簡(jiǎn)化5G基礎(chǔ)設(shè)施處理器的軟硬件開發(fā)

Jean-Francois Lacasse

1 5G基站的軟硬件開發(fā)挑戰(zhàn)

在設(shè)計(jì)5G設(shè)備時(shí)，工程師可能在幾個(gè)方面遇到挑戰(zhàn)。鑒于許多系統(tǒng)容量和使用場(chǎng)景都必須由新型5G蜂窩基站提供支持，相關(guān)解決方案會(huì)變得非常復(fù)雜，需要進(jìn)行大量測(cè)試與迭代開發(fā)，且功耗非常高。所有這些都為軟硬件開發(fā)帶來挑戰(zhàn)。

在部署5G物理層及以上各層，Marvell競(jìng)爭(zhēng)對(duì)手的傳統(tǒng)解決方案往往要求5G工程師掌握多種編程語言，因而需要將差別迥異的開發(fā)環(huán)境、編譯器與工具集成在一起。這多多少少會(huì)加大使用工具的繁瑣程度，增加編譯代碼所需要的時(shí)間，而這些時(shí)間原本可以用于增強(qiáng)新型算法。

當(dāng)前基站設(shè)計(jì)解決方案所提出的功耗問題給負(fù)責(zé)設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)與散熱解決方案的工程師們帶來了巨大挑戰(zhàn)。更多的功耗意味著外殼也要更大，這會(huì)增加成本，并可能需要配備風(fēng)扇，進(jìn)而縮短故障前平均時(shí)間，拉高現(xiàn)場(chǎng)支持難度，尤其是在大規(guī)模部署的情況下。

對(duì)于設(shè)計(jì)PCB的工程師而言，散熱、處理上述功耗的PCB區(qū)域以及用于實(shí)現(xiàn)所需性能與功能的SoC數(shù)量都是難題所在。當(dāng)前其他可用解決方案的集成度不足，這已成為阻礙最佳PCB設(shè)計(jì)，以實(shí)現(xiàn)可擴(kuò)展式整體解決方案的一個(gè)痛點(diǎn)。當(dāng)然，解決方案的成本與其單獨(dú)組件成本以及這些組件所提供的功能密不可分。其他可用解決方案要么集成度不高，導(dǎo)致需要使用多個(gè)芯片實(shí)現(xiàn)基本的功能模塊，要么雖然高度集成但功能不足，使工程師無法以高效的成本與功耗實(shí)現(xiàn)其解決方案所需要的性能。

2 Marvell的解決方案

Marvell產(chǎn)品支持使用C/C++編寫運(yùn)行于單一系統(tǒng)級(jí)芯片（ SoC）上的所有基帶功能。包括計(jì)算與傳輸在內(nèi)，所有MarveU SoC均保持這一相同環(huán)境，用于部署5G 2-4層。Marvell因而可以提供無縫集成所有必需組件的—體化軟件開發(fā)工具包（ SDK）。由于編程環(huán)境使用C/C++，代碼編譯速度遠(yuǎn)高于使用RTL之類的語言，從而可以讓5G工程師在數(shù)分鐘而非數(shù)小時(shí)內(nèi)快速更改與測(cè)試其算法及其他現(xiàn)代功能。這極大地加快了整體解決方案的故障排解、試驗(yàn)與維護(hù)，現(xiàn)場(chǎng)部署更新也能從中受益。

由于Marvell產(chǎn)品功耗較低，通常可以實(shí)現(xiàn)無風(fēng)扇設(shè)計(jì)，外殼也顯著縮小。Marvell SoC的這種高度功能性集成使客戶無需采用多個(gè)處理5G功能的外部芯片，如：安全、以太網(wǎng)、加速器與計(jì)算功能。由于最終解決方案的組件數(shù)量更少，故障點(diǎn)也隨之減少，PCB尺寸與成本也因而大幅下降。

3 MarVell的基礎(chǔ)設(shè)施處理器業(yè)務(wù)

從射頻單元到核心網(wǎng)，Marvell產(chǎn)品非常廣泛，其中包括大容量OCTEON Fusion 5G基帶處理器、OCTEONTX2網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)架構(gòu)處理器、Aldrin以太網(wǎng)交換機(jī)以及ThunderX2服務(wù)器處理器。這些新一代芯片在設(shè)計(jì)之初即考慮了5G需求，能夠帶來前所未有的信號(hào)處理、計(jì)算性能與交換容量。目前，所有這些產(chǎn)品均已量產(chǎn)，并應(yīng)用于全球移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)運(yùn)營(yíng)商當(dāng)前所部署的電信設(shè)備之中。例如，Marvell近期宣布與三星及諾基亞合作推出搭載上述多款產(chǎn)品的5G基站設(shè)計(jì)方案。