TI博文--智能设备突破尺寸桎梏

1万 · 2018-8-23 19:59

我敢肯定您在飞机上有过这样尴尬的经历：您走上飞机，试图把您的行李塞进头顶行李舱。无论您怎么推，行李就是放不进去，而此时在您的身后，沮丧的旅客排起了一长队。因为您不能改变飞机行李舱的尺寸，唯有携带一个较小的行李箱才能减少麻烦。

空间限制问题时常让人感到头痛。无独有偶，在设计尺寸紧凑的印刷电路板（PCB）时您也会遇到同样的困难。

随着产品日趋智能化和快速化，智能设备尺寸也变得越来越小。表面上，这好像达成了一种双赢的局面：一方面，消费者可以在更为时尚的外形中获得更多功能；另一方面，制造商可以利用更小的PCB、产品外壳和包装来节省成本。但是，更小的产品外形给硬件设计人员增加了额外的挑战，设计人员在X/Y平面上的预算十分有限，并且常常面临着降低高度的要求。这种情况与您在飞机上放置行李面临的问题非常相似，您既然无法更改产品的尺寸，就必须选用最小的组件来与电路板搭配。

让我们来看几个受空间限制较大的物联产品的例子。在医疗领域中，各种无线患者监护仪和贴片需要尽可能隐蔽地贴在患者皮肤上。任何可穿戴应用产品，如健身产品、智能手表或宠物跟踪器等因其外形因素，空间都很有限。另一个例子是可以跨越各种产品的一体式射频模块（RF）：尺寸越小，设计再利用的能力就越强。所有这些应用都将从尺寸优化的PCB中受益，并可以采用TI的SimpleLink™ CC2640R2F（图1）等晶圆级芯片规模封装（WCSP）。

图1：CC2640R2F封装产品中包含微型WCSP

CC2640R2F是业界最小的无线微控制器（MCU），能够支持蓝牙® 5的所有功能。该WCSP产品尺寸仅为2.7mm*2.7mm，并采用仅0.575mm高的超薄封装。CC2640R2F有一个完整的WCSP参考设计，面积仅为38mm2，其中包括晶体和无源器件。此外，使用CC2640R2F WCSP，只需要三个外部元件即可完成RF匹配（单端、内部偏置），这样可以降低系统物料清单的成本（图2）。