CEVA-XC12: 5G's eisen waarmaken met ultra-efficiënte DSP

5G – de vijfde generatie mobiele netwerken – beweegt snel van concept naar realiteit. Hoewel initiële implementaties in 2020 begonnen, zijn de standaarden nog steeds in evolutie, en blijven veel specificaties in flux.

Maar wat belooft 5G precies? De NGMN Alliance schetst verschillende key-performance-indicators die elke 5G-standaard moet voldoen:

• Datarates van tientallen megabits per seconde voor tienduizenden gebruikers.
• Datarates van 100 megabits per seconde voor metropolitane gebieden.
• 1 Gb per seconde gelijktijdig naar veel werkers op dezelfde kantoorverdieping.
• Verschillende honderdduizenden gelijktijdige verbindingen voor draadloze sensoren.
• Spectrale efficiëntie significant verbeterd ten opzichte van 4G.
• Verbeterde dekking.
• Verbeterde signaleringsefficiëntie.
• Significant verminderde latentie.

Kortom, 5G zal een vast ecosysteem van gebruikers verenigen – van massive IoT-implementaties tot bandbreedte-hongrige mobile broadband – en nieuwe toepassingen ondersteunen die LTE simpelweg niet kan aan – VR, V2X, e-Health, en mission-critical services – terwijl compatibel blijft met bestaande LTE-infrastructuur.

Neem V2X, bijvoorbeeld. In vehicle-to-vehicle-scenario's moeten autonoom auto's realtime veiligheidsberichten uitwisselen – zoals "Ik ben de kruispunt naderen; gelieve te yielden" – met milliseconden-latentie. Dergelijke use-cases illustreren de strikte fidelity- en latentie-eisen die 5G moet leveren.

Deze eisen vertalen zich in ongekende verwerkingsvereisten. 5G moet piekdatarates tot 20 Gbps ondersteunen met een target-latentie van 1 ms, technieken zoals Massive-MIMO en 3-D-beamforming benutmend. Conventionele LTE-Advanced Pro DSP's kunnen deze prestatiegap simpelweg niet bruggen.

Volgens ABI Research wordt verwacht dat 5G-mobiel-dataverkeer 40% van totaal dataverkeer vertegenwoordigt en 500 miljoen abonnees heeft in 2025. 3G- en 4G-gebruik zal lineair blijven groeien, terwijl 5G exponentieel wordt geprojecteerd te stijgen.

Om deze gap te adresseren, heeft CEVA de CEVA-XC12 DSP-kern onthuld – een krachtige, energie-efficiënte engine geengineerd voor multi-gigabit-modems. De modulaire architectuur stelt customizing toe voor smartphones, basestations, small cells, macro cells en cloud-RAN-implementaties.

De XC12 ondersteunt het volledige spectrum van 5G-frequenties – van 450 MHz tot 80 GHz – en is eveneens bedreven in LTE-Advanced Pro, eMBB, LAA, MulteFire, LWA, V2X, Wi-Fi 802.11ax, WiGig 802.11ad, FWA en VR-workloads.

Kerntechnologieën die de XC12 onderbouwen omvatten:

• Een nieuwe micro-architectuur om very-high-frequency-vereisten en ultra-laag-stroomverbruik te halen – capabel van 1,8 GHz in 10 nm en 50% minder stroom leverend dan de voorganger, de CEVA-XC4500.
• Massale berekeningscapaciteiten om hoge bitrate te handhaven – uitgerust met quad-vector-processor-engines die benaderen 1 tera-operaties per seconde (TOPS).
• Hoge-precisie-aritmetiek – bereikt optimale resolutie met tot 256×256-dimensionale matrix-verwerking.
• Gespecialiseerde instructies om alle baseband-componenten te versnellen – ondersteuning voor geavanceerde 256 en 1024 QAM-demodulatie.
• Core-streaming-interfaces – wat ultra-lage-latentie-transfers tussen kernen of accelerators toelaat.
• Control-plane voor massive-user-management en multi-RAT-systemen – incorporeert een scalar-verwerkingseenheid met een CoreMark/MHz-score van 4,4 om het enorme aantal gebruikers te managen dat vereist is voor LTE MTC en 5G IoT.

De XC12 bevat ook een state-of-the-art cache-architectuur en hardware-coherency-ondersteuning voor naadloze multi-core-implementaties. De CEVA-XC12 DSP-kern is nu beschikbaar voor licentieverlening – klik hier voor meer informatie.