简化5G基础设施处理器的软硬件开发

　　Jean-Francois Lacasse（Marvell公司 基础设施处理器业务部 基带产品 副总监）

　　1 5G基站的软硬件开发挑战

　　在设计5G设备时，工程师可能在几个方面遇到挑战。鉴于许多系统容量和使用场景都必须由新型5G蜂窝基站提供支持，相关解决方案会变得非常复杂，需要进行大量测试与迭代开发，且功耗非常高。所有这些都为软硬件开发带来挑战。

　　在部署5G物理层及以上各层，Marvell竞争对手的传统解决方案往往要求5G工程师掌握多种编程语言，因而需要将差别迥异的开发环境、编译器与工具集成在一起。这多多少少会加大使用工具的繁琐程度，增加编译代码所需要的时间，而这些时间原本可以用于增强新型算法。

　　当前基站设计解决方案所提出的功耗问题给负责设计结构与散热解决方案的工程师们带来了巨大挑战。更多的功耗意味着外壳也要更大，这会增加成本，并可能需要配备风扇，进而缩短故障前平均时间，拉高现场支持难度，尤其是在大规模部署的情况下。

　　对于设计PCB的工程师而言，散热、处理上述功耗的PCB区域以及用于实现所需性能与功能的SoC数量都是难题所在。当前其他可用解决方案的集成度不足，这已成为阻碍最佳PCB设计，以实现可扩展式整体解决方案的一个痛点。当然，解决方案的成本与其单独组件成本以及这些组件所提供的功能密不可分。其他可用解决方案要么集成度不高，导致需要使用多个芯片实现基本的功能模块，要么虽然高度集成但功能不足，使工程师无法以高效的成本与功耗实现其解决方案所需要的性能。

　　2 Marvell的解决方案

　　Marvell产品支持使用C/C++编写运行于单一系统级芯片（SoC）上的所有基带功能。包括计算与传输在内，所有Marvell SoC均保持这一相同环境，用于部署5G 2~4层。Marvell因而可以提供无缝集成所有必需组件的一体化软件开发工具包（SDK）。由于编程环境使用C/C++，代码编译速度远高于使用RTL之类的语言，从而可以让5G工程师在数分钟而非数小时内快速更改与测试其算法及其他现代功能。这极大地加快了整体解决方案的故障排解、试验与维护，现场部署更新也能从中受益~

　　由于Marvell产品功耗较低，通常可以实现无风扇设计，外壳也显著缩小。Marvell SoC的这种高度功能性集成使客户无需采用多个处理5G功能的外部芯片，如：安全、以太网、加速器与计算功能。由于最终解决方案的组件数量更少，故障点也随之减少，PCB尺寸与成本也因而大幅下降。

　　3 Marvell的基础设施处理器业务

　　从射频单元到核心网，Marvell产品非常广泛，其中包括大容量OCTEON Fusion 5G基带处理器、OCTEONTX2网络基础架构处理器、Aldrin以太网交换机以及ThunderX2服务器处理器。这些新一代芯片在设计之初即考虑了5G需求，能够带来前所未有的信号处理、计算性能与交换容量。目前，所有这些产品均已量产，并应用于全球移动网络运营商当前所部署的电信设备之中。例如，Marvell近期宣布与三星及诺基亚合作推出搭载上述多款产品的5G基站设计方案。

　　（注：本文来源于科技期刊《电子产品世界》2020年第06期。）