FPGA推动5G异构无线网络

        当中国移动的用户刚刚享受到看视频如流水般的4G业务之时，行业的竞技者们已经将5G无线网络提上了日程。技术的更迭创新真是让人喘不过气来。

        在刚刚举办的2014移动互联网国际研讨会上，来自产业各个环节上的专家共聚一堂，共同讨论移动互联网时代的产品和技术创新，其中5G无线网络技术成为大家关注和讨论的焦点。

        5G无线网络关注智能化和灵活性

        5G无线网络是新一代的无线网络技术，相比于2G、3G、4G，5G网络具有更智能性和更注重网络服务质量的特点。如果说2G、3G、4G追求的是网络速度的层层飞跃，5G则是网络智能化的飞跃。“5G不一定意味着更快的速度”，阿尔卡特朗讯贝尔实验室（Alcatel-Lucent’sBellLabs）无线研究部负责人托德嬠泽称。“速度也许会更快，但5G将更多着眼于服务质量。每一代网络通信技术都会带来一系列新功能：2G是语音；3G是数据；4G是视频。我预测，5G将带来智能网络，在保证稳定和效率的基础上，可以同时容纳上百亿互联设备。”

        赛灵思公司全球无线通信业务部副总裁SunilKar在2014移动互联网国际研讨会后的采访中也强调，5G无线网络是一个异构的、多标准共存的、更加智能化的网络平台，注重于如何更好地利用网络资源，而不仅仅是追求网络速率和某个单项的技术指标，它还包括在更加节能和环保的情况下提供更好的服务质量，以及网络结构根据需求不断地变化。它不是单一的技术，而是技术的融合。

        推动5G无线网络技术的因素显而易见。随着接入互联网的移动设备海量增长，以及各种服务运营商推出越来越多吸引移动流量的应用，整个移动网络的数据量呈爆发式增长。极高的数据速率，极低的滞后性，极高的移动网络覆盖率，极高的网络密度，以及无处不在的移动通信，这些需求对移动网络技术提出的迫切的升级需求。

        SunilKar介绍了目前业界提出的5G网络潜在无线传输技术，主要包括大规模天线阵列、超密集组网、非正交传输和全双工等等。5G网络的频谱分配覆盖了从过去的2G、3G和4G，直到卫星、802.11ad，从300MHz窄带宏蜂窝直到30GHz宽带小蜂窝。5G无线网络的标准化和商业化时间轴是这样的：2013年到2016年是系统架构和技术需求的确定期，2017年到2019年是网络标准化和原型确定期，2020年到2022年为试用和部署期。

        FPGA契合5G无线网络发展需求

        5G异构无线网络的这种灵活性、多协议兼容性和智能化，以及对成本和功耗的要求，就需要一个可编程的芯片平台去支持，通过随时修改芯片上局部功能实现5G网络所需的灵活性。传统的ASSP和ASIC的不可编程性和昂贵的成本则无法满足这多方面的需求。

        FPGA，自诞生之日起就带着可编程的核心特性，经过几十年在架构和工艺方面的发展和创新，在性价比方面的突破，使之从传统的高价格高性能的通信领域逐渐扩展到工业、汽车、消费等广阔领域。5G无线网络对灵活性、性价比和智能化的需求正好与先进的FPGA技术特点极为契合。5G无线网络成为新一代FPGA技术施展才能的大好市场。作为先进FPGA技术的代表厂商之一，赛灵思公司一直以来都专注于FPGA技术的创新，并且从行业领先的FPGA厂商向SmarterSystem(更智能系统)AllProgrammable解决方案提供商转型。

        在技术创新和研发方面，赛灵思成功推出基于28nm工艺技术的三大类、五个独特系列的AllProgrammableFPGA产品：系统优化的FPGA系列：Virtex-7、Kintex-7和Artix-7；基于Virtex-7FPGA技术和堆叠硅片互联技术（SSIT）的AllProgrammable3DIC系列；ZynqAllProgrammableSoC系列，其将双核ARM处理器系统与赛灵思28nmFPGA架构结合在一起。

        这些28nm器件需要借助新的工具来充分发挥它们的功能。赛灵思数百名员工历时四年时间开发出Vivado设计套件。Vivado设计套件是业界首款专门针对AllProgrammable器件开发的SoC增强型设计套件。赛灵思Vivado设计套件不仅可支持大型设计的开发，比如针对采用拥有200万个逻辑单元并具有领先一代巨大容量的赛灵思Virtex-72000T3DIC的设计，同时还能把生产力提升四倍，以便将此类大型设计迅速投产。同时，Vivado设计套件还可支持IP模块日渐广泛的使用，这些模块对设计和实现复杂网络通信系统至关重要。赛灵思在过去数年大力投资战略性收购和合作伙伴关系营建的原因。目的是让内部开发出关键性IP，这样系统厂商就可以用赛灵思AllProgrammable解决方案开发自己的设计。

        在过去几年里，赛灵思以通信网络为重点，通过战略性收购，为采用自己的28nmAllProgrammable器件开发完整系统提供支持。主要收购活动有：Omiino（OTNIP解决方案）；ModelWare（流量管理和包处理IP解决方案）；Sarance（以太网和InterlakenIP解决方案）；Modesat（微波和E频段回程IP解决方案）。

        与内部开发的用于满足无线基础设施和数据中心应用需求的IP搭配，这些收购的IP加上内部开发的IP，使赛灵思能够为客户提供一整套综合而全面的IP核，便于他们为网络、通信和数据中心应用设计SmarterSystems（更智能的系统）。

        全球20%的无线市场份额在中国。中国的5G无线网络市场潜力巨大。在2014移动互联网国际研讨会上，赛灵思公司与中国移动就5G无线网络研发签署MOU。中国移动通信研究院院长黄晓庆与赛灵思全球无线通信业务部副总裁SunilKar共同签署了这一战略合作协议备忘录。这是一个里程碑式的合作项目，双方的共同目的是打造一个更绿更软的新一代无线网络。

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