新的挑戰需要靈活應變的解決方案
，既要能夠處理多樣化的需求，同時也要能夠隨市場需求的變化而持續演進發展。Zynq® UltraScale+™ RFSoC DFE因其架構上集成了比傳統軟邏輯更多的硬化 IP 邏輯， 使得其在保持賽靈思一貫的靈活應變價值的同時，還能媲美定製 ASIC 在成本和功耗上的競爭力，因此能輕鬆應對這些挑戰。

 

5G 麵臨的前沿挑戰

 

日益提高的無線電性能和複雜性

 

無線電單元 (RU) 對(dui)更(geng)大(da)帶(dai)寬(kuan)的(de)需(xu)求(qiu)，不(bu)僅(jin)是(shi)為(wei)了(le)增(zeng)加(jia)數(shu)據(ju)速(su)率(lv)。運(yun)營(ying)商(shang)還(hai)需(xu)要(yao)為(wei)現(xian)有(you)和(he)新(xin)的(de)頻(pin)段(duan)解(jie)決(jue)複(fu)雜(za)的(de)無(wu)線(xian)電(dian)配(pei)置(zhi)問(wen)題(ti)。為(wei)滿(man)足(zu)這(zhe)些(xie)需(xu)求(qiu)，無(wu)線(xian)電(dian)應(ying)從(cong)設(she)計(ji)上(shang)支(zhi)持(chi)盡(jin)可(ke)能(neng)寬(kuan)的(de)瞬(shun)時(shi)帶(dai)寬(kuan) (iBW)。例如，早期 5G 無線電支持高達 200MHz 的帶寬
，但未來的無線電需要支持高達 400MHz。

 

盡管 5G 現已成為默認的無線標準，但 4G 出貨仍將以大批量延續多年。在升級或安裝 5G 網絡時，運營商必須提供 4G 覆蓋。因為信號塔空間是按單元和重量租用的
，同時支持 4G 和 5G 的多模 RU 有助於降低資本支出和運營成本。

 

5G 無線電的另一個複雜之處是分布式單元 (DU) 接口。典型劃分是 7.1、7.2 和 7.3；RU 必須給予全麵支持。 

 

5G 多樣化用例及不斷演進發展的標準

 

3G 主要圍繞語音和短信；運營商的盈利模式是出售以分鍾計算的通話時間和短信數量。4G 有一個用例，那就是移動數據，它促成了智能手機的興起，運營商由此開始按月出售按 GB 計算的數據。

 

5G 則如圖 1 所示
，擁有三種主要用例：增強型移動寬帶 (eMBB)、超高可靠低時延通信 (URLLC) 和大規模機器類通信 (mMTC)。如果單獨優化每一個用例，則會導致各種無線電解決方案大相徑庭；而 5G 將它們融合成統一的標準。 

 

圖 1：5G 用例

 

今天的 5G 全部圍繞 eMBB。運營商爭相部署 5G
，以吸引客戶使用速度最快的網絡。

 

因為 URLLC 和 mMTC 屬於新用例

，還沒有發達市場或發達經濟體實施它們。URLLC 宣傳的主要應用是自動駕駛，但 5G 網絡不會在該領域發揮重要作用。這個過程要求實時運行。一種可行的 URLLC 用例是將車輛或機器設備運行在采礦和救災等對人為操作而言過於危險的環境中。 

 

mMTC 用例適用於每平方公裏存在上百萬個互聯設備的情況。對於智能家居設備，WiFi 工作表現良好，5G 不會取代。mMTC 用例對於工業、商業和政務應用（例如智能工廠、智能城市）來說將更加重要。

 

不斷演進發展的標準

 

隨著 2009 第 9 版的發布，4G LTE 標準最終確定，並在隨後的 8 年裏

，通過 5 個 3GPP 版本的推出不斷演進，直至演進到 4G LTE Advanced。

 

5G 的第一階段和第二階段在第 15 版和第 16 版中完成定義
，覆蓋了基礎 eMBB、mMTC 和 URLLC。第 17 版的製定工作已經啟動，第 18 版也已經進入規劃。5G 標準將在今後十年裏隨市場需求而演進發展。

 

5G 市場突變

 

我們可以將 5G 麵臨的又一大挑戰廣義地稱作市場突變。回顧 4G 市場，可見其相當僵化。4G 隻有一個用例
，且市場由傳統運營商構成，他們向消費者銷售數據，並從傳統硬件 OEM 廠商那裏購買網絡基礎設施。  

 

如今，O-RAN 聯盟和電信基礎設施項目都在通過實現供應商多元化
，顛覆既有的商業模式。顛覆性 5G 運營商

，如 Dish
、Rakuten 和 RJIO 正在向他們的同行和既有運營商發起挑戰。

 

在使用 mMTC 和 URLLC 功能提供完整的企業級解決方案的專用網絡中
，將會發生顛覆和真正的創新。

 

圖 2：5G 將助力實現專用網絡中的創新

 

結果是實現了有新運營商和新供應商參與其中且富有活力的 5G 經濟，如圖 3 所示。

 

圖 3：5G：新的商業模式、市場和競爭

 

Zynq RFSoC DFE 助力滿足當前和未來的 5G 需求

 

Zynq RFSoC DFE 在硬化的或類 ASIC 的結構上實現了已知的計算密集型 DFE 功能。這些結構經過配置
，能同時用於 4G 和 5G 新無線電 (NR) 標準。

 

圖 4：Zynq RFSoC DFE 集成了帶有硬化 IP 的完整 DFE 子係統

 

這些硬化單元占用的芯片麵積減小
，與圖 5 所示的傳統 FPGA 軟邏輯相比，能節省功耗高達 80%。因為每個硬化的 IP 核在物理尺寸上都小於軟邏輯，與 Zynq UltraScale+ RFSoC Gen 3 器件相比
，增加核心就能提供 2 倍 DFE 處理能力。

 

圖 5：硬化 IP 實現方案的優勢

 

在充分利用 DFE 硬化 IP 塊的情況下，Zynq RFSoC DFE 的功耗比實現在 第三代Zynq RFSoC 器件上的等效實現方案低 50% 左右。

 

如圖 6 所示，硬化 IP 塊以與數據流保持一致的方式，按規律布局在 Zynq RFSoC DFE 上。每個 IP 功能都由多個實例組成
，支持器件根據應用來縮放。為提供最大的靈活性
，用戶能在數據路徑上的任何點繞過任意塊和添加邏輯。

 

 

圖 6：Zynq RFSoC DFE 功能原理圖

 

Zynq RFSoC DFE 支持 FR1（高達7.125GHz）下 iBW 最大 400MHz 的多頻段、多模式無線電。在用作 FR2 的 IF 收發器時

，支持最大 1600MHz 的 iBW。

 

總之，賽靈思 Zynq UltraScale+ RFSoC DFE 延續了 Zynq UltraScale+ RFSoC 的(de)成(cheng)功(gong)基(ji)礎(chu)，將(jiang)所(suo)有(you)關(guan)鍵(jian)的(de)計(ji)算(suan)密(mi)集(ji)型(xing)數(shu)字(zi)處(chu)理(li)塊(kuai)包(bao)含(han)在(zai)符(fu)合(he)標(biao)準(zhun)的(de)硬(ying)化(hua)配(pei)置(zhi)內(nei)

，同(tong)時(shi)為(wei)未(wei)知(zhi)的(de)未(wei)來(lai)需(xu)求(qiu)和(he)市(shi)場(chang)需(xu)求(qiu)內(nei)置(zhi)自(zi)適(shi)應(ying)邏(luo)輯(ji)，既(ji)提(ti)供(gong)了(le)可(ke)媲(pi)美(mei) ASIC 的優勢，又保持了賽靈思一貫以來的靈活應變能力和市場投放速度。

 

 

免責聲明：本文為轉載文章，轉載此文目的在於傳遞更多信息，版權歸原作者所有。本文所用視頻、圖片、文字如涉及作品版權問題
，請聯係小編進行處理。

 

推薦閱讀：

 

兼容SPICE的運算放大器宏模型