通信IC芯片作为集成电路产业最为顶尖的明珠,如果有一家创新企业能够做出性能优异低功耗低成本的基带芯片,足以在行业立足,并大展身手。
随着5G产业化不断推进,特别是限于5G网络覆盖距离,市场上出现了众多5G小基站玩家,专注于提供室内和热点5G通信。
目前,市面上的5G基站,主要基于X86、ARM、FPGA和SoC设计,考虑性能、成本和技术生态,越来越多的玩家将基于FPGA和SoC芯片实现NR的BBU和RRU功能。
随着5G技术不断成熟,市场上逐渐出现5G基站SoC芯片,虽未形成规模效应,但也处于流片和回片测试阶段,相信在未来几年,将逐步商用。
笔者一直关注着国内5G小基站发展情况,对于业界发展也有一定的了解。
目前国内能够做出5G小基站芯片的玩家屈指可数,但目前也有一些新的身影出现在人们面前。
比科奇,Picocom,为5G小基站设备商提供开放RAN标准的基带系统级芯片(SoC),并为运营商提供可靠性软件产品。
2021年12月1日,比科奇宣布正式推出业内首款为小基站设计的高性能低功耗5G NR芯片--PC802。
据悉,PC802是全球首款高性能、低功耗和可编程小基站基带芯片,集成了完整的新一代无线移动通信功能和强大的计算能力,专用于4G/5G小基站设备。支持分布式/一体化5G小基站平台,包括室内住宅、企业和工业网络、中立主机网络和室外网络,也支持其他智能网联设备的开发。
该SoC通过PCIe上的SCF-FAPI接口与L2/L3协议栈连接,支持通过O-RAN开放前传(eCPRI)接口无缝连接到射频拉远单元(O-RU)或通过标准化JESD204B高速串行接口直接连接到射频芯片。
细心的读者应该可以看到,该芯片架构主要基于O-RAN联盟发布的协议进行设计,具备的是加速器形态,这就是熟悉的味道。
前面笔者写过一篇文章《5G NR基带SoC参考设计》,简要概述了基于O-RAN的参考设计方案。
比科奇基于O-RAN架构,设计NR基带SoC并成功流片,也算是走在了行业的第一方阵。
PC802芯片主要特点:
芯片运行Picocom的5GNR和LTE物理层软件
SCF FAPI接口
Ceva XC12 5G优化的1280位矢量信号处理器
RISC-V标量处理器
编解码器:LDPC、Turbo和Polar
傅立叶变换:FFT、iFFT
均衡器:MMSE/MMSE-IRC/MLD
数字前端(DFE)
O-RAN eCPRI 开放前传
IQ压缩/解压缩
安全的片上BOOT功能
调试和设备监控
真是熟悉的味道,笔者感觉可以去面试一下了。
该芯片的主要接口:
4通道JESD204B无线接口,最多支持4个RFIC
用于eCPRI的10/25千兆以太网
4通道G4 PCIe接口至NPU
LPDDR4 32位接口(2666/3200 MHz)
同步和时钟接口:IEEE1588v2, 全球导航卫星系统
SPI,I2C和GPIO控制接口
据悉,该芯片还支持LTE/5G双模、载波聚合和动态频谱共享(DSS)。
对于5G NR Sub-6GHz FR1频段:
多达8 TX/8 RX 射频基带端口
两个小区:每小区2 UL/4 DL MIMO层
一个小区:4 UL/8 DL MIMO层
每小区带宽:100 MHz
吞吐量DL:4Gbps, UL 2Gbps
对于5G NR 毫米波FR2频段:
单小区2 TX/2 RX射频端口
2 UL/2 DL MIMO层
400MHz带宽
吞吐量DL: 3Gbps, UL 3Gbps
同时,该芯片也支持LTE
两个或三个LTE小区:每个小区多达4 TX/4 RX天线端口,2 UL/4 DL MIMO层,20MHz
双模5G和3个LTE小区
PC802芯片架构
PC802芯片采用了Ceva XC12矢量信号处理器和32颗晶心N25F RISC-V处理器,猜测用于处理下行链路和部分上行数字信号处理。
对于DFE、FFT/iFFT、MMSE均衡器和FEC编解码器(LDPC Turbo和polar)、CPRI/eCPRI、PCIe、DDR4、10G/25G Ethernet等重要组件,必须得采用硬件逻辑实现。
上述重要组件的相关知识,除了10G/25G Ethernet和DDR4尚未在笔者公众号文章出现外,其余均有涉及。
对于DFE中的DUC、DDC、CFR、DPD、AD/DA等,有兴趣的读者可进一步了解。
作为一名21世纪20年代芯片方向的工程师,我们要尽可能掌握比较全面的数字信号处理和高低速接口设计技术,职业可跨越通信、图像、AI、雷达、自动驾驶、数控等众多领域。
PC802芯片产品简介
从比科奇官网看,一些客户已开始基于该芯片进行相关测试,达成了合作机制。
随着5G小基站市场逐步打开,相信未来还有其他专注于提供5G小基站芯片设计的创业公司,相继推出自己的产品投入市场。
对于未来5G小基站基带芯片发展如何,我们拭目以待。
参考
1. Picocom官网及其微信公众号
声明:本文仅作业界动态跟踪和技术分享,不为任何单位背书,并与作者任职单位无关。
原文标题 : 比科奇:5G 小基站基带 SoC新玩家