A prossima generazione di tecnulugia wireless hè piena di sfide, ma chì ùn hà micca rallentatu u ritmu.
Sta tecnulugia vanta ritmi di dati assai elevati, una latenza assai più bassa cà 4G LTE, è a capacità di trattà a densità di u dispositivu assai aumentata per situ di cellula.In corta, hè a megliu tecnulugia per trattà l'inundazione di dati generati da i sensori di l'automobile, i dispositi IoT è, sempre più, l'elettronica di prossima generazione.
U mutore di sta tecnulugia hè una nova interfaccia aerea chì permetterà à l'operatori di rete mobili per ottene una efficienza più grande cù una allocation di spettru simili.A nova ghjerarchia di a rete renderà più faciule u travagliu cù e rete 5G segmentate, permettendu di allocà dinamicamente parechji tipi di trafficu basatu annantu à bisogni di trafficu specifichi.
"Si tratta di larghezza di banda è latenza", hà dettu Michael Thompson, Architettu di Soluzioni RF in u Gruppu di ICs è PCB Personalizzati di Cadence."Quantu veloce possu uttene una grande quantità di dati?Un altru benefiziu hè chì questu hè un sistema dinamicu, cusì mi risparmia u prublema di ligà un canale sanu o più canali di larghezza di banda.Questu hè simile à u throughput nantu à a dumanda, secondu l'applicazione.Questu hè ciò chì.Cusì, hè più flexible chì u standard di generazione precedente.Inoltre, a so capacità hè assai più altu ".
Questu apre novi pussibulità d'applicazione in a vita di ogni ghjornu, in l'avvenimenti sportivi, in l'industria è in i trasporti."Se mette abbastanza sensori nantu à l'aviò, possu cuntrullà, è cù una applicazione cum'è l'apprendimentu automaticu, cumenciarà à capisce quandu una parte, sistema o prucessu deve esse riparatu o rimpiazzatu", disse Thompson."Allora ci hè un aviò chì vola à traversu u paese è hà da atterri in LaGuardia.Aspetta, qualcunu vene à rimpiazzà.Questu hè per l'equipaggiu di terrissimu assai grande, è per l'equipaggiu minerariu induve u sistema si cura.Vulete impedisce chì sti equipaghji di unità di multi-milioni di dollari si sguassate per ch'elli ùn si sentenu micca aspittendu chì i pezzi sò mandati. Riceverete dati da millaie di sti unità à u stessu tempu. Ci vole assai larghezza di banda. è bassa latenza per uttene infurmazioni rapidamente. Se avete bisognu di vultà è rinvià qualcosa, pudete ancu mandà assai rapidamente ".
Una tecnulugia, implementazioni multiple U terminu 5G hè utilizatu in una varietà di manere in questi ghjorni.In a so forma più generale, questa hè una evoluzione di a tecnulugia wireless cellulare chì permetterà di gestisce novi servizii nantu à una interfaccia aerea standard, spiega Colin Alexander, direttore di marketing wireless per l'affari di l'infrastruttura di Arm."Parechje frequenze esistenti è novi seranu attribuite per trasportà u trafficu da sottu à 1 GHz nantu à lunghe distanze, una copertura suburbana è più larga, è un trafficu à onde millimetriche da 26 à 60 GHz per novi casi d'usu di alta capacità è bassa latenza".
A Next Generation Mobile Network Alliance (NGMN) è altri anu sviluppatu una notazione chì rapprisenta casi d'usu in i trè punti di un triangulu - un angulu per a banda larga mobile rinfurzata, l'altru per a cumunicazione ultra-affidabile di bassa latenza (URLLC).Tipu di macchina di cumunicazione.Ognunu di elli richiede un tipu di rete completamente diversu per i so bisogni.
"Questu porta à un altru requisitu per 5G, u requisitu di definisce una rete core", disse Alexander."A rete centrale scalarà in modu efficace tutti questi sfarenti tippi di trafficu".
Hà nutatu chì l'operatori di rete mobile sò travagliendu per furnisce l'aghjurnamentu è l'espansione più flessibili di e so rete, utilizendu implementazioni di software virtualizati è containerizzati chì funzionanu nantu à hardware di informatica standard in u nuvulu.
In quantu à i tipi di trafficu URLLC, queste applicazioni ponu avà esse gestite da u nuvulu.Ma questu hè bisognu di trasfurmà certi cuntrolli è funzioni di l'utilizatori più vicinu à a riva di a reta, à l'interfaccia di l'aria.Per esempiu, cunzidira robots intelligenti in fabbriche chì necessitanu rete di bassa latenza per ragioni di sicurezza è efficienza.Questu averebbe bisognu di blocchi di informatica di punta, ognunu cù capacità di calculu, almacenamentu, accelerazione è apprendimentu di macchina, è chì alcuni, ma micca tutti i servizii di applicazioni V2X è automobilistiche, anu esigenze simili, Alexander dice.
"In i casi induve una bassa latenza hè necessaria, u processamentu pò esse spustatu di novu à u bordu per calculà è cumunicà e soluzioni V2X.Se l'applicazione hè più nantu à a gestione di risorse, cum'è u parcheghju o u seguimentu di u fabricatore, l'informatica pò esse un cloud computing in massa ".nant'à u dispusitivu ", - disse.
Cuncepimentu per 5G Per l'ingegneri di cuncepimentu incaricati di cuncepisce chips 5G, ci sò parechje pezzi in muvimentu in u puzzle, ognunu cù u so propiu set di cunsiderazioni.Per esempiu, in stazioni basi, unu di i prublemi principali hè u cunsumu di energia.
"A maiò parte di e stazioni di basa sò cuncepiti cù nodi avanzati di tecnulugia ASIC è FPGA", hà dettu Geoff Tate, CEO di Flex Logix."Attualmente, sò cuncepiti cù SerDes, chì cunsuma assai putere è occupanu assai spaziu.Se pudete custruisce a programabilità in l'ASIC, pudete riduce u cunsumu di energia è l'impronta perchè ùn avete micca bisognu di SerDes per eseguisce veloce off-chip è avete più larghezza di banda trà a logica programabile è l'ASIC Intel faci questu mettendu i so Xeons è Altera FPGA in u listessu pacchettu Cusì avete 100 volte più larghezza di banda Cose interessanti nantu à stazioni di basa Prima, sviluppate a tecnulugia è poi pudete vende è aduprà in tuttu u mondu.Cù un telefuninu, pudete creà diverse versioni per diversi paesi ".
I requisiti sò diffirenti per i dispositi implementati in a rete core è in u nuvulu.Una di e cunsiderazioni chjave hè una architettura chì facilita a gestione di u software è facilmente portà i casi di usu à i dispositi.
"L'ecosistema di normi per a gestione di servizii di cuntenituri virtualizzati cum'è OPNFV (Piattaforma Aperta per a Virtualizazione di Funzioni di Rete) hè assai impurtante", disse Arm's Alexander."A gestione di l'interazzione trà l'elementi di a rete è u trafficu trà i dispositi attraversu l'orchestrazione di serviziu serà ancu chjave.ONAP (Open Network Automation Platform) hè un esempiu.U cunsumu di energia è l'efficienza di u dispositivu sò ancu scelte chjave di cuncepimentu ".
À u latu di a rete, i requisiti includenu una bassa latenza, una larghezza di banda elevata à livellu d'utilizatore è un cunsumu d'energia bassu.
"L'acceleratori anu da esse capace di sustene facilmente parechje esigenze di computazione diverse chì ùn sò micca sempre megliu trattate da un CPU generale", disse Alexander.A capacità di scala hè assai impurtante.U supportu per una architettura chì pò facilmente scala trà ASIC, ASSP è FPGA hè ancu impurtante, postu chì l'edge computing serà distribuitu in e rete di ogni dimensione è in ogni dispositivu.A scalabilità di u software hè ancu impurtante ".
5G puderia ancu causà cambiamenti à l'architettura di chipset, soprattuttu induve si trovanu e radiu.Ron Lowman hà dettu chì mentre i front-end analogichi di e soluzioni LTE sò posti nantu à a radiu, u processore, o cumplettamente integrati, quandu e squadre di cuncepimentu migranu à e novi tecnulugii, quelli front-end tipicamente si movenu da u chip prima è poi tornanu sopra. .cum'è a tecnulugia avanza He, Synopsys IoT Strategic Marketing Manager.
"Cù l'avventu di 5G, hè previstu chì parechje radiu, tecnulugii più avanzati, è nodi di tecnulugia più veloci, più avanzati, cum'è 12nm è sopra, ghjucanu un rolu significativu in cumpunenti integrati", disse Lowman."Questu richiede i cunvertitori di dati chì entranu in l'interfaccia analogica per esse capace di gestisce gigasamples per seconda.L'alta affidabilità hè ancu sempre impurtante.Fatturisti cum'è u spettru apertu è l'usu di Wi-Fi facenu assai più difficiule ch'è in u passatu.Pruvate di trattà cù tuttu ciò chì ùn hè micca un compitu faciule, è l'apprendimentu automaticu è l'intelligenza artificiale ponu esse adattati per fà un pocu di u travagliu duru.Questu, à u turnu, affetta l'architettura, postu chì carica micca solu l'elaborazione, ma ancu a memoria ".
Thompson di Cadence hè d'accordu."Mentre sviluppemu 5G o IoT per standard 802.11 più alti è ancu alcune considerazioni ADAS, pruvemu di riduce u cunsumu d'energia, esse più prezzu, esse più chjuchi è aumentà u rendiment movendu à nodi più chjuchi.Comparate questu cù u vostru mischju di preoccupazioni, osservatu in a Federazione Russa ", disse."Cumu i nodi diventanu più chjuchi, i IC diventanu più chjuchi.Per un IC per prufittà sanu di a so dimensione più chjuca, deve esse in un pacchettu più chjucu.Ci hè una spinta per e cose per esse più chjuche è più compacte, ma ùn hè micca una bona cosa ".per RF Design"."... in simulazione, ùn aghju micca troppu preoccupatu per l'effettu di u circuitu nantu à a distribuzione.Se aghju un pezzu di metallu, pò esse cum'è una resistenza un pocu, ma pare una resistenza à tutte e frequenze.S'ellu hè un effettu RF, allora hè una linea di trasmissione, serebbe diversu secondu a freccia ch'e aghju mandatu. Questi campi seranu attivati in altre parti di a catena. faci, a cunnessione Degree cresce exponentially.When I arrivare à i nodi più chjuca, sti effetti coupling addivintannu cchiù pronunzianu, chì significa dinù chì u voltage bias hè smaller.So u rumore hè un grande effettu perchè ùn bias u dispusitivu falà. tensione più bassa, u listessu livellu di rumore hà più effettu. Molti di sti prublemi sò prisenti à u livellu di u sistema in 5G.
Novu focusu nantu à l'affidabilità L'affidabilità hà pigliatu un novu significatu in e cumunicazioni wireless, postu chì sti chips sò usati in applicazioni automobilistiche, industriali è mediche.Questu hè generalmente micca ligatu à e cumunicazioni wireless, induve i fallimenti di cunnessione, a degradazione di u rendiment, o qualsiasi altre prublema chì puderia disturbà u serviziu hè generalmente vistu cum'è un inconveniente piuttostu cà un prublema di sicurezza.
"Avemu bisognu di truvà novi modi per verificà chì i chips di sicurezza funziunale funzionaranu in modu affidabile", hà dettu Roland Jahnke, Capu di Metodi di Design in Fraunhofer EAS."Cum'è industria, ùn simu ancu quì.Pruvamu di strutturà u prucessu di sviluppu avà.Avemu bisognu di guardà cumu interagisce e parti è l'arnesi, è avemu assai travagliu per assicurà a coerenza ".
Jahnke hà nutatu chì finu à avà a maiò parte di i prublemi sò stati dovuti à un unicu errore di disignu."E s'ellu ci sò dui o trè bug?U verificatore duveria dì à u designer ciò chì puderia sbaglià è induve sò i bug, è poi rinfriscà durante u prucessu di cuncepimentu ".
Questu hè diventatu un grande prublema in parechji mercati critichi di sicurezza, è u prublema maiò cù wireless è automotive hè u numeru sempre crescente di variàbili da i dui lati."Alcuni di elli anu da esse pensati per esse sempre accesi", dice Oliver King, CTO di Moortec."U mudellu in anticipu pò predichendu cumu e cose seranu aduprate.Hè difficiuli di predichendu.Ci hà da piglià tempu per vede cumu funziona e cose ".
A reta di u paese hè necessaria.Tuttavia, abbastanza cumpagnie sentenu chì 5G hà abbastanza benefici per ghjustificà u sforzu di custruisce l'infrastruttura necessaria per fà tuttu u travagliu.
Magdi Abadir, vicepresidentu di marketing in Helic, hà dettu chì a più grande differenza cù 5G serà a velocità di dati offerta."5G pò operà à velocità da 10 à 20 gigabit per seconda.L'infrastruttura deve sustene u tipu di a tarifa di trasferimentu di dati, è i patatine fritte anu da processà queste dati entranti.Per i receptori è i trasmettitori in bande sopra 100 GB, a frequenza deve ancu esse cunsiderata.In a Federazione Russa, sò abituati à una freccia di 70 GHz per i radar è simili.
A creazione di sta infrastruttura hè un compitu cumplessu chì copre parechji ligami in a catena di furnimentu di l'elettronica.
"A magia chì si parla per fà questu succede hè prova di fà più integrazione in u latu RF di u SoC", disse Abadir.Integrazione cù cumpunenti ADC è DAC analogichi cù una freccia di campionamentu assai alta.Tuttu deve esse integratu in u stessu SoC.Avemu vistu l'integrazione è discussatu i prublemi di integrazione, ma questu esagera tuttu perchè stabilisce un scopu altu è forza i sviluppatori à integrà ancu più di ciò chì si pensava prima.Hè assai difficiule di isolà tuttu è ùn affetta micca i circuiti vicini ".
Da questu puntu di vista, 2G hè principalmente a trasmissione di voce, mentre chì 3G è 4G sò più trasmissioni di dati è supportu più efficaci.À u cuntrariu, 5G rapprisenta a proliferazione di diversi dispositi, diversi servizii è una larghezza di banda aumentata.
"I novi mudelli d'usu cum'è a banda larga mobile rinfurzata è a connettività di bassa latenza necessitanu un aumentu di 10x in a larghezza di banda", hà dettu Mike Fitton, Pianificatore Strategicu è Specialista di Sviluppu cummerciale in Achronix."In più, 5G hè previstu di diventà assai impurtante per V2X, in particulare per a prossima generazione di 5G.5G Release 16 averà URLLC chì hè assai impurtante per l'applicazioni V2X.Applicazione di tipu di rete.
A pianificazione per u futuru incertu di 5G hè spessu vistu cum'è una seria di superlativi cù 10x più larghezza di banda, 5x latenza, è 5-10x più dispusitivi.Questu hè cumplicatu da u fattu chì a tinta in i specs 5G ùn hè micca assai secca.Ci sò sempre aghjunti tardi chì necessitanu flessibilità è si trasformanu in programabilità.
"Se tenete in contu i dui grandi bisogni di un ligame di dati hardware per via di una larghezza di banda alta è di a necessità di flessibilità, questu significa chì probabilmente avete bisognu di qualchì tipu di SoC o ASIC dedicatu chì hà più programmabilità trà hardware è software....se guardate ogni piattaforma 5G oghje, sò tutti basati in FPGA perchè ùn vede micca solu u throughput.À un certu puntu, tutti i principali OEM wireless sò prubabilmente trasladassi à un software più ecunomicu è ottimizatu ASIC putenza, ma esige flessibilità è unità per riduce u costu è u cunsumu di energia.Si tratta di mantene a flessibilità induve ne avete bisognu (in FPGA o FPGA incorporati) è dopu aghjunghje funziunalità induve pussibule per ottene u più bassu costu è u cunsumu di energia ".
Tate of Flex Logix accetta."Più di 100 cumpagnie operanu in questa zona.U spettru hè diversu, u protocolu hè diversu, è i chips utilizati sò diffirenti.U chip ripetitore serà più limitatu in u putere nantu à i mura di un edifiziu, induve pò esse un locu induve un eFPGA hè più preziosu ".
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Tempu di post: 16-mar-2023