Næsta kynslóð þráðlausrar tækni er full af áskorunum en það hefur ekki dregið úr hraðanum.
Þessi tækni státar af mjög háum gagnahraða, mun minni leynd en 4G LTE og getu til að takast á við stóraukinn þéttleika tækis á hverja farsímasíðu.Í stuttu máli er þetta besta tæknin til að takast á við gagnaflóðið sem myndast af skynjara bifreiða, IoT tækjum og, í vaxandi mæli, næstu kynslóðar rafeindatækni.
Drifkrafturinn á bak við þessa tækni er nýtt loftviðmót sem mun gera farsímakerfum kleift að ná fram meiri skilvirkni með svipaðri litrófsúthlutun.Nýja netstigveldið mun gera það auðveldara að vinna með sundurliðuðum 5G netkerfum með því að leyfa þér að úthluta mörgum tegundum umferðar á virkan hátt út frá sérstökum umferðarþörfum.
„Þetta snýst um bandbreidd og leynd,“ sagði Michael Thompson, RF Solutions Architect hjá Custom ICs and PCBs Group hjá Cadence.„Hversu hratt get ég fengið mikið magn af gögnum?Annar ávinningur er að þetta er kraftmikið kerfi, svo það sparar mér vandræði við að binda heila rás eða margar bandbreiddarrásir.Þetta er svipað og afköst á eftirspurn, allt eftir umsókn.Þetta er hvað.Þannig er það sveigjanlegra en fyrri kynslóðarstaðallinn.Auk þess er afkastageta þess miklu meiri.“
Þetta opnar nýja notkunarmöguleika í daglegu lífi, á íþróttaviðburðum, í iðnaði og í samgöngum.„Ef ég set nógu marga skynjara á flugvélina get ég stjórnað henni og með forriti eins og vélanámi mun hún byrja að skilja hvenær þarf að gera við hluta, kerfi eða ferli eða skipta út,“ sagði Thompson.„Þannig að það er flugvél sem flýgur í gegnum landið og hún mun lenda í LaGuardia.Bíddu, einhver kemur og kemur í staðinn.Þetta á við um mjög stór jarðvinnutæki og námubúnað þar sem kerfið sér um sig sjálft.Þú vilt koma í veg fyrir að þessi milljón dollara búnaður hrynji svo þeir sitji ekki þar og bíði eftir að varahlutir séu sendir inn. Þú munt fá gögn frá þúsundum þessara eininga á sama tíma. Það tekur mikla bandbreidd og lítil leynd til að fá upplýsingar fljótt. Ef þú þarft að snúa við og senda eitthvað til baka geturðu líka sent það mjög hratt.“
Ein tækni, margar útfærslur Hugtakið 5G er notað á margvíslegan hátt þessa dagana.Í sinni almennustu mynd er þetta þróun þráðlausrar farsímatækni sem gerir kleift að stjórna nýrri þjónustu yfir venjulegu loftviðmóti, útskýrði Colin Alexander, forstöðumaður þráðlausrar markaðssetningar fyrir innviðaviðskipti Arm.„Nokkrum núverandi og nýjum tíðnum verður úthlutað til að flytja umferð frá undir-1 GHz yfir langar vegalengdir, úthverfa og breiðari umfang og millimetrabylgjuumferð frá 26 til 60 GHz fyrir ný notkunartilvik með mikla afkastagetu og litla biðtíma.
Next Generation Mobile Network Alliance (NGMN) og fleiri hafa þróað merki sem sýnir notkunartilvik á þremur punktum þríhyrningsins - annað hornið fyrir aukið farsímabreiðband, hitt fyrir mjög áreiðanleg samskipti með lága biðtíma (URLLC).Samskiptavél gerð.Hver þeirra krefst gjörólíkrar tegundar nets fyrir þarfir sínar.
„Þetta leiðir til annarrar kröfu um 5G, kröfunnar um að skilgreina kjarnanet,“ sagði Alexander."Kjarnanetið mun í raun skala allar þessar mismunandi tegundir umferðar."
Hann benti á að farsímakerfisfyrirtæki vinna að því að veita sem sveigjanlegustu uppfærslu og stækkun netkerfa sinna, með því að nota sýndar- og gámaútfærslur sem keyra á stöðluðum tölvubúnaði í skýinu.
Hvað varðar URLLC umferðargerðir er nú hægt að stjórna þessum forritum úr skýinu.En þetta krefst þess að færa nokkrar stýringar og notendaaðgerðir nær jaðri netsins, að loftviðmótinu.Til dæmis, íhugaðu greindar vélmenni í verksmiðjum sem krefjast lítillar leynd net af öryggis- og skilvirkniástæðum.Þetta mun krefjast brún tölvukubba, hver með tölvu-, geymslu-, hröðunar- og vélanámsgetu, og að sumar en ekki allar V2X og bílaumsóknaþjónustur munu hafa svipaðar kröfur, segir Alexander.
„Í þeim tilfellum þar sem þörf er á lítilli leynd er hægt að færa vinnsluna aftur á brúnina til að reikna og miðla V2X lausnum.Ef forritið snýst meira um auðlindastjórnun, svo sem bílastæði eða rekja framleiðendur, getur tölvan verið magnskýjatölvun.á tækinu “, – sagði hann.
Hönnun fyrir 5G Fyrir hönnunarverkfræðinga sem hafa það hlutverk að hanna 5G flís, eru margir hreyfanlegir hlutir í púslinu, hver með sínum eigin forsendum.Til dæmis, á grunnstöðvum, er eitt helsta vandamálið orkunotkun.
„Flestar grunnstöðvarnar eru hannaðar með háþróaðri ASIC og FPGA tæknihnút,“ sagði Geoff Tate, forstjóri Flex Logix.„Sem stendur eru þau hönnuð með því að nota SerDes, sem eyða miklum orku og taka mikið pláss.Ef þú getur byggt inn forritanleika inn í ASIC geturðu dregið úr orkunotkun og fótspor vegna þess að þú þarft ekki SerDes til að keyra hratt utan flísar og þú hefur meiri bandbreidd á milli forritanlegrar rökfræði og ASICs Intel gerir þetta með því að setja Xeons og Altera FPGA þeirra í sami pakki Þannig að þú færð 100 sinnum meiri bandbreidd. Áhugavert um grunnstöðvar Fyrst þróarðu tæknina og síðan geturðu selt og notað hana um allan heim.Með farsíma geturðu búið til mismunandi útgáfur fyrir mismunandi lönd.“
Kröfurnar eru mismunandi fyrir tæki sem eru notuð í grunnnetinu og í skýinu.Eitt af lykilatriðum er arkitektúr sem gerir það auðvelt að stjórna hugbúnaði og flytja notkunartilvik auðveldlega í tæki.
„Vistkerfi staðla fyrir meðhöndlun sýndargerðar gámaþjónustu eins og OPNFV (Open Platform for Network Function Virtualization) er mjög mikilvægt,“ sagði Alexander hjá Arm.„Að stjórna samspili milli netþátta og umferðar milli tækja í gegnum þjónustuskipun verður einnig lykilatriði.ONAP (Open Network Automation Platform) er dæmi.Orkunotkun og skilvirkni tækja eru einnig lykilhönnunarvalkostir.“
Í netbrúninni eru kröfurnar meðal annars lítil leynd, mikil bandbreidd á notendastigi og lítil orkunotkun.
"Hröðunartæki þurfa að geta auðveldlega stutt margar mismunandi reiknikröfur sem eru ekki alltaf best meðhöndlaðar af almennum örgjörva," sagði Alexander.Hæfni til að skala er mjög mikilvæg.Stuðningur við arkitektúr sem getur auðveldlega skalað á milli ASICs, ASSPs og FPGAs er einnig mikilvægur, þar sem brúntölvur verða dreift yfir net af hvaða stærð sem er og á hvaða tæki sem er.Sveigjanleiki hugbúnaðar er líka mikilvægur.
5G gæti einnig valdið breytingum á arkitektúr kubbasettsins, sérstaklega þar sem útvarpstækin eru staðsett.Ron Lowman sagði að á meðan hliðrænu framendarnir á LTE lausnum eru settir á útvarpið, örgjörvann eða fullkomlega samþætt, þegar hönnunarteymi flytjast yfir í nýja tækni, færast þessir framendarnir venjulega fyrst út úr flísinni og síðan aftur á hann .eftir því sem tækninni fleygir fram Hann, Synopsys IoT Strategic Marketing Manager.
„Með tilkomu 5G er búist við að mörg útvarp, fullkomnari tækni og hraðari og fullkomnari tæknihnútar eins og 12nm og hærri muni gegna mikilvægu hlutverki í samþættum íhlutum,“ sagði Lowman.„Þetta krefst þess að gagnabreytarnir sem fara inn í hliðrænt viðmót geti séð um gígasýni á sekúndu.Mikill áreiðanleiki er líka alltaf mikilvægur.Þættir eins og opið litróf og Wi-Fi notkun gera það mun erfiðara en það var áður.Að reyna að takast á við allt sem er ekki auðvelt verkefni og vélanám og gervigreind geta hentað vel til að gera eitthvað af erfiðinu.Þetta hefur aftur á móti áhrif á arkitektúrinn þar sem hann hleður ekki aðeins vinnslu heldur líka minni.“
Thompson frá Cadence er sammála.„Þegar við þróum 5G eða IoT fyrir hærri 802.11 staðla og jafnvel nokkrar ADAS sjónarmið, erum við að reyna að draga úr orkunotkun, vera ódýrari, vera minni og auka afköst með því að færa okkur yfir í smærri hnúta.Berðu þetta saman við blöndu af áhyggjum þínum, sem sést í Rússlandi,“ sagði hann.„Þegar hnútar verða minni, verða ICs minni.Til þess að IC geti nýtt sér smærri stærð sína til fulls þarf hann að vera í minni pakka.Það er þrýst á að hlutir verði smærri og þéttari, en það er ekki gott.“fyrir RF hönnun“.„...í uppgerð hef ég ekki miklar áhyggjur af áhrifum hringrásarinnar á dreifinguna.Ef ég er með málmbút, þá lítur það kannski svolítið út eins og viðnám, en það lítur út eins og viðnám á öllum tíðnum.Ef það er RF áhrif, þá er það flutningslína, hún mun líta öðruvísi út eftir því hvaða tíðni ég sendi yfir hana. Þessir reitir verða ræstir í öðrum hlutum keðjunnar. Nú hef ég safnað öllu nær hvert öðru og hvenær það er gerir, eykst tengingin Gráða veldisvísis.Þegar ég kem að minni hnútunum verða þessi tengiáhrif meira áberandi, sem þýðir líka að hlutdrægni er minni.Svo er hávaðinn mikil áhrif vegna þess að ég halla tækinu ekki niður. lægri spenna, sama hávaðastig hefur meiri áhrif. Mörg þessara vandamála eru til staðar á kerfisstigi í 5G.“
Ný áhersla á áreiðanleika Áreiðanleiki hefur öðlast nýja merkingu í þráðlausum fjarskiptum þar sem þessir flísar eru notaðir í bíla-, iðnaðar- og lækningatækjum.Þetta er almennt ekki tengt þráðlausum samskiptum, þar sem bilanir í tengingum, skert frammistöðu eða önnur vandamál sem gætu truflað þjónustuna eru almennt séð sem óþægindi frekar en öryggisvandamál.
„Við þurfum að finna nýjar leiðir til að sannreyna að hagnýtur öryggiskubbar muni virka á áreiðanlegan hátt,“ sagði Roland Jahnke, yfirmaður hönnunaraðferða hjá Fraunhofer EAS.„Sem iðnaður erum við ekki þar ennþá.Við erum að reyna að skipuleggja þróunarferlið núna.Við þurfum að skoða hvernig hlutar og verkfæri hafa samskipti og við höfum mikla vinnu til að tryggja samræmi.“
Jahnke benti á að hingað til hafi flest vandamálin verið vegna einni hönnunarvillu.„Hvað ef það eru tvær eða þrjár villur?Sannprófandinn ætti að segja hönnuðinum hvað gæti farið úrskeiðis og hvar villurnar eru, og snúa þeim síðan til baka meðan á hönnunarferlinu stendur.“
Þetta er orðið stórt mál á mörgum mörkuðum sem eru mikilvægir fyrir öryggi og stóra málið með þráðlausa og bílaframleiðslu er sífellt aukinn fjöldi breyta á báðum hliðum.„Sumir þeirra verða að vera hannaðir til að vera alltaf á,“ segir Oliver King, tæknistjóri Moortec.„Módel fram í tímann getur spáð fyrir um hvernig hlutirnir verða notaðir.Það er erfitt að spá.Það mun taka tíma að sjá hvernig hlutirnir virka."
Þorpsnet krafist.Hins vegar finnst nógu mörgum fyrirtækjum að 5G hafi nægan ávinning til að réttlæta viðleitni til að byggja upp innviði sem þarf til að allt virki.
Magdi Abadir, varaforseti markaðsmála hjá Helic, sagði að stærsti munurinn á 5G væri gagnahraðinn sem boðið er upp á.„5G getur starfað á hraða frá 10 til 20 gígabitum á sekúndu.Uppbyggingin verður að styðja tegund gagnaflutningshraða og flísarnar verða að vinna úr þessum komandi gögnum.Fyrir móttakara og senda á sviðum yfir 100 GB þarf einnig að taka tillit til tíðnarinnar.Í Rússlandi eru þeir vanir 70 GHz tíðni fyrir ratsjár og þess háttar.
Að búa til þessa innviði er flókið verkefni sem spannar nokkra hlekki í aðfangakeðju rafeindatækni.
„Galdurinn sem talað er um til að láta þetta gerast er að reyna að gera meiri samþættingu á RF hlið SoC,“ sagði Abadir.Samþætting við hliðræna ADC og DAC íhluti með mjög háum sýnatökuhraða.Allt verður að vera samþætt í sama SoC.Við höfum séð samþættingu og rætt samþættingarmál, en þetta ýkir allt því það setur hátt markmið og neyðir þróunaraðila til að samþætta enn meira en áður var talið.Það er mjög erfitt að einangra allt og hafa ekki áhrif á nágrannarásir.“
Frá þessu sjónarhorni er 2G fyrst og fremst raddflutningur en 3G og 4G eru meiri gagnaflutningur og skilvirkari stuðningur.Þvert á móti táknar 5G útbreiðslu mismunandi tækja, mismunandi þjónustu og aukna bandbreidd.
„Ný notkunarlíkön eins og aukið farsímabreiðband og tengingar með lítilli leynd krefjast 10x aukningar á bandbreidd,“ sagði Mike Fitton, stefnumótunarfræðingur og sérfræðingur í viðskiptaþróun hjá Achronix.„Að auki er búist við að 5G verði mjög mikilvægt fyrir V2X, sérstaklega fyrir næstu kynslóð 5G.5G útgáfa 16 mun hafa URLLC sem er mjög mikilvægt fyrir V2X forrit.Forrit af gerð netkerfis.
Oft er litið á skipulagningu fyrir óvissu framtíð 5G sem röð ofurmælinga með 10x meiri bandbreidd, 5x leynd og 5-10x fleiri tæki.Þetta er flókið vegna þess að blekið í 5G forskriftunum er ekki mjög þurrt.Það koma alltaf seint viðbætur sem krefjast sveigjanleika og breytast í forritanleika.
„Ef þú tekur með í reikninginn tvær stórar þarfir vélbúnaðargagnatengingar vegna mikillar bandbreiddar og þörf fyrir sveigjanleika þýðir þetta að þú munt líklega þurfa einhvers konar sérstaka SoC eða ASIC sem hefur meiri forritanleika milli vélbúnaðar og hugbúnaðar.…ef þú horfir á alla 5G vettvang í dag, þá eru þeir allir byggðir á FPGA vegna þess að þú sérð bara ekki afköst.Á einhverjum tímapunkti er líklegt að allir helstu þráðlausu OEM-framleiðendur fari yfir í hagkvæmari og hagkvæmari ASIC hugbúnaðarorku, en krefst sveigjanleika og drifkrafts til að draga úr kostnaði og orkunotkun.Þetta snýst um að halda sveigjanleika þar sem þú þarft á honum að halda (í FPGA eða innbyggðum FPGA) og bæta síðan við virkni þar sem hægt er til að ná sem minnstum kostnaði og orkunotkun.“
Tate of Flex Logix er sammála.„Yfir 100 fyrirtæki starfa á þessu svæði.Litrófið er öðruvísi, samskiptareglan er önnur og flögurnar sem notaðar eru eru mismunandi.Endurvarpskubburinn verður takmarkaðri að afli á veggjum byggingar, þar sem gæti verið staður þar sem eFPGA er verðmætara.“
Tengdar sögur The Rocky Road to 5G Hversu langt mun þessi nýja þráðlausa tækni ganga og hvaða áskoranir á eftir að sigrast á?Þráðlausar prófanir standa frammi fyrir nýjum áskorunum Tilkoma 5G og annarrar nýrrar þráðlausrar tækni gerir prófun enn erfiðari.Þráðlaus próf er ein möguleg lausn.Tæknispjall: Hvað 5G, nýi þráðlausi staðallinn, þýðir fyrir tækniiðnaðinn og hvaða áskoranir eru framundan.5G prófunarbúnaðarkapphlaup hefst Næsta kynslóð þráðlausrar tækni er enn í þróun, en tækjaframleiðendur eru tilbúnir til að prófa 5G í tilraunauppfærslum.
Iðnaðurinn hefur tekið framförum í að skilja hvernig öldrun hefur áhrif á áreiðanleika, en fleiri breytur gera það erfiðara að laga.
Hópurinn er að kanna möguleika tvívíddarefna, 1000 laga NAND minni og nýjar leiðir til að ráða hæfileikafólk.
Misleit samþætting og aukinn þéttleiki í framendahnútum veldur nokkrum krefjandi og ógnvekjandi áskorunum fyrir IC framleiðslu og pökkun.
Fullgilding örgjörva er miklu erfiðari en ASIC af sambærilegri stærð og RISC-V örgjörvar bæta við öðru flækjustigi.
127 sprotafyrirtæki söfnuðu 2,6 milljörðum dala, með umtalsverðu fjármagni aflað með tengingu gagnavera, skammtatölvu og rafhlöðum.
Iðnaðurinn hefur tekið framförum í að skilja hvernig öldrun hefur áhrif á áreiðanleika, en fleiri breytur gera það erfiðara að laga.
Misleit hönnun, hitauppstreymi í mismunandi notkunartilfellum getur haft áhrif á allt frá hraðari öldrun til skekkju og kerfisbilunar.
Nýi minnisstaðallinn bætir umtalsverðum kostum við, en hann er samt dýr og erfiður í notkun.Þetta gæti breyst.
Pósttími: 16. mars 2023