在不斷推動讓消費者隨時隨地保持互聯(lián)互通的大潮中，蜂窩網(wǎng)絡是價值不可估量的實現(xiàn)手段。起初僅限移動電話使用的3G和4G連接，現(xiàn)在已經(jīng)廣泛應用于便攜式電腦。起初僅面向商務人員移動辦公小眾市場的筆記本移動連接，在大學生用戶和喝拿鐵咖啡的新一代上班族的推動下，正在經(jīng)歷爆炸性的增長。
運營商不同，實現(xiàn)筆記本電腦蜂窩連接的設備也各不相同，如移動寬帶設備和筆記本連接卡等。在本文中，我們把他們?nèi)繗w類于蜂窩調(diào)制解調(diào)器軟件狗 (CMD)。隨著數(shù)據(jù)收入在每家運營商收入總額中的比重日益增大，CMD也日漸風靡。目前，各主要移動運營商均提供這種產(chǎn)品的完整系列。這些調(diào)制解調(diào)器軟件狗種類繁多，從最簡單的3G連接到具有更多功能的調(diào)制解調(diào)器，如具有SD擴展能力乃至雙模的調(diào)制解調(diào)器等應有盡有。
目前市場上銷售的最簡單的3G調(diào)制解調(diào)器為單模GSM或者CDMA調(diào)制解調(diào)器軟件狗。這類調(diào)制解調(diào)器軟件狗唯一的功能是連接蜂窩網(wǎng)絡，以滿足數(shù)據(jù)需求。這些設備是專用的數(shù)據(jù)發(fā)送和接收設備，主要由RF芯片、基帶調(diào)制解調(diào)器和電源管理IC構(gòu)成。
隨著調(diào)制解調(diào)器軟件狗市場的升溫，制造商正在努力實現(xiàn)產(chǎn)品的差異化。最簡單的差異化手段是增加一個用于數(shù)據(jù)存儲的SD插槽。由于該特性一般包含在調(diào)制解調(diào)器的基帶處理器中，因此需要盡可能簡化設計工作。不過，除了簡單地添加SD卡，當今的調(diào)制解調(diào)器設計人員還希望在CMD設計中增添新的功能，特別是雙模調(diào)制解調(diào)器功能。
橋架構(gòu)" src="http://files.chinaaet.com/images/20101030/ef76a388-cbc3-4585-bbd0-58a471b75b93.jpg" />
雙模調(diào)制解調(diào)器軟件狗有幾種可行的設計方案，分別是：
1. GSM + CDMA調(diào)制解調(diào)器
2. 3G + 4G蜂窩調(diào)制解調(diào)器
3. 蜂窩調(diào)制解調(diào)器 + WiFi
GSM + CDMA
當前的大多數(shù)移動市場同時存在著多種標準。其中，GSM和CDMA這兩種主要的移動標準可以幫助運營商把用戶捆綁在有限的網(wǎng)絡上。不過這通常也會限制消費者，特別是在不同的運營商在其各自所在地能提供更好覆蓋的發(fā)展中國家中尤其如此。因此，雙模調(diào)制解調(diào)器軟件狗將會隨雙模手機在這些國家中的興起而實現(xiàn)同步增長。
3G + 4G 蜂窩
當前流行的另一種CMD設計是將3G和4G調(diào)制解調(diào)器集成在一起。這種設計可以同時使用尖端的4G蜂窩數(shù)據(jù)服務和更為普及的3G數(shù)據(jù)服務。隨著當前大多數(shù)運營商選擇WiMax或LTE作為其首選的4G實施方案，調(diào)制解調(diào)器軟件狗正開始將上述技術(shù)融合到設計當中，并同時支持更為普及的3G連接。
蜂窩調(diào)制解調(diào)器 + WiFi
第三種設計選擇是將蜂窩調(diào)制解調(diào)器和WiFi集成在一起的軟件狗。雖然WiFi可能已經(jīng)成為當下許多筆記本電腦的標準配置，但新的802.11n標準還沒有集成到PC上。另外，按照運營商的規(guī)格，許多與運營商相關(guān)的上網(wǎng)本并沒有WiFi功能。這就需要一個既能在必要的時候提供WiFi連接，同時又不影響運營商數(shù)據(jù)收入的額外設備。
鑒于對這種雙模CMD的明確需求，可能有人會問為什么我們還沒有看到這種產(chǎn)品大量上市。設計這種設備的復雜性是造成拖延上市的原因之一。例如，雙模CMD必須具備下列規(guī)格：
1.可使用兩種模式
2.500mA運行功耗
3.模式之間快速切換
4.USB性能
可使用兩種模式
為了讓雙模CMD同時使用兩種模式，需要將兩種處理器連接至集線器或者橋器件。某些設計人員傾向于在自己的方案中使用交換機，但這已經(jīng)無法提供當今客戶所要求的雙模規(guī)格。因此，在雙模CMD中，橋和集線器是兩個板載處理器之間最常用的互聯(lián)芯片，而USB接口則是連接到移動PC的主要方式。
500mA 運行功耗
由于USB已成為移動PC或者當前幾乎任何PC最常用的連接方式，所以調(diào)制解調(diào)器軟件狗也主要使用USB這種標準。但是，調(diào)制解調(diào)器從USB端口可以獲得的電流將由此受到限制。根據(jù)USB2.0標準的規(guī)定，連接到單個USB端口的設備可獲得的最大電流為500mA。因此，在運行的時候，單個調(diào)制解調(diào)器軟件狗最多只能從USB端口獲得500mA的電流。在每個主處理器運行時的功耗都會達到400mA的情況下，上述問題就成了擺在許多調(diào)制解調(diào)器軟件狗設計人員面前的一個主要問題。此外，設計人員在計算系統(tǒng)全力運行時的總體功耗時，還必須考慮兩個處理器之間的互聯(lián)和USB端口的功耗情況。如果兩個調(diào)制解調(diào)器同時運行，則調(diào)制解調(diào)器自身所消耗的電流就會超過800mA，而這已經(jīng)超過了USB2.0的最大供電能力。不過，許多設計人員都認識到兩個調(diào)制解調(diào)器同時全力運行的情況是不存在的，因此最大功耗只會出現(xiàn)在一個調(diào)制解調(diào)器和互聯(lián)芯片在工作的時候。這也是采用橋芯片比使用集線器更具優(yōu)勢的地方。在一個調(diào)制解調(diào)器耗電400mA的情況下，再增加100mA以上的任何耗電都會導致設備出現(xiàn)故障，因此在雙模CMD中不能使用集線器。而橋芯片的功耗僅為80mA ~ 100 mA，可以讓系統(tǒng)保持在規(guī)定的電流范圍內(nèi)。
模式之間快速切換
盡可能快地在調(diào)制解調(diào)器之間進行切換的性能是雙模調(diào)制解調(diào)器另一個重要因素。根據(jù)設計人員的要求，部分設計切換時間要求控制在微秒或毫秒之內(nèi)。采用集線器的雙模調(diào)制解調(diào)器，其切換速度明顯低于采用橋芯片的調(diào)制解調(diào)器。這是因為集線器的作用只是一個通路，而所有的指令必須來自調(diào)制解調(diào)器所連接的PC。與此類似，來自其中任一調(diào)制解調(diào)器的所有動作都需要通過集線器傳輸?shù)絇C，然后回傳給另一個調(diào)制解調(diào)器。在橋架構(gòu)下，由于兩個調(diào)制解調(diào)器之間無需把數(shù)據(jù)先發(fā)送給PC即可直接通信，所以切換時間可以盡可能縮短。即便要向PC發(fā)送數(shù)據(jù)，所有的通信也都可以同步無縫進行。這樣即可最大程度地縮短兩種模式之間的切換時間。
USB性能
USB性能是雙模調(diào)制解調(diào)器設計中的另一項關(guān)鍵因素。由于USB是調(diào)制解調(diào)器和PC之間的主要互聯(lián)方式，因而必須充分發(fā)揮系統(tǒng)的USB性能。畢竟，在調(diào)制解調(diào)器的數(shù)據(jù)傳輸率可以達到100Mbps的情況下，而系統(tǒng)的USB性能卻被限制在80Mbps左右是非常令人難以接受的。
此外，還有一個重要的因素促使這些系統(tǒng)首選橋芯片。與集線器只是傳輸來自調(diào)制解調(diào)器的USB數(shù)據(jù)不同，橋芯片可以連接至調(diào)制解調(diào)器上具有更高性能的其他接口（例如存儲器接口）。這樣可以讓調(diào)制解調(diào)器以其最大的傳輸能力輸出數(shù)據(jù)，從而不必受限于調(diào)制解調(diào)器所集成的USB性能。
除了能夠滿足雙模CMD的主要要求，橋架構(gòu)還能為調(diào)制解調(diào)器設計帶來其他優(yōu)勢，具體包括：
1. 獨立的數(shù)據(jù)通路
2. 靈活的接口
3. 尺寸優(yōu)勢
獨立數(shù)據(jù)通路
由于功耗方面的嚴格限制，這項功能對雙模CMD而言非常實用。在500mA的電流限制下，讓調(diào)制解調(diào)器具備在多種功耗模式間進行快速切換以保持系統(tǒng)平衡的功能意義非凡。獨立數(shù)據(jù)通路的存在可以讓通信和數(shù)據(jù)傳輸同步進行，而無需排序存儲數(shù)據(jù)。這就能實現(xiàn)在不打破系統(tǒng)脆弱的平衡和不干擾數(shù)據(jù)流的情況下，瞬時切換模式。
靈活的接口
橋芯片還能夠在設計方案中提供更為靈活的接口，讓開發(fā)人員可以增添其他的SD卡或者交換機存儲器接口。這種靈活性能夠讓設計人員隨時在系統(tǒng)中調(diào)換功能，并同時保持將設計成果迅速推向市場。
尺寸優(yōu)勢
許多橋芯片是專門為移動設備而設計的。它們的尺寸相對于旨在用于計算機外設的集線器要小得多。這對USB調(diào)制解調(diào)器軟件狗這樣強調(diào)尺寸大小的移動設備來說是一個額外優(yōu)勢。CMD尺寸越小，就越便于攜帶。
經(jīng)濟高效、節(jié)能的雙模調(diào)制解調(diào)器軟件狗有望同時滿足消費者和運營商的要求。通過采用橋架構(gòu)，開發(fā)人員可以在實現(xiàn)更多增強和功能的同時，讓軟件狗滿足雙模CMD所需的全部規(guī)格要求。