实现高度集成的5G无线基站设计是一场高风险的游戏。5G的市场机会是巨大的,但要将架构降到单芯片级别有很多挑战。

这就是创业公司EdgeQ选择开拓其利基市场的地方。今天,该公司宣布了一轮7500万美元的投资,这是其迄今为止成功的标志。该公司还透露,已任命莱迪思半导体首席执行官兼总裁Jim Anderson为EdgeQ董事会成员。

EdgeQ表示,计划利用这笔资金增加5G“基站芯片”的生产,以满足客户需求,并开发下一代芯片。

在这篇文章中,我们讨论了EdqeQ技术解决的市场需求,我们研究了该公司基于5G的芯片上SoC的细节,并分享了我们对EdgeQ首席执行官兼联合创始人Vinay Ravuri的采访中的见解。

 

对大规模市场5G芯片的需求

根据Ravuri的说法,EdgeQ作为一家公司,诞生于这样一个理念,即5G市场上有一个没有任何芯片公司服务的空间——没有单芯片基站的水平。

 

EdgeQ saw a gap between proprietary 5G implementations and general purpose IC solutions.

EdgeQ发现专有5G实现与通用IC解决方案之间存在差距。

 

随着行业从4G转向5G,很明显,5G世界不仅仅是电信,而是电信公司和企业的合并。5G可以在工厂、机场甚至办公场所提供连接。此外,机器对机器的连接将成为5G的一个主要部分。

拉武里说,一方面,诺基亚和爱立信等电信公司没有现成的5G半导体,所以他们不得不自己制造芯片。另一方面,英特尔、AMD、英伟达和漫威等芯片供应商提供的通用设备适用于数据中心,但不适用于无线市场。

拉武里说:“我们认为这一切都是一个机会,特别是因为5G不仅仅是一种进化技术。”。“5G具有革命性的一面,它将比4G大得多。这让我们思考‘我们能做得更好吗?我们能做一些不同的事情吗?’因为我在很大程度上有高通公司的背景,我们决定冒险进入这个世界。这就是我们旅程的开始。”

 

所需工程人才的独特组合

拉武里说,在看到市场机会后,很快就清楚了,没有人尝试单芯片5G基站是有原因的。他说:“当你制造无线芯片时,除了工程之外,还有很多科学。”。“这不仅仅是纯粹的工程。你需要很多信息理论人员,你需要很多博士,很多科学家。你需要这些人才,才能以非常灵活的方式实现这些算法。”

 

Developing its 5G base-station-on-a-chip required EdgeQ to hire a diverse team of technical talent.
开发基于5G的芯片基础设施需要EdgeQ雇佣一支多元化的技术人才团队。

 

Ravuri说,单芯片5G解决方案中一个特别棘手的部分是第1层技术,即PHY层。“我突然意识到,没有多少人知道如何建造这些东西,”他说。“但这正是一家初创公司想要进入的地方。市场很大,但只有一两家公司在建造这些东西,而且很难建造。”

考虑到所有这些,Ravuri说,EdqeQ必须组建一个包括5G、半导体和软件专家在内的团队。其中包括信息理论专家、蜂窝技术专家,以及愿意合并Arm和RISC-V等不同架构的全新芯片设计专家。

 

RISC-V和Arm内核的混合体系结构

Ravuri在谈到EdqeQ芯片上5G基站的更多细节时表示,IC的一个关键方面是它同时使用了基于RISC-V和Arm的处理核心。“该设备有一个有60个RISC-V核心的RISC-V复合体,但也有一个Arm复合体,”他说,“Arm部分不运行任何无线底层操作。它运行Linux和客户应用程序。”

 

EdgeQ 5G芯片基础架构采用Arm和RISC-V内核的混合架构。(点击图片放大)

 

如上图所示,该设备基本上有有线侧和无线侧。基于Arm的处理子系统是有线的,处理数据包和其他高级任务。同时,基于RISC-V的张量执行单元(TXU)实现纯无线。Ravuri说:“我们已经将所有这些融合到了一个SoC中,基本上就像手机一样,它具有高度集成和大量功能。”。

 

L1(PHY)、L2和L3软件堆栈

5G SoC的一个关键方面是,它运行一套完整的EdgeQ可部署5G软件,实现L1(PHY)、L2和L3堆栈。如前所述,L1 PHY层是一个关键部分。“物理层,第1层是最困难的部分,”Ravuri说。“这是80/20规则的一个例子,其中80%实际上是PHY层中的这些算法。”

Ravuri说,这很重要,因为这个领域的其他通用芯片公司不生产PHY层。他说:“我们现在已经实施了,而且都是100%的家庭改造。”。“我们在这里绝对没有现成的东西。而且,为了更好地衡量,我们也为那些想要的人提供了上层L2/L3层堆栈,而其他人则会提供自己的堆栈。”

 

The complete base-station-on-a-chip solution includes the 5G SoC, and L1, L2, and L3 layer software stacks.

完整的基于基础的芯片解决方案包括5G SoC以及L1、L2和L3层软件堆栈。

 

有了堆栈软件,再加上EdgeQ芯片基站,你基本上就有了一个完整的5G/4G基站。你什么都不需要。“芯片和软件完成了大部分工作,”拉武里说。“需要一些外围组件,但大部分是我们的解决方案。对于开放式RAN系统,这款芯片可以将基站缩小10倍。曾经是一个大盒子,现在变成了一块小板。”

 

SoC的许多5G用例

Ravuri表示,5G SoC的用例有很多。他说:“它可以进入家庭,可以进入企业,可以进入户外盒子,诸如此类。”。“它可能是一个蜂窝塔,也可能是数据中心组件。所以,许多不同的应用程序,只是应用程序软件不同。”

 

The 5G SoC can be used for a variety of applications, ranging from enterprise to O-RAN to cloud data center and more.

5G SoC可用于各种应用,从企业到O-RAN,再到云数据中心等等。

 

Ravuri说,5G SoC可以成为成千上万用户可以接入的系统的基础。它最多可连接64个天线,无线性能为10 GB/s。

虽然EdgeQ的产品尚未公布供公众使用,但即将发布的产品将包括用于小型蜂窝的s系列和用于开放式RAN宏蜂窝的M系列。拉武里说,也就是说,EdgeQ设备已经被“市场领先”的早期EdqeQ客户抽样

 

使用的所有图像均由EdgeQ提供