Сымсыз технологияның келесі ұрпағы қиындықтарға толы, бірақ бұл қарқынды бәсеңдетпеді.
Бұл технология өте жоғары деректер жылдамдығымен, 4G LTE-ге қарағанда әлдеқайда төмен кідіріспен және ұяшық сайтындағы құрылғы тығыздығын айтарлықтай жоғарылату мүмкіндігімен мақтана алады.Бір сөзбен айтқанда, бұл автомобиль сенсорлары, IoT құрылғылары және барған сайын жаңа буын электроникасы арқылы жасалған деректер тасқынын өңдеудің ең жақсы технологиясы.
Бұл технологияның қозғаушы күші ұялы байланыс операторларына ұқсас спектрді бөлу арқылы жоғары тиімділікке қол жеткізуге мүмкіндік беретін жаңа әуе интерфейсі болып табылады.Жаңа желі иерархиясы белгілі бір трафик қажеттіліктеріне негізделген трафиктің бірнеше түрін динамикалық түрде бөлуге мүмкіндік беру арқылы сегменттелген 5G желілерімен жұмыс істеуді жеңілдетеді.
«Бұл өткізу қабілеттілігі мен кідіріс туралы», - деді Майкл Томпсон, Cadence's Custom ICs and PCBs тобының РФ шешімдерінің сәулетшісі.«Деректердің үлкен көлемін қаншалықты жылдам алуға болады?Тағы бір артықшылығы - бұл динамикалық жүйе, сондықтан ол мені бүкіл арнаны немесе бірнеше өткізу қабілеттілігі арналарын байланыстыру қиындықтарынан құтқарады.Бұл қолданбаға байланысты сұраныс бойынша өткізу қабілетіне ұқсас.Бұл не.Осылайша, ол алдыңғы буын стандартына қарағанда икемді.Оның үстіне оның сыйымдылығы әлдеқайда жоғары».
Бұл күнделікті өмірде, спорттық іс-шараларда, өнеркәсіпте және көлікте қолданудың жаңа мүмкіндіктерін ашады.«Егер мен ұшақта жеткілікті сенсорларды орналастырсам, мен оны басқара аламын және машиналық оқыту сияқты қолданба арқылы ол бөлікті, жүйені немесе процесті жөндеу немесе ауыстыру қажет болғанда түсіне бастайды», - деді Томпсон.«Сонымен, ел арқылы ұшатын ұшақ бар және ол ЛаГуардияға қонады.Күте тұрыңыз, оның орнына біреу келеді.Бұл өте үлкен жер қазу жабдықтарына және жүйе өзі жұмыс істейтін тау-кен жабдықтарына қатысты.Сіз бұл бірнеше миллион долларлық жабдықтың істен шығуын болдырғыңыз келеді, осылайша олар бөлшектердің жіберілуін күтіп отырмайды. Сіз бір уақытта мыңдаған осы бірліктерден деректерді аласыз. Ол үшін өткізу қабілеті көп қажет. және ақпаратты жылдам алу үшін төмен кідіріс. Егер сізге бұрылып, бірдеңені қайтару қажет болса, сіз оны өте жылдам жібере аласыз».
Бір технология, бірнеше іске асыру 5G термині бүгінгі күні әртүрлі жолдармен қолданылады.Ең жалпы түрінде бұл жаңа қызметтерді стандартты әуе интерфейсі арқылы басқаруға мүмкіндік беретін ұялы сымсыз технологияның эволюциясы, деп түсіндірді Колин Александр, Arm инфрақұрылымдық бизнесінің сымсыз маркетинг директоры.«Бірнеше бар және жаңа жиіліктер 1 ГГц-тен төмен трафикті ұзақ қашықтықтарға, қала маңындағы және кеңірек қамтуға және жаңа жоғары сыйымдылықты, кідіріссіз пайдалану жағдайлары үшін 26-дан 60 ГГц-ке дейінгі миллиметрлік толқынды трафикті тасымалдау үшін бөлінеді».
Next Generation Mobile Network Alliance (NGMN) және басқалары үшбұрыштың үш нүктесінде пайдалану жағдайларын бейнелейтін белгілерді әзірледі - бір бұрышы кеңейтілген мобильді кең жолақты байланыс үшін, екіншісі өте сенімді төмен кідіріспен байланыс (URLLC) үшін.Байланыс машинасының түрі.Олардың әрқайсысы өз қажеттіліктері үшін мүлдем басқа желі түрін қажет етеді.
«Бұл 5G-ге тағы бір талап, негізгі желіні анықтау талабына әкеледі», - деді Александр.«Негізгі желі трафиктің барлық түрлерін тиімді түрде масштабтайды».
Ол ұялы байланыс операторлары бұлттағы стандартты есептеу техникасында жұмыс істейтін виртуалдандырылған және контейнерленген бағдарламалық қамтамасыз етуді іске асыруды пайдалана отырып, өз желілерін барынша икемді жаңарту мен кеңейтуді қамтамасыз ету үшін жұмыс істеп жатқанын атап өтті.
URLLC трафик түрлері бойынша бұл қолданбаларды енді бұлттан басқаруға болады.Бірақ бұл кейбір басқару элементтері мен пайдаланушы функцияларын желінің шетіне, ауа интерфейсіне жақындатуды талап етеді.Мысалы, қауіпсіздік пен тиімділік үшін аз кідіріс желілерін қажет ететін зауыттардағы интеллектуалды роботтарды қарастырыңыз.Бұл әрқайсысында есептеу, сақтау, жеделдету және машиналық оқыту мүмкіндіктері бар шеткі есептеу блоктарын қажет етеді және кейбір V2X және автомобиль қолданбалары қызметтерінің барлығы бірдей емес, ұқсас талаптарға ие болады, дейді Александр.
«Төмен кідіріс қажет болған жағдайда, V2X шешімдерін есептеу және байланысу үшін өңдеуді қайтадан шетке жылжытуға болады.Егер қолданба тұрақ немесе өндірушіні қадағалау сияқты ресурстарды басқаруға көбірек қатысты болса, есептеулер жаппай бұлттық есептеулер болуы мүмкін.құрылғыда », - деді ол.
5G үшін жобалау 5G чиптерін жобалау міндеті жүктелген инженер-конструкторлар үшін басқатырғышта көптеген қозғалмалы бөліктер бар, олардың әрқайсысында өз ойлары бар.Мысалы, базалық станцияларда негізгі проблемалардың бірі - электр энергиясын тұтыну.
«Базалық станциялардың көпшілігі жетілдірілген ASIC және FPGA технологиялық түйіндерімен жасалған», - деді Джефф Тэйт, Flex Logix бас директоры.«Қазір олар көп қуатты тұтынатын және көп орын алатын SerDes көмегімен жасалған.Егер сіз ASIC-те бағдарламалану мүмкіндігін құра алсаңыз, қуатты тұтынуды және ізді азайтуға болады, өйткені чиптен жылдам жұмыс істеу үшін SerDes қажет емес және бағдарламаланатын логика мен ASIC арасында көбірек өткізу қабілеттілігі бар Intel мұны Xeons және Altera FPGA-ны орнату арқылы жасайды. сол пакет Осылайша сіз өткізу қабілеттілігін 100 есе арттырасыз Базалық станциялар туралы қызықты мәліметтер Алдымен сіз технологияны дамытасыз, содан кейін оны бүкіл әлемде сата аласыз және пайдалана аласыз.Ұялы телефон арқылы әртүрлі елдер үшін әртүрлі нұсқаларды жасауға болады».
Негізгі желіде және бұлтта орналастырылған құрылғыларға қойылатын талаптар әртүрлі.Негізгі ойлардың бірі - бағдарламалық құралды басқаруды жеңілдететін және құрылғыларға портты пайдалану жағдайларын жеңілдететін архитектура.
«OPNFV (Желі функциясын виртуалдандыру үшін ашық платформа) сияқты виртуалдандырылған контейнерлік қызметтерді өңдеу стандарттарының экожүйесі өте маңызды», - деді Арм Александр.«Желі элементтері арасындағы өзара әрекеттесу мен құрылғылар арасындағы трафикті сервистік басқару арқылы басқару да маңызды болады.ONAP (Open Network Automation Platform) мысал болып табылады.Қуатты тұтыну және құрылғы тиімділігі де дизайнның негізгі таңдауы болып табылады ».
Желінің шетінде талаптарға төмен кідіріс, пайдаланушы деңгейінің жоғары өткізу қабілеті және төмен қуат тұтыну жатады.
«Үдеткіштер әртүрлі есептеу талаптарын оңай қолдай алуы керек, оларды жалпы мақсаттағы орталық процессор әрқашан жақсы өңдей бермейді», - деді Александр.Масштабтау мүмкіндігі өте маңызды.ASIC, ASSP және FPGA арасында оңай масштабталатын архитектураны қолдау да маңызды, өйткені шеткі есептеулер кез келген өлшемдегі желілерде және кез келген құрылғыда таратылады.Бағдарламалық жасақтаманың ауқымдылығы да маңызды».
5G сонымен қатар чипсет архитектурасына, әсіресе радиолар орналасқан жерлерде өзгерістерге әкелуі мүмкін.Рон Лоуманның айтуынша, LTE шешімдерінің аналогтық алдыңғы бөліктері радиоға, процессорға немесе толығымен біріктірілген болса, дизайн топтары жаңа технологияларға көшкен кезде, бұл алдыңғы бөліктер әдетте чиптен шығып, содан кейін оған қайта ауысады. .технология дамыған сайын Ол, Synopsys IoT стратегиялық маркетинг менеджері.
«5G-нің пайда болуымен бірнеше радиостанциялар, неғұрлым озық технологиялар және 12 нм және одан жоғары сияқты жылдамырақ озық технология түйіндері біріктірілген компоненттерде маңызды рөл атқарады деп күтілуде», - деді Лоуман.«Бұл аналогтық интерфейске кіретін деректерді түрлендіргіштерден секундына гигасмерлерді өңдеу мүмкіндігін талап етеді.Жоғары сенімділік те әрқашан маңызды.Ашық спектр және Wi-Fi пайдалану сияқты факторлар оны бұрынғыға қарағанда әлдеқайда қиындатады.Мұның бәрімен күресуге тырысу оңай емес, сондықтан машиналық оқыту мен жасанды интеллект кейбір ауыр жұмыстарды орындауға өте қолайлы болуы мүмкін.Бұл, өз кезегінде, архитектураға әсер етеді, өйткені ол өңдеуді ғана емес, жадты да жүктейді».
Томпсон Каденс келіседі.«Біз жоғарырақ 802.11 стандарттары үшін 5G немесе IoT дамыта отырып, тіпті кейбір ADAS ойлары үшін біз қуат тұтынуды азайтуға, арзанырақ болуға, кішірек болуға және кішірек түйіндерге көшу арқылы өнімділікті арттыруға тырысамыз.Мұны Ресей Федерациясындағы алаңдаушылықтарыңызбен салыстырыңыз», - деді ол.«Түйіндер кішірейген сайын, IC кішірейеді.IC өзінің кішірек өлшемін толық пайдалануы үшін ол кішірек пакетте болуы керек.Заттардың кішірек және ықшам болуы үшін итермелеу бар, бірақ бұл жақсы нәрсе емес ».RF дизайны үшін».«...симуляцияда мен схеманың таратуға әсері туралы көп алаңдамаймын.Егер менде металдың бір бөлігі болса, ол сәл резистор сияқты көрінуі мүмкін, бірақ ол барлық жиіліктерде резисторға ұқсайды.Егер бұл РЖ эффектісі болса, онда ол тарату желісі, ол арқылы қандай жиілікті жіберіп жатқаныма байланысты ол басқаша көрінеді. Бұл өрістер тізбектің басқа бөліктерінде іске қосылады. Енді мен бәрін бір-біріне жақындатып, қашан жинадым болса, байланыс дәрежесі экспоненциалды түрде артады. Мен кішірек түйіндерге жеткенде, бұл біріктіру әсерлері айқынырақ болады, бұл сонымен қатар ығысу кернеуінің кішірек екенін білдіреді. Сондықтан шу үлкен әсер етеді, өйткені мен құрылғыны төмен түсірмеймін. төмен кернеу, бірдей шу деңгейі көбірек әсер етеді. Бұл мәселелердің көпшілігі 5G жүйесінде жүйе деңгейінде бар.
Сенімділікке жаңа назар аудару Сенімділік сымсыз байланыста жаңа мағынаға ие болды, өйткені бұл чиптер автомобиль, өнеркәсіп және медициналық қолданбаларда қолданылады.Бұл әдетте сымсыз байланысқа қатысты емес, мұнда қосылым ақаулары, өнімділіктің төмендеуі немесе қызметті бұзуы мүмкін кез келген басқа мәселе әдетте қауіпсіздік мәселесі емес, қолайсыздық ретінде қарастырылады.
«Біз функционалдық қауіпсіздік чиптерінің сенімді жұмыс істейтінін тексерудің жаңа жолдарын табуымыз керек», - деді Роланд Янке, Fraunhofer EAS дизайн әдістерінің жетекшісі.«Өнеркәсіп ретінде біз әлі ол жерде емеспіз.Біз қазір әзірлеу процесін құрылымдауға тырысамыз.Біз бөліктер мен құралдардың өзара қалай әрекет ететінін қарастыруымыз керек және бізде бірізділікті қамтамасыз ету үшін көп жұмыс бар ».
Янке осы уақытқа дейін проблемалардың көпшілігі бір дизайн қателігінен туындағанын атап өтті.«Егер екі немесе үш қате болса ше?Тексеруші дизайнерге ненің дұрыс емес болуы мүмкін екенін және қателердің қай жерде екенін айтып, дизайн барысында оларды кері қайтаруы керек.
Бұл көптеген қауіпсіздікті қамтамасыз ететін маңызды нарықтарда үлкен мәселе болды, ал сымсыз және автомобильге қатысты үлкен мәселе екі жақтағы айнымалы мәндердің үнемі өсіп келе жатқан саны болып табылады.«Олардың кейбіреулері әрқашан қосулы болу үшін жасалуы керек», - дейді Оливер Кинг, Moortec компаниясының техникалық директоры.«Алдын ала модельдеу заттардың қалай қолданылатынын болжай алады.Болжау қиын.Істің қалай жұмыс істейтінін көру үшін уақыт қажет ».
Ауылдық желі қажет.Дегенмен, көптеген компаниялар 5G-нің барлық жұмыс істеуі үшін қажетті инфрақұрылымды құру күш-жігерін ақтау үшін жеткілікті артықшылықтарға ие деп санайды.
Магди Абадир, Helic компаниясының маркетинг жөніндегі вице-президенті, 5G-ден ең үлкен айырмашылық ұсынылатын деректер жылдамдығы болады деп айтты.«5G секундына 10-нан 20 гигабитке дейінгі жылдамдықта жұмыс істей алады.Инфрақұрылым деректерді беру жылдамдығының түрін қолдауы керек, ал чиптер осы кіріс деректерді өңдеуі керек.100 ГБ жоғары жолақтардағы қабылдағыштар мен таратқыштар үшін жиілікті де ескеру қажет.Ресей Федерациясында олар радарлар және т.б. үшін 70 ГГц жиілікке үйренген».
Бұл инфрақұрылымды құру – электрониканы жеткізу тізбегіндегі бірнеше буындарды қамтитын күрделі міндет.
«Мұны жүзеге асыру туралы айтылып жатқан сиқыр SoC-тің РФ жағында көбірек интеграция жасауға тырысады», - деді Абадир.Өте жоғары іріктеу жылдамдығымен аналогтық ADC және DAC компоненттерімен интеграция.Барлығы бір SoC жүйесіне біріктірілуі керек.Біз интеграцияны көрдік және интеграция мәселелерін талқыладық, бірақ бұл бәрін асыра сілтеп жібереді, өйткені ол жоғары мақсат қояды және әзірлеушілерді бұрын ойлағаннан да көп интеграциялауға мәжбүр етеді.Барлығын оқшаулау және көрші тізбектерге әсер етпеу өте қиын ».
Осы тұрғыдан алғанда, 2G ең алдымен дауысты беру болып табылады, ал 3G және 4G деректерді беру және тиімдірек қолдау болып табылады.Керісінше, 5G әртүрлі құрылғылардың таралуын, әртүрлі қызметтерді және өткізу қабілеттілігін арттыруды білдіреді.
«Жақсартылған мобильді кең жолақты және төмен кідіріс қосылымы сияқты пайдаланудың жаңа үлгілері өткізу қабілеттілігін 10 есе арттыруды қажет етеді», - деді Майк Фиттон, стратегиялық жоспарлаушы және Achronix бизнесті дамыту жөніндегі маман.«Сонымен қатар, 5G V2X үшін, әсіресе 5G-нің келесі ұрпағы үшін өте маңызды болады деп күтілуде.5G 16 шығарылымында URLLC болады, бұл V2X қолданбалары үшін өте маңызды.Желі түріндегі қолданба.
5G-нің белгісіз болашағын жоспарлау жиі өткізу қабілеттілігі 10 есе, кідіріс 5 есе және құрылғылар 5-10 есе көп артықшылықтар қатары ретінде қарастырылады.Бұл 5G спецификацияларындағы сияның өте құрғақ еместігімен қиындайды.Әрқашан икемділікті талап ететін және бағдарламалануға айналатын кеш толықтырулар бар.
«Егер сіз жоғары өткізу қабілеттілігі мен икемділік қажеттілігіне байланысты аппараттық деректер байланысының екі үлкен қажеттілігін ескерсеңіз, бұл сізге аппараттық және бағдарламалық жасақтама арасында көбірек бағдарламаланатын арнайы SoC немесе ASIC қажет болуы мүмкін дегенді білдіреді.…бүгін әрбір 5G платформасын қарасаңыз, олардың барлығы FPGA-ға негізделген, өйткені сіз өткізу қабілеттілігін көрмейсіз.Бір сәтте барлық негізгі сымсыз OEM құрылғылары үнемді және оңтайландырылған бағдарламалық жасақтама ASIC қуатына көшуі мүмкін, бірақ шығындар мен қуат тұтынуды азайту үшін икемділік пен дискіні қажет етеді.Бұл сізге қажет жерде икемділікті сақтау (FPGA немесе ендірілген FPGAs) және одан кейін ең аз шығындар мен қуат тұтынуға қол жеткізу үшін мүмкіндігінше функционалдылықты қосу туралы.
Tate of Flex Logix келіседі.«Бұл салада 100-ден астам компания жұмыс істейді.Спектр әр түрлі, хаттама әртүрлі және қолданылатын чиптер әртүрлі.Қайталау чипінің қуаты ғимараттың қабырғаларында шектеулі болады, мұнда eFPGA құндырақ орын болуы мүмкін.
Қатысты оқиғалар 5G-ге апаратын тасты жол Бұл жаңа сымсыз технология қаншалықты алысқа барады және қандай қиындықтарды жеңу керек?Сымсыз тестілеу жаңа қиындықтарға тап болады 5G және басқа да жаңа сымсыз технологиялардың пайда болуы тестілеуді одан сайын қиындатады.Сымсыз тестілеу - мүмкін болатын шешім.Tech Talk: 5G, жаңа сымсыз стандарт, технология саласы үшін нені білдіреді және алда қандай қиындықтар күтіп тұр.5G сынақ жабдығының жарысы басталды Сымсыз технологияның келесі буыны әлі де әзірленуде, бірақ жабдық жеткізушілері 5G-ді пилоттық енгізулерде сынақтан өткізуге дайын.
Өнеркәсіп қартаюдың сенімділікке қалай әсер ететінін түсінуде прогреске қол жеткізді, бірақ көп айнымалылар оны түзетуді қиындатады.
Топ 2D материалдарының, 1000-қабатты NAND жадының және таланттарды жалдаудың жаңа тәсілдерінің әлеуетін зерттеп жатыр.
Гетерогенді интеграция және алдыңғы қатардағы түйіндердегі тығыздықтың артуы IC өндірісі мен орау үшін кейбір күрделі және қорқынышты қиындықтарды тудырады.
Процессорды тексеру салыстырмалы өлшемдегі ASIC-ке қарағанда әлдеқайда қиын, ал RISC-V процессорлары күрделіліктің басқа деңгейін қосады.
127 стартап 2,6 миллиард доллар жинады, айтарлықтай қаржыландыруды деректер орталығының қосылуы, кванттық есептеулер және батареялар жинады.
Өнеркәсіп қартаюдың сенімділікке қалай әсер ететінін түсінуде прогреске қол жеткізді, бірақ көп айнымалылар оны түзетуді қиындатады.
Гетерогенді конструкциялар, әртүрлі пайдалану жағдайларындағы термиялық сәйкессіздіктер жылдам қартаюдан деформацияға және жүйенің істен шығуына дейін барлығына әсер етуі мүмкін.
Жадтың жаңа стандарты айтарлықтай артықшылықтар қосады, бірақ ол әлі де қымбат және пайдалану қиын.Бұл өзгеруі мүмкін.
Хабарлама уақыты: 16 наурыз 2023 ж