De CEVA-XC12 voldoet aan de extreme DSP-eisen van 5G

De term 5G - wat de vijfde generatie mobiele netwerk- of draadloze systemen betekent - komt tegenwoordig steeds vaker voor. Er is al sprake van initiële implementaties in 2020. Waar minder over gesproken wordt, is het feit dat de 5G-standaarden nog steeds worden overwogen en gedefinieerd, en dat veel aspecten nog steeds in beweging zijn.

Dus wat houdt 5G in? Welnu, de Next Generation Mobile Networks (NGMN) Alliance definieert de volgende vereisten waaraan een 5G-standaard moet voldoen:

• Gegevenssnelheden van tientallen megabits per seconde voor tienduizenden gebruikers.
• Gegevenssnelheden van 100 megabit per seconde voor grootstedelijke gebieden.
• 1 Gb per seconde tegelijk voor veel werknemers op dezelfde kantoorverdieping.
• Enkele honderdduizenden gelijktijdige verbindingen voor draadloze sensoren.
• Spectrale efficiëntie aanzienlijk verbeterd in vergelijking met 4G.
• Verbeterde dekking.
• Verbeterde signaleringsefficiëntie.
• Aanzienlijk verminderde latentie.

In een notendop, 5G zal een uniform protocol bieden dat een enorm aantal gebruikers samenbrengt met uiteenlopende vereisten als MTC en eMBB (enhanced Mobile Broadband); het ondersteunt nieuwe use-cases die LTE niet aankan, zoals VR, V2X, eHealth en missiekritieke hulpdiensten; het zal compatibel zijn met de vorige generatie LTE- en LTE-A Pro-netwerkinfrastructuur (Core en RAN); en het zal naadloos zeer diverse frequentiebanden van 400 MHz tot 80 GHz samenvoegen met bandbreedtes van 20 tot 800 MHz met behulp van LTE, LTE-A Pro, 5G NR en Wi-Fi 11ax/ad met een uniform protocol. (Dit lijkt allemaal zo eenvoudig als je met je handen zwaait en het snel zegt.)

Denk bijvoorbeeld aan V2X. Dit omvat verschillende scenario's, waaronder V2V (voertuig-naar-voertuig) en V2I (voertuig-naar-infrastructuur). In het geval van V2V zullen autonome auto's in realtime met elkaar communiceren en dingen zeggen als "Ik ben bijna op de kruising, dus vertraag een beetje om me door te laten." Vanzelfsprekend vereist dit type communicatie hoge betrouwbaarheid en lage latentie.

Het eindresultaat is dat 5G een draadloze standaard wordt die zo geavanceerd is in vergelijking met eerdere generaties dat er extreme verwerking nodig is om het succes ervan te verzekeren.

Volgens ABI Research zal 5G mobiel dataverkeer naar verwachting 40% van het totale dataverkeer vertegenwoordigen en tegen het jaar 2025 500 miljoen abonnees hebben. Wat echt interessant is, is het feit dat het gebruik van 3G en 4G naar verwachting lineair zal blijven groeien, terwijl 5G zal naar verwachting exponentieel toenemen.

Het is niet verrassend dat 5G een groot aantal computeruitdagingen met zich meebrengt. Technologieën die zijn ontworpen voor draadloze standaarden zoals 5G, moeten een maximale gegevenssnelheid van maximaal 20 Gbps kunnen leveren met een ultralage latentie van 1 milliseconde. Dit zal worden bereikt met behulp van innovatieve en uiterst complexe verwerkingstechnieken zoals Massive-MIMO en geavanceerde 3D dynamische beamforming. DSP-processors die worden ingezet voor de huidige LTE-Advanced Pro en multi-gigabit draadloze standaarden zijn eenvoudigweg niet in staat om efficiënt de snelheid, latentie en algehele DSP-prestaties te leveren die nodig zijn om de enorme technologische sprong naar 5G aan te pakken.

Dit alles verklaart waarom CEVA zojuist zijn CEVA-XC12 DSP-kern heeft aangekondigd, die de ruwe prestaties en energie-efficiëntie biedt die fundamenteel zijn voor het succes van modems van multi-gigabit-klasse. Dankzij de flexibele architectuur met meerdere optionele functies, kan de CEVA-XC12 op maat worden geconfigureerd en geschaald om een ​​breed scala aan toepassingen aan te pakken. Dit omvat smartphones en andere terminals, geavanceerde en gecentraliseerde toegangspunten, kleine cellen, macrocellen en cloud-RAN (C-RAN).

De CEVA-XC12 ondersteunt ook het volledige gamma van 5G-gebruiksscenario's en implementatiescenario's, van 80 GHz mmWave tot 450 MHz-spectrumbanden. Naast 5G is de CEVA-XC12 zeer geschikt voor het ontwerp van LTE-Advanced Pro Evolution, verbeterde mobiele breedband (eMBB), Licensed Assisted Access (LAA), MulteFire carrier aggregation en LWA (LTE/Wi-Fi Aggregation) , mobiele V2X, Wi-Fi 802.11ax, WiGig 802.11ad, Fixed Wireless Access (FWA) en Virtual Reality (VR)-systemen.

De CEVA-XC12 DSP-architectuur wordt als volgt ondersteund door zes sleuteltechnologieën:

• Een nieuwe micro-architectuur om te voldoen aan zeer hoge frequentie-eisen en een ultralaag stroomverbruik — in staat om te werken op 1,8 GHz in 10 nm en 50% minder stroom dan zijn voorganger, de CEVA-XC4500.
• Enorme rekenmogelijkheden om een ​​hoge bitsnelheid te behouden — uitgerust met quad-vector processor-engines die de prestaties van 1 tera bewerkingen per seconde (TOP's) benaderen.
• Nieuwe en unieke rekenkunde met hoge precisie — bereikt een optimale resolutie met matrixverwerking tot wel 256×256 dimensies.
• Nieuwe gespecialiseerde instructies om alle basisbandverwerkingscomponenten te versterken - innovatieve ondersteuning voor geavanceerde 256 en 1024 QAM-demodulatie.
• Nieuwe core streaming-interfaces — waardoor overdrachten met ultralage latentie tussen cores of accelerators mogelijk zijn.
• Nieuw besturingsvlak voor massaal gebruikersbeheer en voor multi-RAT-systemen (Radio Access Technology) - bevat een Scalar Processing Unit met een CoreMark/MHz-score van 4,4, ontworpen om een ​​enorm aantal gebruikers aan te kunnen dat vereist is voor LTE MTC en 5G IoT .

De CEVA-XC12 beschikt ook over een state-of-the-art cache-architectuur en ondersteuning voor hardwarecoherentie voor naadloze multi-core implementaties. De CEVA-XC12 DSP-core is nu beschikbaar voor licentieverlening (klik hier voor meer informatie).