全球第一颗硬件调顶微控制器-电子发烧友网

2019 年开始为国内 5G 发展周期，随着 5G 的发展，互联网将成为未来之趋势，智慧家庭、智慧工厂乃至智慧城市得以实现。因此，从基础建设到连网装置，皆需支持 5G 的应用，电信业者也纷纷为 5G 时代的来临，规划 5G 频段及相关的传输规范。

光模块为 5G 网络中不可或缺的一环，因此新唐提供一套完整的光模块解决方案—NuMicro M030G/ M031G 系列，M031G 系列更是全球第一颗硬件调顶 MCU。不论是从数通领域到电信领域的应用；从现有的光传输场景所使用的通用光模块，到新兴的 5G 前传波分复用 ( Wavelength Division Multiplexing, WDM ) 场景的调顶光模块，皆能支持其应用需求。新唐的 NuMicro M030G 系列适用于通用光模块，而全球第一颗硬件调顶 MCU NuMicro M031G 系列则专为调顶光模块设计。 ( 图 1 新唐光模块MCU推荐型号 )。

图 1 新唐光模块MCU推荐型号

NuMicro M030G/ M031G系列特色 ( 图 2 NuMicro M030G/ M031G 系列特色 )

硬件曼彻斯特编解码器 ( M031G 系列)：调制及解调低频微扰信号

DAC 支持自动数据产生功能 ( M031G 系列)：可于 500 kHz 的频率下产生 32 点平顺的正弦波做为调顶功能输出使用

内置温度传感器：0 °C 至 70 °C 的精度为 ± 1.6 °C；-40 °C 至 105 °C 的精度为 ± 2 °C

小封装： QFN24 3x3 mm；QFN33 4x4 mm

I²C：支持 1 MHz 从机模式且不会拉住 SCL，出厂预烧 I2C Bootloader

圖 2 NuMicro M030G/ M031G 系列特色

通用光模块 MCU ( 图 3 NuMicro M030G 系列方框图 )

图 3 NuMicro M030G 系列方框图

光模块两端分别连接了电口及光口，并在电口端利用 I2C 与上位机做沟通。光模块的功能是将光或电的信号转换为电或光信号并做传输，因此光模块是由光发射次模块 ( TOSA ) 及光接收次模块 ( ROSA ) 两部分所组成。光功率会受温度变化的影响，所以需要监控光模块的状态，并提供参考电压做调整。因此 MCU 必须具备量测温度的能力—温度传感器，以及量测和调整电压的能力— ADC 与 DAC。除此之外，光模块的尺寸非常的小 ( 图 4 光模块尺寸及速率 )，因此 MCU 也必须为小封装。也因为小尺寸的关系，光模块通常除了 I2C 接口以外，无空间预留其他的接口。

新唐的 NuMicro M030G/ M031G系列专为光模块所设计，除了充足的DAC及ADC之外，皆内建温度传感器、提供 QFN24 及 QFN33 的小封装选择，并且配有两组 I²C 接口，出厂预烧 I2C Bootloader，完全符合通用光模块的需求。

图 4 光模块尺寸及速率

调顶光模块 MCU ( 图 5 NuMicro M031G 系列方框图 )

图 5 NuMicro M031G 系列方框图

新唐推出了全球第一颗硬件调顶 MCU NuMicro M031G 系列，此系列搭载硬件曼彻斯特编解码器，可快速地调制及解调曼彻斯特码，供调顶信号使用。依据不同电信业者及设备商的需求，调顶信号又分为调幅模式及调频模式 ( 多载频调幅 )，无论哪个模式，新唐 NuMicro M031G 系列皆可支持。

调顶信号是在依附原先的业务信号，迭加上一个小幅度的信号，因此又称为低频微扰信号。此信号需以曼彻斯特码做传递，即可利用信号的变化来保持发送和接收之间的同步。为产生及接收曼彻斯特码，光模块需具备曼彻斯特编解码器，此即为调顶光模块和通用光模块最大的差异 (图 6 光模块内建曼彻斯特编解码器)。

图 6 光模块内建曼彻斯特编解码器

新唐 NuMicro M031G系列不只搭载了支持 CRC 的硬件曼彻斯特编解码器，可用来调解及解调低频微扰信号，另配有 1 组 DAC 支持自动数据产生功能，可产生正弦波供调频模式使用 ( 图 7 正弦波调顶信号生成方式 ) ，新唐实测可于 500 kHz 的频率下产生平顺的正弦波调顶信号 ( 图 8 MANCH_TX 由 DAC0 输出实测 )。