廠商聯(lián)合應(yīng)對日益復(fù)雜的SDR設(shè)計

繼去年“2013年ADI設(shè)計峰會”第一次共同舉行新聞發(fā)布會以后，這是ADI公司與Xilinx第二次坐在一起面對媒體，此次共同發(fā)布的內(nèi)容是面向電子設(shè)計工程師推介高效的系統(tǒng)級SDR（軟件定義無線電）解決方案。

說實話，大家可能更關(guān)心這兩家巨頭公司為何會頻頻攜手合作呢？

應(yīng)對SDR設(shè)計工程師面臨全新設(shè)計挑戰(zhàn)

從快速發(fā)展的通訊市場來看，電子設(shè)備開發(fā)工程師面臨著日益嚴峻的挑戰(zhàn)。

首先是市場挑戰(zhàn)。第一個是產(chǎn)品上市時間的壓力，誰首先占領(lǐng)這個市場，誰就占領(lǐng)了先機；第二個就是風(fēng)險管理，怎么把研發(fā)的整個風(fēng)險降到最低。

除了市場的挑戰(zhàn)以外，設(shè)計挑戰(zhàn)也是不可忽視的。

據(jù)ADI中國技術(shù)支持中心經(jīng)理聶海霞介紹，中國電子設(shè)備工程師的平均年齡是29歲左右，由于工作經(jīng)驗有限，他們在面臨巨大市場挑戰(zhàn)并要設(shè)計出來有競爭力的產(chǎn)品時，承受著非常大的壓力。這種日益復(fù)雜的設(shè)計挑戰(zhàn)，體現(xiàn)在不同的方面。

對于模擬工程師來講，他需要了解諸如FPGA的嵌入式數(shù)字系統(tǒng)，而對于FPGA或者是嵌入式工程師來講，也必須要懂得模擬知識，很多設(shè)計都是跨專業(yè)跨領(lǐng)域的，所以對工程師的要求是非常非常高的。另外，復(fù)雜的設(shè)計還要求工程師擁有系統(tǒng)的思維，光有電路設(shè)計這樣一些技術(shù)還不夠，必須要對整個應(yīng)用和整個系統(tǒng)有較深入的了解，這樣才能做出有差異性的產(chǎn)品，進而滿足客戶的需求。

除數(shù)字和模擬以及系統(tǒng)的需求以外，他們還需要懂得各種建模和軟件，以幫助他們在設(shè)計的最初期就能迅速搭建起整個系統(tǒng)，并且做一些仿真。

意識到電子工程師們面對如此巨大的挑戰(zhàn)，半導(dǎo)體廠商們必須做點什么，幫助他們快速完成應(yīng)用設(shè)計并把產(chǎn)品推向市場。

簡化工程師們的設(shè)計流程和設(shè)計難度成為當務(wù)之急，這也是ADI公司與Xilinx攜手合作的重要原因所在。

ADI的貢獻：全集成簡化高速射頻設(shè)計

高速高帶寬的射頻器件是現(xiàn)今SDR設(shè)計中的難點，作為知名的模擬器件廠商，ADI提供了AD936X系列集成式RF收發(fā)器，很好地勝任了SDR中的射頻應(yīng)用。

為什么說AD9364是一個突破性的針對軟件定義無線電的射頻收發(fā)器解決方案呢？

A DI公司亞洲區(qū)通信業(yè)務(wù)拓展經(jīng)理解勇認為，它的突破性主要體現(xiàn)在兩個方面，一方面是它的寬頻帶性，從70兆赫茲一直可以支持到6G，這是目前其他競爭對手做不到的；另一方面是它的可編程性以及給設(shè)計帶來的靈活性。

據(jù)解勇介紹，自從去年10月份發(fā)布了具備兩收兩發(fā)的AD9361以后，ADI今年再次推出了一收一發(fā)的AD9364新產(chǎn)品，給客戶提供更多的選擇和設(shè)計的靈活性。

全集成AD9364收發(fā)器的優(yōu)勢就是可以滿足軟件定義無線電兩個重要特性：第一個是硬件平臺的統(tǒng)一性；第二個就是靈活性，可重構(gòu)性。

解勇表示，AD9364內(nèi)部提供了上千個集成器寄存器，用戶可以通過SPI串行控制接口根據(jù)他們應(yīng)用的需求進行編程，從而滿足不同平臺的要求。另外通過把采用AD9364的設(shè)計方案與此前的離散器件的設(shè)計方案來比較，發(fā)現(xiàn)前者的外圍電容與電感、電阻以及其他IC的芯片數(shù)量可以減少一半以上。除了外圍芯片數(shù)量減少之外，相對離散方案來說，新方案的功耗也大大降低了。

然而，隨著SDR設(shè)計復(fù)雜性的提高，單一的器件并不能滿足工程師的需求，提供系統(tǒng)級SDR方案成為工程師們的新歡。

解勇表示，ADI公司與Xilinx公司合作提供系統(tǒng)級SDR方案，ADI公司的射頻參考設(shè)計板和評估板，都改為FMC標準接口，以全面兼容Xilinx的開發(fā)平臺。

對于ADI之前的評估板，現(xiàn)在也提供了專門設(shè)計的轉(zhuǎn)接板，通過轉(zhuǎn)接板輕松對接賽靈思的平臺。除了FMC以外，ADI還提供另外一個Pmod，對于一些較低速的應(yīng)用和精度要求不高的產(chǎn)品，我們提供的板完全兼容Pmod，也可以直接和賽靈思平臺無縫對接。

Xilinx的貢獻：高效全可編程處理系統(tǒng)

復(fù)雜的SDR系統(tǒng)中，除了射頻和數(shù)字信號處理的部分之外，還有一些要求做成完全的嵌入式系統(tǒng)，SDR的核心在于數(shù)字信號處理部分，根據(jù)不同的無線協(xié)議實現(xiàn)不同的算法，這些算法要求有很強的DSP設(shè)計能力，這對于嵌入式軟件設(shè)計方面也是一個挑戰(zhàn)。

Xilinx公司亞太區(qū)Zynq業(yè)務(wù)開發(fā)經(jīng)理羅霖表示，在雙方的合作中，Xilinx公司的任務(wù)就是負責實現(xiàn)包括從接口到嵌入式軟件系統(tǒng)到DSP處理的高效設(shè)計。

據(jù)羅霖介紹，過去的SDR系統(tǒng)里面有些客戶用的解決方案比較原始，就是在ADC后面加上一個DSP，如果要運行這個嵌入式操作系統(tǒng)，還要加入一個處理器，這樣三個芯片構(gòu)成一個解決方案。

現(xiàn)在，通過采用Xilinx公司的把處理器有機的整合在一起的Zynq器件，可以使板上的物料更少，提高集成度，可以使板子面積做的更小，功耗降低。同時，由于FPGA里面有很多的硬件資源可以做變形化的處理，所以還可以強于DSP的計算性能。

羅霖分析道，在Zynq內(nèi)部一部分是處理器，另外一部分是FPGA，兩者通過特殊的總線緊密的連接在一起，從而實現(xiàn)一個很高的帶寬，降低整個系統(tǒng)的延遲。這對于一些比較先進的SDR應(yīng)用是非常重要的，因為一個是數(shù)據(jù)的交互，必須考慮帶寬的問題。

此次ADI與Xilinx提供給工程師的是針對這個軟件無線電的整體解決方案，可以看到硬件層面Xilinx公司提供基礎(chǔ)開發(fā)板如ZC702或ZC706，或者是安富利的Zedboard，上述開發(fā)板配上ADI公司具備射頻技術(shù)的FMC子卡，加上雙方的開發(fā)工具以及相關(guān)的IP，綜合成為面向工程師的完整SDR解決方案。

編后：一直加速進步的無線通信系統(tǒng)推動著SDR技術(shù)的發(fā)展，當前4G標準的推廣正在加速著SDR平臺的應(yīng)用。無論是從運營商還是從主流系統(tǒng)設(shè)備商，都是在提倡一個硬件平臺支持所有的制式。現(xiàn)在產(chǎn)業(yè)鏈各環(huán)節(jié)的供應(yīng)商已經(jīng)達成共識，大家都在朝著這個方向前進。

然而，先進的SDR系統(tǒng)設(shè)計需要多方面的能力，可能是跨學(xué)科的，特別是高速射頻和數(shù)字信號緊密的互連和協(xié)同的優(yōu)化。為了幫助工程師朋友們簡化設(shè)計，大大縮短產(chǎn)品的上市時間，ADI與Xilinx兩家知名企業(yè)率先做出了回應(yīng)，兩家公司攜手提供了完整的SDR高效參考設(shè)計，可以讓開發(fā)時間從過去的數(shù)月縮短到數(shù)周，給客戶帶來了更多系統(tǒng)層面的價值。

可以預(yù)見，類似這樣的合作將會不斷在半導(dǎo)體廠商間展開。（tiger）