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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(xiàn),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(fèi)者提供一種更加高級的游戲體驗(yàn)。這并不奇怪,因?yàn)橛螒蚪K端制造商已開始將無線互聯(lián)作為其產(chǎn)品的一個必備增強(qiáng)功能。例如,微軟就已經(jīng)宣布計(jì)劃為其Xbox產(chǎn)品增加無線互聯(lián)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(chǎn)品配備無線適配器。
現(xiàn)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(yàn)。雖然多人游戲已經(jīng)出現(xiàn)了好幾年,但其發(fā)展由于需要在各玩家之間進(jìn)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(dāng)或者更好的全新體驗(yàn)。最佳情況是可同時支持多達(dá)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?yàn)槿魏我晃煌婕叶疾荒苋萑淘谕鍺BA實(shí)況游戲且正準(zhǔn)備投籃時游戲中斷。
無線游戲所面臨的另一項(xiàng)挑戰(zhàn)是越來越廣的無線互聯(lián)存在。隨著更多的無線設(shè)備滲透到現(xiàn)實(shí)生活中的各個領(lǐng)域,干擾的機(jī)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(shè)備。
隨著更多的游戲制造商希望為其產(chǎn)品增加無線功能,他們需要考慮是采用一種像藍(lán)牙這樣的現(xiàn)成標(biāo)準(zhǔn),還是創(chuàng)建一種專用解決方案。采用標(biāo)準(zhǔn)解決方案能夠使人們跨平臺玩游戲,并能與其他無線設(shè)備進(jìn)行交互。不過,對游戲制造商而言,標(biāo)準(zhǔn)技術(shù)可能無法提供用戶所需的速度、反應(yīng)時間及高分辨率圖形顯示。更為重要的是,標(biāo)準(zhǔn)技術(shù)不可能提供使其產(chǎn)品保持或爭奪領(lǐng)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(jīng)決定與供應(yīng)商一起合作來共同開發(fā)游戲?qū)Ｓ脽o線互聯(lián)協(xié)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(fā)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(fā)器和一個基于全新設(shè)計(jì)的定制印制天線組成。它完全從頭開始設(shè)計(jì)以滿足Nintendo對移動游戲的特定需求,其主要的設(shè)計(jì)考慮是低成本、快速反應(yīng)時間和低功耗,這使其能用兩節(jié)AA電池來玩較長時間的游戲。
該芯片組采用調(diào)幅(AM)機(jī)制,它實(shí)現(xiàn)了一種專為Nintendo公司定制的專用時分多址(TDMA)協(xié)議。
基帶器件
用微米CMOS工藝實(shí)現(xiàn)的該基帶器件,可為Nintendo提供定制接口、通用鏈路控制及多項(xiàng)專用功能,以提高游戲玩家的使用體驗(yàn)。
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(fā)的32位M-Core RISC引擎。設(shè)計(jì)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(xì)控制以確保獲得最短的發(fā)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(shù)據(jù)。
無線鏈接基于專用TDMA協(xié)議實(shí)現(xiàn),以獲得可預(yù)測性更好的游戲數(shù)據(jù)發(fā)送時序。該協(xié)議有一個時長16毫秒的數(shù)據(jù)幀,信息在一個2.8毫秒子幀中傳輸。通過這種結(jié)構(gòu),可對傳輸數(shù)據(jù)進(jìn)行曼徹斯特(Manchester)編碼和數(shù)據(jù)加擾。為減少多徑效應(yīng),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(shù)據(jù)包丟失時,它才將所有數(shù)據(jù)傳輸切換到備用頻率上。
通過組合運(yùn)用數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)和雙跳頻,可確保在存在干擾的情況下順利傳輸數(shù)據(jù)。性能測試表明,當(dāng)采用藍(lán)牙或鏈路進(jìn)行大型數(shù)據(jù)文件傳輸時,包傳輸損失不到5%。
簡單和快速的收發(fā)器
收發(fā)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(shù)字邏輯接口,該器件可接收和發(fā)送曼徹斯特編碼數(shù)據(jù)。接收通道擁有-71 dBm的典型接收靈敏度,而發(fā)射通道則擁有+4.8 dBm的典型輸出功率。
該收發(fā)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(shù)據(jù)速率,該收發(fā)器可在數(shù)毫秒內(nèi)發(fā)送完一批游戲數(shù)據(jù)包。這一高速傳輸性能可同時實(shí)現(xiàn)快速反應(yīng)時間和低功耗。
組合運(yùn)用收發(fā)器高速傳輸及基帶IC傳輸協(xié)議,可獲得快速反應(yīng)時間性能。數(shù)據(jù)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(dá)4個“子”無線適配器。而這些“子”單元則利用廣播信號來觸發(fā)應(yīng)答數(shù)據(jù)傳輸,從而在這5個“母”、“子”單元間實(shí)現(xiàn)了周期極短的通信。
當(dāng)不收發(fā)數(shù)據(jù)包時關(guān)掉收發(fā)器及相關(guān)基帶IC模塊,有助于實(shí)現(xiàn)低功耗性能。以短至32微秒的開機(jī)時間(即從開機(jī)到發(fā)出第一個同步字的時間),收發(fā)器可在大部分游戲時間內(nèi)保持關(guān)斷。收發(fā)器的典型發(fā)射電流為,盡管這與許多RF模塊的發(fā)射電流大致相等,但其開機(jī)時間要短很多。其典型接收電流為11 mA,遠(yuǎn)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(gòu)的簡單性。
該解決方案所采用的天線是摩托羅拉微波技術(shù)研究室的最新設(shè)計(jì),它被稱為‘倒C天線’(ICA)。這種專為該芯片組設(shè)計(jì)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(huán)境中無線鏈接所需的最佳組合性能(低復(fù)雜性、快速反應(yīng)時間和低功率)。
作者:Kurt Southworth
無線產(chǎn)品部經(jīng)理
無線與移動系統(tǒng)分部
原摩托羅拉半導(dǎo)體事業(yè)部
