FPGA推動5G異構無線網絡

        當中國移動的用戶剛剛享受到看視頻如流水般的4G業務之時，行業的競技者們已經將5G無線網絡提上了日程。技術的更迭創新真是讓人喘不過氣來。

        在剛剛舉辦的2014移動互聯網國際研討會上，來自產業各個環節上的專家共聚一堂，共同討論移動互聯網時代的產品和技術創新，其中5G無線網絡技術成為大家關注和討論的焦點。

        5G無線網絡關注智能化和靈活性

        5G無線網絡是新一代的無線網絡技術，相比于2G、3G、4G，5G網絡具有更智能性和更注重網絡服務質量的特點。如果說2G、3G、4G追求的是網絡速度的層層飛躍，5G則是網絡智能化的飛躍。“5G不一定意味著更快的速度”，阿爾卡特朗訊貝爾實驗室（Alcatel-Lucent’sBellLabs）無線研究部負責人托德嬠澤稱�！八俣纫苍S會更快，但5G將更多著眼于服務質量。每一代網絡通信技術都會帶來一系列新功能：2G是語音；3G是數據；4G是視頻。我預測，5G將帶來智能網絡，在保證穩定和效率的基礎上，可以同時容納上百億互聯設備�！�

        賽靈思公司全球無線通信業務部副總裁SunilKar在2014移動互聯網國際研討會后的采訪中也強調，5G無線網絡是一個異構的、多標準共存的、更加智能化的網絡平臺，注重于如何更好地利用網絡資源，而不僅僅是追求網絡速率和某個單項的技術指標，它還包括在更加節能和環保的情況下提供更好的服務質量，以及網絡結構根據需求不斷地變化。它不是單一的技術，而是技術的融合。

        推動5G無線網絡技術的因素顯而易見。隨著接入互聯網的移動設備海量增長，以及各種服務運營商推出越來越多吸引移動流量的應用，整個移動網絡的數據量呈爆發式增長。極高的數據速率，極低的滯后性，極高的移動網絡覆蓋率，極高的網絡密度，以及無處不在的移動通信，這些需求對移動網絡技術提出的迫切的升級需求。

        SunilKar介紹了目前業界提出的5G網絡潛在無線傳輸技術，主要包括大規模天線陣列、超密集組網、非正交傳輸和全雙工等等。5G網絡的頻譜分配覆蓋了從過去的2G、3G和4G，直到衛星、802.11ad，從300MHz窄帶宏蜂窩直到30GHz寬帶小蜂窩。5G無線網絡的標準化和商業化時間軸是這樣的：2013年到2016年是系統架構和技術需求的確定期，2017年到2019年是網絡標準化和原型確定期，2020年到2022年為試用和部署期。

        FPGA契合5G無線網絡發展需求

        5G異構無線網絡的這種靈活性、多協議兼容性和智能化，以及對成本和功耗的要求，就需要一個可編程的芯片平臺去支持，通過隨時修改芯片上局部功能實現5G網絡所需的靈活性。傳統的ASSP和ASIC的不可編程性和昂貴的成本則無法滿足這多方面的需求。

        FPGA，自誕生之日起就帶著可編程的核心特性，經過幾十年在架構和工藝方面的發展和創新，在性價比方面的突破，使之從傳統的高價格高性能的通信領域逐漸擴展到工業、汽車、消費等廣闊領域。5G無線網絡對靈活性、性價比和智能化的需求正好與先進的FPGA技術特點極為契合。5G無線網絡成為新一代FPGA技術施展才能的大好市場。作為先進FPGA技術的代表廠商之一，賽靈思公司一直以來都專注于FPGA技術的創新，并且從行業領先的FPGA廠商向SmarterSystem(更智能系統)AllProgrammable解決方案提供商轉型。

        在技術創新和研發方面，賽靈思成功推出基于28nm工藝技術的三大類、五個獨特系列的AllProgrammableFPGA產品：系統優化的FPGA系列：Virtex-7、Kintex-7和Artix-7；基于Virtex-7FPGA技術和堆疊硅片互聯技術（SSIT）的AllProgrammable3DIC系列；ZynqAllProgrammableSoC系列，其將雙核ARM處理器系統與賽靈思28nmFPGA架構結合在一起。

        這些28nm器件需要借助新的工具來充分發揮它們的功能。賽靈思數百名員工歷時四年時間開發出Vivado設計套件。Vivado設計套件是業界首款專門針對AllProgrammable器件開發的SoC增強型設計套件。賽靈思Vivado設計套件不僅可支持大型設計的開發，比如針對采用擁有200萬個邏輯單元并具有領先一代巨大容量的賽靈思Virtex-72000T3DIC的設計，同時還能把生產力提升四倍，以便將此類大型設計迅速投產。同時，Vivado設計套件還可支持IP模塊日漸廣泛的使用，這些模塊對設計和實現復雜網絡通信系統至關重要。賽靈思在過去數年大力投資戰略性收購和合作伙伴關系營建的原因。目的是讓內部開發出關鍵性IP，這樣系統廠商就可以用賽靈思AllProgrammable解決方案開發自己的設計。

        在過去幾年里，賽靈思以通信網絡為重點，通過戰略性收購，為采用自己的28nmAllProgrammable器件開發完整系統提供支持。主要收購活動有：Omiino（OTNIP解決方案）；ModelWare（流量管理和包處理IP解決方案）；Sarance（以太網和InterlakenIP解決方案）；Modesat（微波和E頻段回程IP解決方案）。

        與內部開發的用于滿足無線基礎設施和數據中心應用需求的IP搭配，這些收購的IP加上內部開發的IP，使賽靈思能夠為客戶提供一整套綜合而全面的IP核，便于他們為網絡、通信和數據中心應用設計SmarterSystems（更智能的系統）。

        全球20%的無線市場份額在中國。中國的5G無線網絡市場潛力巨大。在2014移動互聯網國際研討會上，賽靈思公司與中國移動就5G無線網絡研發簽署MOU。中國移動通信研究院院長黃曉慶與賽靈思全球無線通信業務部副總裁SunilKar共同簽署了這一戰略合作協議備忘錄。這是一個里程碑式的合作項目，雙方的共同目的是打造一個更綠更軟的新一代無線網絡。