Chipsatz für 3G TD-SCDMA von Analog Devices

Analog Devices stellt unter der Bezeichnung SoftFone-LCR+ seine zweite Chipsatz-Generation zur Entwicklung moderner, multimediafähiger Mobiltelefone vor, die die Low Chip Rate (LCR) 3G TD-SCDMA unterstützen.

Infineon Technologies Flash, ein Joint Venture zwischen Infineon Technologies und Saifun Semiconductor, hat mit der Entwicklung der TwinFlash-Technologie die Stärken beider Unternehmen kombiniert: Saifuns spezielle NROM-Technologie und Infineons Kompetenz in der DRAM-Fertigung. Das erste Mitglied dieser neuen Flash-Familie ist ein 512 Mbit großer NAND-kompatibler Baustein.

Der SoftFone-LCR+-Chipsatz unterstützt Multimedia-Funktionen wie 3-Megapixel-Kameras, USB, Multi-Format-Audio-Encode/Decode sowie Aufnahme und Abspielen von Videos. Er kann auch Video-Algorithmen wie MPEG4, H.263 und H.264 für Displays mit Auflösungen bis QVGA verarbeiten. Außerdem werden Stereo-Audio-CODECs einschließlich MP3, AAC+, WMA und andere Formate unterstützt sowie 128-Voice-MIDI-Klingeltöne bereitgestellt – alles in Software. Der Chipsatz ermöglicht auch die »Boot from NAND«-Fähigkeit. Diese ermöglicht die Entwicklung kostengünstiger Designs für Mobiltelefone mit hohem Funktionsumfang (Feature Phones) ohne NOR-Flash-Speicher. Der SoftFone-LCR+-Chipsatz ist für den Dual-Mode-TD-SCDMA/GPRS-Betrieb ausgelegt und erzielt eine 3G-Datenrate von 384 KBit/s. Aufgrund dieser hohen Leistung lassen sich höhere Download-Geschwindigkeiten erzielen, Streaming Videos abspielen sowie Funktionen für Video-Telefonie und zum Surfen im Internet implementieren. Für die Migration auf 3G-Mobilfunknetzwerke in China sind dies wichtige Anforderungen. Darüber hinaus enthält der SoftFone-LCR+-Chipsatz laut Christian Kermarrec, Vice President, RF and Wireless Systems von Analog Devices, den industrieweit leistungsfähigsten HF-Transceiver, Othello-W, der die höchste Empfindlichkeit und die niedrigste »Call Drop«-Rate aufweist.

Der SoftFone-LCR+-Chipsatz befindet sich derzeit in der Bemusterungsphase. Die Serienproduktion beginnt im Frühjahr 2007.

Dank der starken Nachfrage nach Produkten wie Digitalkameras, Camcorder, PDAs, Mobiltelefonen, USB-Drives, MP3-Spielern, Spielekonsolen, digitalen Videos, Settop-Boxen etc. boomt der Markt für Flash-Speicher. Flash-Bausteine stellen die bevorzugte Lösung für das nichtflüchtige Speichern von Programmen und Daten in mobilen Produkten dar. Als On-Board-Speicher oder als platzsparende Speicherkarten überwinden die nichtflüchtigen Flash-Speicher viele Einschränkungen, die optische und magnetische Datenspeicher aufweisen. Gleichzeitig sind Flash-Speicher robust, haben eine niedrige Leistungsaufnahme und weisen keine beweglichen Teile auf. Das alles macht sie zur perfekten Lösung für mobile Geräte. Flash-Speicher wurden traditionell zum Speichern von Programm-Code genutzt, mittlerweile sind sie aber auch in immer mehr Anwendungen die bevorzugte Lösung zur nichtflüchtigen Datenspeicherung.

Single- bzw. Multi-Level-Zellen und Multibit-Zellen

Flash-Implementierungen lassen sich in Single-Level-Zellen (SLC), Multi-Level-Zellen (MLC) und Multi-Bit-Zellen (MBC) – auch TwinFlash-Zellen – unterteilen (Bild 1).

SLC-Flash-Bausteine nutzen die Speicherzellen ähnlich wie ein EEPROM, aber die Oxidschicht zwischen Floating-Gate und Source ist dünner. Die Programmierung des Speichers erfolgt über das Laden von Elektronen auf das Floating-Gate. Die gespeicherte Ladung kann elektrisch über die Source gelöscht werden. Mit diesem Ansatz lässt sich ein einziges Informationsbit (1 = gelöscht und 0 = programmiert) speichern. Mit 1 bit pro Zelle sind eine schnelle Programmierung und ein schnelles Lesen möglich. Da dieser Ansatz durch eine relativ geringe Siliziumeffizienz begrenzt ist, wird die Skalierung dieser Single-Bit-Bausteine durch Fortschritte in der Prozesstechnologie vorangetrieben.

Mit MLC-Flash-Bausteinen ist eine Speicherung von zwei Informations-Bits in einem einzigen Transistor möglich, indem mehrere diskrete Ladungsniveaus des Floating-Gate unterschieden werden können. Die Programmierung einer Zelle und das Lesen müssen allerdings genau gesteuert werden, um die vier in Beziehung stehenden Ladungsniveaus innerhalb eines einzigen Transistors zu erreichen. Dieser Ansatz mit vier Ladungsniveaus pro Zelle liefert moderate Lese-/Schreibgeschwindigkeiten und braucht eine optimierte Leseschaltung zur genauen Bestimmung des Ladezustands der Zelle.

MBC-Flash-Bausteine – wie die TwinFlash-Zelle – speichern die Ladungen (Bits) unabhängig voneinander an verschiedenen Positionen innerhalb der Zelle in einem einzigen Transistor. Die an jedem Ende der Zelle abgespeicherten Ladungen können unabhängig voneinander gelesen, programmiert und gelöscht werden. Ein MBC-Flash mit zwei unabhängigen Bits pro Zelle zeichnet sich durch eine sehr kostengünstige Struktur, durch schnelles Programmieren/Lesen und eine hohe Dichte aus.