新5 g的障碍

半导体工程坐下来谈挑战和进步5 g Yorgos Koutsoyannopoulos,总裁兼首席执行官Helic;高级主管Mike Fitton战略规划和业务发展Achronix;莎拉•约斯特高级产品营销经理国家仪器;阿文德•韦尔,产品管理主管有限元分析软件。以下是摘录的谈话。第一部分,点击在这里。

SE:所有的复杂性约5克真的能模拟和建模?这有可能吗?

韦尔:模拟天线是一个众所周知的问题。你基本上遵循麦克斯韦方程和试图理解行为当电流流经一个导体。只要我们实际解决,在最有效的方法,可以解决任何电磁感应问题。唯一的瓶颈是计算时间。如果你有一个64 x 64组合,数以百万计的可能的组合。您可以使用软件来确定哪些是最重要的,而不是试图解决每一个组合。

约斯特:我不认为模拟是正确的答案。软件定义无线电就是原型。为了搞清楚这一点,你构建一个原型。通过结合软件定义无线电,所以你有一个灵活的电台和一个FPGA可以处理实时处理,您不再需要一个ASIC建成了完整的网络为了开始测试。我们有一个设置在我们的实验室64 -元素数组,我们可以开始观察和测试不同的算法。当你移动时,是最好的算法beam-tracking做什么?原型添加了一层其他5克,我们没有在以前的几代人。我们能够看到如何执行之前你要烤到IP或烤成半导体。它给你机会做一个更加复杂的网络,以更少的风险和re-spin和设计在半导体方面的时间。

韦尔:你把一个很好的观点,但是如果你要原型的东西你已经失去了很多时间。我们相信虚拟样机。只要你能构建一个物理模型,然后几乎能够测试模型,你有一个虚拟prototype-even不试图理解的第一步,深不可测的组件是什么样子。我们这样做已经在集成电路方面几十年了。

约斯特:这取决于你想要一部分原型。如果你只是看天线本身,我们可以理解从模拟设计光束模式的最佳方式。我们没有足够好的模型在28日演出和39演出。信息是不存在的,原型确实提供了一个很好的方式去那里比出去和支出年收集通道模型和通道仿真,软件方面。两者都是重要的原因不同。

Fitton:他们都是非常重要的在一个连续的解决方案。你从模拟和把它到一个较低的水平。我看到很多人使用事务级models-SystemC和TLM 2.0模型。cycle-accurate你不想做,但你想做transaction-accurate模型芯片是如何工作的。现在你的软件开发人员就可以开始编写代码之前,它甚至出现在他们的FPGA或SoC。目前5 g的每一个解决方案是基于fpga因为没有芯片。然后进一步把它与手机。与基础设施,但即使你想硬哪里有某些关键功能的灵活性。每个人都会保留一些部分fpga在基础设施,这样他们可以修复bug并添加新功能。然后你将回来,因为你需要模型下一件事。 So we have MCC (mission-critical communication) next or URLLC (ultra-reliable low-latency communication). And without all of those steps, it never works.

Koutsoyannopoulos:今天我们有能力去设计一个64 -天线阵非常有效和准确。问题是我们如何移动一个级别,我们必须从系统的角度看待这个问题。我们应该沿着道路的哲学扩大我们的模型和仿真能力考虑越来越多的影响。问题不是如何准确的天线的模型,因为它是非常准确的。问题是如何与该天线系统的行为。我同意,我们绝对需要加快测试和原型设计周期。然而,原型和测试不应该设计周期的一部分。设计周期应该是快速和高效的工具,和测试周期后。问题开始当我们把考试作为设计的一部分,我们得到一个非常长期的设计。

约斯特:这取决于你如何定义测试。我们不参与生产或制造。我们参与设计标准和提出的算法。我们的可交付成果是知识产权或专利,而不是制造一个产品测试。的想法有一个原型是系统级视图,而无需建立一个芯片组。它不一定是如何设计一个天线。这是我们如何优化代码的书为我们投入天线,或我们如何挑选束我们会使用之前我们甚至使芯片,因为我们可以测试它在真实的环境中看到哪些做最好的工作。

SE:我们有多个迭代的5 g。第一个是实际上更像4.5 g, sub-6GHz。然后我们进入下一个级别,最后毫米波。这些是一个不同的阶段。我们从一个到另一个,和多快会发生这种情况呢?

Fitton:这取决于你目前居住的地方,从部署和光谱的角度来看。有令人难以置信的积极主张,每个人都声称他们的盒子是5 g功能。在中国,都是关于物联网,他们是世界上其他人的未来。韩国真的是咄咄逼人。但它会花很长时间。有很多谈论毫米波,但真正的根本性的改变将在使用模型。如果你想连接车,影响从信号到整个系统方面。虽然它将创建一个巨大的机会,它将政治影响,因为它会影响就业。

韦尔:这不是一个“等等看”技术。每个人都有在双脚跳。北美和中国最大的投资者可能是5 g技术。欧洲第三。欧洲标准不相信毫米技术直到北美和中国跳进水里。现在他们之后。所有主要的玩家在5 g的新标准是一致的。如果他们不配合,5 g会被干掉。在所有公司的最佳利益合作5 g标准和使它成功。机会是巨大的。 This is not a case where one company wins and another loses.

SE:它是一个完整的生态系统,对吧?

韦尔:是的,从回程提供者的手机提供商制造商芯片和天线。它在每个人的最佳利益合作在标准。在未来三到四年内,我相信这将是真的开始起飞。

约斯特:我同意这将是一个漫长的推出。公司已经做出sub-6GHz 5 g芯片,将在产品在未来6个月到一年。有很多基础设施推出sub-6GHz少。我们可以开始投入大规模的MIMO技术和获得更高的密度。我们将会看到这种技术在未来一到两年。改变游戏规则的应用程序将需要更长的时间和困难。但是我们将继续做出改进。的供应商告诉我,它没有意义把4 g的金融投资。他们想要把资源投入到5克。即使在中国,还有的non-standalone版本6 ghz标准和独立。 China doesn’t want to implement the non-standalone. They want to move forward with the standalone standard and not deploy this kind of half-step standard. But it’s going to be different in every country. Some pieces will come faster than others. We’re probably not going to get connected cars for 10 to 20 years, for a variety of reasons. One panel I sat in on distinguished between automatic and autonomous.

Koutsoyannopoulos:也许在2019年或2020年我们会升级手机将包括4 ghz乐队和28个ghz乐队,也就是感觉在LTE升级。与现有应用程序将会有更多的带宽。这将给我们一个垫脚石开始测试新的应用程序可以利用带宽。也许从2020年到2023年,我们将开始看到采用38 - 40 ghz,也许60 ghz-plus晚些时候,当我们有一个清晰的理解的应用程序或生态系统主要与汽车有关。但最大的问题我们还没有解决作为一个生态系统,和至关重要的标准和新应用,是延迟。今天我们敏感,只在几个应用程序像视频会议。这是微小的事情相比有被认为是潜在的用途。

Fitton:我完全同意,这就是为什么第二波的应用程序需要时间。如果你看看延迟,我们已经从1毫秒到0.2毫秒。我们必须更进一步。

约斯特:如果你看看需要多长时间的物理波从a点到B点,回程,0.1毫秒你必须100公里外。减少延迟,您还需要减少之间的空间,所以现在我们必须部署宏观细胞和小细胞和周围的基础设施来完成。

Fitton:是的,更多的细胞密度较低的范围。但是你也将向边缘处理能力。“自动”开车或其他应用程序正在使用,处理最好做在网络的边缘。使这些5 g应用程序你必须做一些边缘计算。现在你更热的限制。每个人都使用精度浮点运行机器学习应用程序。但如果你不能这样做了,你怎么把它向边缘得到tera-ops每瓦特而不是思考tera-ops吗?