自2023年以來，生成式人工智能ChatGPT及橫空出世的視頻生成模型Sora極大地影響人類科技發(fā)展的方向。這些AI大模型產(chǎn)品推動(dòng)了數(shù)據(jù)中心的結(jié)構(gòu)升級(jí)，數(shù)據(jù)存儲(chǔ)和傳輸?shù)男枨笙啾纫酝端僭鲩L(zhǎng)，數(shù)據(jù)中心的數(shù)據(jù)傳輸速率的要求也隨著應(yīng)用逐步升級(jí)。作為光通信產(chǎn)業(yè)鏈上的核心產(chǎn)品之一的光模塊，尤其是高速光模塊（100G、400G、800G等），其需求將在未來幾年迎來暴增。

高速光模塊的應(yīng)用一是數(shù)據(jù)中心，包括機(jī)架中的數(shù)據(jù)傳輸、機(jī)架到機(jī)架之間的數(shù)據(jù)傳輸，以及數(shù)據(jù)中心的互聯(lián)；二是傳輸網(wǎng)上的應(yīng)用，主要是主干網(wǎng)和城域網(wǎng)等管道上的數(shù)據(jù)傳輸。

高速光模塊應(yīng)用場(chǎng)景

光模塊，是光收發(fā)一體模塊（Transceiver）的簡(jiǎn)稱，主要是做光電信號(hào)的轉(zhuǎn)換，發(fā)送端把電信號(hào)轉(zhuǎn)換成光信號(hào)，通過光纖傳送后，接收端再把光信號(hào)轉(zhuǎn)換成電信號(hào)。

一個(gè)高速光模塊，通常由MCU、DSP、光發(fā)射器件（TOSA）、光接收器件（ROSA）、TIA（跨阻放大器）、PD（光電二極管）、EML（外調(diào)激光器）、TEC（溫控芯片）、相關(guān)功能電路和光（電）接口等部分組成。從交換機(jī)來的NRZ信號(hào)，經(jīng)過TOSA調(diào)制成PAM4信號(hào)，透過EML器件，轉(zhuǎn)換成光信號(hào)進(jìn)入光纖進(jìn)行傳輸；在接收端，來自光纖的光信號(hào)經(jīng)過PD轉(zhuǎn)換成電信號(hào)，經(jīng)過TIA信號(hào)放大后，透過ROST又調(diào)制成NRZ信號(hào)，信號(hào)鏈路如圖1。

圖1 100G及以上高速光模塊應(yīng)用框圖

產(chǎn)品簡(jiǎn)介

針對(duì)高速光模塊應(yīng)用，小華半導(dǎo)體推出了HC32F472系列模擬豐富MCU新品，其功能框圖如圖2。

圖2HC32F472系列產(chǎn)品框圖

HC32F472基于經(jīng)小華高性能MCU長(zhǎng)期驗(yàn)證與量產(chǎn)出貨的40nm嵌入式閃存工藝，采用廣泛易用的Arm Cortex-M4內(nèi)核，并為小型化的光模塊設(shè)計(jì)度身定制了BGA64 (4x4mm^2) 小封裝。除了這些功能之外，HC32F472在算力、模擬外設(shè)（ADC、DAC、Vref、CMP）、PWM定時(shí)器、通信外設(shè)（IIC、MDIO）等規(guī)格方面做了專門的設(shè)計(jì)。具體功能與性能指標(biāo)如下：

1

120MHz主頻的Arm Cortex-M4內(nèi)核，集成FPU；

2

512KB Dual-bank Flash，64KB+4KB SRAM，其中32KB SRAM具備ECC功能；

3

3個(gè)12-bit 2.5MSPS ADC單元，多達(dá)29個(gè)采樣通道；

4

8通道12-bit DAC，單通道最大可驅(qū)動(dòng)10mA；

5

內(nèi)置2.5V高精度Vref；

6

4路電壓比較器CMP；

7

I/O獨(dú)立供電（支持8個(gè)管腳1.2~3.6V獨(dú)立供電）；

8

I2C通信速率高達(dá)1Mbps，支持BootLoader下載和熱插拔；

9

支持PLA和MDIO外設(shè)；

10

具備復(fù)位保持功能：軟件、WDT復(fù)位時(shí)，DAC和端口能實(shí)現(xiàn)輸出保持；

11

1.8 ~ 3.6V低電壓供電；

12

BGA64 (4x4mm^2)小封裝，滿足光模塊應(yīng)用；