數(shù)天內(nèi)就決定這個(gè)問題。
根據(jù)Motorola公司開發(fā)GSM無線電話手機(jī)所用芯片的經(jīng)驗(yàn),他們認(rèn)為:手機(jī)產(chǎn)品的生命周期大約為1~1.5年。某種型號(hào)手機(jī)所用芯片的生存周期可達(dá)2~3年。而變型產(chǎn)品即已有型號(hào)產(chǎn)品的改進(jìn)型,一般生存周期僅為4個(gè)月左右。因此最多只能花費(fèi)幾周的時(shí)間來分析決定是否外協(xié)的問題。
也有人考慮到當(dāng)前移動(dòng)通信迅速發(fā)展的情況,建議應(yīng)該更快地進(jìn)行決策。認(rèn)為如果對(duì)于RF設(shè)計(jì)沒有經(jīng)驗(yàn)、信心不足,就不應(yīng)該考慮自行設(shè)計(jì)。這時(shí)候只能從經(jīng)濟(jì)方面考慮,最多用幾個(gè)小時(shí)的時(shí)間就應(yīng)能解決問題。如果的確有勝任的工程師,最多花費(fèi)3、4天的工夫也就足夠能從技術(shù)和經(jīng)濟(jì)等方面作出決定了。
純粹經(jīng)濟(jì)的分析考慮
生產(chǎn)的批量是經(jīng)濟(jì)分析的最重要的因素。如果只生產(chǎn)50臺(tái)、100臺(tái);是不值得自行設(shè)計(jì)開發(fā)的。有的專家建議,如果生產(chǎn)的數(shù)量不足5000件,最好外購RF部件。
在進(jìn)行經(jīng)濟(jì)分析時(shí),應(yīng)該注意投資總額而不是只考慮每個(gè)零部件的成本。設(shè)計(jì)人員在分析決定是外購還是自行設(shè)計(jì)時(shí),也容易在這個(gè)問題上栽跟頭。除了零部件的花費(fèi)以外,至少還應(yīng)該考慮裝配、工作場(chǎng)地、測(cè)試所需要的時(shí)間和費(fèi)用,以及成品率等方面的影響和花費(fèi)。
例如,假設(shè)零部件的價(jià)錢為$100,需要生產(chǎn)100臺(tái)信息產(chǎn)品,零部件的總價(jià)為$10,000。這時(shí)當(dāng)然還需要考慮其它的因素。如果聘請(qǐng)一位RF設(shè)計(jì)工程師,如果項(xiàng)目的開發(fā)周期為1年,工資加工作條件的費(fèi)用就需要20萬美元;還未計(jì)算測(cè)試設(shè)備應(yīng)該分?jǐn)偟馁M(fèi)用。因此,除非你確實(shí)掌握了技術(shù),而且批量又十分巨大,否則還是利用經(jīng)濟(jì)手段進(jìn)行外購比較合適。這時(shí)候只需要花費(fèi)1萬美元就足夠了。
批量的大小也很大程度地影響我們的考慮:選擇設(shè)計(jì)獨(dú)立的專用器件、專用IC還是現(xiàn)有的模塊?如果批量小,通常以選用通用模塊為宜。但是如果批量較大,又沒有大到能夠影響外購RF部件價(jià)格的程度,這時(shí)就應(yīng)該考慮自行開發(fā)。否則,利潤(rùn)都轉(zhuǎn)送給模塊的供應(yīng)商了。
高等院校的特殊情況
在高等院校內(nèi),資金來源不同,有的來自內(nèi)部,有的來自外部。以前開展過的研究開發(fā)項(xiàng)目所遺留下來的設(shè)備,例如測(cè)試設(shè)備可以很方便地加以利用。因此需要的總投資可能比較小。學(xué)校內(nèi)各種專業(yè)人才比較齊全,有利于組織不同專業(yè)的聯(lián)合攻關(guān)。但是,聘請(qǐng)人工則比較困難,尤其是需要力爭(zhēng)按期完成一定數(shù)量的任務(wù)需要加班時(shí),加班費(fèi)用可能比較高,而且難于請(qǐng)到人手。這時(shí)候自行設(shè)計(jì)的項(xiàng)目,生產(chǎn)的數(shù)量在50~100件比較適合。此時(shí)零件的費(fèi)用和聘用的人工費(fèi)用此時(shí)大體相等。
此外,在高校如果進(jìn)行外購或外協(xié)還有特殊的難處,那就是經(jīng)常需要設(shè)計(jì)人員和內(nèi)部的用戶密切聯(lián)系,不能在開始前提供完整的技術(shù)規(guī)范以便簽定商業(yè)合同。對(duì)于外協(xié)所需要提供的技術(shù)資料和圖紙也往往不能及時(shí)得到。
任務(wù)完成的最后期限也有一些特點(diǎn),對(duì)于研究課題完成的期限并不一定是最重要的。當(dāng)然按期完成任務(wù)是需要的,但并不是最關(guān)鍵的條件。另外,對(duì)于學(xué)校內(nèi)部教學(xué)所使用的信息產(chǎn)品,例如學(xué)生用的套件或假期學(xué)校所需用的設(shè)備等,性能指標(biāo)并不是關(guān)鍵,只要能使用,能滿足教學(xué)需要就可以了,因?yàn)椴淮嬖诟?jìng)爭(zhēng)。但是如果不能及時(shí)在教學(xué)需要時(shí)提供,則會(huì)造成較大的不利影響。
做成單獨(dú)獨(dú)立的部件?還是設(shè)計(jì)IC?還是開發(fā)模塊?
一般認(rèn)為,模塊上市時(shí)間快但是成本較高;在較短的開發(fā)時(shí)間內(nèi)可以得到較好的性能。如果批量很大,又有足夠的開發(fā)時(shí)間,做成單獨(dú)的部件成本可能最低,性能也可能做得最好;但是無論如何它的體積總是比別的方案大。如果產(chǎn)品的生產(chǎn)批量十分巨大,設(shè)計(jì)專用的IC比較合適。專用IC的開發(fā)時(shí)間和開發(fā)費(fèi)用都比較高,但是最終產(chǎn)品的成本和體積比起另外兩種方案都好。有時(shí)對(duì)最終產(chǎn)品的體積要求十分嚴(yán)格,只能通過設(shè)計(jì)專用的IC才能滿足要求。
對(duì)于模塊和獨(dú)立部件的優(yōu)劣,專家們也有不同的意見。有人認(rèn)為,RF部分和電源、IrDA部分情況不同。后二者一般都做成單獨(dú)獨(dú)立的部件,而RF部分則比較適合于做成模塊。如果要開發(fā)獨(dú)立的RF部件,開發(fā)費(fèi)用一般會(huì)超過50萬美元。因?yàn)閮H僅測(cè)試分析儀器就不會(huì)少于15萬美元,加上人工及其它費(fèi)用,沒有50萬美元是拿不下來的。
也有不少專家持不同意見。他們認(rèn)為:不要輕率地放棄,單獨(dú)獨(dú)立的RF部件方案,如果產(chǎn)品的技術(shù)要求和模塊的主流要求有所區(qū)別時(shí),這時(shí)采用獨(dú)立的部件,采用專用的解決辦法可能最好。也有專家主張對(duì)于RF部分也要區(qū)別對(duì)待。頻率綜合、基帶控制器以及DSP等部分比較困難,應(yīng)該交給專門的人員進(jìn)行開發(fā)。有些部分例如低噪聲混頻器、低噪聲放大器、以及快速數(shù)據(jù)恢復(fù)環(huán)路等部分則應(yīng)小心謹(jǐn)慎從事。有些簡(jiǎn)單的部分本單位稍稍具有RF技術(shù)知識(shí)的人員也是可以進(jìn)行的。
多頻段問題
不同的頻段設(shè)計(jì)的難度是不相同的。在49MHz頻段,今天看來是小事一樁。對(duì)于900MHz,可以說相當(dāng)困難了。到了2.4GHz的ISM ( Industrial, Scientific, Medical ) 頻段可以說是難到可怕的程度了。至于到了5.7GHz ,甚至連RF專家也會(huì)感到困難的。有人認(rèn)為從800MHz到2.4GHz,困難程度呈指數(shù)增加。
一般認(rèn)為多頻段要比單頻段困難。對(duì)于蜂窩電話手機(jī)的設(shè)計(jì),雙頻段比單頻段困難。三頻段由于存在信號(hào)間的交叉干擾,比雙頻段又要困難得多。但是也有人認(rèn)為:雙頻段僅僅比兩個(gè)單波段的機(jī)器困難一點(diǎn)。三波段僅僅比三個(gè)單波段的機(jī)器困難一些。
不少專家對(duì)于擴(kuò)頻系統(tǒng)談虎色變,認(rèn)為,不論是直接排序,還是跳頻系統(tǒng),都應(yīng)該購買,不應(yīng)該自行設(shè)計(jì)開發(fā)。在這種場(chǎng)合,專家們?cè)僖淮螐?qiáng)調(diào),不能輕視RF專門人才的作用。
軟件問題
首先應(yīng)該避免采用軟件無線電裝置(software radio )。關(guān)于軟件無線電裝置目前有兩種定義。一種是指采用DSP做成的可重構(gòu)的通用RF前端。據(jù)稱,這種技術(shù)目前尚處于研究階段,還沒有商品化,估計(jì)在今后數(shù)年內(nèi)也不可能實(shí)現(xiàn)商品化。目前設(shè)計(jì)的費(fèi)用和零部件的費(fèi)用都比較高。
另外一種定義,是指多頻段的RF前端。雖然稱為軟件無線電,但是基本上是由硬件構(gòu)成的。目前對(duì)于AMPS、CDMA和GSM手機(jī)都有這方面的要求。對(duì)于RF工程師來說是十分巨大的挑戰(zhàn)。
無論是那種定義,一般都應(yīng)避免采用為宜。
其次,無線信息產(chǎn)品的軟件技術(shù)和一般軟件技術(shù)也有不同的特點(diǎn)。因此,盡管信息產(chǎn)品開發(fā)人員對(duì)軟件熟悉程度比對(duì)RF硬件強(qiáng),但仍需重視不可大意。如果你的硬件設(shè)計(jì)安排了12個(gè)月,最好你再安排同樣的時(shí)間給軟件設(shè)計(jì)。其中,固件(firmware )設(shè)計(jì)是最復(fù)雜的,最需要技巧。驅(qū)動(dòng)器的復(fù)雜程度稍低一些。至于應(yīng)用層的軟件,一般人員都能夠勝任。常用的語言是C+,也有用BASIC的。Fortran則很少看到有人用,但是有些已經(jīng)消失了的老語言仍在被使用。這是因?yàn)橐坏┦褂昧司秃茈y改掉,用其它語言改寫是非常羅唆的事。
也有的專家認(rèn)為僅僅具備一些C語言的功底是不夠的。因?yàn)楫?dāng)前軟件發(fā)展很快,許多人都不只一次地聽到過,或者親自體驗(yàn)過,當(dāng)前即使是一項(xiàng)中等復(fù)雜程度的信息產(chǎn)品設(shè)計(jì)項(xiàng)目,它所涉及的軟件,無論從規(guī)模,可管理控制的程度,以及總的成本都在飛速地增長(zhǎng)。如果僅僅是一項(xiàng)很小的軟件,你也有能力去完成,當(dāng)然你沒有任何理由不去自己完成。但是如果超出了這個(gè)限度,雖然問題開始時(shí)還不明顯,但是隨著時(shí)間的推移問題就會(huì)逐步暴露出來,并迅速呈指數(shù)曲線膨脹,愈來愈不可收拾。因此,謙虛謹(jǐn)慎、虛心向有經(jīng)驗(yàn)的人士吸取知識(shí)才是成功之路,才能為你節(jié)省時(shí)間和資金。
最后需要指出,在簽定軟件合同時(shí)應(yīng)該和簽定硬件合同一樣,需要認(rèn)真對(duì)待,條款要全面,明確、周到、不含混。而且,一定要包括能和硬件集成,并結(jié)合起來進(jìn)行調(diào)試的條款。
評(píng)論