<meta name="keywords" content="庄家克星时时彩,5G基础行动措施,可编程加速,5G基带,Chiplet" />

5G基础行动措施和对端到端可编程性的需求

宣布时间:2019年04月28日 14:04    宣布者:eechina
要害词: 5G基础行动措施 , 可编程加速 , 5G基带 , Chiplet
泉源:Achronix

1.弁言

我们现在处于蜂窝毗连的转型时代,未来无处不在的无线毗连正在兴起。在全球规模内,2G、3G和4G的告成推着手机应用量到达了令人难以信托的75亿部。令人震惊的是,这使得移动装备的数目比全球生齿还要多。或许更具影响力的是,蜂窝毗连对那些之前被数字化剥夺权力的人发生的影响; 例如,2016年撒哈拉以南非洲地域每100人通常有1部结实德律风,但有74台移动毗连装备。
展望未来十年,随着5G的泛起,无线基础行动措施将变得加倍普遍,以致与我们寻常生涯的各个方面完全融为一体。 5G延续了先前蜂窝尺度(在驱动带宽方面)的形式,但也将其扩年夜到更多装备和应用形式。

主要趋势网罗:
1.对增强型移动宽带(eMBB)和其他应用的带宽增添需求,特殊是以10倍现有吞吐量或许更高速率驱动的瞬时可用带宽。
a. 这将是5G尺度化带来的首波驱动力,其中3GPP已于2017年完成非自力(即LTE赞助)新无线电(NR),2018年可供应5G自力版,如图1所示。
b. 5G的部署也将凭证频段情形分阶段阻拦,首先部署6GHz以下,然后是毫米波(mmWave)频率的一连频段,以便在稍后阶段支持要害eMBB应用。

image002.jpg
图1:5G的ITU和3GPP时间表

2.随着物联网(IoT)蜂窝群集毗连的到来而毗连到年夜量的装备。预计到2020年将有500亿台蜂窝群集毗连的装备。这些需求当中的一部门可以经由历程现有尺度知足,同时也要靠Release 16版本中海量机械类通讯(mMTC)的现有尺度去完成了。

3. 新的应用形式也在赓续泛起,这对移动装备及其蜂窝无线基础行动措施提出了新的请求。示例网罗:
a.用于毗连多个电池供电物联网端点的低带宽、低功耗的请求,以完成mMTC相关的毗连和监控;
b.用于车辆到车辆和车辆到基础行动措施的毗连(C-V2X)高可靠性、低延迟蜂窝群集,以填补现有的V2X处置赏罚赏罚妄图
c.为远程手术和增强/虚拟现实等新兴应用供应的高可靠性、低延迟支持

后两类应用将经由历程行将推出的3GPP超可靠、低延迟毗连(URLLC)尺度来处置赏罚赏罚。

4. 对边缘剖析和移动边缘盘算(MEC)的新需求。盘算重心正在从之前预计的将数据发送到集中式盘算资源阻拦处置赏罚赏罚,改酿成移到位于数据天生原点相近的漫衍式盘算资源的新尺度。组成这类改变的启事是多方面的:新兴应用严酷的延迟请求、愈来愈宏年夜的数据量,和优化稀缺群集资源的欲望等等许多方面。

2.基带

在本文中,我们推敲若何经由历程具有高性能CPU子系统和网罗FPGA可重编程加速硬件处置赏罚赏罚单元的SoC架构来告成应对5G的希奇需求。

基带从群集接口(例如以太网)取得数据,并将其转换为经由历程前传(Fronthaul)接口传输到射频前端阻拦传入/传出的严重年夜样本。以下高等原理图网罗用于LTE下行链路的发送器(图2a),和用于下行链路的吸收器(图2b)。

image004.jpg
(a)下行链路

image006.jpg
(b)下行链路
图2:基带处置赏罚赏罚的高等原理图

3.基带L1处置赏罚赏罚的案例研究

在这里,我们举例诠释若何将基带处置赏罚赏罚(特殊是Layer-1层)映照到要害处置赏罚赏罚元器件上,如处置赏罚赏罚器子系统、CPU和DSP内核,和结实和无邪的硬件加速,如图3所示。

image008.png
图3:要害基带处置赏罚赏罚元器件

3.1. 前传(天线接口)毗连

除前面形貌的处置赏罚赏罚元器件以外,尚有一个无邪的天线接口功效模块:这是毗连基带和射频单元所需的元件。传统上,这是通用公共无线电接口(CPRI),有时是开放式基站架构妄图(OBSAI)兼容的部门。

可是,愈来愈多的妄图在转向指定一个更无邪的前传接口,以允许基带和RF前端之间的不合映照(如图4所示)。IEEE对下一代前传接口NGFI(IEEE1914)阻拦了一连的跟进,网罗用于基于分组的前传传输群集尺度IEEE1914.1和以太网无线电(RoE)包封和映照尺度IEEE1914.1。同时,尚有其他行业项目指定了5G前传接口并可共享,例如eCPRI。
鉴于前传接口面临的种种尺度、尺度和请求,FPGA很合适其应用,并通常用于支持此接口,如图3所示。

3.2. 可加速5G上市时间的分立结构

图4将5G所需的处置赏罚赏罚元器件映照为具有自力器件的分立式架构,网罗CPU SoC、赞助FPGA加速和天线接口。此装备反映了在可以供应经由优化的5G公用集成电路( ASIC)之前,可以在5G原型设计和早期量产中部署的实验妄图。
•        CPU系统级芯片外面网罗:Arm处置赏罚赏罚器组合和用于Layer-1处置赏罚赏罚和硬化加速器的DSP内核,用于结实的、明确界说的功效。
o        在此示例中,假定现有的4G ASIC SoC可用,是以具有通用加速(例如MACSEC)和LTE特定加速:前向纠错(特殊是turbo编解码器)、快速傅立叶变换和聚会傅里叶变换,以不才行链路上支持SC-FDMA。
•        无邪的天线接口
o        如前所述,前传天线接口异常合适用FPGA来完成。这是在线装备的,数据从射频单元收回(不才行链路上),然后是被转换为诸如以太网等具有尺度毗连的协定。
•        硬件加速FPGA
o        赞助加速FPGA完成了在基带SoC上弗成供应的一切须要的盘算辘集型功效。这可以是5G特定的功效或先前未曾妄图的功效。
o        在此处显示的示例中,应用了CCIX互连。该尺度予可基于不合指令集架构的处置赏罚赏罚器将缓存不合性、对等处置赏罚赏罚的优势扩年夜到网罗FPGA和定制ASIC在内的多种加速器件上。

image010.png
图4:可加速5G上市时间的分立结构

3.3. 基于Chiplet的5G完成

图5显示了与图4所示类似的架构,然则应用了基于系统级封装芯片(chiplet)的措施阻拦了重新装备。 在这类情形下,一个接纳了更高带宽、更低延迟和更低功耗的接口将CPU SoC片芯晶粒与赞助硬件加速chiplet芯片毗连起来。 支持前传毗连到射频单元的FPGA器件在该示例中可以但着实不是封装集成在其中的;但现实上,假定有足够的资源,它可以是与硬件加速chiplet芯片类似的chiplet器件。

image012.png
图5:基于Chiplet的措施可完成更高的集成度

用于封装集成的两种主要手艺是应用硅中介层或无机基板,和某种形式的超短距离(USR)收发器

3.4.完选集成的5G完成要领

最后,图6展示了本文推敲的事实、最高集成度的基带架构。该措施网罗与先前类似的处置赏罚赏罚元件,具有类似的功效,但嵌入式FPGA(eFPGA)集成在了芯片内。

image014.png
图6:接纳单片集成的、应用于5G基带的异构多核系统级芯片

这类慎辘集成的单片集成措施具有许多优点。与基于chiplet的措施相比,该接口具有更高的带宽、更低的延迟和更低的每比特能耗。此外,资源组合可以凭证所推敲的特定应用阻拦定制,是以防止了不须要的接口、存储器和焦点逻辑单元。如允许以完成以上所推敲的三种架构中最低单元资源。

如前所述,现在的主要目的是供应更快的上市时间、更高无邪性和未来可用性。之以是能加速了上市时间,是由于SoC可以延迟流片,由于可以针对eFPGA阻拦前期修改(例如5G尺度中Polar码的泛起)而不是完成即结实的ASIC。来悔改算法或许未预盘算法(例如新的加密尺度)的无邪性可以经由历程嵌入式可编程逻辑而不是软件或外部FPGA来处置赏罚赏罚。最后,未来可用性可以延伸SoC的生命周期,由于诸如URLLC和mMTC等新尺度等年夜批量新兴需求可以经由历程现有产物处置赏罚赏罚,而不须要阻拦新的开发。

总结

CPU和可编程加速(嵌入式或自力FPGA)的慎密耦合,使开发职员能够去培植可以一个应用于多个不合市场的平台产物。 这增添了特定产物的市场适用性并前进了开发投资酬金。 这以致可以在流片后再对市场阻拦定位(或重新定位),即最年夜化的可编程性所供应的内在无邪性可支持相昔时夜的创新空间。

或许从5G的角度来看更减轻要的是,高度可编程的处置赏罚赏罚妄图可以加速产物上市速率。例如,在尺度事实一定之前,不再须要推延SoC的流片时间,后续改变的需求可以在软件或可编程硬件中完成。这关于早期5G部署所面临并在赓续增添的压力,和应对新尺度的赓续泛起,这是一个凹陷优势。

迎接分享本文,转载请生涯出处:http://badahub.com/thread-562917-1-1.html     【打印本页】
您须要登录后才可以揭晓议论 登录 | 急速注册

厂商推荐

相关文章

关于我们  -  服务条目  -  应用指南  -  站点舆图  -  友谊链接  -  联系我们
庄家克星时时彩-时时彩qq群-时时彩平台推荐 © 版权一切   | 京公网安备110108881021702
回顶部