Ang susunod na henerasyon ng wireless na teknolohiya ay puno ng mga hamon, ngunit hindi iyon nagpabagal sa bilis.
Ipinagmamalaki ng teknolohiyang ito ang napakataas na rate ng data, mas mababa ang latency kaysa sa 4G LTE, at ang kakayahang pangasiwaan ang mas mataas na density ng device sa bawat cell site.Sa madaling salita, ito ang pinakamahusay na teknolohiya upang mahawakan ang baha ng data na nabuo ng mga automotive sensor, IoT device, at, lalong, susunod na henerasyong electronics.
Ang puwersang nagtutulak sa likod ng teknolohiyang ito ay isang bagong air interface na magbibigay-daan sa mga mobile network operator na makamit ang higit na kahusayan na may katulad na paglalaan ng spectrum.Ang bagong network hierarchy ay magpapadali sa pagtatrabaho sa mga naka-segment na 5G network sa pamamagitan ng pagbibigay-daan sa iyong dynamic na maglaan ng maraming uri ng trapiko batay sa mga partikular na pangangailangan sa trapiko.
"Ito ay tungkol sa bandwidth at latency," sabi ni Michael Thompson, RF Solutions Architect sa Custom ICs at PCBs Group ng Cadence.“Gaano kabilis ako makakakuha ng malaking halaga ng data?Ang isa pang benepisyo ay ito ay isang dynamic na sistema, kaya nakakatipid ito sa akin ng problema sa pagtali ng isang buong channel o maramihang mga channel ng bandwidth.Ito ay katulad ng throughput on demand, depende sa application.Ito ang ano.Kaya, ito ay mas nababaluktot kaysa sa nakaraang henerasyon na pamantayan.Bilang karagdagan, ang kapasidad nito ay mas mataas.
Nagbubukas ito ng mga bagong posibilidad ng aplikasyon sa pang-araw-araw na buhay, sa mga sporting event, sa industriya at sa transportasyon."Kung maglalagay ako ng sapat na mga sensor sa eroplano, makokontrol ko ito, at sa isang application tulad ng machine learning, magsisimula itong maunawaan kapag ang isang bahagi, sistema o proseso ay kailangang ayusin o palitan," sabi ni Thompson.“Kaya mayroong isang eroplano na lumilipad sa bansa at ito ay lalapag sa LaGuardia.Teka, may darating at papalitan.Ito ay para sa napakalaking kagamitan sa paglilipat ng lupa, at kagamitan sa pagmimina kung saan pinangangalagaan ng system ang sarili nito.Gusto mong pigilan ang pag-crash ng mga multi-milyong dolyar na kagamitan na ito para hindi sila maupo doon habang naghihintay ng mga piyesa na maipadala. Makakatanggap ka ng data mula sa libu-libong mga unit na ito nang sabay-sabay. Ito ay nangangailangan ng maraming bandwidth at mababang latency upang makakuha ng impormasyon nang mabilis. Kung kailangan mong bumalik at magpadala ng isang bagay pabalik, maaari mo rin itong ipadala nang napakabilis.”
Isang teknolohiya, maraming pagpapatupad Ang terminong 5G ay ginagamit sa iba't ibang paraan ngayon.Sa pinaka-pangkalahatang anyo nito, ito ay isang ebolusyon ng cellular wireless na teknolohiya na magpapahintulot sa mga bagong serbisyo na pamahalaan sa isang karaniwang air interface, paliwanag ni Colin Alexander, direktor ng wireless marketing para sa negosyo ng imprastraktura ng Arm."Ilalaan ang ilang umiiral at bagong frequency upang magdala ng trapiko mula sa sub-1 GHz sa malalayong distansya, suburban at mas malawak na saklaw, at millimeter-wave traffic mula 26 hanggang 60 GHz para sa mga bagong kaso ng paggamit na may mataas na kapasidad at mababang latency."
Ang Next Generation Mobile Network Alliance (NGMN) at iba pa ay nakabuo ng notation na naglalarawan ng mga use case sa tatlong punto ng isang tatsulok—isang sulok para sa pinahusay na mobile broadband, ang isa naman para sa ultra-reliable low-latency communication (URLLC).Uri ng makina ng komunikasyon.Ang bawat isa sa kanila ay nangangailangan ng ganap na magkakaibang uri ng network para sa kanilang mga pangangailangan.
"Humahantong ito sa isa pang kinakailangan para sa 5G, ang kinakailangan upang tukuyin ang isang pangunahing network," sabi ni Alexander."Ang pangunahing network ay epektibong magpapalaki sa lahat ng iba't ibang uri ng trapikong ito."
Nabanggit niya na ang mga mobile network operator ay nagsusumikap na magbigay ng pinaka-flexible na pag-upgrade at pagpapalawak ng kanilang mga network, gamit ang virtualized at containerized na mga pagpapatupad ng software na tumatakbo sa standard computing hardware sa cloud.
Sa mga tuntunin ng mga uri ng trapiko ng URLLC, ang mga application na ito ay maaari na ngayong pamahalaan mula sa cloud.Ngunit nangangailangan ito ng paglipat ng ilang mga kontrol at pag-andar ng user na mas malapit sa gilid ng network, sa air interface.Halimbawa, isaalang-alang ang mga matatalinong robot sa mga pabrika na nangangailangan ng mababang latency na network para sa seguridad at kahusayan.Mangangailangan ito ng mga edge computing block, bawat isa ay may compute, storage, acceleration, at machine learning na mga kakayahan, at ang ilan ngunit hindi lahat ng V2X at automotive application services ay magkakaroon ng katulad na mga kinakailangan, sabi ni Alexander.
"Sa mga kaso kung saan kailangan ang mababang latency, ang pagpoproseso ay maaaring ilipat muli sa gilid upang kalkulahin at ipaalam ang mga solusyon sa V2X.Kung ang application ay higit pa tungkol sa pamamahala ng mapagkukunan, tulad ng paradahan o pagsubaybay ng tagagawa, ang computing ay maaaring bulk cloud computing.sa device ", - sabi niya.
Pagdidisenyo para sa 5G Para sa mga inhinyero ng disenyo na inatasang magdisenyo ng 5G chips, maraming gumagalaw na piraso sa puzzle, bawat isa ay may sariling hanay ng mga pagsasaalang-alang.Halimbawa, sa mga base station, ang isa sa mga pangunahing problema ay ang pagkonsumo ng kuryente.
"Karamihan sa mga base station ay idinisenyo gamit ang mga advanced na ASIC at FPGA technology node," sabi ni Geoff Tate, CEO ng Flex Logix."Sa kasalukuyan, ang mga ito ay idinisenyo gamit ang SerDes, na kumukonsumo ng maraming kapangyarihan at kumukuha ng maraming espasyo.Kung maaari kang bumuo ng programmability sa ASIC maaari mong bawasan ang pagkonsumo ng kuryente at bakas ng paa dahil hindi mo kailangan ng SerDes na tumakbo nang mabilis off-chip at mayroon kang mas maraming bandwidth sa pagitan ng programmable logic at ASIC na ginagawa ito ng Intel sa pamamagitan ng paglalagay ng kanilang mga Xeon at Altera FPGA sa parehong pakete Para makakuha ka ng 100 beses na mas bandwidth Mga kawili-wiling bagay tungkol sa mga base station Una, bubuo mo ang teknolohiya at pagkatapos ay maaari mong ibenta at gamitin ito sa buong mundo.Gamit ang isang mobile phone, maaari kang lumikha ng iba't ibang mga bersyon para sa iba't ibang mga bansa."
Iba ang mga kinakailangan para sa mga device na naka-deploy sa core network at sa cloud.Ang isa sa mga pangunahing pagsasaalang-alang ay isang arkitektura na nagpapadali sa pamamahala ng software at madaling i-port ang mga kaso ng paggamit sa mga device.
"Ang ecosystem ng mga pamantayan para sa paghawak ng mga virtualized na serbisyo ng container tulad ng OPNFV (Open Platform for Network Function Virtualization) ay napakahalaga," sabi ni Arm's Alexander."Ang pamamahala sa pakikipag-ugnayan sa pagitan ng mga elemento ng network at trapiko sa pagitan ng mga device sa pamamagitan ng orkestrasyon ng serbisyo ay magiging susi din.Ang ONAP (Open Network Automation Platform) ay isang halimbawa.Ang pagkonsumo ng kuryente at kahusayan ng device ay mga pangunahing pagpipilian din sa disenyo."
Sa gilid ng network, kasama sa mga kinakailangan ang mababang latency, mataas na bandwidth sa antas ng user, at mababang paggamit ng kuryente.
"Kailangan ng mga accelerator na madaling masuportahan ang maraming iba't ibang mga kinakailangan sa computational na hindi palaging pinakamahusay na pinangangasiwaan ng isang pangkalahatang layunin na CPU," sabi ni Alexander.Ang kakayahang mag-scale ay napakahalaga.Mahalaga rin ang suporta para sa isang arkitektura na madaling mag-scale sa pagitan ng mga ASIC, ASSP, at FPGA, dahil ibabahagi ang edge computing sa mga network ng anumang laki at sa anumang device.Mahalaga rin ang scalability ng software.”
Ang 5G ay maaari ding magdulot ng mga pagbabago sa arkitektura ng chipset, lalo na kung saan matatagpuan ang mga radyo.Sinabi ni Ron Lowman na habang ang mga analog na front-end ng mga solusyon sa LTE ay inilalagay sa radyo, ang processor, o ganap na pinagsama-sama, kapag ang mga team ng disenyo ay lumipat sa mga bagong teknolohiya, ang mga front-end na iyon ay karaniwang lumalabas muna sa chip at pagkatapos ay bumalik dito. .habang umuunlad ang teknolohiya Siya, Synopsys IoT Strategic Marketing Manager.
"Sa pagdating ng 5G, inaasahan na maraming mga radyo, mas advanced na teknolohiya, at mas mabilis, mas advanced na mga node ng teknolohiya tulad ng 12nm at mas mataas ay gaganap ng isang mahalagang papel sa pinagsama-samang mga bahagi," sabi ni Lowman.“Ito ay nangangailangan ng mga data converter na pumapasok sa analog interface upang mahawakan ang mga gigasample bawat segundo.Ang mataas na pagiging maaasahan ay palaging mahalaga.Ang mga salik tulad ng bukas na spectrum at paggamit ng Wi-Fi ay ginagawa itong mas mahirap kaysa sa nakaraan.Ang pagsisikap na harapin ang lahat ng iyon ay hindi isang madaling gawain, at ang pag-aaral ng makina at artificial intelligence ay maaaring maging angkop na gawin ang ilan sa mga mahirap na trabaho.Ito, sa turn, ay nakakaapekto sa arkitektura, dahil naglo-load ito hindi lamang sa pagproseso, kundi pati na rin sa memorya.
Sumasang-ayon si Thompson ng Cadence.“Habang bumubuo kami ng 5G o IoT para sa mas mataas na 802.11 na mga pamantayan at maging ang ilang pagsasaalang-alang sa ADAS, sinusubukan naming bawasan ang pagkonsumo ng kuryente, maging mas mura, mas maliit at pataasin ang pagganap sa pamamagitan ng paglipat sa mas maliliit na node.Ihambing iyon sa iyong halo ng mga alalahanin, na naobserbahan sa Russian Federation, "sabi niya."Habang lumiliit ang mga node, lumiliit ang mga IC.Upang lubos na mapakinabangan ng isang IC ang mas maliit na sukat nito, kailangan itong nasa mas maliit na pakete.May isang push para sa mga bagay na maging mas maliit at mas compact, ngunit iyon ay hindi isang magandang bagay.para sa RF Design”.“…sa simulation, hindi ako masyadong nag-aalala tungkol sa epekto ng circuit sa pamamahagi.Kung mayroon akong isang piraso ng metal, ito ay maaaring mukhang isang risistor ng kaunti, ngunit ito ay mukhang isang risistor sa lahat ng mga frequency.Kung ito ay isang RF effect, kung gayon ito ay isang linya ng pagpapadala, ito ay magmumukhang iba depende sa kung anong dalas ang ipinapadala ko sa ibabaw nito. Ang mga patlang na ito ay ma-trigger sa ibang mga bahagi ng kadena. Ngayon ay natipon ko na ang lahat nang mas malapit sa isa't isa at kung kailan ito ay, ang koneksyon Degree ay tumaas exponentially. Kapag ako ay nakarating sa mas maliit na mga node, ang mga coupling effect na ito ay nagiging mas malinaw, na nangangahulugan din na ang bias boltahe ay mas maliit. Kaya ang ingay ay isang malaking epekto dahil hindi ko bias ang aparato down. mas mababang boltahe, mas may epekto ang parehong antas ng ingay. Marami sa mga problemang ito ay nasa antas ng system sa 5G."
Bagong pagtutok sa pagiging maaasahan Ang pagiging maaasahan ay nagkaroon ng bagong kahulugan sa mga wireless na komunikasyon dahil ang mga chip na ito ay ginagamit sa automotive, pang-industriya at medikal na mga aplikasyon.Ito ay karaniwang hindi nauugnay sa mga wireless na komunikasyon, kung saan ang mga pagkabigo ng koneksyon, pagkasira ng pagganap, o anumang iba pang isyu na maaaring makagambala sa serbisyo ay karaniwang nakikita bilang isang abala sa halip na isang isyu sa seguridad.
"Kailangan nating maghanap ng mga bagong paraan upang ma-verify na ang mga functional na safety chip ay gagana nang maaasahan," sabi ni Roland Jahnke, Pinuno ng Mga Paraan ng Disenyo sa Fraunhofer EAS.“Bilang industriya, wala pa tayo.Sinusubukan naming ayusin ang proseso ng pagbuo sa ngayon.Kailangan nating tingnan kung paano nakikipag-ugnayan ang mga bahagi at tool, at marami tayong trabaho para matiyak ang pagkakapare-pareho.
Nabanggit ni Jahnke na sa ngayon ang karamihan sa mga problema ay dahil sa isang error sa disenyo.“Paano kung dalawa o tatlong surot?Dapat sabihin ng verifier sa taga-disenyo kung ano ang maaaring magkamali at kung nasaan ang mga bug, at pagkatapos ay ibalik ang mga ito sa panahon ng proseso ng disenyo."
Naging malaking isyu ito sa maraming kritikal na merkado sa kaligtasan, at ang malaking isyu sa wireless at automotive ay ang patuloy na pagtaas ng bilang ng mga variable sa magkabilang panig."Ang ilan sa mga ito ay kailangang idisenyo upang palaging naka-on," sabi ni Oliver King, CTO ng Moortec."Ang pagmomodelo nang maaga ay maaaring mahulaan kung paano gagamitin ang mga bagay.Mahirap hulaan.Kakailanganin ng oras upang makita kung paano gumagana ang mga bagay."
Kinakailangan ang network ng nayon.Gayunpaman, nararamdaman ng sapat na mga kumpanya na ang 5G ay may sapat na mga benepisyo upang bigyang-katwiran ang pagsisikap na buuin ang imprastraktura na kailangan para magawa itong lahat.
Si Magdi Abadir, vice president ng marketing sa Helic, ay nagsabi na ang pinakamalaking pagkakaiba sa 5G ay ang mga bilis ng data na inaalok."Ang 5G ay maaaring gumana sa bilis mula 10 hanggang 20 gigabits bawat segundo.Dapat suportahan ng imprastraktura ang uri ng rate ng paglilipat ng data, at dapat iproseso ng mga chip ang papasok na data na ito.Para sa mga receiver at transmitter sa mga banda na higit sa 100 GB, dapat ding isaalang-alang ang dalas.Sa Russian Federation, nakasanayan na nila ang dalas ng 70 GHz para sa mga radar at iba pa."
Ang paglikha ng imprastraktura na ito ay isang kumplikadong gawain na sumasaklaw sa ilang mga link sa electronics supply chain.
"Ang magic na pinag-uusapan para mangyari ito ay sinusubukang gumawa ng higit pang pagsasama sa RF side ng SoC," sabi ni Abadir.Pagsasama sa mga analog na bahagi ng ADC at DAC na may napakataas na sampling rate.Dapat isama ang lahat sa iisang SoC.Nakita namin ang pagsasama at tinalakay ang mga isyu sa pagsasama, ngunit pinalalaki nito ang lahat dahil nagtatakda ito ng mataas na layunin at pinipilit ang mga developer na magsama ng higit pa kaysa sa naisip.Napakahirap na ihiwalay ang lahat at hindi maapektuhan ang mga kalapit na circuits.
Mula sa puntong ito, ang 2G ay pangunahing voice transmission, habang ang 3G at 4G ay mas maraming data transmission at mas mahusay na suporta.Sa kabaligtaran, kinakatawan ng 5G ang paglaganap ng iba't ibang device, iba't ibang serbisyo at pagtaas ng bandwidth.
"Ang mga bagong modelo ng paggamit tulad ng pinahusay na mobile broadband at mababang latency na koneksyon ay nangangailangan ng 10x na pagtaas sa bandwidth," sabi ni Mike Fitton, Strategic Planner at Business Development Specialist sa Achronix."Sa karagdagan, ang 5G ay inaasahang magiging napakahalaga para sa V2X, lalo na para sa susunod na henerasyon ng 5G.Ang 5G Release 16 ay magkakaroon ng URLLC na napakahalaga para sa mga V2X application.Application ng uri ng network.
Ang pagpaplano para sa hindi tiyak na hinaharap ng 5G ay madalas na tinitingnan bilang isang serye ng mga superlatibo na may 10x na mas maraming bandwidth, 5x latency, at 5-10x pang device.Ito ay kumplikado sa pamamagitan ng katotohanan na ang tinta sa 5G specs ay hindi masyadong tuyo.Palaging may mga huli na karagdagan na nangangailangan ng flexibility at nagiging programmability.
"Kung isasaalang-alang mo ang dalawang malaking pangangailangan ng isang link ng data ng hardware dahil sa mataas na bandwidth at ang pangangailangan para sa flexibility, nangangahulugan ito na malamang na kakailanganin mo ng ilang uri ng dedikadong SoC o ASIC na may higit na programmability sa pagitan ng hardware at software.…kung titingnan mo ang bawat 5G platform ngayon, lahat sila ay nakabatay sa mga FPGA dahil hindi mo lang nakikita ang throughput.Sa isang punto, lahat ng pangunahing wireless OEM ay malamang na lumipat sa mas matipid at na-optimize na software na ASIC power, ngunit nangangailangan ng flexibility at drive upang mabawasan ang gastos at pagkonsumo ng kuryente.Ito ay tungkol sa pagpapanatiling flexibility kung saan mo ito kailangan (sa mga FPGA o naka-embed na FPGA) at pagkatapos ay pagdaragdag ng functionality kung posible upang makamit ang pinakamababang gastos at paggamit ng kuryente.
Sumasang-ayon si Tate ng Flex Logix.“Higit sa 100 kumpanya ang nagpapatakbo sa lugar na ito.Iba ang spectrum, iba ang protocol, at iba ang chips na ginamit.Ang repeater chip ay magiging mas limitado sa kapangyarihan sa mga dingding ng isang gusali, kung saan maaaring mayroong isang lugar kung saan ang isang eFPGA ay mas mahalaga."
Mga Kaugnay na Kuwento The Rocky Road to 5G Gaano kalayo aabot ang bagong wireless na teknolohiyang ito, at anong mga hamon ang natitira pang malagpasan?Ang Wireless Testing ay Nahaharap sa Mga Bagong Hamon Ang pagdating ng 5G at iba pang bagong wireless na teknolohiya ay nagpapahirap sa pagsubok.Ang wireless na pagsubok ay isang posibleng solusyon.Tech Talk: Ano ang ibig sabihin ng 5G, ang bagong wireless standard, para sa industriya ng tech at kung anong mga hamon ang naghihintay.5G Test Equipment Race Nagsisimula Ang susunod na henerasyon ng wireless na teknolohiya ay nasa pagbuo pa rin, ngunit ang mga equipment vendor ay handang subukan ang 5G sa mga pilot deployment.
Ang industriya ay sumulong sa pag-unawa kung paano nakakaapekto ang pagtanda sa pagiging maaasahan, ngunit mas maraming mga variable ang nagpapahirap sa pag-aayos.
Tinutuklasan ng grupo ang potensyal ng mga 2D na materyales, 1000-layer na memorya ng NAND, at mga bagong paraan sa pag-hire ng talento.
Ang magkakaibang pagsasama at pagtaas ng density sa mga front-end na node ay nagdudulot ng ilang mapaghamong at nakakatakot na hamon para sa pagmamanupaktura at packaging ng IC.
Ang pagpapatunay ng processor ay mas mahirap kaysa sa isang ASIC na maihahambing ang laki, at ang mga RISC-V na processor ay nagdaragdag ng isa pang layer ng pagiging kumplikado.
Ang 127 na mga startup ay nakalikom ng $2.6 bilyon, na may malaking pondong nalikom sa pamamagitan ng koneksyon sa data center, quantum computing at mga baterya.
Ang industriya ay sumulong sa pag-unawa kung paano nakakaapekto ang pagtanda sa pagiging maaasahan, ngunit mas maraming mga variable ang nagpapahirap sa pag-aayos.
Ang magkakaibang disenyo, thermal mismatch sa iba't ibang kaso ng paggamit ay maaaring makaapekto sa lahat mula sa pinabilis na pagtanda hanggang sa warping at pagkabigo ng system.
Ang bagong pamantayan ng memorya ay nagdaragdag ng mga makabuluhang benepisyo, ngunit ito ay mahal pa rin at mahirap gamitin.Maaaring magbago ito.
Oras ng post: Mar-16-2023