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功能强,价格低:恩智浦全新软件定义无线电平台,你想不想上手一试?

最新更新时间:2024-11-08
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恩智浦一直在与社区合作,推动一个新的 软件定义无线电 (SDR) 平台 。该平台旨在帮助工业界和学术界开发新产品和创新。这个倡议的最终目标是将硬件开发转变为以软件为中心,使开发工具更加经济实惠且易于使用。


SDR平台的重要性


如果您没有“大公司”的资源,或者在行业中缺乏足够的关系网络,那么开发新硬件和软件的门槛可能会很高。随着时间的推移,硬件的复杂性不断增加,这是技术进步的一个原因。举例来说,如今设计和构建PCB比二十年前要复杂得多。此外,软件的复杂性也在增加。操作系统、驱动程序和应用程序的复杂性都在提升,超出了个人的管理能力。


那么,行业正在采取什么措施来解决这个问题呢?解决方案通常是参考设计套件和单板计算机。例如,在微控制器领域, MCX微控制器 配备了 FRDM开发平台套件 ,合作伙伴能够快速上手。


这是一个很好的概念,但很少扩展到像电信这样复杂和“异构”的领域。在电信领域,模拟、数字、信号处理、射频和传统计算都融合到一个硬件/软件产品中。


这正是 LA9310软件定义无线电 (SDR) 产品旨在解决的问题。虽然我们不确定该产品是否为该领域的“世界首创”,但它确实具有创新性,以极具竞争力的价格提供无FPGA (因此更容易进行编码) 的SDR平台。



以下是对 Harsha Master (恩智浦CTO办公室首席系统架构师) 和 Wim Rouwet (恩智浦安全互联边缘高级首席工程师) 的访谈实录,帮助大家全面了解该SDR平台项目的详情。


Q: 这个SDR项目与其他项目有何不同?


Harsha Master

在很多方面都有差异,包括成本、尺寸、功能、灵活性、重新配置能力等。市场上流行的经济高效的SDR调制解调器都基于FPGA,具有面向固定应用的特定功能。恩智浦的Long Term Innovation (LTI) SDR开发平台采用了高效的 可编程基带处理器LA9310


在市场上,具有相同功能的SDR调制解调器的价格比它贵4到5倍,性能更好的调制解调器甚至要贵20倍。举例来说,恩智浦LTI SDR板约为250美元,市场上类似的板约为2500美元。


传统的成本降低通常是通过减少功能、降低速度和计算能力以及采用固定配置来实现的。而恩智浦LTI SDR板的设计理念是,在保持低成本的同时,提供广泛的应用和功能。


恩智浦LTI SDR主板采用固定布局,配备基带处理器LA9310和 主机处理器i.MX 8M Plus ,使系统尽可能稳定。子板可以预先制作,由开发人员定制,也可以从第三方或供应商处选择。


Wim Rouwet

这些子板可以引脚输出模拟 (基带IO),使用有线或无线通信协议,甚至可以实现数字示波器或矢量信号分析仪等功能。最好是混合搭配!


从软件方面来看,该项目支持多个开源计划。例如,恩智浦在5G世界投入了很多精力。


在这里,OpenAirInterface、srsRAN、open5GS或open5gc等协议栈都适用。当然也适合第三方商业供应商。英国布里斯托的Vicinity Wireless在该平台上开发了一款5G UE。


当然,这个平台也支持恩智浦内部开发团队以及初创公司和学术界。


Q: 请介绍一下这个平台背后的各种技术。


Harsha Master

LA9310是恩智浦最高效的低功耗基带处理器。它也是一款受欢迎的入门级基带处理器,成本较低,没有复杂的出口管制限制。


与基于FPGA的系统不同,恩智浦LA9310处理速度更快、更紧凑、功耗更低,但具有灵活的可编程功能。开发人员通过选择合适的即插即用RF模块,可以把它用作调制解调器、信号发生器或信号分析仪。


恩智浦i.MX 8M Plus是一款非常受欢迎的MPU,具有独特的功能,包括四核处理器、TSN端点和硬件加速器,适用于AI/ML、摄像头/视频和物联网等应用。i.MX处理器广泛应用于汽车、工业、机器人和医疗领域。在LTI SDR中,它用作中央控制处理器,并运行必要的软件协议栈。例如,整个5G第2/3层将在i.MX 8M Plus上运行。


SN220是移动设备市场上一款成熟的 NFC-eUICC-安全芯片组合解决方案 。它在系统中具有独特的接口,使开发人员能够将其用作“真正的调制解调器”,无需使用塑料SIM卡,而是使用嵌入式SIM卡。开发人员可以进一步发挥他们的想象力,以多种组合方式使用它们。


恩智浦处理器的这种组合非常独特——将所有这些不同的组件组合在一个PCB上。探索软件定义无线电平台, 点击这里>>


SDR平台中的恩智浦组件。


Q: 启动这样一个项目需要什么?


Harsha Master

这实际上是一个“1+1>2”的案例,在恩智浦内部跨部门合作,还与更大的生态合作体系合作。这可以追溯到我们在开始时讨论的内容,通常在每个产品的基础上提供使能工具,对于更简单的产品而言是一流的。与此同时,我们发现,恩智浦为典型大型客户提供的软件使能工具和支持与初创企业、学术界及开源社区所期望的并不相同。除此之外,我们还需要实现更具竞争力的价格。


Wim Rouwet

所以,为了实现这些目标,我们很早就决定与名为RFNM的外部合作伙伴合作,他们更符合生态合作体系的需求。当然,恩智浦的一些专业知识也在“幕后”发挥作用,但看到社区的贡献真是太棒了——他们提出的应用比我们自己设想的更有创意。社区也推动了平台的开放:BSP、驱动程序等已经是恩智浦发布和支持的开源软件,我们正努力让更多的内容“走出去”。


RFNM正在构建这些板并接受订单。


Q: 我们来问问RFNM对此有何看法。


Davide Cavion (RFNM)

作为一个一直梦想着构建SDR及其生态合作体系的人,LA9310对我来说简直是天赐之物。Wim已经提到过没有板载FPGA,但还有另一个重要区别:LA9310配备了模拟I/Q基带接口。而市场上的其他产品则使用集成了前端、混频器和ADC的芯片。我们的设计可以在板对板夹层连接器上分离混频器和ADC之间的信号路径。


如果这听起来有些复杂,我直接总结一下:我们只需要开发一次主板,处理所有的软件和数字部分,客户就可以非常轻松地从简单的Altium模板开始开发子板。


Q: 是否与5G advanced、6G以及AI/ML等行业流行语有关联?


Wim Rouwet

正如您所料,在恩智浦内部,我们正在研究这些主题。但我们也明白,许多基础研究本质上是非常开放的。因此,我们的板卡为学术界和初创公司赋能,平台的可编程特性或i.MX 8M Plus等处理器搭载的AI/ML可赋能新波形,为他们带来实用的经验。虽然低成本开发板在射频带宽方面有一些明显的局限性,但与发明全新的产品相比,扩展通常是一项更机械化的工作。


此外,如果您认为6G可能会更加开放,并拥有软件定义和特定的本质,那么这种类型的平台正是行业未来所需要的。是的,我们非常有信心,这个SDR平台将成为6G未来的重要组成部分。


Q: 用户什么时候能获得这个平台?


Harsha Master

现在就可以!2023年底,软件开发已经完成,硬件和软件经验证能够正常运行。2024年初,板开始陆续发货,此后软件一直在不断发展。您可以直接通过 RFNM官网 订购该平台。


Q: 接下来有什么计划?


Wim Rouwet

嗯,还有很多工作要做。第一批板已经建成,第二批有望很快开放。如果您想要一块,最好尽快注册。从我们的角度来看,这个项目带来了许多新的客户合作。所有这些客户都需要支持,以便他们能够构建、展示、优化和商业化他们的产品。这一切都需要时间和努力,我们现在正在进行这些工作。大概明年这些SDR板上的芯片会集成到商业产品中。


Harsha Master

同时,我们正在考虑是否可以构建这个系统的“升级版”。更多的带宽、更强的算力等。这将为平台提供目前缺乏的可扩展性。理想情况下,这也将通过“众筹”来实现,同时由恩智浦提供支持,因为这次合作的效果就令人惊叹。



Harsha Master是恩智浦半导体公司首席技术官办公室的首席系统架构师。他主要关注工业4.0和5G以后的技术,为内部和外部资助的5G/6G工业创新项目提供支持。Harsha在设计和开发功能手机、卫星设备以及媒体/信令网关的软件协议栈方面有丰富的背景经验。他还设计了本地连接平台和早期智能手机系统的架构。Harsha对网络、通信和安全领域充满热情。


Wim Rouwet是恩智浦半导体公司的一位杰出技术人员。Wim专注于3GPP LTE和5G以及802.11处理协议栈及其应用方案,负责与多个无线基础设施项目有关的4G和5G协议栈开发、小基站以及CRAN应用方案。


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