Järgmise põlvkonna traadita tehnoloogia on täis väljakutseid, kuid see pole tempot aeglustanud.
Sellel tehnoloogial on väga kõrge andmeedastuskiirus, palju väiksem latentsusaeg kui 4G LTE ja võime käsitleda oluliselt suurenenud seadmetihedust rakusaidi kohta.Lühidalt öeldes on see parim tehnoloogia autoandurite, asjade Interneti-seadmete ja üha enam järgmise põlvkonna elektroonika poolt genereeritud andmete tulva käsitlemiseks.
Selle tehnoloogia liikumapanev jõud on uus õhuliides, mis võimaldab mobiilsideoperaatoritel saavutada sarnase spektrieraldusega suuremat tõhusust.Uus võrguhierarhia muudab segmenteeritud 5G võrkudega töötamise lihtsamaks, võimaldades teil dünaamiliselt eraldada mitut tüüpi liiklust konkreetsete liiklusvajaduste alusel.
"See puudutab ribalaiust ja latentsust," ütles Michael Thompson, Cadence'i kohandatud IC-de ja PCB-de rühma RF-lahenduste arhitekt.„Kui kiiresti saan kätte suure hulga andmeid?Teine eelis on see, et see on dünaamiline süsteem, nii et see säästab mind terve kanali või mitme ribalaiusega kanali sidumisest.See on olenevalt rakendusest sarnane läbilaskevõimega nõudmisel.See on mis.Seega on see paindlikum kui eelmise põlvkonna standard.Lisaks on selle võimsus palju suurem.
See avab uusi rakendusvõimalusi igapäevaelus, spordiüritustel, tööstuses ja transpordis."Kui ma panen lennukile piisavalt andureid, saan seda juhtida ja sellise rakendusega nagu masinõpe hakkab see aru saama, millal osa, süsteem või protsess vajab parandamist või väljavahetamist," ütles Thompson."Nii et seal lendab läbi riigi lennuk ja see maandub LaGuardias.Oota, keegi tuleb ja asendab.See kehtib väga suurte pinnase teisaldusseadmete ja kaevandusseadmete kohta, kus süsteem hoolitseb enda eest.Soovite vältida nende mitme miljoni dollari suuruste seadmete kokkujooksmist, et nad ei jääks ootama osade saatmist. Saate samal ajal andmeid tuhandetelt nendelt seadmetelt. See võtab palju ribalaiust. ja väike latentsusaeg teabe kiireks hankimiseks. Kui teil on vaja ümber pöörata ja midagi tagasi saata, saate selle ka väga kiiresti saata.
Üks tehnoloogia, mitu rakendust Mõistet 5G kasutatakse tänapäeval mitmel viisil.Kõige üldisemal kujul on see mobiilsidevõrgu traadita tehnoloogia areng, mis võimaldab hallata uusi teenuseid standardse õhuliidese kaudu, selgitas Armi infrastruktuuri äritegevuse traadita turunduse direktor Colin Alexander."Mitmed olemasolevad ja uued sagedused eraldatakse liikluse edastamiseks alla 1 GHz pikkade vahemaade, äärelinna ja laiema leviala ning millimeeterlaine liikluse 26–60 GHz uute suure võimsusega ja madala latentsusajaga kasutusjuhtude jaoks."
Next Generation Mobile Network Alliance (NGMN) ja teised on välja töötanud tähise, mis kujutab kasutusjuhtumeid kolmnurga kolmes punktis – üks nurk täiustatud mobiilse lairibaühenduse jaoks, teine ülikindla madala latentsusega side (URLLC) jaoks.Sidemasina tüüp.Igaüks neist nõuab oma vajaduste jaoks täiesti erinevat tüüpi võrku.
"See toob kaasa veel ühe 5G nõude, põhivõrgu määratlemise nõude," ütles Alexander."Põhivõrk skaleerib tõhusalt kõiki neid erinevaid liiklustüüpe."
Ta märkis, et mobiilsideoperaatorid töötavad selle nimel, et pakkuda oma võrkude kõige paindlikumat uuendamist ja laiendamist, kasutades virtualiseeritud ja konteineriseeritud tarkvararakendusi, mis töötavad pilves standardsel andmetöötlusriistvaral.
URLLC liiklustüüpide osas saab neid rakendusi nüüd pilvest hallata.Kuid selleks on vaja viia mõned juhtelemendid ja kasutajafunktsioonid võrgu servale, õhuliidesele lähemale.Mõelge näiteks intelligentsetele robotitele tehastes, mis nõuavad turvalisuse ja tõhususe huvides madala latentsusega võrke.See nõuab äärearvutusplokke, millest igaühel on arvutus-, salvestus-, kiirendus- ja masinõppevõimalused, ning mõnel, kuid mitte kõigil V2X-i ja autotööstuse rakendusteenustel on sarnased nõuded, ütleb Alexander.
"Juhul, kui on vaja madalat latentsust, saab töötlemise V2X-lahenduste arvutamiseks ja edastamiseks taas servale viia.Kui rakendus tegeleb rohkem ressursside haldamisega, nagu parkimine või tootja jälgimine, võib andmetöötlus olla hulgipilvandmetöötlus.seadmes, ”ütles ta.
5G jaoks kujundamine Disainiinseneride jaoks, kelle ülesandeks on kujundada 5G kiipe, on pusles palju liikuvaid tükke, millest igaühel on oma kaalutlused.Näiteks tugijaamades on üheks peamiseks probleemiks energiatarve.
"Enamik tugijaamu on konstrueeritud täiustatud ASIC- ja FPGA-tehnoloogia sõlmedega," ütles Flex Logixi tegevjuht Geoff Tate.“Praegu on nende disainimisel kasutatud SerDesid, mis tarbivad palju energiat ja võtavad palju ruumi.Kui saate ASIC-i lisada programmeeritavuse, saate vähendada energiatarbimist ja jalajälge, kuna te ei vaja kiibi kiireks töötamiseks SerDesid ning teil on programmeeritava loogika ja ASIC-ide vahel rohkem ribalaiust. Intel teeb seda, lisades oma Xeonid ja Altera FPGA. sama pakett Nii saate 100 korda rohkem ribalaiust. Huvitavad asjad tugijaamade kohta Esiteks arendate tehnoloogiat ja seejärel saate seda müüa ja kasutada kõikjal maailmas.Mobiiltelefoniga saab luua erinevatele riikidele erinevaid versioone.“
Põhivõrgus ja pilves juurutatud seadmetele on nõuded erinevad.Üks peamisi kaalutlusi on arhitektuur, mis muudab tarkvara haldamise ja kasutusjuhtude hõlpsaks seadmetesse portimise lihtsaks.
"Virtualiseeritud konteineriteenuste (nt OPNFV (Open Platform for Network Function Virtualization)) haldamise standardite ökosüsteem on väga oluline," ütles Arm's Alexander."Võti on ka võrguelementide ja seadmetevahelise liikluse haldamine teenuse orkestreerimise kaudu.ONAP (Open Network Automation Platform) on näide.Energiatarve ja seadme tõhusus on samuti peamised disainivalikud.
Võrgu serval on nõueteks väike latentsusaeg, suur kasutajataseme ribalaius ja madal energiatarve.
"Kiirendid peavad suutma hõlpsasti toetada paljusid erinevaid arvutusnõudeid, mida üldotstarbeline protsessor alati kõige paremini ei suuda," ütles Alexander.Mastaapimisvõime on väga oluline.Samuti on oluline tugi sellisele arhitektuurile, mida saab hõlpsalt ASIC-ide, ASSP-de ja FPGA-de vahel skaleerida, kuna servade andmetöötlus jaotatakse igas suuruses võrkudes ja mis tahes seadmes.Oluline on ka tarkvara skaleeritavus.
5G võib põhjustada muutusi ka kiibistiku arhitektuuris, eriti seal, kus asuvad raadiod.Ron Lowman ütles, et kuigi LTE-lahenduste analoogsed esiotsad on paigutatud raadiosse, protsessorisse või täielikult integreeritud, siis kui disainimeeskonnad siirduvad uutele tehnoloogiatele, liiguvad need esiotsad tavaliselt kõigepealt kiibist välja ja seejärel tagasi sellele. .tehnoloogia arenedes Ta, Synopsys IoT strateegiline turundusjuht.
"5G tulekuga eeldatakse, et mitmed raadiod, arenenumad tehnoloogiad ning kiiremad ja arenenumad tehnoloogiasõlmed, nagu 12 nm ja rohkem, mängivad integreeritud komponentides olulist rolli," ütles Lowman."See eeldab, et analoogliidesesse minevad andmemuundurid suudavad käsitleda gigasample sekundis.Samuti on alati oluline kõrge töökindlus.Sellised tegurid nagu avatud spekter ja WiFi kasutamine muudavad selle palju keerulisemaks kui varem.Selle kõigega tegelemine pole lihtne ülesanne ning masinõpe ja tehisintellekt võivad mõne raske töö tegemiseks hästi sobida.See omakorda mõjutab arhitektuuri, kuna koormab mitte ainult töötlemist, vaid ka mälu.
Thompson of Cadence nõustub."Kuna arendame 5G või asjade internetti kõrgemate 802.11 standardite ja isegi mõne ADAS-i kaalutluste jaoks, püüame vähendada energiatarbimist, olla odavamad, väiksemad ja suurendada jõudlust, liikudes väiksematele sõlmedele.Võrrelge seda oma muredega, mida täheldati Vene Föderatsioonis," ütles ta."Kuna sõlmed muutuvad väiksemaks, muutuvad IC-d väiksemaks.Selleks, et IC saaks oma väiksemat suurust täielikult ära kasutada, peab see olema väiksemas pakendis.Tahetakse, et asjad oleksid väiksemad ja kompaktsemad, kuid see pole hea.raadiosagedusliku disaini jaoks”.„…simulatsioonis ei muretse ma liiga palju ahela mõju pärast jaotusele.Kui mul on mingi metallitükk, võib see natukene takisti moodi välja näha, aga näeb välja nagu takisti kõigil sagedustel.Kui see on RF-efekt, siis on see ülekandeliin, see näeb erinev välja olenevalt sellest, millise sageduse ma sellest üle saadan. Need väljad käivituvad ahela teistes osades. Nüüd olen koondanud kõik üksteisele lähemale ja millal see ühendusaste suureneb eksponentsiaalselt.Kui jõuan väiksemate sõlmedeni, muutuvad need sidestusefektid tugevamaks, mis tähendab ka seda, et eelpinge on väiksem. Seega on müral suur mõju, kuna ma ei kalluta seadet allapoole. madalamal pingel on sama müratase suurem mõju. Paljud neist probleemidest esinevad 5G süsteemi tasemel.
Uus fookus töökindlusele Usaldusväärsus on saanud traadita sides uue tähenduse, kuna neid kiipe kasutatakse autotööstuses, tööstuses ja meditsiinis.See ei ole üldiselt seotud traadita sidega, kus ühenduse tõrkeid, jõudluse halvenemist või muid probleeme, mis võivad teenust häirida, peetakse üldiselt ebamugavaks, mitte turvaprobleemiks.
"Peame leidma uusi viise, kuidas kontrollida, kas funktsionaalsed ohutuskiibid töötavad usaldusväärselt," ütles Fraunhofer EASi disainimeetodite juht Roland Jahnke.„Tööharuna me veel seal ei ole.Püüame praegu arendusprotsessi struktureerida.Peame vaatama, kuidas osad ja tööriistad omavahel suhtlevad, ning meil on järjepidevuse tagamiseks palju tööd.
Jahnke märkis, et seni on enamik probleeme olnud ühest projekteerimisveast."Mis siis, kui viga on kaks või kolm?Tõendaja peaks disainerile ütlema, mis võib valesti minna ja kus vead on, ning seejärel need projekteerimise käigus tagasi kerima.
Sellest on saanud suur probleem paljudel ohutuskriitilistel turgudel ning traadita side ja autotööstuse suur probleem on mõlema poole muutujate üha kasvav arv."Mõned neist peavad olema konstrueeritud nii, et need oleksid alati sisse lülitatud," ütleb Moorteci tehnikadirektor Oliver King."Enne modelleerimine võib ennustada, kuidas asju kasutatakse.Seda on raske ennustada.Läheb aega, et näha, kuidas asjad toimivad."
Vajalik külavõrk.Siiski arvab piisavalt palju ettevõtteid, et 5G-l on piisavalt eeliseid, et õigustada jõupingutusi selle kõige toimimiseks vajaliku infrastruktuuri ehitamiseks.
Helici turunduse asepresident Magdi Abadir ütles, et suurim erinevus 5G-ga on pakutav andmesidekiirus."5G võib töötada kiirusega 10 kuni 20 gigabitti sekundis.Taristu peab toetama andmeedastuskiiruse tüüpi ja kiibid peavad neid sissetulevaid andmeid töötlema.Üle 100 GB ribades olevate vastuvõtjate ja saatjate puhul tuleb arvestada ka sagedusega.Vene Föderatsioonis on nad harjunud radarite jms jaoks 70 GHz sagedusega.
Selle infrastruktuuri loomine on keeruline ülesanne, mis hõlmab mitut elektroonika tarneahela lüli.
"Maagia, millest selle teoks tegemiseks räägitakse, üritab SoC RF-i poolel rohkem integreerida," ütles Abadir.Integreerimine analoogsete ADC ja DAC komponentidega väga kõrge diskreetimissagedusega.Kõik peab olema integreeritud samasse SoC-sse.Oleme näinud integratsiooni ja arutanud integratsiooniprobleeme, kuid see liialdab kõike, sest seab kõrge eesmärgi ja sunnib arendajaid veelgi rohkem integreerima, kui seni arvati.Väga raske on kõike isoleerida ja mitte mõjutada naaberahelaid.
Sellest vaatenurgast on 2G eeskätt kõneedastus, 3G ja 4G aga rohkem andmeedastust ja tõhusamat tuge.Vastupidi, 5G tähistab erinevate seadmete, erinevate teenuste ja ribalaiuse suurenemist.
"Uued kasutusmudelid, nagu täiustatud mobiilne lairibaühendus ja madala latentsusajaga ühenduvus, nõuavad ribalaiuse 10-kordset suurendamist," ütles Achronixi strateegiline planeerija ja äriarenduse spetsialist Mike Fitton.„Lisaks eeldatakse, et 5G muutub V2X-i jaoks väga oluliseks, eriti järgmise põlvkonna 5G jaoks.5G väljalasel 16 on URLLC, mis on V2X-i rakenduste jaoks väga oluline.Võrgu tüüpi rakendus.
5G ebakindla tuleviku planeerimist vaadeldakse sageli kui ülivõrdeid, millel on 10x suurem ribalaius, 5x latentsusaeg ja 5-10x rohkem seadmeid.Selle teeb keeruliseks asjaolu, et 5G spetsifikatsioonides ei ole tint väga kuiv.Alati on hiliseid lisandusi, mis nõuavad paindlikkust ja muutuvad programmeeritavuseks.
"Kui võtta arvesse riistvaralise andmesideühenduse kahte suurt vajadust, mis on tingitud suurest ribalaiusest ja paindlikkuse vajadusest, tähendab see, et tõenäoliselt vajate mõnda spetsiaalset SoC-d või ASIC-i, millel on rohkem riist- ja tarkvara programmeeritavust.… kui vaatate täna kõiki 5G platvorme, siis need põhinevad kõik FPGA-del, sest te lihtsalt ei näe läbilaskevõimet.Mingil hetkel lähevad kõik suuremad traadita originaalseadmete tootjad tõenäoliselt üle säästlikumale ja optimeeritud tarkvaralisele ASIC-võimsusele, kuid kulude ja energiatarbimise vähendamiseks on vaja paindlikkust ja tahet.See seisneb paindlikkuse säilitamises seal, kus seda vajate (FPGA-des või manustatud FPGA-des) ja seejärel võimaluse korral funktsioonide lisamises, et saavutada madalaim hind ja energiatarbimine.
Tate of Flex Logix nõustub.“Selles valdkonnas tegutseb üle 100 ettevõtte.Spekter on erinev, protokoll on erinev ja kasutatavad kiibid on erinevad.Korduskiibi võimsus on piiratud hoone seintel, kus võib olla koht, kus eFPGA on väärtuslikum.
Seotud lood 5G kivine tee Kui kaugele see uus traadita tehnoloogia jõuab ja millised väljakutsed tuleb veel ületada?Traadita ühenduse testimine seisab silmitsi uute väljakutsetega 5G ja teiste uute juhtmevabade tehnoloogiate tulek muudab testimise veelgi keerulisemaks.Üks võimalik lahendus on juhtmevaba testimine.Tech Talk: mida tähendab uus traadita ühenduse standard 5G tehnoloogiatööstusele ja millised väljakutsed on ees ootamas.5G testimisseadmete võidujooks algab Järgmise põlvkonna traadita tehnoloogia on alles väljatöötamisel, kuid seadmete müüjad on valmis 5G-d katsetama.
Tööstus on saavutanud edusamme, et mõista, kuidas vananemine mõjutab usaldusväärsust, kuid rohkem muutujaid muudab selle parandamise raskemaks.
Rühm uurib 2D-materjalide potentsiaali, 1000-kihilist NAND-mälu ja uusi võimalusi talentide palkamiseks.
Heterogeenne integratsioon ja kasvav tihedus esiotsa sõlmedes seavad IC-tootmise ja pakendamise jaoks välja väljakutseid ja hirmuäratavaid väljakutseid.
Protsessori valideerimine on palju keerulisem kui võrreldava suurusega ASIC ja RISC-V protsessorid lisavad veel ühe keerukuse kihi.
127 idufirmat kogusid 2,6 miljardit dollarit ning märkimisväärseid rahalisi vahendeid andsid andmekeskuste ühenduvus, kvantandmetöötlus ja akud.
Tööstus on saavutanud edusamme, et mõista, kuidas vananemine mõjutab usaldusväärsust, kuid rohkem muutujaid muudab selle parandamise raskemaks.
Heterogeensed konstruktsioonid, termiline ebakõla erinevatel kasutusjuhtudel võivad mõjutada kõike alates kiirendatud vananemisest kuni kõveruse ja süsteemi riketeni.
Uus mälustandard lisab märkimisväärseid eeliseid, kuid see on siiski kallis ja raskesti kasutatav.See võib muutuda.
Postitusaeg: 16. märts 2023