Наступнае пакаленне бесправадных тэхналогій багата праблемамі, але гэта не запаволіла тэмп.
Гэтая тэхналогія можа пахваліцца вельмі высокай хуткасцю перадачы дадзеных, значна меншай затрымкай, чым 4G LTE, і здольнасцю апрацоўваць значна павялічаную шчыльнасць прылад на ячэйку.Карацей кажучы, гэта найлепшая тэхналогія для апрацоўкі патоку даных, якія ствараюцца аўтамабільнымі датчыкамі, прыладамі IoT і, усё часцей, электронікай новага пакалення.
Рухаючай сілай гэтай тэхналогіі з'яўляецца новы радыёінтэрфейс, які дазволіць аператарам мабільнай сеткі дасягнуць большай эфектыўнасці пры падобным размеркаванні спектру.Новая сеткавая іерархія палегчыць працу з сегментаванымі сеткамі 5G, дазваляючы дынамічна размяркоўваць некалькі тыпаў трафіку ў залежнасці ад канкрэтных патрэб трафіку.
«Гаворка ідзе аб прапускной здольнасці і затрымцы», - сказаў Майкл Томпсан, архітэктар радыёчастотных рашэнняў у Cadence's Custom ICs and PCBs Group.«Як хутка я магу атрымаць вялікую колькасць даных?Яшчэ адна перавага заключаецца ў тым, што гэта дынамічная сістэма, таму яна пазбаўляе мяне ад праблем з падключэннем цэлага канала або некалькіх каналаў прапускной здольнасці.Гэта падобна на прапускную здольнасць па патрабаванні, у залежнасці ад прыкладання.Вось што.Такім чынам, ён больш гнуткі, чым стандарт папярэдняга пакалення.Акрамя таго, яго магутнасць значна большая».
Гэта адкрывае новыя магчымасці прымянення ў паўсядзённым жыцці, на спартыўных мерапрыемствах, у прамысловасці і на транспарце.«Калі я пастаўлю дастатковую колькасць датчыкаў у самалёт, я змагу кіраваць ім, і з такім дадаткам, як машыннае навучанне, ён пачне разумець, калі частку, сістэму або працэс трэба адрамантаваць або замяніць», — сказаў Томпсан.«Такім чынам, праз краіну ляціць самалёт, які прызямліцца ў Ла-Гуардыі.Пачакай, прыйдзе нехта і заменіць.Гэта тычыцца вельмі вялікага земляройнага абсталявання і горназдабыўнога абсталявання, дзе сістэма клапоціцца пра сябе.Вы хочаце прадухіліць збой абсталявання коштам у некалькі мільёнаў долараў, каб яны не чакалі адпраўкі запчастак. Вы будзеце атрымліваць даныя ад тысяч гэтых прылад адначасова. Гэта патрабуе вялікай прапускной здольнасці і нізкая затрымка для хуткага атрымання інфармацыі. Калі вам трэба развярнуцца і адправіць што-небудзь назад, вы таксама можаце адправіць гэта вельмі хутка».
Адна тэхналогія, некалькі рэалізацый Тэрмін 5G сёння выкарыстоўваецца па-рознаму.У самым агульным выглядзе гэта эвалюцыя сотавай бесправадной тэхналогіі, якая дазволіць кіраваць новымі паслугамі праз стандартны радыёінтэрфейс, растлумачыў Колін Аляксандр, дырэктар па бесправадным маркетынгу інфраструктурнага бізнесу Arm.«Некалькі існуючых і новых частот будуць выдзелены для перадачы трафіку з менш чым 1 ГГц на вялікія адлегласці, прыгараднага і больш шырокага ахопу, а таксама трафіку міліметровых хваль ад 26 да 60 ГГц для новых выпадкаў выкарыстання з высокай ёмістасцю і нізкай затрымкай».
Альянс мабільных сетак наступнага пакалення (NGMN) і іншыя распрацавалі натацыю, якая адлюстроўвае варыянты выкарыстання ў трох кропках трохвугольніка — адзін кут для палепшанай мабільнай шырокапалоснай сувязі, другі для звышнадзейнай сувязі з нізкай затрымкай (URLLC).Тып машыны сувязі.Кожны з іх патрабуе зусім іншага тыпу сеткі для сваіх патрэб.
«Гэта вядзе да яшчэ аднаго патрабаванні да 5G, патрабаванні вызначэння асноўнай сеткі,» сказаў Аляксандр.«Асноўная сетка будзе эфектыўна маштабаваць усе гэтыя розныя тыпы трафіку».
Ён адзначыў, што аператары мабільнай сувязі працуюць над тым, каб забяспечыць максімальна гібкае абнаўленне і пашырэнне сваіх сетак, выкарыстоўваючы віртуалізаваныя і кантэйнерныя рэалізацыі праграмнага забеспячэння, якія працуюць на стандартным вылічальным абсталяванні ў воблаку.
Што тычыцца тыпаў трафіку URLLC, гэтымі праграмамі цяпер можна кіраваць з воблака.Але гэта патрабуе перамяшчэння некаторых элементаў кіравання і функцый карыстальніка бліжэй да краю сеткі, да эфірнага інтэрфейсу.Напрыклад, разгледзім інтэлектуальных робатаў на заводах, якім па меркаваннях бяспекі і эфектыўнасці патрэбныя сеткі з нізкай затрымкай.Для гэтага спатрэбяцца гранічныя вылічальныя блокі, кожны з якіх будзе мець магчымасці вылічэнняў, захоўвання, паскарэння і машыннага навучання, і некаторыя, але не ўсе сэрвісы V2X і аўтамабільных прыкладанняў будуць мець падобныя патрабаванні, кажа Аляксандр.
«У тых выпадках, калі патрабуецца нізкая затрымка, апрацоўку можна зноў перанесці на мяжу для вылічэнняў і перадачы рашэнняў V2X.Калі прыкладанне больш звязана з кіраваннем рэсурсамі, такімі як паркоўка або адсочванне вытворцаў, вылічэнні могуць быць масавымі хмарнымі вылічэннямі».на прыладзе», – сказаў ён.
Праектаванне для 5G Для інжынераў-канструктараў, якім даручана распрацоўваць мікрасхемы 5G, у галаваломцы ёсць шмат рухомых частак, кожная з якіх мае свой уласны набор меркаванняў.Напрыклад, на базавых станцыях адна з асноўных праблем - энергаспажыванне.
«Большасць базавых станцый распрацаваны з перадавымі вузламі тэхналогіі ASIC і FPGA», - сказаў Джэф Тэйт, генеральны дырэктар Flex Logix.«У цяперашні час яны распрацаваны з выкарыстаннем SerDes, якія спажываюць шмат энергіі і займаюць шмат месца.Калі вы можаце ўбудаваць праграмуемасць у ASIC, вы можаце паменшыць энергаспажыванне і памер, таму што вам не патрэбныя SerDes для хуткай працы па-за чыпам, і ў вас ёсць большая прапускная здольнасць паміж праграмуемай логікай і ASIC. Intel робіць гэта, размяшчаючы свае Xeons і Altera FPGA у той самы пакет Такім чынам, вы атрымліваеце ў 100 разоў большую прапускную здольнасць Цікавыя рэчы аб базавых станцыях Спачатку вы распрацоўваеце тэхналогію, а потым можаце прадаваць і выкарыстоўваць яе па ўсім свеце.З дапамогай мабільнага тэлефона вы можаце ствараць розныя версіі для розных краін».
Патрабаванні адрозніваюцца для прылад, разгорнутых у асноўнай сетцы і ў воблаку.Адным з ключавых меркаванняў з'яўляецца архітэктура, якая дазваляе лёгка кіраваць праграмным забеспячэннем і лёгка пераносіць варыянты выкарыстання на прылады.
«Экасістэма стандартаў для апрацоўкі віртуалізаваных кантэйнерных сэрвісаў, такіх як OPNFV (адкрытая платформа для віртуалізацыі сеткавых функцый), вельмі важная», — сказаў Аляксандр Арм.«Кіраванне ўзаемадзеяннем паміж сеткавымі элементамі і трафікам паміж прыладамі праз аркестрацыю сэрвісаў таксама будзе ключавым.ONAP (адкрытая сеткавая платформа аўтаматызацыі) - прыклад.Энергаспажыванне і эфектыўнасць прылады таксама з'яўляюцца ключавымі выбарамі дызайну».
На мяжы сеткі патрабаванні ўключаюць нізкую затрымку, высокую прапускную здольнасць на ўзроўні карыстальніка і нізкае энергаспажыванне.
«Паскаральнікі павінны мець магчымасць лёгка падтрымліваць мноства розных вылічальных патрабаванняў, якія не заўсёды лепш за ўсё апрацоўваюцца працэсарамі агульнага прызначэння», — сказаў Аляксандр.Уменне маштабаваць вельмі важна.Падтрымка архітэктуры, якая можа лёгка маштабавацца паміж ASIC, ASSP і FPGA, таксама важная, паколькі краявыя вылічэнні будуць размеркаваны па сетках любога памеру і на любой прыладзе.Таксама важная маштабаванасць праграмнага забеспячэння».
5G таксама можа выклікаць змены ў архітэктуры чыпсэта, асабліва там, дзе размешчаны радыёстанцыі.Рон Лоўман сказаў, што ў той час як аналагавыя інтэрфейсы рашэнняў LTE размяшчаюцца на радыё, працэсары або цалкам інтэграваныя, калі каманды дызайнераў пераходзяць на новыя тэхналогіі, гэтыя інтэрфейсы звычайна спачатку выходзяць з чыпа, а потым вяртаюцца на яго .па меры развіцця тэхналогій Ён, менеджэр па стратэгічным маркетынгу Synopsys IoT.
«Чакаецца, што з з'яўленнем 5G некалькі радыёстанцый, больш дасканалыя тэхналогіі і больш хуткія і дасканалыя тэхналагічныя вузлы, такія як 12 нм і вышэй, будуць гуляць значную ролю ў інтэграваных кампанентах», - сказаў Лоўман.«Для гэтага патрабуецца, каб пераўтваральнікі даных, якія ўваходзяць у аналагавы інтэрфейс, маглі апрацоўваць гігавыбаркі ў секунду.Таксама заўсёды важная высокая надзейнасць.Такія фактары, як адкрыты спектр і выкарыстанне Wi-Fi, робяць гэта нашмат больш складаным, чым гэта было ў мінулым.Спрабаваць справіцца з усім гэтым - няпростая задача, і машыннае навучанне і штучны інтэлект могуць добра падысці для выканання часткі цяжкай працы.Гэта, у сваю чаргу, уплывае на архітэктуру, бо нагружае не толькі апрацоўку, але і памяць».
Томпсан з Cadence згодны.«Калі мы распрацоўваем 5G або IoT для больш высокіх стандартаў 802.11 і нават некаторых меркаванняў ADAS, мы спрабуем знізіць энергаспажыванне, быць таннейшымі, быць меншымі і павялічваць прадукцыйнасць за кошт пераходу на меншыя вузлы.Параўнайце гэта з вашым комплексам заклапочанасці, які назіраецца ў Расійскай Федэрацыі», — сказаў ён.«Паколькі вузлы становяцца меншымі, мікрасхемы становяцца меншымі.Для таго, каб мікрасхема ў поўнай меры выкарыстала свой меншы памер, яна павінна быць у меншай упакоўцы.Ёсць імкненне да таго, каб рэчы былі меншымі і больш кампактнымі, але гэта не вельмі добра».для дызайну РФ».«...у мадэляванні я не занадта турбуюся пра ўплыў схемы на размеркаванне.Калі ў мяне ёсць кавалак металу, ён можа выглядаць крыху як рэзістар, але ён выглядае як рэзістар на ўсіх частотах.Калі гэта радыёчастотны эфект, значыць, гэта лінія перадачы, яна будзе выглядаць па-рознаму ў залежнасці ад таго, якую частату я перадаю па ёй. Гэтыя палі будуць задзейнічаны ў іншых частках ланцуга. Цяпер я сабраў усё бліжэй адно да аднаго і калі гэта робіць, ступень злучэння ўзрастае ў геаметрычнай прагрэсіі. Калі я дабіраюся да меншых вузлоў, гэтыя эфекты сувязі становяцца больш выяўленымі, што таксама азначае, што напружанне зрушэння меншае. Такім чынам, шум з'яўляецца вялікім эфектам, таму што я не зрушваю прыладу. больш нізкае напружанне, той жа ўзровень шуму мае большы эфект. Многія з гэтых праблем прысутнічаюць на сістэмным узроўні ў 5G».
Новы акцэнт на надзейнасці Надзейнасць набыла новае значэнне ў бесправадной сувязі, паколькі гэтыя мікрасхемы выкарыстоўваюцца ў аўтамабільнай, прамысловай і медыцынскай прамысловасці.Як правіла, гэта не звязана з бесправадной сувяззю, дзе збой злучэння, зніжэнне прадукцыйнасці або любая іншая праблема, якая можа парушыць працу службы, звычайна разглядаецца як нязручнасць, а не як праблема бяспекі.
«Нам трэба знайсці новыя спосабы праверкі таго, што мікрасхемы функцыянальнай бяспекі будуць працаваць надзейна», - сказаў Роланд Янке, кіраўнік метадаў праектавання Fraunhofer EAS.«Як галіна, мы яшчэ не дасягнулі гэтага.Зараз мы спрабуем структураваць працэс распрацоўкі.Нам трэба глядзець на тое, як узаемадзейнічаюць часткі і інструменты, і ў нас ёсць шмат працы, каб забяспечыць узгодненасць».
Янке адзначыў, што да гэтага часу большасць праблем былі з-за адной памылкі ў канструкцыі.«А што, калі жукоў два-тры?Верыфікатар павінен сказаць дызайнеру, што можа пайсці не так і дзе знаходзяцца памылкі, а потым адкаціць іх у працэсе праектавання».
Гэта стала вялікай праблемай на многіх крытычных рынках бяспекі, і вялікай праблемай бесправадной сувязі і аўтамабільнай сувязі з'яўляецца пастаянна расце колькасць зменных з абодвух бакоў.«Некаторыя з іх павінны быць распрацаваны так, каб яны заўсёды былі ўключаны», — кажа Олівер Кінг, тэхнічны дырэктар Moortec.«Мадэляванне раней часу можа прадказаць, як рэчы будуць выкарыстоўвацца.Цяжка прагназаваць.Спатрэбіцца час, каб убачыць, як усё працуе».
Патрабуецца вясковая сетка.Аднак вялікая колькасць кампаній лічыць, што 5G мае дастаткова пераваг, каб апраўдаць намаганні па стварэнні інфраструктуры, неабходнай для таго, каб усё гэта працавала.
Магдзі Абадзір, віцэ-прэзідэнт па маркетынгу Helic, сказаў, што найбольшай розніцай з 5G будзе прапанаваная хуткасць перадачы дадзеных.«5G можа працаваць на хуткасцях ад 10 да 20 гігабіт у секунду.Інфраструктура павінна падтрымліваць тып хуткасці перадачы дадзеных, а чыпы павінны апрацоўваць гэтыя ўваходныя дадзеныя.Для прымачоў і перадатчыкаў у дыяпазонах больш за 100 ГБ неабходна таксама ўлічваць частату.У Расійскай Федэрацыі яны прывыклі да частаты 70 Ггц для радараў і да таго падобнае».
Стварэнне гэтай інфраструктуры - складаная задача, якая ахоплівае некалькі звёнаў ланцужка паставак электронікі.
«Магія, пра якую гавораць, каб гэта адбылося, заключаецца ў спробе зрабіць больш інтэграцыі на расейскім баку SoC», — сказаў Абадзір.Інтэграцыя з аналагавымі кампанентамі АЦП і ЦАП з вельмі высокай частатой дыскрэтызацыі.Усё павінна быць інтэгравана ў адзін і той жа SoC.Мы бачылі інтэграцыю і абмяркоўвалі праблемы інтэграцыі, але гэта ўсё перабольшвае, таму што ставіць высокую мэту і прымушае распрацоўшчыкаў інтэграваць нават больш, чым лічылася раней.Вельмі складана ўсё ізаляваць і не закрануць суседнія ланцугі».
З гэтага пункту гледжання 2G - гэта ў першую чаргу перадача голасу, у той час як 3G і 4G - гэта больш перадача дадзеных і больш эфектыўная падтрымка.Наадварот, 5G уяўляе сабой распаўсюджванне розных прылад, розных сэрвісаў і павелічэнне прапускной здольнасці.
«Новыя мадэлі выкарыстання, такія як палепшаная мабільная шырокапалосная сувязь і злучэнне з нізкай затрымкай, патрабуюць павелічэння прапускной здольнасці ў 10 разоў», — сказаў Майк Фітан, спецыяліст па стратэгічным планаванні і развіцці бізнесу Achronix.«Акрамя таго, чакаецца, што 5G стане вельмі важным для V2X, асабліва для наступнага пакалення 5G.5G Release 16 будзе мець URLLC, што вельмі важна для прыкладанняў V2X.Прыкладанне сеткавага тыпу.
Планаванне нявызначанай будучыні 5G часта разглядаецца як шэраг выдатных паказчыкаў з павелічэннем прапускной здольнасці ў 10 разоў, затрымкай у 5 разоў і павелічэннем колькасці прылад у 5-10 разоў.Гэта ўскладняецца тым, што чарніла ў характарыстыках 5G не вельмі сухія.Заўсёды ёсць познія дапаўненні, якія патрабуюць гнуткасці і ператвараюцца ў праграмуемасць.
«Калі прыняць да ўвагі дзве вялікія патрэбы ў апаратным канале перадачы дадзеных з-за высокай прапускной здольнасці і патрэбы ў гнуткасці, гэта азначае, што вам, верагодна, спатрэбіцца нейкая спецыялізаваная SoC або ASIC, якая мае большую праграмуемасць паміж апаратным і праграмным забеспячэннем....калі вы паглядзіце на кожную платформу 5G сёння, усе яны заснаваныя на FPGA, таму што вы проста не бачыце прапускной здольнасці.У нейкі момант усе асноўныя OEM-вытворцы бесправадной сувязі, хутчэй за ўсё, пяройдуць да больш эканамічнага і аптымізаванага праграмнага забеспячэння ASIC, але для зніжэння кошту і энергаспажывання спатрэбіцца гнуткасць і імкненне.Гаворка ідзе аб захаванні гнуткасці там, дзе яна вам патрэбна (у FPGA або ўбудаваных FPGA), а затым даданні функцыянальнасці, дзе гэта магчыма, для дасягнення найменшага кошту і энергаспажывання».
Tate з Flex Logix пагаджаецца.«У гэтай сферы працуе больш за 100 кампаній.Спектр іншы, пратакол іншы, і чыпы выкарыстоўваюцца іншыя.Мікрасхема-рэтранслятар будзе больш абмежаваная ў магутнасці на сценах будынка, дзе можа быць месца, дзе eFPGA больш каштоўная».
Падобныя гісторыі Скалісты шлях да 5G. Як далёка зайдзе гэтая новая бесправадная тэхналогія і якія праблемы яшчэ трэба будзе пераадолець?Тэставанне бесправадной сеткі сутыкаецца з новымі праблемамі З'яўленне 5G і іншых новых бесправадных тэхналогій робіць тэставанне яшчэ больш складаным.Тэставанне бесправадной сеткі - адно з магчымых рашэнняў.Tech Talk: што 5G, новы стандарт бесправадной сувязі, азначае для індустрыі тэхналогій і якія праблемы чакаюць наперадзе.Пачынаецца гонка тэставага абсталявання 5G Наступнае пакаленне бесправадной тэхналогіі ўсё яшчэ знаходзіцца ў стадыі распрацоўкі, але пастаўшчыкі абсталявання гатовыя выпрабаваць 5G у пілотных разгортваннях.
Прамысловасць дасягнула прагрэсу ў разуменні таго, як старэнне ўплывае на надзейнасць, але больш зменных робіць гэта цяжэй выправіць.
Група вывучае патэнцыял 2D-матэрыялаў, 1000-слаёвай памяці NAND і новых спосабаў найму талентаў.
Гетэрагенная інтэграцыя і павелічэнне шчыльнасці ўваходных вузлоў ставяць перад вытворчасцю і ўпакоўкай мікрасхем складаныя і страшныя праблемы.
Праверка працэсара значна складаней, чым ASIC параўнальнага памеру, а працэсары RISC-V дадаюць яшчэ адзін узровень складанасці.
127 стартапаў сабралі 2,6 мільярда долараў, значнае фінансаванне было атрымана за кошт падключэння цэнтра апрацоўкі дадзеных, квантавых вылічэнняў і акумулятараў.
Прамысловасць дасягнула прагрэсу ў разуменні таго, як старэнне ўплывае на надзейнасць, але больш зменных робіць гэта цяжэй выправіць.
Гетэрагенныя канструкцыі, цеплавое неадпаведнасць у розных выпадках выкарыстання могуць уплываць на ўсё: ад паскоранага старэння да дэфармацыі і адмовы сістэмы.
Новы стандарт памяці дае значныя перавагі, але ён па-ранейшаму дарагі і складаны ў выкарыстанні.Гэта можа змяніцца.
Час публікацыі: 16 сакавіка 2023 г