越南大型移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)運(yùn)營(yíng)商Viettel在5G系統(tǒng)、設(shè)備和SoC領(lǐng)域雄心勃勃。Viettel的研發(fā)部門(mén)Viettel High Tech開(kāi)發(fā)了完整的5G網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)系統(tǒng)，包含設(shè)備、無(wú)線接入網(wǎng)絡(luò)（RAN）、傳輸網(wǎng)絡(luò)和核心網(wǎng)絡(luò)。這也讓越南一躍成為少數(shù)幾個(gè)能夠生產(chǎn)5G設(shè)備的國(guó)家之一。

Viettel High Tech之前一直在為gNB 3GPP 5G基站設(shè)計(jì)一款5G數(shù)字前端SoC。為了獲得競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)，Viettel的開(kāi)發(fā)團(tuán)隊(duì)需要加快產(chǎn)品上市速度。其實(shí)，在通訊半導(dǎo)體行業(yè)中，產(chǎn)品開(kāi)發(fā)窗口期往往很短。許多組織需要在5G標(biāo)準(zhǔn)還不成熟的時(shí)候就開(kāi)始開(kāi)發(fā)解決方案，以此來(lái)跟上不斷變化的標(biāo)準(zhǔn)，且不能造成產(chǎn)品上市延遲。

為了簡(jiǎn)化5G SoC專用處理器的開(kāi)發(fā)流程，Viettel High Tech團(tuán)隊(duì)使用了新思科技ASIP Designer，該工具套件能夠讓專用指令集處理器（ASIP）的設(shè)計(jì)過(guò)程實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化并加快設(shè)計(jì)速度。

Viettel High Tech首席工程師Le-Thai Ha博士指出：“ASIP Designer加快了Viettel首款5G數(shù)字前端SoC的設(shè)計(jì)過(guò)程，讓我們不僅節(jié)省了時(shí)間，而且還達(dá)到了預(yù)期性能。有了ASIP Designer，我們只需在架構(gòu)、尺寸和功耗方面進(jìn)行小幅改動(dòng)，即可針對(duì)新版本的5G算法輕松調(diào)整設(shè)計(jì)。借助ASIP Designer附帶的compiler-in-the-loop和synthesis-in-the-loop設(shè)計(jì)流程，我們?cè)诙噍喿兏蛢?yōu)化過(guò)程中節(jié)省了長(zhǎng)達(dá)數(shù)月的時(shí)間。此外，ASIP Designer為我們提供了多種可能性和選項(xiàng)，讓我們可以在SoC開(kāi)發(fā)階段和芯片就緒后對(duì)5G信號(hào)處理流進(jìn)行優(yōu)化。這種靈活性是采用硬接線設(shè)計(jì)時(shí)無(wú)法實(shí)現(xiàn)的。”

接下來(lái)，本文將更詳細(xì)地介紹Viettel團(tuán)隊(duì)是如何與新思科技合作來(lái)實(shí)現(xiàn)5G設(shè)計(jì)目標(biāo)的。

5G算法需要硬件加速來(lái)釋放性能

5G基站SoC囊括了許多采用固定功能RTL設(shè)計(jì)的子模塊。當(dāng)時(shí)5G標(biāo)準(zhǔn)雖已定義，但相關(guān)要求尚未實(shí)現(xiàn)標(biāo)準(zhǔn)化，開(kāi)發(fā)者開(kāi)始在這些設(shè)計(jì)的實(shí)際數(shù)據(jù)處理模塊中引入更多的軟件可編程性。這些數(shù)據(jù)處理模塊通常是無(wú)線電前端模塊，用于對(duì)來(lái)自天線的信號(hào)進(jìn)行數(shù)字校正。隨著相關(guān)5G要求的制定，軟件可編程性讓設(shè)計(jì)團(tuán)隊(duì)能夠靈活應(yīng)對(duì)各種不確定性。

但僅靠軟件可編程性不足以滿足5G的高吞吐量和低延遲需求。為此，還需要硬件加速。Viettel High Tech團(tuán)隊(duì)設(shè)計(jì)了數(shù)據(jù)加速模塊以及針對(duì)特定領(lǐng)域的數(shù)字信號(hào)處理器（DSP）。借助ASIP Designer工具，該團(tuán)隊(duì)優(yōu)化了用于5G處理的DSP。

ASIP將軟件可編程性和特定應(yīng)用的硬件加速整合在一個(gè)架構(gòu)中，并針對(duì)要實(shí)現(xiàn)的功能進(jìn)行了優(yōu)化。ASIP的性能和能效優(yōu)于通用處理器，并且還能夠靈活地支持多種算法標(biāo)準(zhǔn)和不斷演化的規(guī)范。

Viettel High Tech團(tuán)隊(duì)還為其5G數(shù)字前端SoC編寫(xiě)了算法。數(shù)字預(yù)失真算法是無(wú)線通信的基礎(chǔ)，能夠提高5G基站中RF功率放大器的效率。這些算法必須運(yùn)行得非常快，因此加速是必要的一環(huán)。該開(kāi)發(fā)團(tuán)隊(duì)使用ASIP Designer設(shè)計(jì)了IP模塊，以靈活的方式加速其算法在5G SoC中運(yùn)行性能的提高。

“我們采用真正的軟硬件協(xié)同開(kāi)發(fā)環(huán)境。Viettel的開(kāi)發(fā)者同步開(kāi)發(fā)了5G算法和ASIP架構(gòu)。5G軟件在設(shè)計(jì)的早期階段就在硬件平臺(tái)上進(jìn)行了驗(yàn)證。借助ASIP Designer提供的這種compiler-in-the-loop設(shè)計(jì)流程，Viettel的開(kāi)發(fā)者能夠輕松地分析算法并修改ASIP架構(gòu)。”

——Le-Thai Ha博士，

Viettel High Tech首席工程師

完整EDA工具全面覆蓋開(kāi)發(fā)驗(yàn)證流程

作為多年的ASIP Designer用戶，Viettel High Tech與新思科技的技術(shù)專家密切合作，獲取相關(guān)的工具培訓(xùn)和支持。除了ASIP Designer，該團(tuán)隊(duì)還使用新思科技的設(shè)計(jì)和驗(yàn)證解決方案，以及新思科技的接口和內(nèi)存IP解決方案。兩家公司建立了密切的合作關(guān)系，新思科技出色的工具和IP質(zhì)量也給Viettel的開(kāi)發(fā)者留下了深刻的印象。

Ha博士表示：“我們很滿意ASIP Designer提供的加速功能。指令級(jí)并行處理、數(shù)據(jù)級(jí)并行處理以及輕松添加特殊指令的流程幫助我們提高了ASIP性能。ASIP內(nèi)核也很容易在ASIP Designer環(huán)境中得到實(shí)現(xiàn)和驗(yàn)證。”

Ha博士還指出：“片上調(diào)試環(huán)境非常易于實(shí)現(xiàn)，對(duì)于任何類型的軟件開(kāi)發(fā)和硬軟件調(diào)試來(lái)說(shuō)都非常強(qiáng)大。ASIP層面和整個(gè)芯片層面的驗(yàn)證都可通過(guò)支持工具實(shí)現(xiàn)，因此驗(yàn)證過(guò)程更加高效，耗時(shí)更少。”

推動(dòng)5G無(wú)線通信發(fā)展

5G無(wú)線通信帶來(lái)的快速連接為我們的“萬(wàn)物智能”世界創(chuàng)造了新的機(jī)遇。數(shù)字體驗(yàn)變得更加豐富、更加身臨其境。通過(guò)數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)的實(shí)時(shí)自動(dòng)化，企業(yè)的生產(chǎn)效率也變得更高。城市在交通管理、公共安全服務(wù)和物流方面愈加智能。

Viettel High Tech總監(jiān)Vu-Ha Nguyen先生表示：“我們作為一家創(chuàng)新的設(shè)計(jì)公司，希望在未來(lái)五年內(nèi)深入?yún)⑴c國(guó)際半導(dǎo)體設(shè)計(jì)鏈，為市場(chǎng)提供低成本和高性能的SoC解決方案。”

Viettel等公司處在推動(dòng)5G通信發(fā)展的最前沿。Viettel利用新思科技的ASIP Designer、設(shè)計(jì)和驗(yàn)證工具以及IP為基站開(kāi)發(fā)5G數(shù)字前端SoC，正在盡其所能為越南帶來(lái)快速而可靠的連接。Viettel也一直在踐行自己的承諾，助力打造一個(gè)改善人們生活的數(shù)字社會(huì)。