Xilinx verbetert RFSoC-prestaties met digitale front-end harde IP voor 5G-radio's

Xilinx heeft zijn Zynq RFSoC digitale front-end (DFE)-apparaat aangekondigd dat is ontworpen voor implementaties van 5G New Radio (NR). Voortbouwend op de Zynq UltraScale-architectuur van het bedrijf, breidt de Zynq RFSoC DFE de Xilinx RFSoC-familie uit met een harde IP-implementatie van de rekenintensieve functies die nodig zijn om 5G NR en legacy 4G in opkomende 5G-radio-eenheden (RU's) effectief te ondersteunen.

Ondanks al zijn potentieel brengt 5G meerdere uitdagingen met zich mee voor ontwikkelaars van 5G-infrastructuur. Terwijl ontwerpers van smartphones en andere mobiele apparaten kunnen kiezen uit een groeiend aantal 5G-chipsets, vereisen de uiteenlopende vereisten die gepaard gaan met het brede scala aan mogelijkheden van 5G doorgaans meer gespecialiseerde oplossingen.

Terwijl 3GPP Release 15 de basis legde voor 5G NR met de nadruk op verbeterd mobiel breedband (eMBB), breidde release 16 eerder dit jaar 5G uit naar nieuwe soorten communicatiediensten die rond Ultra-Reliable draaien Low-Latency Communication (URLLC) en massieve Machine Type Communication (mMTC). URLLC komt tegemoet aan de behoefte aan minimale responsvertraging die vereist is voor kritieke toepassingen zoals industriële automatisering, chirurgie op afstand en transport, terwijl mMTC grootschalige implementaties van slimme apparaten met hoge dichtheid in toepassingen zoals slimme steden en slimme fabrieken ondersteunt. Toekomstige 3GPP-releases zullen 5G blijven uitbreiden met mogelijkheden zoals NR MIMO (multiple-input en multiple-output), dynamisch delen van spectrum, URLLC-verbeteringen en andere in Release 17, evenals uitgebreide ondersteuning voor specifieke toepassingsgebieden in Release 18. 

Met behulp van 5G-mogelijkheden, zoals netwerkfunctievirtualisatie (NFV) en netwerkslicing, kunnen leveranciers van 5G-oplossingen gespecialiseerde netwerken leveren die de unieke combinatie van services kunnen leveren die nodig zijn voor elke toepassing en klant. Het waarmaken van de belofte van uitgebreide flexibiliteit van 5G-netwerken hangt echter af van de beschikbaarheid van apparaten die een geschikte combinatie van prestaties en flexibiliteit en energie-efficiëntie kunnen bieden.

"Omdat de marktbehoeften rond 5G evolueren, moeten geïntegreerde RF-oplossingen kunnen worden aangepast aan toekomstige standaarden", zegt Liam Madden, executive vice president en general manager van Xilinx' Wired and Wireless Group , in een verklaring. "Zynq RFSoC DFE biedt de optimale balans tussen dat aanpassingsvermogen en vaste functionele IP."

De Zynq RFSoC DFE integreert harde IP die de kernfunctionaliteit implementeert die vereist is in 5G RU-signaalpaden (afbeelding 1).

klik voor afbeelding op volledige grootte

Figuur 1. De Zynq RFSoC DFE harde IP ondersteunt een breed scala aan verwerkingsmogelijkheden die nodig zijn voor zowel 5G NR als oudere 4G-radio's. (Bron:Xilinx)

Omdat de harde IP DFE-kern een kleinere footprint gebruikt dan de equivalente zachte IP-implementatie in het eerdere Zynq RFSoC Gen 3-apparaat, kan het nieuwe apparaat meer DFE-kernen ondersteunen, waardoor beide de DFE-rekenprestaties verbeteren en een lager stroomverbruik in vergelijking met het eerdere apparaat. Als gevolg hiervan kan de Zynq RFSoC DFE volgens Xilinx minimaal 2x DFE-verwerkingsprestaties per watt bereiken in vergelijking met een volledig gebruikt Zynq RFSoC Gen 3-apparaat.

Tegelijkertijd kunnen ontwikkelaars het signaalpad wijzigen, harde IP-blokken omzeilen of hun eigen functionaliteit invoegen in de logische structuur (Afbeelding 2).

klik voor afbeelding op volledige grootte

Figuur 2. De Zynq RFSoC DFE functionele architectuur combineert harde IP, logic fabric en processorsubsysteem. (Bron:Xilinx)

Zynq RFSoC DFE-ontwerpdocumentatie en -ondersteuning is beschikbaar voor klanten met vroege toegang, met verzending naar verwachting in de eerste helft van 2021. Ga voor meer informatie naar de Xilinx RFSoC DFE-productpagina. Xilinx geeft ook meer informatie over het apparaat als onderdeel van zijn 5G virtuele evenement op 18-19 november.