與藍牙一樣，UWB 是一種短距離、低功耗、基于無線電的通信技術，其主要目的是用于位置發現和設備測距。但是，UWB 提供了許多不同的功能，例如快速可靠的文件共享功能和安全交易。

　　在這篇文章中，我們將分析一下三星EI-T7300 (SmartTag+) 中的NXP SR040 UWB 收發器處理器芯片。并與蘋果AirTag UWB芯片做一下簡單比較。

　　NXP 的SR040 采用 QFN 封裝，該封裝由一個引線鍵合到引線框架的單個管芯組成。這些測量的關鍵尺寸以及觀察到的晶體管特征表明，SR040 芯片使用的是臺積電的 40 nm CMOS 工藝。

　　圖 2. NXPSR040

　　SR040 芯片由一個 UWB 模擬前端收發器、幾個電源管理電路、SRAM 存儲器、一個 ARM CortexCPU 和GPIO 組成。

　　圖 3. NXP SR040 裸片

　　讓我們更深入地了解一下 UWB 模擬前端收發器。

　　圖 4. UWB 模擬前端收發器

　　UWB 收發器可分為兩半。在下半部分，我們找到射頻信號路徑，而射頻和中頻 PLL 在上半部分。接收器和發射器之間共享一個射頻連接墊。

　　接收路徑包括LNA及其輸入匹配電路、RX正交下變頻混頻器、一對無源濾波器、一對由兩個二級組成的有源濾波器，以及一對時間交錯ADC，每個ADC包含逐次逼近子ADC。

　　發射路徑包括由兩個級聯子DAC、上轉換TX混頻器、功率放大器和BALUN變壓器組成的TX DAC。

　　RF PLL 包括相同的基于 LC 諧振回路的振蕩器。接收器所需的正交相位在振蕩器附近生成，并使用差分共面傳輸線發送到它們的目的地。發射器使用相同的兩個相位之一。由于發射機的 IF 部分不是正交的，因此必須在 RF PLL 中生成相位調制，并將其施加在混頻器中的信號上。RX ADC 和 TX DAC 的時鐘在包含三級差分 CMOS 環形振蕩器的 IF PLL 中生成。

　　圖 5. 電路分析

　　現在讓我們快速比較一下NXP SR040 UWB和蘋果U1 (TMKA75 Die) UWB的功能，后者取自蘋果AirTag。

　　除了這兩種設備具有相似的裸片尺寸并且由臺積電作為其代工廠這一事實之外，它們是非常不同的。例如，SR040 的 UWB 收發器和電源管理占據了 45% 的芯片面積，而蘋果 U1 僅占 33%。在處理器和內存區域方面，SR040占37%，蘋果U1占57%。SR040 的工藝為 40 nm，使用 8 個金屬層形成，而 Apple U1 的工藝代為 16 nm，使用 13 個金屬層形成。