本發(fā)明涉及一種無線通信芯片開發(fā)技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種基于SIP封裝的無線通信芯片開發(fā)技術(shù)領(lǐng)域。

背景技術(shù)：

無線通信技術(shù)在電腦，智能手機和平板電腦已經(jīng)得到了非常廣泛的應(yīng)用，隨著物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的逐步發(fā)展、物聯(lián)網(wǎng)基礎(chǔ)設(shè)施與底層技術(shù)日漸完備，越來越多的智能設(shè)備應(yīng)運而生。各種類型的智能設(shè)備，如智能空調(diào)、智能空氣凈化器和智能烤箱等，得到越來越多用戶的青睞，使得人們的生活變得更加便捷。智能設(shè)備需要使用無線通信模塊(芯片)來實現(xiàn)無線網(wǎng)絡(luò)通信和互聯(lián)網(wǎng)接入。

現(xiàn)有技術(shù)中，無線通信芯片的加工制作方案主要有兩類：

1、板上芯片(Chip On Board，簡稱“COB”)方案：

COB即將單一功能的、封裝好的芯片直接焊在PCB板上，PCB板上同時焊有其他芯片、電子器件，共同組成一個基本完整功能。也就是說，將無線芯片、芯片外圍器件等直接焊在PCB上，形成一塊無線通信芯片。此方案設(shè)計較靈活，但是對開發(fā)人員的技術(shù)要求較高，開發(fā)、測試過程較長，開發(fā)成本高。

2、模塊方案：

將無線芯片、芯片外圍器件、天線做成一個模塊，此模塊基板為PCB，客戶再將此模塊焊在其產(chǎn)品PCB上，實現(xiàn)無線功能。此方案大大降低客戶的設(shè)計成本，缺點是模塊尺寸較大，無法用于小型產(chǎn)品，適用性不強。

并且，以上兩種方案的無線通信芯片出廠時均是不帶操作系統(tǒng)的，需要客戶或者模塊廠家從頭進行軟件開發(fā)和燒錄，產(chǎn)品的研發(fā)周期至少需要六個月，耗時較長。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的在于提供一種基于SIP封裝的無線通信芯片，使得芯片體積更小、集成度更高，且節(jié)省了大量開發(fā)工作，有效提高了產(chǎn)品研發(fā)和生產(chǎn)效率。

為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明的實施方式提供了一種基于SIP封裝的無線通信芯片，包括微處理器、無線射頻芯片、射頻匹配電路和快速存儲芯片；

微處理器、無線射頻芯片、射頻匹配電路和快速存儲芯片通過SIP封裝集成在一SIP芯片中；

其中快速存儲芯片中預(yù)燒入有操作系統(tǒng)。

本發(fā)明實施方式相對于現(xiàn)有技術(shù)而言，將微處理器、無線射頻芯片、射頻匹配電路和快速存儲芯片通過SIP封裝集成在一SIP芯片中，相比現(xiàn)有的COB和模塊集成方案，通過SIP封裝的集成度更高，微處理器、無線射頻等芯片可以上下疊加，且所封裝的微處理器、無線射頻等芯片無需包含外部塑封體，從而大大縮小了無線通信芯片的整體尺寸，本發(fā)明實施方式的SIP芯片尺寸比完成同樣功能的模塊尺寸減小約50％，降低了客戶的產(chǎn)品開發(fā)難度和成本，適用性更強。并且，通過在快速存儲芯片中預(yù)燒入操作系統(tǒng)，使得客戶可以在產(chǎn)線直接使用此軟件，或者僅需升級少量用戶配置信息或定制化的應(yīng)用功能，大量減少客戶產(chǎn)線的軟件燒錄時間，降低成本。通過本發(fā)明實施方式，節(jié)省了大量開發(fā)工作，客戶僅需提供電源和天線，就可以使此無線通信芯片工作，從而可以將智能產(chǎn)品無線通信功能的開發(fā)時間從現(xiàn)有的6個月提升到2個月，在2個月內(nèi)保證智能產(chǎn)品的上線，大大提升了智能產(chǎn)品的開發(fā)速度。

作為進一步改進，該無線通信芯片還可以包括以下器件之一或其任意組合，各器件通過SIP封裝集成在該SIP芯片中：晶振時鐘、電壓轉(zhuǎn)換器件、功率電感、和/或電源管理器件。

作為進一步改進，該無線射頻芯片可以進一步包括以下之一或其任意組合：WiFi芯片、藍牙芯片、WiFi藍牙組合芯片，Zigbee芯片，低功耗藍牙芯片、LoRa芯片、NB-IOT芯片和/或LTE芯片等。

作為進一步改進，上述封裝后的SIP芯片至少包括以下對外接口：通信接口、電源供電接口和天線接口。

作為進一步改進，通信接口至少包括以下之一或其任意組合：通用異步收發(fā)傳輸器接口、串行外設(shè)接口、內(nèi)部集成總線接口、集成電路內(nèi)置音頻總線接口、脈沖寬度調(diào)制接口、軟件調(diào)試接口、通用輸入輸出接口、模擬數(shù)字轉(zhuǎn)換器接口、數(shù)字模擬轉(zhuǎn)換器接口。

作為進一步改進，上述快速存儲固件可以分為至少兩塊子固件，無線通信芯片的操作系統(tǒng)獨立燒入其中一塊子固件中；如果該無線通信芯片中包含其他可更新的程序，則該可更新程序燒入其余子固件中。從而在客戶需要定制指定功能的程序或者需要更新程序時，可以無需重新燒錄操作系統(tǒng)所在子固件，而僅對可更新程序所在子固件進行重新燒錄。相對于龐大的操作系統(tǒng)，可更新程序的程序量小，占用空間少，單獨燒錄所需的時間相對于整體固件重新燒錄所需時間大大縮短。并且，在研發(fā)階段，開發(fā)人員需對設(shè)備軟件功能進行反復(fù)修改、調(diào)試，每次修改后，都需要更新固件，在生產(chǎn)階段，又需要在產(chǎn)線對固件中需要調(diào)整的部分進行更新燒錄，整個研發(fā)和生產(chǎn)階段固件重新燒錄次數(shù)眾多，通過本方式，有效縮短單次固件更新所需時間，進而使得產(chǎn)品的整體研發(fā)和生產(chǎn)效率得到大幅度提升，大大節(jié)約了產(chǎn)品的研發(fā)和生產(chǎn)成本。

作為進一步改進，快速存儲固件所分的各子固件中至少一塊子固件為只讀模式子固件，至少一塊子固件為讀寫模式子固件；

其中操作系統(tǒng)預(yù)燒入只讀模式子固件中，可更新的程序燒入讀寫模式子固件中。從而可以有效防止出廠后的無線通信芯片程序被竄改或盜用。

作為進一步改進，該操作系統(tǒng)中包含本系統(tǒng)所在子固件以外的其他子固件起始地址，操作系統(tǒng)根據(jù)各子固件的起始地址調(diào)用該子固件內(nèi)燒入的程序。

作為進一步改進，可更新的程序所在子固件中包含一函數(shù)地址表，該函數(shù)地址表中保存本子固件所需要調(diào)用的其他子固件中的軟件函數(shù)的地址，可更新的程序根據(jù)該函數(shù)地址表中的地址調(diào)用相應(yīng)軟件函數(shù)。該方式無需定義函數(shù)結(jié)構(gòu)體指針變量，節(jié)省設(shè)備微控制器的物理內(nèi)存空間；摒棄函數(shù)結(jié)構(gòu)體指針操作方式，加快設(shè)備軟件運行速度；且開發(fā)人員不用再針對其他子固件中每個調(diào)用函數(shù)定義地址，減少開發(fā)工作量。

作為進一步改進，不同類型的程序燒入至快速存儲固件的不同子固件中；在更新程序時，對待更新程序所在的子固件進行重新燒入；

可更新的程序的類型至少包括以下之一：應(yīng)用程序、中間件、驅(qū)動程序。

通過將不同類型的程序單獨燒入不同子固件，從而在進行程序更新時，每次只需重新燒錄該類型程序?qū)?yīng)的子固件，最大程度上減少了固件更新燒錄所需時間，進一步提高了產(chǎn)品研發(fā)和生產(chǎn)效率。

附圖說明

圖1是根據(jù)本發(fā)明第一實施方式的基于SIP封裝的無線通信芯片結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2是根據(jù)本發(fā)明第一實施方式的基于SIP封裝的無線通信芯片中SIP封裝示意圖(側(cè)面)；

圖3是根據(jù)本發(fā)明第一實施方式的基于SIP封裝的無線通信芯片中SIP封裝示意圖(底面)；

圖4是根據(jù)本發(fā)明第一實施方式的基于SIP封裝的無線通信芯片中內(nèi)部導(dǎo)線連接示意圖；

圖5是根據(jù)本發(fā)明第二實施方式的基于SIP封裝的無線通信芯片中快速存儲固件劃分示意圖。

具體實施方式

為使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點更加清楚，下面將結(jié)合附圖對本發(fā)明的各實施方式進行詳細的闡述。然而，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員可以理解，在本發(fā)明各實施方式中，為了使讀者更好地理解本申請而提出了許多技術(shù)細節(jié)。但是，即使沒有這些技術(shù)細節(jié)和基于以下各實施方式的種種變化和修改，也可以實現(xiàn)本申請各權(quán)利要求所要求保護的技術(shù)方案。

本發(fā)明的第一實施方式涉及一種基于SIP封裝的無線通信芯片，如圖1所示，將微處理器101、無線射頻芯片102、射頻匹配電路103和快速存儲芯片104通過SIP封裝集成在一顆SIP芯片中；根據(jù)實際需要，還可以將晶振時鐘105、DC-DC電壓轉(zhuǎn)換器件106、功率電感107、電源管理108等芯片或器件，通過SIP封裝技術(shù)，封裝集成在一棵SIP芯片中。并且，在其中的快速存儲芯片104中預(yù)燒入操作系統(tǒng)。圖1僅為示意圖，實際情況可以根據(jù)需求，調(diào)整SIP芯片內(nèi)集成的器件以及對外接口。

相比現(xiàn)有的COB和模塊集成方案，通過SIP封裝的無線通信芯片集成度更高，微處理器、無線射頻等芯片可以上下疊加，且所封裝的微處理器、無線射頻等芯片無需包含外部塑封體，從而大大縮小了無線通信芯片的整體尺寸，本實施方式的SIP芯片尺寸比完成同樣功能的模塊尺寸減小約50％，降低了客戶的產(chǎn)品開發(fā)難度和成本，適用性更強。并且，通過在快速存儲芯片中預(yù)燒入操作系統(tǒng)，使得客戶可以在產(chǎn)線直接使用此軟件，或者僅需升級少量用戶配置信息或定制化的應(yīng)用功能，大量減少客戶產(chǎn)線的軟件燒錄時間，降低成本。通過本發(fā)明實施方式，節(jié)省了大量開發(fā)工作，客戶僅需提供電源和天線，就可以使此無線通信芯片工作，從而可以將智能產(chǎn)品無線通信功能的開發(fā)時間從現(xiàn)有的6個月提升到2個月，在2個月內(nèi)保證智能產(chǎn)品的上線，大大提升了智能產(chǎn)品的開發(fā)速度。

具體的SIP封裝示意圖側(cè)面如圖2所示，底面如圖3所示，包括塑封體201、各類芯片10(如微處理器101、無線射頻芯片102、射頻匹配電路103、快速存儲芯片104等)、焊凸202、導(dǎo)電介質(zhì)板203、導(dǎo)電連線204、芯片基島205、引線框架206、導(dǎo)熱焊盤207、導(dǎo)電焊盤208。

各類芯片10通過芯片基島205進行空間上的整合，實現(xiàn)合理的堆疊，進而通過焊凸202焊接到導(dǎo)電介質(zhì)板203上，通過導(dǎo)電介質(zhì)板203實現(xiàn)各芯片pin腳的內(nèi)部連接，并通過導(dǎo)電連線204、引線框架206將各芯片上需要連接到外部的pin腳連接到無線通信芯片(SIP芯片)對外接口的pin腳的導(dǎo)電焊盤208上，需要進行導(dǎo)熱的的pin腳則連接到導(dǎo)熱焊盤207上，如圖4所示。

上述封裝后的無線通信SIP芯片一般包括以下對外接口：通信接口、電源供電接口110和天線接口111。

其中，通信接口可以進一步包括：通用異步收發(fā)傳輸器接口(簡稱“UART”)1091、串行外設(shè)接口(簡稱“SPI”)1092、內(nèi)部集成總線接口(Inter-Integrated Circuit，簡稱“I²C”)1093、集成電路內(nèi)置音頻總線接口(簡稱“I2S”)1094、脈沖寬度調(diào)制接口(簡稱“PWM”)1095、軟件調(diào)試接口(簡稱“SWD”)1096、通用輸入輸出接口(簡稱“GPIO”)1097、模擬數(shù)字轉(zhuǎn)換器接口(簡稱“ADC”)1098、數(shù)字模擬轉(zhuǎn)換器接口(簡稱“DAC”)1099。

作為進一步改進，無線射頻芯片102可以進一步包括以下之一或其任意組合：WiFi芯片、藍牙芯片、WiFi藍牙組合芯片，Zigbee芯片，低功耗藍牙芯片、LoRa芯片、NB-IOT芯片和/或LTE芯片等。

本發(fā)明的第二實施方式涉及一種基于SIP封裝的無線通信芯片。第二實施方式與第一實施方式在結(jié)構(gòu)上大致相同，主要區(qū)別之處在于：在本發(fā)明第二實施方式中，對快速存儲固件進行了劃分，進而對操作系統(tǒng)的燒錄方式進行了改進，使得可以僅對需要更新的程序所在子固件進行重新燒錄，而無需進行快速存儲固件的整體燒錄，大大減少了程序更新所需時間。

具體地說，可以將快速存儲固件分為兩塊或兩塊以上子固件，無線通信芯片的操作系統(tǒng)獨立燒入其中一塊子固件中；將該無線通信芯片中包含的其他可更新的程序燒入其余子固件中?？筛碌某绦虻念愋椭辽侔ㄒ韵轮唬簯?yīng)用程序、中間件、驅(qū)動程序。

從而在客戶需要定制指定功能的程序或者需要更新程序時，可以無需重新燒錄操作系統(tǒng)所在子固件，而僅對可更新程序所在子固件進行重新燒錄。相對于龐大的操作系統(tǒng)，可更新程序的程序量小，占用空間少，單獨燒錄所需的時間相對于整體固件重新燒錄所需時間大大縮短。并且，在研發(fā)階段，開發(fā)人員需對設(shè)備軟件功能進行反復(fù)修改、調(diào)試，每次修改后，都需要更新固件，在生產(chǎn)階段，又需要在產(chǎn)線對固件中需要調(diào)整的部分進行更新燒錄，整個研發(fā)和生產(chǎn)階段固件重新燒錄次數(shù)眾多，通過本實施方式，有效縮短單次固件更新所需時間，進而使得產(chǎn)品的整體研發(fā)和生產(chǎn)效率得到大幅度提升，大大節(jié)約了產(chǎn)品的研發(fā)和生產(chǎn)成本。

一般情況下，可以將不同類型的程序燒入至快速存儲固件的不同子固件中；在更新程序時，僅對待更新程序所在的子固件進行重新燒入。

通過將不同類型的程序單獨燒入不同子固件，從而在進行程序更新時，每次只需重新燒錄該類型程序?qū)?yīng)的子固件，最大程度上減少了固件更新燒錄所需時間，進一步提高了產(chǎn)品研發(fā)和生產(chǎn)效率。

作為進一步改進，該操作系統(tǒng)中包含本系統(tǒng)所在子固件以外的其他子固件起始地址，操作系統(tǒng)根據(jù)各子固件的起始地址調(diào)用該子固件內(nèi)燒入的程序。

可更新的程序所在子固件中包含一函數(shù)地址表，該函數(shù)地址表中保存本子固件所需要調(diào)用的其他子固件中的軟件函數(shù)的地址，可更新的程序根據(jù)該函數(shù)地址表中的地址調(diào)用相應(yīng)軟件函數(shù)。

以將快速存儲固件分為A、B兩塊子固件為例進行具體說明，如圖5所示，無線通信芯片的操作系統(tǒng)獨立燒入B子固件中，可更新的應(yīng)用程序燒入A子固件中。

在程序編譯階段：

通過編譯器編譯，獲取A子固件起始地址，并將其賦值給B子固件(操作系統(tǒng))中的函數(shù)指針變量。

B子固件編譯時，生成函數(shù)地址列表文件，具體可以為函數(shù)符號表文件形式。

A子固件編譯時，將該函數(shù)地址列表文件，導(dǎo)入到A子固件中。從而A子固件運行時，即可按照該函數(shù)地址列表去調(diào)用B固件的函數(shù)。

在智能設(shè)備具體運行階段：

在智能設(shè)備上電后，B子固件(操作系統(tǒng))開始啟動執(zhí)行，完成系統(tǒng)初始化，并且自動獲取A子固件起始地址。

在需要調(diào)用A子固件中的程序時，通過指向A子固件起始地址，開始運行A固件程序。

A子固件從函數(shù)符號表文件中獲取到B固件函數(shù)地址，進而A子固件可以調(diào)用B子固件(操作系統(tǒng))中的函數(shù)，實現(xiàn)相應(yīng)的函數(shù)功能。

通過該方式，無需定義函數(shù)結(jié)構(gòu)體指針變量，節(jié)省設(shè)備微控制器的物理內(nèi)存空間；摒棄函數(shù)結(jié)構(gòu)體指針操作方式，加快設(shè)備軟件運行速度；且開發(fā)人員不用再針對其他子固件中每個調(diào)用函數(shù)定義地址，減少開發(fā)工作量。

本發(fā)明的第三實施方式涉及一種基于SIP封裝的無線通信芯片。第三實施方式與第二實施方式上大致相同，主要區(qū)別之處在于：在本發(fā)明第三實施方式中，快速存儲固件所分的各子固件中至少一塊子固件為只讀模式子固件，至少一塊子固件為讀寫模式子固件。

其中操作系統(tǒng)預(yù)燒入只讀模式子固件中，可更新的程序燒入讀寫模式子固件中。從而可以有效防止出廠后的無線通信芯片程序被竄改或盜用。

本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員可以理解，上述各實施方式是實現(xiàn)本發(fā)明的具體實施例，而在實際應(yīng)用中，可以在形式上和細節(jié)上對其作各種改變，而不偏離本發(fā)明的精神和范圍。