賽靈思全可編程技術加速中國5G發展

賽靈思全可編程技術加速中國5G發展

盡管5G標準還遠未制定，但是5G依然是2015年世界移動大會（上海）的熱點之一，無論是電信運營商，還是電信設備商，都在積極展示著各自對5G的規劃、暢想甚至原型平臺……作為全球無線半導體芯片的No.1供應商，全球可編程領域領導廠商賽靈思公司全球銷售與市場亞太區副總裁楊飛先生（圖中左二）在本次大會上接受本刊記者采訪時表示，賽靈思正在通過與有關運營商和設備商合作，全力推動中國在全球5G領域的領先發展。

提供全面產品及設計工具與環境，滿足5G需求

5G的目標是將容量增加1,000倍，支持超過1,000億個連接，數據速率達到10Gb/s，時延不超過1毫秒，從而可改善整體服務，幫助開創嶄新的物聯網時代。到2020年，預計將有超過500億個互聯設備。因此，5G網絡必須具有更高的可擴展性、智能性和異構性。分布式小型基站、支持數百個天線的海量MIMO，以及通過CloudRAN進行的集中式基帶處理等技術，將顯著增大覆蓋范圍與數據吞吐量；網絡將需要通過回程及光纖進行安全連接，以完成處理。

楊飛認為，5G將會帶來一個業務與應用模式創新的新時代，盡管5G產業生態體系還處于初級階段，5G標準還不明確，但是構成5G架構的許多元素已經明朗化。對于5G而言，賽靈思的全可編程技術正在幫助解決容量、連接以及性能挑戰面臨的問題，并能靈活支持多標準、多頻帶和多子網絡，以實現多樣物聯網驅動的5G應用。他表示，只有賽靈思能夠提供這樣一個靈活的、基于標準的解決方案，融軟件可編程能力、多標準多頻帶硬件優化為一體，并將任意連接與保密性等功能緊密結合在一起，以滿足5G網絡的需求。賽靈思所提供的更智能且更安全的互聯Zynq MPSoC（多處理器SoC）和UltraScale FPGA芯片平臺，加上其行業惟一的Vivado HLS高層次綜合設計工具，以及SDSoC（軟件定義的SoC）、SDAccel（軟件定義的加速器）等軟件定義設計環境，可以幫助中國的設計者快速開發并驗證其應用。

楊飛告訴記者，過去，賽靈思與設備商接觸的比較多，主要溝通芯片、IP、開發工具等方面的內容，開發提供適應設備商需求的產品。而今，賽靈思開始與設備商所服務的客戶—— 運營商有更緊密的溝通與協作，以期更好地了解和支持運營商所針對的應用和服務，從而也為設備商研發出更適合運營商需求的技術與產品提供更加強大的支持。楊飛表示，通過參與本次大會的不同展示和演講，感受最深的就是“服務”的理念。無論是運營商還是設備商，提到和展示最多的，都是如何為最終的手機用戶提供增值服務，運營商的收入增長點也正在從話音業務向數據業務轉變，這將是未來5G的發展方向之一。他表示，運營商對網絡架構有很高的要求，要求底層的硬件要為上層的應用軟件服務，而硬件是由軟件定義的，可以針對不同的應用和需求進行軟件重編程。楊飛表示，5G將以應用為主，軟件要求可編程，需要很強的工具、不同的算法支持，而這個需求，目前只有賽靈思的5G無線方案可以提供支持。從5G概念、5G標準到5G商用，賽靈思將全程參與，也非常愿意支持中國的客戶在5G領域取得更大的成功。

攜手中國移動，合作開發5G

在此次大會上，使用賽靈思可編程器件開發的5G原型平臺在中國移動的展臺上受到了廣泛關注，賽靈思有線系統架構師也親自站臺，為中國移動的展示提供支持。以楊飛先生為代表的賽靈思亞太區市場與銷售高層，以及國內外知名設備商也頻頻出現在該演示現場，展示了對中國移動5G進展的高度關注和支持。

中國移動研究院（CMRI）的科學家和開發人員在全球5G領域扮演著重要的角色，作為無線領域的最大半導體供應商，賽靈思與中國移動的合作可謂順理成章。從最近的新聞看，2014年9月，賽靈思和中國移動研究院簽訂合作備忘錄，聯手研發虛擬化5G網；2015年7月，賽靈思又就下一代前傳接口（NGFI）與中國移動研究院再次簽署合作備忘錄；此次大會，又為數萬觀眾帶來了5G原型平臺。

在當前蜂窩網絡中，扇區邊緣的用戶經常由于干擾問題遭遇較差的服務質量體驗。5G基站將采用更大規模的多天線技術，以期降低網絡干擾，改進用戶體驗和網絡效率。此外，5G無線網絡還將支持多種無線接入技術共存。這使得網絡功能虛擬化（NFV）成為5G必然的趨勢，抽象化了的硬件資源能夠針對所需的無線功能進行動態分配。賽靈思在2014移動互聯網國際研討會5G論壇一個特別的簽約儀式上，宣布與中國移動聯合開發虛擬化5G無線網絡的合作。

賽靈思獨特的All Programmable器件、設計工具和方法是5G虛擬化技術的關鍵要素。楊飛說，賽靈思在部分重配置（Partial Reconfiguration）領域的創新尤其重要，能讓設備設計師創建出無需中斷設備運行即可在系統內更改設備功能的方案。具體來說，一種空中接口標準可以高速切換成另一種不中斷設備的其他功能，這為所有空中接口標準的支持提供了高性價比的備選方案，在節約了功耗、成本的同時提高了系統性能。此外，賽靈思器件還能提供業界最高的DSP性能，支持大規模MIMO以及高速SerDes，能在不同類型設備之間傳輸海量數據。

2015年6月30日，賽靈思與中國移動研究院（CMRI）就下一代前傳接口（NGFI）的開發簽署合作備忘錄（MOU）。隨著5G寬帶多天線系統的出現，Xilinx和CMRI正結合C-RAN、大型天線系統和3DMIMO等新興技術，共同研究開發新型無線網絡前傳接口的關鍵技術和組件。在目前的無線系統中，基帶設備和射頻單元通過CPRI前傳網絡協議連接，其帶寬增速迅猛，需要運營商鋪設越來越多的光纖電纜,導致部署成本的大幅增加。未來無線網絡的發展趨向于集中式的基帶架構，必然會對的前傳網絡提出更大的挑戰，亟需新技術改進前傳協議。賽靈思全可編程（All Programmable）器件和設計環境將作為一個重要的推動者，支持這個接口和未來無線系統的開發。賽靈思通過其Zynq SoC平臺，正在為NGFI生態系統打造一個經驗證的NGFI參考設計。這個參考設計可以很容易地遷移到其他Zynq 和Zynq UltraScale + MPSoC器件上，有望成為4.5G/5G無線前傳網絡研究的基準框架。

全可編程5G原型設計平臺，加速實現并節省大量費用

未來幾年，隨著5G標準的確定，許多廠商現在就需要為5G新興的算法和應用進行原型設計。然而，開發5G功能所需的定制硬件和軟件既耗時又費錢，靈活且可重編程的全可編程解決方案便成為5G發展的不二選擇。賽靈思攜手BEEcube聯合推出的全球首款毫米波（mmWave）原型設計平臺解決方案，支持5G應用的創新開發，能夠顯著減輕開發此類系統的壓力。據悉，賽靈思的最新256QAM 500MHz mmWave調制解調器IP結合BEEcube BEE7基帶平臺，可提供完整的開箱即用型解決方案，能滿足60GHz回程市場需求，從而幫助設計人員立即開展創新性mmWave設計。

BEEcube BEE7集成式基帶平臺可連接到兩個60GHz寬帶收發器和相控陣天線，這樣增加了絕對頻率范圍和通道帶寬，進而提高了性能。此外，賽靈思高度可配置的點對點500MHz mmWave調制解調器IP具備各種優異特性，其中包括自適應調制和帶寬、高性能LDPC FEC、自適應DPD、I/Q不平衡校正、自動頻率恢復、混合定向判定均衡器等，并能在單偏振模式中支持高達3.5Gb/s的傳輸速率。

未來幾年，隨著5G標準的確定，許多廠商現在就需要為5G新興的算法和應用進行原型設計，將賽靈思FPGA和Zynq SoC器件與BEEcube等公司提供的5G原型設計平臺結合使用，相對于單獨使用定制原型設計平臺而言，可以節省大量的開發時間和費用。借助這些工具，系統架構師和設計人員能夠集中精力開發出最佳的架構與算法，而不是把時間與金錢浪費在開發原型設計平臺的架構上。

楊飛表示，試想一下到2020年5G大規模部署之后，屆時很有可能大多數OEM廠商會銷售基于FPGA和All Programmable SoC的生產設備。

（本刊記者/趙法彬）