發布日期：2022-07-14 點擊率：51
在高度競爭的游戲市場中,一批新的移動游戲終端開始出現,如諾基亞的n-Gage及Tapwave公司的Zodiac等,這些緊湊型多功能移動終端均可為消費者提供一種更加高級的游戲體驗。這并不奇怪,因為游戲終端制造商已開始將無線互聯作為其產品的一個必備增強功能。例如,微軟就已經宣布計劃為其Xbox產品增加無線互聯功能,Nintendo公司最近也在摩托羅拉的幫助下開始為其Game Boy Advance及Game Boy Advance SP游戲產品配備無線適配器。
現在,越來越多的用戶渴望能擁有一種在移動中與其他人玩交互式游戲的全新體驗。雖然多人游戲已經出現了好幾年,但其發展由于需要在各玩家之間進行有線連接而受到很大限制
要想讓游戲玩家真正地喜歡無線游戲,那么無線游戲必須能提供一種與有線游戲相當或者更好的全新體驗。最佳情況是可同時支持多達5個人一起玩,并能提供快速交互及使用時間較長的電池,因為任何一位玩家都不能容忍在玩NBA實況游戲且正準備投籃時游戲中斷。
無線游戲所面臨的另一項挑戰是越來越廣的無線互聯存在。隨著更多的無線設備滲透到現實生活中的各個領域,干擾的機會也隨之變得越來越多。成功的無線游戲終端必須在任何情況下都能正常工作,無論附近是否存在其他無線設備。
隨著更多的游戲制造商希望為其產品增加無線功能,他們需要考慮是采用一種像藍牙這樣的現成標準,還是創建一種專用解決方案。采用標準解決方案能夠使人們跨平臺玩游戲,并能與其他無線設備進行交互。不過,對游戲制造商而言,標準技術可能無法提供用戶所需的速度、反應時間及高分辨率圖形顯示。更為重要的是,標準技術不可能提供使其產品保持或爭奪領先地位所需的競爭差異性。由于游戲市場像任何其他市場一樣對價格非常敏感,因此制造商必須確信以一個合理的價位增加任何無線功能。
基于上述因素,許多游戲制造商已經決定與供應商一起合作來共同開發游戲專用無線互聯協議及器件,其中一個例子是Nintendo最近在摩托羅拉的幫助下為其Game Boy及Game Boy Advance游戲終端開發一個全定制解決方案。
Nintendo無線適配器采用的摩托羅拉芯片組是一種工作在2.4-GHz ISM頻段上的完全解決方案,它由一塊定制基帶器件、一個收發器和一個基于全新設計的定制印制天線組成。它完全從頭開始設計以滿足Nintendo對移動游戲的特定需求,其主要的設計考慮是低成本、快速反應時間和低功耗,這使其能用兩節AA電池來玩較長時間的游戲。
該芯片組采用調幅(AM)機制,它實現了一種專為Nintendo公司定制的專用時分多址(TDMA)協議。
基帶器件
用微米CMOS工藝實現的該基帶器件,可為Nintendo提供定制接口、通用鏈路控制及多項專用功能,以提高游戲玩家的使用體驗。
該基帶器件的中心是一個較大的鏈接控制模塊,它用硬件來完成大部分的鏈路控制功能。處理器采用摩托羅拉公司開發的32位M-Core RISC引擎。設計時已特別注意使其功耗最小,這包括合理利用M-Core的靜止及睡眠模式、以及對射頻IC的仔細控制以確保獲得最短的發射與接收時間。該基帶器件同時還提供時鐘,并能向射頻IC傳送信號及數據。
無線鏈接基于專用TDMA協議實現,以獲得可預測性更好的游戲數據發送時序。該協議有一個時長16毫秒的數據幀,信息在一個2.8毫秒子幀中傳輸。通過這種結構,可對傳輸數據進行曼徹斯特(Manchester)編碼和數據加擾。為減少多徑效應,采用了一種雙跳頻算法,該算法一直保持在或 GHz頻率上,直到有數據包丟失時,它才將所有數據傳輸切換到備用頻率上。
通過組合運用數據轉發和雙跳頻,可確保在存在干擾的情況下順利傳輸數據。性能測試表明,當采用藍牙或鏈路進行大型數據文件傳輸時,包傳輸損失不到5%。
簡單和快速的收發器
收發器采用的是摩托羅拉公司的MC13190,這是一種非常簡單而又快速的AM RF模塊。通過數字邏輯接口,該器件可接收和發送曼徹斯特編碼數據。接收通道擁有-71 dBm的典型接收靈敏度,而發射通道則擁有+4.8 dBm的典型輸出功率。
該收發器用摩托羅拉公司的微米CDR1 RF BiCMOS工藝制成。憑借其 Mbps的空中數據速率,該收發器可在數毫秒內發送完一批游戲數據包。這一高速傳輸性能可同時實現快速反應時間和低功耗。
組合運用收發器高速傳輸及基帶IC傳輸協議,可獲得快速反應時間性能。數據傳輸是從裝載游戲的“母”Game Boy Advance或Game Boy Advance SP無線適配器單元廣播至多達4個“子”無線適配器。而這些“子”單元則利用廣播信號來觸發應答數據傳輸,從而在這5個“母”、“子”單元間實現了周期極短的通信。
當不收發數據包時關掉收發器及相關基帶IC模塊,有助于實現低功耗性能。以短至32微秒的開機時間(即從開機到發出第一個同步字的時間),收發器可在大部分游戲時間內保持關斷。收發器的典型發射電流為,盡管這與許多RF模塊的發射電流大致相等,但其開機時間要短很多。其典型接收電流為11 mA,遠低于其他RF模塊的接收電流,而這正好反映出其射頻IC架構的簡單性。
該解決方案所采用的天線是摩托羅拉微波技術研究室的最新設計,它被稱為‘倒C天線’(ICA)。這種專為該芯片組設計的ICA是一種只有27×9 mm極小占位面積(包括周圍必要空白面積)的印制天線。這種小尺寸天線使Nintendo公司能研制一種易于與Game Boy Advance連接的小型且不突兀的附件。
ICA是一種水平極化微分天線,其輻射方向圖近似于全向,在Advance Game Boy無線適配器中的效率為75%,增益大于3 dBi。
總之,該芯片組具有移動游戲環境中無線鏈接所需的最佳組合性能(低復雜性、快速反應時間和低功率)。
作者:Kurt Southworth
無線產品部經理
無線與移動系統分部
原摩托羅拉半導體事業部
