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5G 基礎(chǔ)設(shè)施的擴(kuò)建潮正在興起，但我們?nèi)蕴幱谠鲩L曲線的早期階段。中國強(qiáng)勢開局，北美和歐洲也正奮起直追。目前，設(shè)備主要由五家一級企業(yè)主導(dǎo)：諾基亞、愛立信、中興通訊、華為和三星。目前，小型企業(yè)開始進(jìn)入市場。借助 Open RAN，他們可以致力于提供大規(guī)模 MIMO 無線單元或基帶分布式單元等解決方案，而無需像一級企業(yè)目前的慣例一樣提供從內(nèi)核到天線的端到端解決方案。這些企業(yè)有充分的機(jī)會脫穎而出。當(dāng)前的實(shí)現(xiàn)取決于現(xiàn)成的硅片規(guī)格，通常是昂貴且高能耗的 FPGA 或 x86 處理器。ASIC 替代方案可以實(shí)現(xiàn)更高的吞吐量、更低的功耗和更低的成本，此外還可以為解決方案構(gòu)建者自己的增值項(xiàng)。時機(jī)已經(jīng)成熟，我們現(xiàn)在看到 5G 價(jià)值鏈領(lǐng)域的公司、半導(dǎo)體和收發(fā)器供應(yīng)商、OEM、Tier1s、ODM，甚至電信公司都參與其中。每家企業(yè)都希望在這一發(fā)展過程中掌控自己的命運(yùn)。
為什么 ASIC 更適合大規(guī)模 MIMO？
首先考慮一下現(xiàn)有的 Open-RAN 實(shí)施的 DU 或小基站組件。典型的實(shí)施將基于在 x86 平臺上運(yùn)行的軟件中的第 1 層實(shí)施構(gòu)建，并輔以一個或多個主要加速前向糾錯的 FPGA。雖然靈活，但當(dāng)所有處理鏈和工作負(fù)載在通用內(nèi)核上運(yùn)行時，擴(kuò)展性能的能力有限。大規(guī)模 MIMO 使問題變得復(fù)雜，需要支持更多并行信道。
然后考慮 Open RAN 架構(gòu)的無線單元 (RU)。這個部分通常通過專用于波束成型的高端（昂貴）FPGA 和射頻收發(fā)器的數(shù)字前端實(shí)現(xiàn)。但是，5G 宏基站現(xiàn)在有望提供大規(guī)模 MIMO 支持，需要更高水平的并行度（因此需要更多 FPGA）來管理更多的信道。同樣，通過現(xiàn)成組件擴(kuò)展性能無法達(dá)到合理的成本或功耗/效率目標(biāo)
對比傳統(tǒng)的 Open RAN 解決方案與 ASIC 解決方案
用于大規(guī)模 MIMO 5G RAN 的 PentaG-RAN
CEVA 作為 UE 和基礎(chǔ)設(shè)施無線蜂窩解決方案的第一大 IP 供應(yīng)商，已建立成熟的體系，推出了其第二代 PentaG-RAN? 5G NR 基帶調(diào)制解調(diào)器 IP 平臺。該平臺專為滿足大規(guī)模 MIMO RAN 設(shè)備的極端性能、延遲和功率要求而設(shè)計(jì)，它基于我們先進(jìn)的矢量和標(biāo)量 DSP 處理器構(gòu)建，并為全鏈路加速增加了硬件加速引擎。
首先是 DU/小基站應(yīng)用。與傳統(tǒng)的 COTS 解決方案不同，此平臺可以加速整個信號鏈路。同時仍保留了 OEM 自定義側(cè)信道計(jì)算（如信道估計(jì)）的 SDR 靈活性。該平臺完全可擴(kuò)展，從專用網(wǎng)絡(luò)中的小基站部署到支持大規(guī)模 MIMO 和虛擬 RAN 實(shí)施的宏基站?？蓴U(kuò)展性由我們市場領(lǐng)先的 CEVA-XC16 矢量 DSP 群集實(shí)現(xiàn)，而軟件控制支持由我們的 CEVA-BX2 標(biāo)量處理器提供。異構(gòu)平臺隨附一套全鏈路加速器和協(xié)處理器以及豐富的 5G 軟件 SDK 和庫。
用于 5G DU/小基站的 PentaG2 RAN 平臺
現(xiàn)在考慮 Open RAN 無線設(shè)備。用于此應(yīng)用的 PentaG-RAN 平臺圍繞相同的經(jīng)過檢驗(yàn)的矢量和標(biāo)量 DSP 內(nèi)核構(gòu)建，可處理信道估計(jì)和波束成型等算法。同樣，多天線信號路徑所需的大規(guī)模計(jì)算完全映射到硬件加速器，在整個過程中具有可擴(kuò)展性。豐富的軟件庫提供多類矩陣操作，以支持波束成型、預(yù)編碼和其他操作。對于計(jì)劃可擴(kuò)展小芯片實(shí)施的 OEM，還可以在單獨(dú)的小芯片中嵌入波束成型模塊。
PentaG2 RAN 無線平臺
用于大規(guī)模 MIMO Open RAN 的交鑰匙 ASIC 設(shè)計(jì)
我們的許多客戶很樂意采用我們的 IP 并將其嵌入到他們的設(shè)計(jì)中。但我們也了解到，進(jìn)入此領(lǐng)域的 OEM 可以看到他們的價(jià)值在于軟件、模塊和系統(tǒng)服務(wù)方，而不一定是 ASIC 設(shè)計(jì)。我們通過 CEVA-Intrinsix 為他們提供交鑰匙協(xié)作服務(wù)。對于此類客戶，我們可以設(shè)計(jì)和構(gòu)建完整的 ASIC，直至物理實(shí)施結(jié)束，并測試芯片。此服務(wù)涵蓋從架構(gòu)到實(shí)施的整個過程，以及完整的軟件堆棧。該服務(wù)是協(xié)作式的，與客戶需求密切貼合，針對目標(biāo)應(yīng)用優(yōu)化功能集，并提供關(guān)于更多差異化機(jī)會的建議。
感興趣？您可以在此處了解關(guān)于 PentaG-RAN 的更多信息，也可在此處了解我們的交鑰匙芯片設(shè)計(jì)服務(wù)。
作者：Nir Shapira，?Business Development Director，?CEVA
