簡化5G基礎設施處理器的軟硬件開發

Jean-Francois Lacasse

1 5G基站的軟硬件開發挑戰

在設計5G設備時，工程師可能在幾個方面遇到挑戰。鑒于許多系統容量和使用場景都必須由新型5G蜂窩基站提供支持，相關解決方案會變得非常復雜，需要進行大量測試與迭代開發，且功耗非常高。所有這些都為軟硬件開發帶來挑戰。

在部署5G物理層及以上各層，Marvell競爭對手的傳統解決方案往往要求5G工程師掌握多種編程語言，因而需要將差別迥異的開發環境、編譯器與工具集成在一起。這多多少少會加大使用工具的繁瑣程度，增加編譯代碼所需要的時間，而這些時間原本可以用于增強新型算法。

當前基站設計解決方案所提出的功耗問題給負責設計結構與散熱解決方案的工程師們帶來了巨大挑戰。更多的功耗意味著外殼也要更大，這會增加成本，并可能需要配備風扇，進而縮短故障前平均時間，拉高現場支持難度，尤其是在大規模部署的情況下。

對于設計PCB的工程師而言，散熱、處理上述功耗的PCB區域以及用于實現所需性能與功能的SoC數量都是難題所在。當前其他可用解決方案的集成度不足，這已成為阻礙最佳PCB設計，以實現可擴展式整體解決方案的一個痛點。當然，解決方案的成本與其單獨組件成本以及這些組件所提供的功能密不可分。其他可用解決方案要么集成度不高，導致需要使用多個芯片實現基本的功能模塊，要么雖然高度集成但功能不足，使工程師無法以高效的成本與功耗實現其解決方案所需要的性能。

2 Marvell的解決方案

Marvell產品支持使用C/C++編寫運行于單一系統級芯片（ SoC）上的所有基帶功能。包括計算與傳輸在內，所有MarveU SoC均保持這一相同環境，用于部署5G 2-4層。Marvell因而可以提供無縫集成所有必需組件的—體化軟件開發工具包（ SDK）。由于編程環境使用C/C++，代碼編譯速度遠高于使用RTL之類的語言，從而可以讓5G工程師在數分鐘而非數小時內快速更改與測試其算法及其他現代功能。這極大地加快了整體解決方案的故障排解、試驗與維護，現場部署更新也能從中受益。

由于Marvell產品功耗較低，通常可以實現無風扇設計，外殼也顯著縮小。Marvell SoC的這種高度功能性集成使客戶無需采用多個處理5G功能的外部芯片，如：安全、以太網、加速器與計算功能。由于最終解決方案的組件數量更少，故障點也隨之減少，PCB尺寸與成本也因而大幅下降。

3 MarVell的基礎設施處理器業務

從射頻單元到核心網，Marvell產品非常廣泛，其中包括大容量OCTEON Fusion 5G基帶處理器、OCTEONTX2網絡基礎架構處理器、Aldrin以太網交換機以及ThunderX2服務器處理器。這些新一代芯片在設計之初即考慮了5G需求，能夠帶來前所未有的信號處理、計算性能與交換容量。目前，所有這些產品均已量產，并應用于全球移動網絡運營商當前所部署的電信設備之中。例如，Marvell近期宣布與三星及諾基亞合作推出搭載上述多款產品的5G基站設計方案。