5G基础设施和对端到端可编程应用模式发展趋势

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如图1。

b. 5g的部署也将根据频段情况分阶段进行,首先部署6ghz以下,然后是毫米波(mmwave)频率的连续频段,以便在稍后阶段支持关键embb应用。

2.随着物联网(iot)蜂窝网络连接的到来而连接到

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(a)下行链路

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(b)上行链路

图2:基带处理的高级原理图

3.基带l1处理的案例研究

在这里,我们举例说明如何将基带处理(尤其是layer-1层)映射到关键处理元器件上,如处理器子系统、cpu和dsp内核,以及固定和灵活的硬件加速,如图3所示。

图3:关键基带处理元器件

3.1. 前传(天线接口)连接

除了前面描述的处理元器件之外,还有一个灵活的天线接口功能模块:这是连接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计划(obsai)兼容的部分。

然而,越来越多的方案在转向指定一个更灵活的前传接口,以允许基带

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图4:可加速5g上市时间的分立结构

3.3. 基于chiplet的5g实现

图5显示了与图4所示类似的架构,但是使用了基于系统级封装芯片(chiplet)的方法进行了重新配置。 在这种情况下,一个采用了更高带宽、更低延迟和更低功耗的接口将cpu soc片芯晶粒与辅助硬件加速chiplet芯片连接起来。 支持前传连接到射频单元的fpga器件在该示例中可以但并不是封装集成在其中的;但实际上,如果有足够的资源,它可以是与硬件加速chiplet芯片相同的chiplet器件。

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图5:基于chiplet的方法可实现更高的集成度

用于封装集成的两种主要技术是使用硅中介层或有机基板,以及某种形式的超短距离(usr)收发器。

3.4.完全集成的5g实现方式

最后,图6展示了本文考虑的最终、最高集成度的基带架构。该方法包括与先前相同的处理元件,具有相同的功能,但嵌入式fpga(efpga)集成在了芯片内。

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图6:采用单片集成的、应用于5g基带的异构多核系统级芯片

这种紧密集成的单片集成方法具有许多优点。与基于chiplet的方法相比,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,资源组合可以根据所考虑的特定应用进行定制,因此避免了不需要的接口、存储器和核心逻辑单元。这样可以实现以上所考虑的三种架构中最低单位成本。

如前所述,现在的主要目标是提供更快的上市时间、更高灵活性和未来可用性。之所以能加快了上市时间,是因为soc可以提前流片,因为可以针对efpga进行后期修改(例如5g标准中polar码的出现)而不是完成即固定的asic。来自新算法或者未预计算法(例如新的加密标准)的灵活性可以通过嵌入式可编程逻辑而不是软件或外部fpga来解决。最后,未来可用性可以延长soc的生命周期,因为诸如urllc和mmtc等新标准等大批量新兴需求可以通过现有产品解决,而不需要进行新的开发。

我们目前处于蜂窝连接的转型时期,未来无处不在的无线连接正在兴起。在全球范围内,2g、3g和4g的成功推动手机使用量达到了令人难以置信的75亿部。令人震惊的是,这使得移动设备的数量比全球人口还要多。或许更具影响力的是,蜂窝连接对那些之前被数字化剥夺权利的人产生的影响; 例如,2016年撒哈拉以南非洲地区每100人通常有1部固定电话,但有74台移动连接设备。(素材:hqew.作者:alok sanghavi)

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发布日期:2019年07月02日  所属分类:新闻动态