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5G 基础设施的扩建潮正在兴起，但我们仍处于增长曲线的早期阶段。中国强势开局，北美和欧洲也正奋起直追。目前，设备主要由五家一级企业主导：诺基亚、爱立信、中兴通讯、华为和三星。目前，小型企业开始进入市场。借助 Open RAN，他们可以致力于提供大规模 MIMO 无线单元或基带分布式单元等解决方案，而无需像一级企业目前的惯例一样提供从内核到天线的端到端解决方案。这些企业有充分的机会脱颖而出。当前的实现取决于现成的硅片规格，通常是昂贵且高能耗的 FPGA 或 x86 处理器。ASIC 替代方案可以实现更高的吞吐量、更低的功耗和更低的成本，此外还可以为解决方案构建者自己的增值项。时机已经成熟，我们现在看到 5G 价值链领域的公司、半导体和收发器供应商、OEM、Tier1s、ODM，甚至电信公司都参与其中。每家企业都希望在这一发展过程中掌控自己的命运。
为什么 ASIC 更适合大规模 MIMO？
首先考虑一下现有的 Open-RAN 实施的 DU 或小基站组件。典型的实施将基于在 x86 平台上运行的软件中的第 1 层实施构建，并辅以一个或多个主要加速前向纠错的 FPGA。虽然灵活，但当所有处理链和工作负载在通用内核上运行时，扩展性能的能力有限。大规模 MIMO 使问题变得复杂，需要支持更多并行信道。
然后考虑 Open RAN 架构的无线单元 (RU)。这个部分通常通过专用于波束成型的高端（昂贵）FPGA 和射频收发器的数字前端实现。但是，5G 宏基站现在有望提供大规模 MIMO 支持，需要更高水平的并行度（因此需要更多 FPGA）来管理更多的信道。同样，通过现成组件扩展性能无法达到合理的成本或功耗/效率目标
对比传统的 Open RAN 解决方案与 ASIC 解决方案
用于大规模 MIMO 5G RAN 的 PentaG-RAN
CEVA 作为 UE 和基础设施无线蜂窝解决方案的第一大 IP 供应商，已建立成熟的体系，推出了其第二代 PentaG-RAN™ 5G NR 基带调制解调器 IP 平台。该平台专为满足大规模 MIMO RAN 设备的极端性能、延迟和功率要求而设计，它基于我们先进的矢量和标量 DSP 处理器构建，并为全链路加速增加了硬件加速引擎。
首先是 DU/小基站应用。与传统的 COTS 解决方案不同，此平台可以加速整个信号链路。同时仍保留了 OEM 自定义侧信道计算（如信道估计）的 SDR 灵活性。该平台完全可扩展，从专用网络中的小基站部署到支持大规模 MIMO 和虚拟 RAN 实施的宏基站。可扩展性由我们市场领先的 CEVA-XC16 矢量 DSP 群集实现，而软件控制支持由我们的 CEVA-BX2 标量处理器提供。异构平台随附一套全链路加速器和协处理器以及丰富的 5G 软件 SDK 和库。
用于 5G DU/小基站的 PentaG2 RAN 平台
现在考虑 Open RAN 无线设备。用于此应用的 PentaG-RAN 平台围绕相同的经过检验的矢量和标量 DSP 内核构建，可处理信道估计和波束成型等算法。同样，多天线信号路径所需的大规模计算完全映射到硬件加速器，在整个过程中具有可扩展性。丰富的软件库提供多类矩阵操作，以支持波束成型、预编码和其他操作。对于计划可扩展小芯片实施的 OEM，还可以在单独的小芯片中嵌入波束成型模块。
PentaG2 RAN 无线平台
用于大规模 MIMO Open RAN 的交钥匙 ASIC 设计
我们的许多客户很乐意采用我们的 IP 并将其嵌入到他们的设计中。但我们也了解到，进入此领域的 OEM 可以看到他们的价值在于软件、模块和系统服务方，而不一定是 ASIC 设计。我们通过 CEVA-Intrinsix 为他们提供交钥匙协作服务。对于此类客户，我们可以设计和构建完整的 ASIC，直至物理实施结束，并测试芯片。此服务涵盖从架构到实施的整个过程，以及完整的软件堆栈。该服务是协作式的，与客户需求密切贴合，针对目标应用优化功能集，并提供关于更多差异化机会的建议。
感兴趣？您可以在此处了解关于 PentaG-RAN 的更多信息，也可在此处了解我们的交钥匙芯片设计服务。
作者：Nir Shapira， Business Development Director， CEVA
