恩智浦全新軟件定義無線電平臺 LA9310軟件定義無線電 (SDR) 產(chǎn)品項(xiàng)目詳情

恩智浦一直在與社區(qū)合作，推動一個新的軟件定義無線電 (SDR) 平臺 。該平臺旨在幫助工業(yè)界和學(xué)術(shù)界開發(fā)新產(chǎn)品和創(chuàng)新。這個倡議的最終目標(biāo)是將硬件開發(fā)轉(zhuǎn)變?yōu)橐攒浖?a target="_blank">中心，使開發(fā)工具更加經(jīng)濟(jì)實(shí)惠且易于使用。

SDR平臺的重要性

如果您沒有“大公司”的資源，或者在行業(yè)中缺乏足夠的關(guān)系網(wǎng)絡(luò)，那么開發(fā)新硬件和軟件的門檻可能會很高。隨著時間的推移，硬件的復(fù)雜性不斷增加，這是技術(shù)進(jìn)步的一個原因。舉例來說，如今設(shè)計(jì)和構(gòu)建PCB比二十年前要復(fù)雜得多。此外，軟件的復(fù)雜性也在增加。操作系統(tǒng)、驅(qū)動程序和應(yīng)用程序的復(fù)雜性都在提升，超出了個人的管理能力。

那么，行業(yè)正在采取什么措施來解決這個問題呢？解決方案通常是參考設(shè)計(jì)套件和單板計(jì)算機(jī)。例如，在微控制器領(lǐng)域，MCX微控制器配備了FRDM開發(fā)平臺套件，合作伙伴能夠快速上手。

這是一個很好的概念，但很少擴(kuò)展到像電信這樣復(fù)雜和“異構(gòu)”的領(lǐng)域。在電信領(lǐng)域，模擬、數(shù)字、信號處理、射頻和傳統(tǒng)計(jì)算都融合到一個硬件/軟件產(chǎn)品中。

這正是LA9310軟件定義無線電 (SDR) 產(chǎn)品旨在解決的問題。雖然我們不確定該產(chǎn)品是否為該領(lǐng)域的“世界首創(chuàng)”，但它確實(shí)具有創(chuàng)新性，以極具競爭力的價格提供無FPGA (因此更容易進(jìn)行編碼) 的SDR平臺。

以下是對Harsha Master (恩智浦CTO辦公室首席系統(tǒng)架構(gòu)師) 和Wim Rouwet (恩智浦安全互聯(lián)邊緣高級首席工程師) 的訪談實(shí)錄，幫助大家全面了解該SDR平臺項(xiàng)目的詳情。

Q：這個SDR項(xiàng)目與其他項(xiàng)目有何不同？

Harsha Master

在很多方面都有差異，包括成本、尺寸、功能、靈活性、重新配置能力等。市場上流行的經(jīng)濟(jì)高效的SDR調(diào)制解調(diào)器都基于FPGA，具有面向固定應(yīng)用的特定功能。恩智浦的Long Term Innovation (LTI) SDR開發(fā)平臺采用了高效的可編程基帶處理器LA9310。

在市場上，具有相同功能的SDR調(diào)制解調(diào)器的價格比它貴4到5倍，性能更好的調(diào)制解調(diào)器甚至要貴20倍。舉例來說，恩智浦LTI SDR板約為250美元，市場上類似的板約為2500美元。

傳統(tǒng)的成本降低通常是通過減少功能、降低速度和計(jì)算能力以及采用固定配置來實(shí)現(xiàn)的。而恩智浦LTI SDR板的設(shè)計(jì)理念是，在保持低成本的同時，提供廣泛的應(yīng)用和功能。

恩智浦LTI SDR主板采用固定布局，配備基帶處理器LA9310和主機(jī)處理器i.MX 8M Plus，使系統(tǒng)盡可能穩(wěn)定。子板可以預(yù)先制作，由開發(fā)人員定制，也可以從第三方或供應(yīng)商處選擇。

Wim Rouwet

這些子板可以引腳輸出模擬 (基帶IO)，使用有線或無線通信協(xié)議，甚至可以實(shí)現(xiàn)數(shù)字示波器或矢量信號分析儀等功能。最好是混合搭配！

從軟件方面來看，該項(xiàng)目支持多個開源計(jì)劃。例如，恩智浦在5G世界投入了很多精力。

在這里，OpenAirInterface、srsRAN、open5GS或open5gc等協(xié)議棧都適用。當(dāng)然也適合第三方商業(yè)供應(yīng)商。英國布里斯托的Vicinity Wireless在該平臺上開發(fā)了一款5G UE。

當(dāng)然，這個平臺也支持恩智浦內(nèi)部開發(fā)團(tuán)隊(duì)以及初創(chuàng)公司和學(xué)術(shù)界。

Q：請介紹一下這個平臺背后的各種技術(shù)。

Harsha Master

LA9310是恩智浦最高效的低功耗基帶處理器。它也是一款受歡迎的入門級基帶處理器，成本較低，沒有復(fù)雜的出口管制限制。

與基于FPGA的系統(tǒng)不同，恩智浦LA9310處理速度更快、更緊湊、功耗更低，但具有靈活的可編程功能。開發(fā)人員通過選擇合適的即插即用RF模塊，可以把它用作調(diào)制解調(diào)器、信號發(fā)生器或信號分析儀。

恩智浦i.MX 8M Plus是一款非常受歡迎的MPU，具有獨(dú)特的功能，包括四核處理器、TSN端點(diǎn)和硬件加速器，適用于AI/ML、攝像頭/視頻和物聯(lián)網(wǎng)等應(yīng)用。i.MX處理器廣泛應(yīng)用于汽車、工業(yè)、機(jī)器人和醫(yī)療領(lǐng)域。在LTI SDR中，它用作中央控制處理器，并運(yùn)行必要的軟件協(xié)議棧。例如，整個5G第2/3層將在i.MX 8M Plus上運(yùn)行。

SN220是移動設(shè)備市場上一款成熟的NFC-eUICC-安全芯片組合解決方案。它在系統(tǒng)中具有獨(dú)特的接口，使開發(fā)人員能夠?qū)⑵溆米鳌罢嬲恼{(diào)制解調(diào)器”，無需使用塑料SIM卡，而是使用嵌入式SIM卡。開發(fā)人員可以進(jìn)一步發(fā)揮他們的想象力，以多種組合方式使用它們。

恩智浦處理器的這種組合非常獨(dú)特——將所有這些不同的組件組合在一個PCB上。探索軟件定義無線電平臺，點(diǎn)擊這里>>

SDR平臺中的恩智浦組件。

Q：啟動這樣一個項(xiàng)目需要什么？

Harsha Master

這實(shí)際上是一個“1+1＞2”的案例，在恩智浦內(nèi)部跨部門合作，還與更大的生態(tài)合作體系合作。這可以追溯到我們在開始時討論的內(nèi)容，通常在每個產(chǎn)品的基礎(chǔ)上提供使能工具，對于更簡單的產(chǎn)品而言是一流的。與此同時，我們發(fā)現(xiàn)，恩智浦為典型大型客戶提供的軟件使能工具和支持與初創(chuàng)企業(yè)、學(xué)術(shù)界及開源社區(qū)所期望的并不相同。除此之外，我們還需要實(shí)現(xiàn)更具競爭力的價格。

Wim Rouwet

所以，為了實(shí)現(xiàn)這些目標(biāo)，我們很早就決定與名為RFNM的外部合作伙伴合作，他們更符合生態(tài)合作體系的需求。當(dāng)然，恩智浦的一些專業(yè)知識也在“幕后”發(fā)揮作用，但看到社區(qū)的貢獻(xiàn)真是太棒了——他們提出的應(yīng)用比我們自己設(shè)想的更有創(chuàng)意。社區(qū)也推動了平臺的開放：BSP、驅(qū)動程序等已經(jīng)是恩智浦發(fā)布和支持的開源軟件，我們正努力讓更多的內(nèi)容“走出去”。

RFNM正在構(gòu)建這些板并接受訂單。

Q：我們來問問RFNM對此有何看法。

Davide Cavion (RFNM)

作為一個一直夢想著構(gòu)建SDR及其生態(tài)合作體系的人，LA9310對我來說簡直是天賜之物。Wim已經(jīng)提到過沒有板載FPGA，但還有另一個重要區(qū)別：LA9310配備了模擬I/Q基帶接口。而市場上的其他產(chǎn)品則使用集成了前端、混頻器和ADC的芯片。我們的設(shè)計(jì)可以在板對板夾層連接器上分離混頻器和ADC之間的信號路徑。

如果這聽起來有些復(fù)雜，我直接總結(jié)一下：我們只需要開發(fā)一次主板，處理所有的軟件和數(shù)字部分，客戶就可以非常輕松地從簡單的Altium模板開始開發(fā)子板。

Q：是否與5G advanced、6G以及AI/ML等行業(yè)流行語有關(guān)聯(lián)？

Wim Rouwet

正如您所料，在恩智浦內(nèi)部，我們正在研究這些主題。但我們也明白，許多基礎(chǔ)研究本質(zhì)上是非常開放的。因此，我們的板卡為學(xué)術(shù)界和初創(chuàng)公司賦能，平臺的可編程特性或i.MX 8M Plus等處理器搭載的AI/ML可賦能新波形，為他們帶來實(shí)用的經(jīng)驗(yàn)。雖然低成本開發(fā)板在射頻帶寬方面有一些明顯的局限性，但與發(fā)明全新的產(chǎn)品相比，擴(kuò)展通常是一項(xiàng)更機(jī)械化的工作。

此外，如果您認(rèn)為6G可能會更加開放，并擁有軟件定義和特定的本質(zhì)，那么這種類型的平臺正是行業(yè)未來所需要的。是的，我們非常有信心，這個SDR平臺將成為6G未來的重要組成部分。

Q：用戶什么時候能獲得這個平臺？

Harsha Master

現(xiàn)在就可以！2023年底，軟件開發(fā)已經(jīng)完成，硬件和軟件經(jīng)驗(yàn)證能夠正常運(yùn)行。2024年初，板開始陸續(xù)發(fā)貨，此后軟件一直在不斷發(fā)展。您可以直接通過RFNM官網(wǎng)訂購該平臺。

Q：接下來有什么計(jì)劃？

Wim Rouwet

嗯，還有很多工作要做。第一批板已經(jīng)建成，第二批有望很快開放。如果您想要一塊，最好盡快注冊。從我們的角度來看，這個項(xiàng)目帶來了許多新的客戶合作。所有這些客戶都需要支持，以便他們能夠構(gòu)建、展示、優(yōu)化和商業(yè)化他們的產(chǎn)品。這一切都需要時間和努力，我們現(xiàn)在正在進(jìn)行這些工作。大概明年這些SDR板上的芯片會集成到商業(yè)產(chǎn)品中。

Harsha Master

同時，我們正在考慮是否可以構(gòu)建這個系統(tǒng)的“升級版”。更多的帶寬、更強(qiáng)的算力等。這將為平臺提供目前缺乏的可擴(kuò)展性。理想情況下，這也將通過“眾籌”來實(shí)現(xiàn)，同時由恩智浦提供支持，因?yàn)檫@次合作的效果就令人驚嘆。

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Harsha Master是恩智浦半導(dǎo)體公司首席技術(shù)官辦公室的首席系統(tǒng)架構(gòu)師。他主要關(guān)注工業(yè)4.0和5G以后的技術(shù)，為內(nèi)部和外部資助的5G/6G工業(yè)創(chuàng)新項(xiàng)目提供支持。Harsha在設(shè)計(jì)和開發(fā)功能手機(jī)、衛(wèi)星設(shè)備以及媒體/信令網(wǎng)關(guān)的軟件協(xié)議棧方面有豐富的背景經(jīng)驗(yàn)。他還設(shè)計(jì)了本地連接平臺和早期智能手機(jī)系統(tǒng)的架構(gòu)。Harsha對網(wǎng)絡(luò)、通信和安全領(lǐng)域充滿熱情。

Wim Rouwet是恩智浦半導(dǎo)體公司的一位杰出技術(shù)人員。Wim專注于3GPP LTE和5G以及802.11處理協(xié)議棧及其應(yīng)用方案，負(fù)責(zé)與多個無線基礎(chǔ)設(shè)施項(xiàng)目有關(guān)的4G和5G協(xié)議棧開發(fā)、小基站以及CRAN應(yīng)用方案。