Yeni nesil kablosuz teknoloji, zorluklarla doludur, ancak bu, hızı yavaşlatmadı.
Bu teknoloji, çok yüksek veri hızlarına, 4G LTE'den çok daha düşük gecikme süresine ve hücre sitesi başına büyük ölçüde artan cihaz yoğunluğunu yönetme yeteneğine sahiptir.Kısacası, otomotiv sensörleri, IoT cihazları ve giderek artan bir şekilde yeni nesil elektronikler tarafından üretilen veri seliyle başa çıkmak için en iyi teknolojidir.
Bu teknolojinin arkasındaki itici güç, mobil şebeke operatörlerinin benzer bir spektrum tahsisi ile daha fazla verimlilik elde etmelerini sağlayacak yeni bir hava arayüzüdür.Yeni ağ hiyerarşisi, belirli trafik gereksinimlerine göre birden fazla trafik türünü dinamik olarak ayırmanıza izin vererek, bölümlere ayrılmış 5G ağlarıyla çalışmayı kolaylaştıracak.
Cadence'in Özel IC'ler ve PCB'ler Grubunda RF Çözümleri Mimarı olan Michael Thompson, "Bu, bant genişliği ve gecikmeyle ilgili," dedi.“Büyük miktarda veriyi ne kadar hızlı alabilirim?Diğer bir avantajı da bunun dinamik bir sistem olması, bu yüzden beni bütün bir kanalı veya çoklu bant genişliği kanallarını bağlama zahmetinden kurtarıyor.Bu, uygulamaya bağlı olarak talep üzerine verime benzer.Bu nedir.Bu nedenle, önceki nesil standarda göre daha esnektir.Ayrıca kapasitesi çok daha yüksek.”
Bu, günlük yaşamda, spor etkinliklerinde, endüstride ve ulaşımda yeni uygulama olanakları sağlar.Thompson, "Uçağa yeterince sensör koyarsam onu kontrol edebilirim ve makine öğrenimi gibi bir uygulamayla bir parçanın, sistemin veya sürecin ne zaman onarılması veya değiştirilmesi gerektiğini anlamaya başlayacak" dedi."Ülke içinden geçen bir uçak var ve LaGuardia'ya inecek.Bekle, birisi gelip değiştirecek.Bu, çok büyük hafriyat ekipmanları ve sistemin kendi başının çaresine baktığı madencilik ekipmanları için geçerlidir.Bu milyonlarca dolarlık birimlerin ekipmanın çökmesini önlemek istiyorsunuz, böylece orada oturup parçaların gönderilmesini beklemesinler. Bu birimlerden binlercesinden aynı anda veri alacaksınız. Çok fazla bant genişliği gerektirir. ve hızlı bilgi almak için düşük gecikme süresi. Geri dönüp bir şey göndermeniz gerekirse, onu da çok hızlı bir şekilde gönderebilirsiniz.
Tek teknoloji, çoklu uygulama 5G terimi bugünlerde çeşitli şekillerde kullanılmaktadır.Arm'ın altyapı işinde kablosuz pazarlama direktörü Colin Alexander, en genel haliyle, bu, yeni hizmetlerin standart bir hava arayüzü üzerinden yönetilmesine izin verecek hücresel kablosuz teknolojinin bir evrimidir."Yeni yüksek kapasiteli, düşük gecikmeli kullanım durumları için uzun mesafeler, banliyö ve daha geniş kapsama alanı boyunca 1 GHz'in altındaki trafiği ve 26'dan 60 GHz'e milimetre dalga trafiğini taşımak için birkaç mevcut ve yeni frekans tahsis edilecek."
Yeni Nesil Mobil Ağ Birliği (NGMN) ve diğerleri, bir üçgenin üç noktasındaki kullanım durumlarını gösteren bir notasyon geliştirdiler: bir köşe gelişmiş mobil geniş bant için, diğeri ultra güvenilir düşük gecikmeli iletişim (URLLC) için.İletişim makinesi tipi.Her biri, ihtiyaçları için tamamen farklı bir ağ türü gerektirir.
Alexander, "Bu, 5G için başka bir gereksinime, bir çekirdek ağ tanımlama gereksinimine yol açıyor" dedi."Çekirdek ağ, tüm bu farklı trafik türlerini etkili bir şekilde ölçeklendirecek."
Mobil ağ operatörlerinin, bulutta standart bilgi işlem donanımı üzerinde çalışan sanallaştırılmış ve kapsayıcılı yazılım uygulamalarını kullanarak ağlarının en esnek şekilde yükseltilmesini ve genişletilmesini sağlamak için çalıştıklarını belirtti.
URLLC trafik türleri açısından bu uygulamalar artık buluttan yönetilebilmektedir.Ancak bu, bazı kontrolleri ve kullanıcı işlevlerini ağın ucuna, hava arayüzüne yaklaştırmayı gerektirir.Örneğin, güvenlik ve verimlilik nedenleriyle düşük gecikmeli ağlara ihtiyaç duyan fabrikalardaki akıllı robotları düşünün.Alexander, bunun her biri bilgi işlem, depolama, hızlandırma ve makine öğrenimi özelliklerine sahip uç bilgi işlem blokları gerektireceğini ve V2X ve otomotiv uygulama hizmetlerinin tümü olmasa da bazılarının benzer gereksinimlere sahip olacağını söylüyor.
”Düşük gecikme süresinin gerekli olduğu durumlarda, V2X çözümlerini hesaplamak ve iletmek için işleme tekrar uca taşınabilir.Uygulama, park etme veya üretici takibi gibi daha çok kaynak yönetimi ile ilgiliyse, bilgi işlem toplu bulut bilgi işlem olabilir.cihazda”, – dedi.
5G için Tasarım 5G yongaları tasarlamakla görevli tasarım mühendisleri için, yapbozda her biri kendi hususları olan birçok hareketli parça vardır.Örneğin baz istasyonlarında temel sorunlardan biri güç tüketimidir.
Flex Logix CEO'su Geoff Tate, "Baz istasyonlarının çoğu gelişmiş ASIC ve FPGA teknolojisi düğümleriyle tasarlandı" dedi."Şu anda çok fazla güç tüketen ve çok yer kaplayan SerDes kullanılarak tasarlanıyorlar.ASIC'de programlanabilirlik oluşturabilirseniz güç tüketimini ve ayak izini azaltabilirsiniz çünkü çip dışında hızlı çalışmak için SerDes'e ihtiyacınız yoktur ve programlanabilir mantık ile ASIC'ler arasında daha fazla bant genişliğine sahipsiniz Intel bunu Xeon'larını ve Altera FPGA'larını aynı paket Böylece 100 kat daha fazla bant genişliği elde edersiniz Baz istasyonları hakkında ilginç şeyler Önce teknolojiyi geliştirirsiniz, sonra onu dünyanın her yerine satıp kullanabilirsiniz.Bir cep telefonu ile farklı ülkeler için farklı versiyonlar oluşturabilirsiniz.”
Gereksinimler, çekirdek ağda ve bulutta dağıtılan cihazlar için farklıdır.En önemli hususlardan biri, yazılımı yönetmeyi ve kullanım durumlarını cihazlara kolayca taşımayı kolaylaştıran bir mimaridir.
Arm'dan Alexander, "OPNFV (Ağ İşlevi Sanallaştırma için Açık Platform) gibi sanallaştırılmış konteyner hizmetlerini işlemeye yönelik standartların ekosistemi çok önemlidir" dedi."Ağ öğeleri arasındaki etkileşimi ve cihazlar arasındaki trafiği hizmet düzenleme yoluyla yönetmek de önemli olacaktır.ONAP (Açık Ağ Otomasyon Platformu) buna bir örnektir.Güç tüketimi ve cihaz verimliliği de önemli tasarım seçenekleridir.”
Ağ ucunda, gereksinimler arasında düşük gecikme süresi, yüksek kullanıcı düzeyinde bant genişliği ve düşük güç tüketimi yer alır.
Alexander, "Hızlandırıcıların, genel amaçlı bir CPU tarafından her zaman en iyi şekilde ele alınamayan birçok farklı hesaplama gereksinimini kolayca destekleyebilmesi gerekir" dedi.Ölçeklendirme yeteneği çok önemlidir.Edge bilgi işlem her boyuttaki ağlara ve herhangi bir cihaza dağıtılacağından, ASIC'ler, ASSP'ler ve FPGA'lar arasında kolayca ölçeklenebilen bir mimari desteği de önemlidir.Yazılım ölçeklenebilirliği de önemlidir.”
5G, özellikle radyoların bulunduğu yerlerde yonga seti mimarisinde de değişikliklere neden olabilir.Ron Lowman, LTE çözümlerinin analog ön uçları radyoya, işlemciye veya tam entegreye yerleştirilirken, tasarım ekipleri yeni teknolojilere geçtiğinde, bu ön uçların tipik olarak önce çipten çıktığını ve sonra tekrar ona geçtiğini söyledi. .teknoloji ilerledikçe He, Synopsys IoT Stratejik Pazarlama Müdürü.
Lowman, "5G'nin ortaya çıkmasıyla, birden fazla radyonun, daha ileri teknolojilerin ve 12nm ve üstü gibi daha hızlı, daha ileri teknoloji düğümlerinin entegre bileşenlerde önemli bir rol oynaması bekleniyor" dedi."Bu, saniyede gigasample'ları işleyebilmek için analog arayüze giren veri dönüştürücülerini gerektirir.Yüksek güvenilirlik de her zaman önemlidir.Açık spektrum ve Wi-Fi kullanımı gibi faktörler, geçmişte olduğundan çok daha zor hale getiriyor.Tüm bunlarla başa çıkmaya çalışmak kolay bir iş değil ve makine öğrenimi ve yapay zeka, zor işlerin bir kısmını yapmak için çok uygun olabilir.Bu da, yalnızca işlemeyi değil aynı zamanda belleği de yüklediği için mimariyi etkiler.”
Cadence'li Thompson da aynı fikirde."Daha yüksek 802.11 standartları ve hatta bazı ADAS hususları için 5G veya IoT geliştirirken, güç tüketimini azaltmaya, daha ucuz olmaya, daha küçük olmaya ve daha küçük düğümlere geçerek performansı artırmaya çalışıyoruz.Bunu, Rusya Federasyonu'nda gözlemlediğiniz endişelerle karşılaştırın” dedi."Düğümler küçüldükçe, IC'ler küçülür.Bir IC'nin daha küçük boyutundan tam olarak yararlanabilmesi için daha küçük bir pakette olması gerekir.Her şeyin daha küçük ve daha derli toplu olması yönünde bir baskı var ama bu iyi bir şey değil.”RF Tasarımı için”.“…simülasyonda, devrenin dağıtım üzerindeki etkisi hakkında çok fazla endişelenmiyorum.Bir metal parçam varsa, biraz direnç gibi görünebilir, ancak tüm frekanslarda bir direnç gibi görünür.Eğer bu bir RF etkisiyse, o zaman bu bir iletim hattı, üzerinden hangi frekansı gönderdiğime bağlı olarak farklı görünecek. Bu alanlar zincirin diğer kısımlarında tetiklenecektir. Şimdi her şeyi birbirine daha yakın ve ne zaman toplayacağım Daha küçük düğümlere geldiğimde, bu bağlantı etkileri daha belirgin hale geliyor, bu da ön gerilimin daha küçük olduğu anlamına geliyor. düşük voltaj, aynı gürültü seviyesi daha fazla etkiye sahip. Bu sorunların birçoğu 5G'de sistem seviyesinde mevcut.”
Güvenilirliğe yeni odaklanma Bu çipler otomotiv, endüstriyel ve tıbbi uygulamalarda kullanıldığından, kablosuz iletişimde güvenilirlik yeni bir anlam kazandı.Bu genellikle kablosuz iletişimle ilgili değildir; burada bağlantı arızaları, performans düşüşü veya hizmeti kesintiye uğratabilecek diğer sorunlar genellikle bir güvenlik sorunu olmaktan çok bir rahatsızlık olarak görülür.
Fraunhofer EAS Tasarım Yöntemleri Başkanı Roland Jahnke, "İşlevsel güvenlik çiplerinin güvenilir bir şekilde çalışacağını doğrulamak için yeni yollar bulmamız gerekiyor" dedi.“Bir endüstri olarak, henüz orada değiliz.Şu anda geliştirme sürecini yapılandırmaya çalışıyoruz.Parçaların ve aletlerin nasıl etkileşime girdiğine bakmamız gerekiyor ve tutarlılığı sağlamak için çok işimiz var."
Jahnke, şimdiye kadar sorunların çoğunun tek bir tasarım hatasından kaynaklandığını kaydetti.“Ya iki veya üç böcek varsa?Doğrulayıcı, tasarımcıya neyin yanlış gidebileceğini ve hataların nerede olduğunu söylemeli ve ardından tasarım sürecinde bunları geri almalıdır.
Bu, güvenliğin kritik olduğu birçok pazarda büyük bir sorun haline geldi ve kablosuz ve otomotiv ile ilgili en büyük sorun, her iki tarafta da sürekli artan değişken sayısıdır.Moortec CTO'su Oliver King, "Bazılarının her zaman açık olacak şekilde tasarlanması gerekiyor" diyor."Önceden modelleme, nesnelerin nasıl kullanılacağını tahmin edebilir.Tahmin etmek zor.İşlerin nasıl yürüdüğünü görmek zaman alacak.”
Köy ağı gerekli.Bununla birlikte, yeterince şirket, 5G'nin, her şeyin çalışması için gereken altyapıyı oluşturma çabasını haklı çıkarmaya yetecek kadar faydası olduğunu düşünüyor.
Helic'in pazarlamadan sorumlu başkan yardımcısı Magdi Abadir, 5G ile en büyük farkın sunulan veri hızları olacağını söyledi.“5G, saniyede 10 ila 20 gigabit hızlarda çalışabilir.Altyapı, veri aktarım hızı türünü desteklemeli ve çipler bu gelen verileri işlemelidir.100 GB'ın üzerindeki bantlardaki alıcılar ve vericiler için frekans da dikkate alınmalıdır.Rusya Federasyonu'nda radarlar ve benzerleri için 70 GHz frekansına alışkınlar.”
Bu altyapıyı oluşturmak, elektronik tedarik zincirindeki birkaç halkayı kapsayan karmaşık bir görevdir.
Abadir, "Bunu gerçekleştirmek için konuşulan sihir, SoC'nin RF tarafında daha fazla entegrasyon yapmaya çalışmaktır" dedi.Çok yüksek örnekleme oranı ile analog ADC ve DAC bileşenleri ile entegrasyon.Her şey aynı SoC'ye entegre edilmelidir.Entegrasyon gördük ve entegrasyon sorunlarını tartıştık, ancak bu her şeyi abartıyor çünkü yüksek bir hedef belirliyor ve geliştiricileri daha önce düşünülenden daha fazla entegre olmaya zorluyor.Her şeyi izole etmek ve komşu devreleri etkilememek çok zor.”
Bu açıdan bakıldığında 2G öncelikli olarak ses iletimi iken 3G ve 4G daha çok veri iletimi ve daha verimli destektir.Aksine 5G, farklı cihazların, farklı hizmetlerin ve artan bant genişliğinin çoğalmasını temsil ediyor.
Achronix'te Stratejik Planlayıcı ve İş Geliştirme Uzmanı Mike Fitton, "Gelişmiş mobil geniş bant ve düşük gecikmeli bağlantı gibi yeni kullanım modelleri, bant genişliğinde 10 kat artış gerektiriyor" dedi.Ayrıca 5G'nin özellikle yeni nesil 5G için V2X için çok önemli hale gelmesi bekleniyor.5G Sürüm 16, V2X uygulamaları için çok önemli olan URLLC'ye sahip olacaktır.Ağ tipi uygulama.
5G'nin belirsiz geleceği için planlama, genellikle 10 kat daha fazla bant genişliği, 5 kat gecikme ve 5-10 kat daha fazla cihaz içeren bir dizi üstünlük olarak görülüyor.Bu, 5G özelliklerindeki mürekkebin çok kuru olmaması nedeniyle karmaşıktır.Esneklik gerektiren ve programlanabilirliğe dönüşen geç eklemeler her zaman vardır.
"Yüksek bant genişliği nedeniyle bir donanım veri bağlantısının iki büyük ihtiyacını ve esneklik ihtiyacını hesaba katarsanız, bu, muhtemelen donanım ve yazılım arasında daha fazla programlanabilirliğe sahip bir tür özel SoC veya ASIC'ye ihtiyacınız olacağı anlamına gelir.…günümüzde her 5G platformuna bakarsanız, bunların tümü FPGA'lara dayalıdır çünkü iş hacmini göremezsiniz.Bir noktada, tüm büyük kablosuz OEM'lerin daha ekonomik ve optimize edilmiş yazılım ASIC gücüne geçmesi muhtemeldir, ancak maliyet ve güç tüketimini azaltmak için esneklik ve sürüş gerektirir.İhtiyaç duyduğunuz yerde (FPGA'larda veya gömülü FPGA'larda) esnekliği korumak ve ardından en düşük maliyet ve güç tüketimini elde etmek için mümkün olan yerlerde işlevsellik eklemekle ilgili.”
Tate of Flex Logix de aynı fikirde.“Bu alanda 100'den fazla firma faaliyet gösteriyor.Spektrum farklıdır, protokol farklıdır ve kullanılan çipler farklıdır.Bir eFPGA'nın daha değerli olduğu bir yerin olabileceği bir binanın duvarlarında tekrarlayıcı çipin gücü daha sınırlı olacaktır."
İlgili Hikayeler 5G'ye Giden Kayalık Yol Bu yeni kablosuz teknoloji ne kadar ileri gidecek ve üstesinden gelinmesi gereken hangi zorluklar var?Kablosuz Test Yeni Zorluklarla Karşı Karşıya 5G ve diğer yeni kablosuz teknolojilerin ortaya çıkışı, testi daha da zorlaştırıyor.Kablosuz test olası bir çözümdür.Tech Talk: Yeni kablosuz standart olan 5G, teknoloji endüstrisi için ne anlama geliyor ve ileride hangi zorluklar var?5G Test Ekipmanı Yarışı Başlıyor Yeni nesil kablosuz teknoloji hala geliştirme aşamasında, ancak ekipman satıcıları pilot dağıtımlarda 5G'yi test etmeye hazır.
Endüstri, yaşlanmanın güvenilirliği nasıl etkilediğini anlamada ilerleme kaydetmiştir, ancak daha fazla değişken, düzeltmeyi zorlaştırmaktadır.
Grup, 2B materyallerin, 1000 katmanlı NAND belleğin ve yetenek kiralamanın yeni yollarını keşfediyor.
Ön uç düğümlerdeki heterojen entegrasyon ve artan yoğunluk, IC üretimi ve paketleme için bazı zorlayıcı ve yıldırıcı zorluklar ortaya çıkarıyor.
İşlemci doğrulaması, karşılaştırılabilir boyuttaki bir ASIC'den çok daha zordur ve RISC-V işlemcileri, başka bir karmaşıklık katmanı ekler.
127 girişim, veri merkezi bağlantısı, kuantum bilgi işlem ve pillerden sağlanan önemli finansmanla 2,6 milyar dolar topladı.
Endüstri, yaşlanmanın güvenilirliği nasıl etkilediğini anlamada ilerleme kaydetmiştir, ancak daha fazla değişken, düzeltmeyi zorlaştırmaktadır.
Heterojen tasarımlar, farklı kullanım durumlarında termal uyumsuzluk, hızlandırılmış yaşlanmadan yamulmaya ve sistem arızasına kadar her şeyi etkileyebilir.
Yeni bellek standardı önemli avantajlar sağlar, ancak yine de pahalıdır ve kullanımı zordur.Bu değişebilir.
Gönderim zamanı: Mart-16-2023