Xilinx liefert Zynq SoC-Familie mit integrierter HF-Signalkette

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Bild: Xilinx

Xilinx meldet die Auslieferungen seiner Zynq UltraScale+ RFSoC-Familie, deren Architektur die HF-Signalkette in einem SoC integriert. Dies ist für das Unternehmen ein Technologie-Durchbruch im Hinblick auf Anwendungen für 5G Wireless, Cable Remote-PHY und Radar.

Auf der Basis der 16-nm UltraScale+ MPSoC-Architektur bieten diese All Programmable RFSoCs die monolithische Integration der HF-Datenkonverter nach Angabe von Xilinx mit 50- bis 75-fachen Gewinn an Systemleistung und Footprint-Reduzierung. Durch SD-FEC (Soft-Decision Forward Error Correction) erfüllen sie dabei die 5G- und DOCSIS 3.1-Standards. Mit der Auslieferung der ersten Samples an zahlreiche Kunden ist die Zynq UltraScale+ RFSoC-Familie ab sofort im Xilinx Early Access Program verfügbar.

 

Die Zynq RFSoCs kombinieren die HF-Datenwandler und SD-FEC-Kerne mit 16-nm UltraScale+ programmierbarer Logik und ARM Mehrprozessorsystem. Sie bilden damit eine durchgehende Analog-auf-Digital-Signalkette. Während die HF-auf-Digital Signalaufbereitung und -verarbeitung typischerweise in Stand-alone Subsysteme segmentiert wird, vereinigen die Zynq UltraScale+ RFSoCs das analoge, digitale und eingebettete Software-Design in nur einem monolithischen Baustein. Folgende Funktionalitäten sind innerhalb der Familie verfügbar:

  • Acht 12-bit ADCs mit 4 GS/s, oder sechzehn mit 2 GS/s ,
  • Acht bis sechzehn 14-bit DACs mit 6,4 GS/s,
  • Integrierte SD-FEC Cores mit LDPC und Turbo-Codecs für 5G nach DOCSIS 3.1,
  • ARM Prozessor Subsystem mit Quad-Core Cortex-A53 und Dual-Core Cortex-R5,
  • 16-nm UltraScale+ programmmierbare Logik mit integrierten Nx100G Kernen,
  • Bis zu 930000 Logikzellen und mehr als 4200 DSP-Slices.

Die von der Zynq RFSoC-Familie angesprochenen Einsatzfelder umfassen entfernte Funkleitstellen (radio heads) für Massive-MIMO, mobiles Backhaul für Millimeterwellen, 5G Baseband, drahtloser Festnetzzugang, Remote-PHY Nodes für Kabel-TV, Radar, Test und Messtechnik, Satcom und Milcom/Airborne Radio und weitere High-Performance HF-Applikationen.

 

5G Wireless

Die Zynq UltraScale+ RFSoC-Bausteine ermöglichen den Aufbau extrem Bandbreiten-intensiver Systeme für die drahtlose Infrastruktur der nächsten Generation. Die Voraussetzungen für 5G – fünffache Bandbreite, 100-fache Nutzer-Datenraten und 1000-fach größere Netzkapazität – wären ohne Technologie-Durchbrüche auf der Systemebene kaum erreichbar. Die Integration von diskreten HF-Datenwandlern und die Optimierung der Signalkette in den Zynq UltraScale+ RFSoCs erlaubt den Aufbau von entfernten Radio Heads für Massive-MIMO, Wireless Backhaul und drahtlosen Festnetzzugriff. Mehrere integrierte SD-FEC-Kerne ermöglichen gegenüber Softcore-Implementierungen auch unter stringenten thermischen und Leistungsbedingungen im 5G-Basisband den zehn- bis zwanzigfachen Systemdurchsatz.

 

Cable Remote-PHY

Ähnliches gilt für breitbandige Kabeldienste. Hier bieten die Zynq RFSoCs eine Kombination aus kleinem Formfaktor, Leistungs-Effizienz und Hardware-Flexibilität zur Erstellung von Remote-PHY Systemen. Die verteilten Zugangs-Architekturen verschieben dabei die DOCSIS 3.x PHY Funktionalität vom zentralisierten Headend-Equipment in Richtung des Remote-PHY Node, und damit näher zum Kunden. Durch den Ersatz der ineffizienten analogen optischen Übertragung durch den universell verfügbaren Ethernet Transport verbessern sich die Netzkapazität, die Skalierbarkeit und die Performance. Durch HF-Integration und die LDPC-FEC-basierte Signalkette gewährleisten die RFSoCs die flexible Einrichtung von R-PHY mit besserer spektraler Effizienz entsprechend DOCSIS3.1.

 

Radar

Die Zynq RFSoCs liefern auch die nötige Performance und Adaptierbarkeit für öffentliche Telecom-Programme wie die MPAR-Initiative (Multi-function Phased Array Radar) zur Kombination der Funktionen mehrerer nationaler Radarnetze in ein einziges System für die Luftraum- und Wetterbeobachtung. Da derartige technisch führende Systeme in Echtzeit arbeiten müssen, bildet die Integration der HF-Analogverarbeitung im Zynq UltraScale+ RFSoC eine ideale Lösung. Zynq RFSoC-Bausteine werden derzeit in den Rockwell-Collins Common Module Beamformer für das Darpa ACT Programm (Arrays at Commercial Time Scales) integriert. ACT soll die Entwicklungszyklen und Updates im Feld vereinfachen und verkürzen und dabei die traditionellen Barrieren für Radar-Arrays überwinden.

 

Verfügbarkeit

Samples der Zynq UltraScale+ RFSoC-Bausteine werden bereits ausgeliefert. Auch der frühe Zugriff auf die Vivado Design Suite mit Unterstützung der Zynq UltraScale+ RFSoC-Bausteine ist ab sofort verfügbar. Anwender, die am Zynq UltraScale+ RFSoC Early Access Program interessiert sind, können ihren lokalen Xilinx-Repräsentanten kontaktieren. 

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