光模块

2023年以来，生成式人工智能ChatGPT及横空出世的视频生成模型Sora极大地影响人类科技发展的方向。这些AI大模型产品推动了数据中心的结构升级，数据存储和传输的需求相比以往倍速增长，数据中心的数据传输速率的要求也随着应用逐步升级。作为光通信产业链上的核心产品之一的光模块，尤其是高速光模块（100G、400G、800G等），其需求将在未来几年迎来暴增。

高速光模块的应用一是数据中心，包括机架中的数据传输、机架到机架之间的数据传输，以及数据中心的互联；二是传输网上的应用，主要是主干网和城域网等管道上的数据传输。

高速光模块应用场景

光模块，是光收发一体模块（Transceiver）的简称，主要是做光电信号的转换，发送端把电信号转换成光信号，通过光纤传送后，接收端再把光信号转换成电信号。

一个高速光模块，通常由MCU、DSP、光发射器件（TOSA）、光接收器件（ROSA）、TIA（跨阻放大器）、PD（光电二极管）、EML（外调激光器）、TEC（温控芯片）、相关功能电路和光（电）接口等部分组成。从交换机来的NRZ信号，经过TOSA调制成PAM4信号，透过EML器件，转换成光信号进入光纤进行传输；在接收端，来自光纤的光信号经过PD转换成电信号，经过TIA信号放大后，透过ROST又调制成NRZ信号，信号链路如图1。

图1 100G及以上高速光模块应用框图

产品简介

针对高速光模块应用，小华半导体推出了HC32F472系列模拟丰富MCU新品，其功能框图如图2。

图2 HC32F472系列产品框图

HC32F472基于经小华高性能MCU长期验证与量产出货的40nm嵌入式闪存工艺，采用广泛易用的Arm Cortex-M4内核，并为小型化的光模块设计度身定制了BGA64 (4x4mm^2) 小封装。除了这些功能之外，HC32F472在算力、模拟外设（ADC、DAC、Vref、CMP）、PWM定时器、通信外设（IIC、MDIO）等规格方面做了专门的设计。具体功能与性能指标如下：

1、120MHz主频的Arm Cortex-M4内核，集成FPU；

2、512KB Dual-bank Flash，64KB+4KB SRAM，其中32KB SRAM具备ECC功能；

3、3个12-bit 2.5MSPS ADC单元，多达29个采样通道；

4、8通道12-bit DAC，单通道最大可驱动10mA；

5、内置2.5V高精度Vref；

6、4路电压比较器CMP；

7、I/O独立供电（支持8个管脚1.2~3.6V独立供电）；

8、I2C 通信速率高达1Mbps，支持BootLoader下载和热插拔；

9、支持PLA和MDIO外设；

10、具备复位保持功能：软件、WDT复位时，DAC和端口能实现输出保持；

11、1.8 ~ 3.6V低电压供电；

12、BGA64 (4x4mm^2)小封装，满足光模块应用；