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現(xiàn)場可編程邏輯門陣列賦能下一代通信和網(wǎng)絡(luò)解決方案

電子設(shè)計 ? 來源:電子設(shè)計 ? 作者:電子設(shè)計 ? 2020-12-25 16:46 ? 次閱讀

本文概要

了解網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)設(shè)施功能迅速增長的一種便捷方法是回顧一下過去四十年的發(fā)展歷程(如下圖所示)。蜂窩網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的創(chuàng)新,加上新型的數(shù)據(jù)存儲和搜索技術(shù),正在轉(zhuǎn)變行業(yè)的發(fā)展模式。創(chuàng)新的技術(shù)不僅為公司和個人提供了全新的應(yīng)用場景,也使他們?nèi)フJ真思考如何利用那些原本不屬于其產(chǎn)品組合的技術(shù)。也許最能說明問題的變化的是新的商業(yè)模式導(dǎo)致了價值從基礎(chǔ)設(shè)施轉(zhuǎn)向了服務(wù)。

聯(lián)網(wǎng)設(shè)備正在從2G向5G演進,以支持移動應(yīng)用的爆發(fā),并為不斷增長的用戶群擴展連接。一個日趨成熟的行業(yè)需要一種具有競爭力的商業(yè)模式,而這種模式可以被詮釋為優(yōu)化帶寬管理。據(jù)估計,到2023年,聯(lián)網(wǎng)設(shè)備的數(shù)量將超過全球人口的三倍(如圖1所示)。

圖1:網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)設(shè)施的演進

Voice calls: 語音通話

Analog模擬

9 years: 9年

Texting: 發(fā)送短信

10 years: 10年

Emails: 電子郵件

Low-Res Video: 低分辨率視頻

Mobile Broadband:移動寬帶

IoT物聯(lián)網(wǎng)

Smart Cities: 智慧城市

Connected Car: 聯(lián)網(wǎng)汽車

Telemedicine: 遠程醫(yī)療

VR/AR: 虛擬現(xiàn)實/增強現(xiàn)實

AI/ML: 人工智能機器學(xué)習(xí)

Cloud Gaming: 云游戲

圖2:全球移動設(shè)備和連接增長(來源:思科)

Billions of Devices or Connections: 數(shù)十億的設(shè)備或連接

3G and Below (55.3%, 29.0%): 3G及以下(55.3%,29.0%)

LPWA (2.5%, 14.4%): 低功耗廣域技術(shù)(2.5%,14.4%)

注:此圖表包括M2M。LPWA包括蜂窩LPWA(例如NB-IoT)和非蜂窩LPWA(例如LoRa

*數(shù)據(jù)(n)為2018 - 2023年網(wǎng)絡(luò)連接類型份額

5G的興起和數(shù)據(jù)中心的重構(gòu)將更好和更多地集成和應(yīng)用加速技術(shù),這給通信和網(wǎng)絡(luò)設(shè)計人員帶來了巨大的壓力,要求他們?nèi)ゴ蛟烀棵肟商幚砗娃D(zhuǎn)發(fā)萬億字節(jié)數(shù)據(jù)的系統(tǒng)。這些新的系統(tǒng)不僅必須要具備高度可靠性,而且還需要滿足人類思維級別的響應(yīng)時間,以確保嚴格的性能保證(如圖3所示),這就需要全新的架構(gòu)。

盡管可編程邏輯提供了最佳的功能組合,以支持新一代通信和網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的復(fù)雜需求,但是傳統(tǒng)的可編程芯片產(chǎn)品無法滿足這些需求。為了平衡片上的處理、互連和外部I / O,必須對整個FPGA架構(gòu)進行重新考慮。需要最先進的片上網(wǎng)絡(luò)(NoC)和總線布線能力,來實現(xiàn)所需的帶寬和性能。集成的NoC是唯一可行的方法來構(gòu)建可支持高效計算、巨大數(shù)據(jù)吞吐量和深度內(nèi)存層次結(jié)構(gòu)的系統(tǒng)。大規(guī)模的并行性與FPGA獨特的卸載和加速功能相結(jié)合,以實現(xiàn)單位功耗可實現(xiàn)的最高的性能和最高的性價比。

圖3:5G性能指標(biāo)

Quantifying the performance benefits of 5G

量化5G的性能優(yōu)勢

10XDecrease in latency: Delivering latency as low as 1 millisecond

延遲降低10倍:提供低至1毫秒的延遲

10XConnection density: Enabling more efficient signaling for IoT connectivity

10倍的連接密度:為物聯(lián)網(wǎng)連接提供更高效的信令服務(wù)

3XSpectrum efficiency:Achieving even more bits per hertz with advanced antenna techniques

3倍的頻譜效率:借助先進的天線技術(shù)來實現(xiàn)更高的比特/赫茲比率

10XExperienced throughput: Bringing more uniform, multi-Gbps peak rates

10倍的可體驗吞吐量:帶來更均勻的、多Gbps的峰值速率

100XTraffic capacity: Driving network hyperdensification with more small cells everywhere

100倍的數(shù)據(jù)流容量:通過遍布各地的更多小基站來推動網(wǎng)絡(luò)超高密集化

100XNetwork efficiency: Optimizing network energy consumption with more efficient processing

100倍的網(wǎng)絡(luò)效率:通過更高效的處理方式來優(yōu)化網(wǎng)絡(luò)能耗

審核編輯:符乾江
聲明:本文內(nèi)容及配圖由入駐作者撰寫或者入駐合作網(wǎng)站授權(quán)轉(zhuǎn)載。文章觀點僅代表作者本人,不代表電子發(fā)燒友網(wǎng)立場。文章及其配圖僅供工程師學(xué)習(xí)之用,如有內(nèi)容侵權(quán)或者其他違規(guī)問題,請聯(lián)系本站處理。 舉報投訴
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