Integrating multiple functions, the definition considerations of RFSoC supports in bands below 6 GHz
作者 / 王莹 《电子产品世界》修改
摘要：面向5G，继2017年推出第一代RFSoC后，Xilinx于2019年2月又推出了第二代和第三代产品。本文介绍了二、三代产品的产品界说考虑，及未来第四代的规划。
要害词：RF；SoC；宏站；ADC；时钟
新的第二和三代产品（赛灵思）的Zynq ® UltraScale+™ 射频（RF）片上体系（SoC）是把RF元素嫁接进里 ,所以叫RFSoC。2017年现已推出了第一代产品，2019年2月又推出了第二代和第三代产品。
1 RFSoC新的第二和第三代产品
具有更高射频功用及更强可扩展才能，可支撑6 GHz以下一切频段，然后满意新一代5G 布置的要害需求。一起，还可支撑针对采样率高达的14位模数转换器（ADC）和10 GS/S的14位数模转换器（DAC）进行直接RF采样，二者的模仿带宽均高达 6GHz。
产品系列是单芯片自适应射频渠道。该产品系列现在包括：（第二代）：这款现已开端供给样片并计划于 2019 年 6 月投入量产，不只契合亚洲地区5G布置的时刻规划，并且还支撑最新射频技能。
（ 第三代）：与根底产品系列比较，可在 RF 数据转换器子体系中对 6GHz以下频段的直接 RF 采样供给全面支撑、扩展的毫米波接口，并将功耗下降达 20%。该产品将于 2019 年下半年上市。
新产品单芯片集成更高功用的 RF 数据转换器，可为布置 5G 无线通讯体系、有线电视接入、高档相控阵雷达解决计划，以及包括丈量测验和卫星通讯在内的其它运用，供给所需的广泛频段掩盖规模。经过替代分立式组件，这些器材可将功耗及封装尺度下降 50%，是电信运营商布置5G 体系、完结大规模多输入多输出基站的抱负挑选。
2 抢手问答
赛灵思通讯业务主管总监Gilles Garcia与大中华区的高档总监周海天先生答复了《电子产品世界》等媒体的发问。
商场2019年，哪几个国家会推出5G？除了我国，韩国开展很快，日本是2020年打开，由于日本东京奥运会在2020年，但比韩国仍是慢了一步，还有一个国家是澳大利亚。基本上，2020年欧洲、美国/北美洲都会开端5G布署。5G刚刚开端，未来整个进程需求三到五年，首要原因是5G和4G、3G有很大差异，5G不单单是在通讯根底设施方面，还需求手机等终端技能设备的协作。此外，5G还会运用到许多其他层面，包括轿车、工业等等。实际上，5G的运用十分广泛。
2.2 与分立的ADC/DAC的联系
一些模仿公司也推出了6 GHz以下的模仿产品，的运用和它们的抵触吗？实际上，赛灵思在推出RFSoC芯片曾经，许多客户布置FPGA加上外置的DAC、ADC的芯片。赛灵思发现许多一级的用户需求持续进步集成水平，这样能削减功耗，一起也能削减规划占用的面积，这样的客户就会挑选赛灵思的单芯片。
别的在RFSoC的道路图里，首要服务8个传输、8个接纳，以及16个传输、16个接纳。但除此之外，还有比较低的装备，比方2×2的这种2个传输、2个接纳，这样，赛灵思FPGA可以和其他模仿公司同伴供给低端产品。因而，经过和模仿公司协作，使得赛灵思给客户供给的挑选可以掩盖从低端到高端的一切选项。
那么，RFSoC适宜大规模的MIMO在宏站运用上比较多，可是在5G年代，除了宏站之外，商场对一些（小型基站）也会有需求，针对小型化有比较好的计划？实际上，现在有两个十分清晰的运用趋势，室内和室外。室内首要是2×2的，最多是4×4的，在这种状况下，用赛灵思的FPGA再加上外置的DAC、ADC。室外的首要是8×8的装备要求，在这样的状况下，的第一代和第二代产品就可以十分好地满意需求。
那 么 ， 像 以 前 传 统 的中频（IF）处理，或许包括这种协议会不会逐步被直接RF采样所替代？实际上，的确直接采样的承受度现在仍是十分高的，由于这可以大大下降杂乱程度。
可是还有小部分客户有一些自己的主意，他们期望可以完结差异化，所以他们仍是期望自己做外部的数字处理，也便是自己在FPGA外置ADC。
因而，JESD这类协议规范或许是IF是不会消失的。
还有一些小的装备，比方2×2、4×4，服务于一些或许是不同的国家，他们不需求大规模的天线，FPGA加上ADC关于他们来说便是足够好的布置，所以在这种状况下，仍是需求JESD204的规范，并且在赛灵思的IP中也是包括的。
2.3 三代产品的定位
第一代产品在全球的出售怎么？实际上，依据赛灵思财报，此前RFSoC的营收增长了3倍，首要的驱动力在于韩国前期5G的布置，我国pre-5G的布置，以及在北美关于5G实验的一些布置，可是RFSoC营收并不是悉数来源于5G。
这次一起推出了两代产品，这是比较罕见的，是否意味着将来第三代产品是一个干流，由于它全掩盖，可以用于5G这个频段？实际上，赛灵思第一代产品首要服务于pre-5G或许是5G前期的一些布置，针对的是4GHz的带宽。可是现在有新的频段得到了分配，尤其是在我国和日本，首要是4 GHz到5 GHz的，所以赛灵思推出了第二代产品，期望可以十分及时地给这些运营商供给适宜的产品。3GPP还在不断的开展，现在现已要演化到6GHz，这时候第三代产品芯片便是最适宜的。
所以假如客户要在2021年布置体系，那么第三代产品是最适宜的，可以协助客户满意到时候所需求的一系列运用。
别的，全球许多国家在频段分配上的状况是不一样的，可能有一些并不需求4 GHz或许是5 GHz这样的带宽水平，所以可以依据各个国家的状况挑选第一到第三代产品。例如假如有一个国家只需求4 GHz带宽，其实第一代芯片就可以满意需求。
那么，第二代、第三代除了频率会有提高，还有哪些功用提高？实际上，除了功用方面，第二代是针对，第三代是能满意6 GHz方面的差异。还有一个重要的点是第三代芯片集成了时钟体系。别的，第三代还可以使得DAC、ADC的功用削减20%的功耗，所以它在功耗上也有提高。别的还添加一些新的功用选项，比方插值和抽取，首要是针对毫米波的频率规划方面。
这三代产品谁的商场容量更大一些？实际上，这首要触及客户的体系规划的时刻。一般客户规划需求一年的时刻才可以完结规划、测验、实验和体系进行出产，假如客户瞄准的频段是4~5 GHz，例如我国商场上，假如2020年、2021年要布置，现在就要开端进行这样的开发，就会挑选第二代产品。假如有的客户寻求的是4GHz以下的体系渠道，可能在两年前就已开发，选用的现已是第一代产品，估计这些客户会持续布置、开发。
功耗、占板面积等的节省状况怎么？其实第一代产品已有很大的打破，它和外置的DACADC比较功耗下降50%，占板面积削减75%。第二代产品也有这方面特征。第三代在功耗方面在详细的TDD运用中会下降20%，别的还有一些简化外部时钟规划的提高（注：首要经过时钟集成来到达），在占板面积下降方面有约5%~10%的改进，可是更多的是在本钱和杂乱性等方面的改进。
2.5 下一代产品的规划
为什么在第四代产品规划中才考虑在RFSoC中参加AI引擎？实际上，在2018年10月，赛灵思CEO在赛灵思开发者大会（XDF）上曾说到了未来的AI渠道产品。这是一个7 nm集成的渠道，里边会有AI引擎（如图2）。之所以在第四代才有，这是一个商场需求的问题，赛灵思会依据商场的需求和时刻表、道路图来做7nm产品，此刻7 nm级的RFSoC就会有AI引擎。
详细说到AI引擎，首要赛灵思现在已有一些AI的IP才能，可是这种AI才能和7 nm的AI引擎不同：现有的AI的IP才能，也便是16 nm级的，可以支撑机器学习等AI的IP；未来的7 nm级的AI引擎，是可以支撑深度的无线算法和核算算法的AI引擎。
那么，第一代RFSoC是依据16 nm的规划，新出的两代产品也是依据这个规划吗？实际上，从第一代到第二、三代都是以16 nm为根底的。可是第四代会集成到7 nm的Versal渠道(注：是赛灵思的首款ACAP渠道)。
赛灵思的原则是依据商场和客户的需求选用最为合理的技能来满意商场其时的需求。关于第二代和第三代，最为合理的挑选便是选用16nm的产品组合，这样可完结引脚和软件的兼容，一起可以统筹客户的易用程度。第四代是为了满意AI引擎技能架构和新的功用，因而需求运用7 nm技能。
本文来源于科技期刊《电子产品世界》2019年第4期第21页，欢迎您写论文时引证，并注明出处
