การสุ่มตัวอย่าง Xilinx Zynq UltraScale + ครอบครัว RFSoc

Moshe Gavrielov, ซีอีโอของ Xilinx

ด้วยเทคโนโลยี 16nm UltraScale + MPSoC RFSoC สามารถรวมตัวแปลงข้อมูล RF เข้าด้วยกันได้เพื่อลดการใช้พลังงานและการลดขนาดลงได้ถึง 50-75 เปอร์เซ็นต์และ Correction Forward Error Correction (SD-FEC) ที่นุ่มนวลเพื่อตอบสนองมาตรฐาน 5G และ DOCSIS 3.1 ด้วยตัวอย่างซิลิคอนที่จัดส่งให้กับลูกค้าหลายรายแล้วโปรแกรมการเข้าถึงก่อนหน้านี้สำหรับครอบครัว Zynq UltraScale + RFSoC มีให้บริการแล้ว
Zynq RFSoCs รวมตัวแปลงข้อมูล RF และแกน SD-FEC พร้อมด้วยลอจิกที่มีประสิทธิภาพสูง 16nm UltraScale + และระบบประมวลผลหลายแบบ ARM เพื่อสร้างห่วงโซ่สัญญาณอนาล็อกเป็นดิจิตอลครบวงจร

ในขณะที่ RF ในการปรับสัญญาณและการประมวลสัญญาณแบบดิจิตอลมักแบ่งเป็นระบบย่อยแบบสแตนด์อะโลน Zynq UltraScale + RFSoC นำการออกแบบซอฟต์แวร์อะนาล็อก, ดิจิทัลและซอฟต์แวร์ฝังตัวไปยังอุปกรณ์เสาหินเดียวเพื่อความทนทานของระบบ อุปกรณ์ในคุณลักษณะสำหรับครอบครัว:
· ADCs 12 บิต 8 บิต 4GSPS หรือ 16 บิต 16GHz
· DAC แปดบิต 16 ชุด 6.4GSPS 14 บิต
·แกน SD-FEC แบบรวมพร้อม LDPC และ Turbo codec สำหรับ 5G และ DOCSIS 3.1
·ระบบย่อยการประมวลผล ARM ที่มี Quad-Core Cortex ™ -A53 และ Dual-Core Cortex ™ -R5s
· 16nm UltraScale + ตรรกะที่ตั้งโปรแกรมได้พร้อมแกน Nx100G
·ถึง 930,000 เซลล์ตรรกะและชิ้นส่วน DSP มากกว่า 4,200 ชิ้น
แอพพลิเคชันที่ครอบครัว Zynq RFSoC กล่าวถึง ได้แก่ หัววิทยุแบบรีโมตสำหรับ MIMO ขนาดใหญ่คลื่นวิทยุเคลื่อนที่แบบมิลลิเมตรคลื่นความถี่ 5G การเข้าถึงแบบไร้สายแบบถาวรจุดต่อ Remote PHY สำหรับสายสัญญาณเรดาร์ทดสอบและวัด SATCOM และ Milcom / Airborne Radio และอื่น ๆ แอพพลิเคชัน RF ที่มีประสิทธิภาพสูง
อุปกรณ์ Zynq UltraScale + RFSoC ในขณะนี้ทำให้ระบบที่ใช้แบนด์วิดท์มากที่สุดสำหรับโครงสร้างพื้นฐานไร้สายในอนาคต ความต้องการ 5G ตั้งแต่แบนด์วิธ 5X อัตราข้อมูลผู้ใช้ 100X และความจุเครือข่าย 1000X จะไม่สามารถบรรลุได้โดยไม่มีการค้นพบใหม่ในระดับระบบ

การรวมตัวแปลงข้อมูล RF แบบไม่ต่อเนื่องและการเพิ่มประสิทธิภาพของห่วงโซ่สัญญาณใน Zynq UltraScale + RFSoCs ช่วยให้หัววิทยุแบบรีโมตสำหรับ Massive-MIMO, backhaul ไร้สายและการเข้าถึงไร้สายแบบคงที่เพื่อให้ได้ความหนาแน่นของช่องสัญญาณสูงด้วยกำลังไฟและการลดรอยละ 50-75% แกน SD-FEC ที่ผสานรวมช่วยให้สามารถรับส่งข้อมูลระบบได้ถึง 10-20X เมื่อเทียบกับการใช้งานพื้นฐานที่นุ่มนวลสำหรับ baseband 5G ภายใต้แรงที่เข้มงวดและข้อ จำกัด ด้านความร้อน

ในทำนองเดียวกันในบริการบรอดแบนด์สายความเร็วสูงยุคต่อไป Zynq RFSoCs ให้การรวมกันของรูปแบบขนาดเล็กประสิทธิภาพการใช้พลังงานและความยืดหยุ่นของฮาร์ดแวร์เพื่อให้สามารถใช้งานระบบ Remote-PHY สถาปัตยกรรมการเข้าถึงแบบ Distributed ผลักดันฟังก์ชัน DOCSIS 3.x PHY จากอุปกรณ์ headend ส่วนกลางไปยังโหนด Remote-PHY ที่อยู่ใกล้กับผู้บริโภค ด้วยการเปลี่ยนการส่งผ่านออปติคัลแบบไร้อรรถประโยชน์ด้วยการแพร่หลายอีเทอร์เน็ตความจุเครือข่ายมาตราส่วนและประสิทธิภาพที่ดีขึ้น

RFSoCs ช่วยให้มั่นใจได้ว่าการใช้งาน R-PHY มีความยืดหยุ่นเพื่อเพิ่มประสิทธิภาพการรับชมภาพตามที่ DOCSIS3.1 กำหนด
นอกจากนี้ Zynq RFSoCs ยังมีประสิทธิภาพและความสามารถในการปรับตัวสำหรับโปรแกรมของรัฐบาลที่สำคัญ ๆ เช่นเรดาร์ Phased Array Radar (MPAR) แบบมัลติฟังก์ชั่นเพื่อรวมฟังก์ชั่นของเครือข่ายเรดาร์หลายแห่งเข้าด้วยกันเป็นระบบเดียวสำหรับการเฝ้าระวังอากาศยานและอากาศยาน เนื่องจากระบบขอบชั้นนำเหล่านี้ต้องทำงานในแบบเรียลไทม์จึงทำให้การรวม RF-Analog แบบธรรมชาติทำให้ Zynq UltraScale + RFSoC เป็นทางออกที่ดี

อุปกรณ์ Zynq RFSoC ได้รับการออกแบบมาให้เป็นเครื่อง beamformer โมดูลทั่วไปของ Rockwell Collins สำหรับอาร์เรย์ DARPA ในเครื่องชั่งเวลาเชิงพาณิชย์ (ACT) ซึ่งมีเป้าหมายเพื่อลดระยะเวลาในการออกแบบและการอัปเดตในฟิลด์ขณะที่กำลังผลักดันอุปสรรคดั้งเดิมในการส่งอาร์เรย์เรดาร์

ตัวอย่างอุปกรณ์ Zynq UltraScale + RFSoC มีการจัดส่งแล้ว Vivado Design Suite เข้าถึงอุปกรณ์ต้นแบบ Zynq UltraScale + RFSoC ในขณะนี้แล้ว

.