5G 基础设施扩建是现在进行式，但我们仍处於成长曲线的初期阶段。中国是相关基础设施的领跑者，但北美和欧洲目前亦加速赶上；目前市场主要由五家第 1 级设备厂商主宰：Nokia、Ericsson、中兴通讯（ZTE）、华为和三星，至於规模较小的厂商现在也逐渐进入市场。

多亏开放式无线存取网路（Open RAN），让小规模的厂商得以提供大规模多输入/多输出系统（MIMO）无线电单元或基频分布单元等解决方案，并且无须动用现今第 1 级厂商标配的端对端解决方案，例如处理核心对天线。

在这一方面，厂商有许多做出监别度的机会。目前的实作取决於市面上可用的矽晶片选项，多为价格昂贵且高耗电的现场可程式化闸阵列 （FPGA） 或 x86 处理器。若以特殊应用积体电路（ASIC）作为替代方案，除了解决方案厂商自身的附加价值，还可提供更高的传输量、较低的耗电功率，以及较少的成本。

这方面的商机已相当成熟，我们可以看到5G价值链企业、半导体和收发器厂商、原厂设备制造商（OEM）、第 1 级厂商、原厂设计制造商（ODM），甚至是电信业者皆叁与其中。各领域的厂商皆盼??在这波科技演进中掌握自身的命运。

为何 ASIC 较适合大规模 MIMO？

首先，请想想目前市面上可用於 Open-RAN 实作的分布单元（DU）/小型基地台元件。一般实作服务会以在 x86 平台运行的软体中的第 1 层实作为基础，并搭配一或多个 FPGA，主要用於加速前向错误更正。这项方法虽然弹性十足，但要是所有处理链和工作负载都在一般用途的处理核心上运行，效能扩充便会受限。大规模 MIMO 需要支援更多平行通道，使问题变得更加复杂。

现在想想 Open RAN 架构的无线电单元（RU）。这些单元通常是以专门用於波束成形的高阶且昂贵的FPGA，以及RF收发器的数位前端来进行实作。不过，现在的 5G 大型基地台预期要支援大规模 MIMO，因此需要更高层级的平行处理（亦即更多 FPGA）来管理更多通道。同样地，使用现有元件来扩充效能，将无法达到合理的成本或用电效率目标。

图一 : 比较传统 Open RAN 解决方案和 ASIC 解决方案

适用於大规模 MIMO 5G RAN 的 PentaG-RAN

CEVA目前已推出第二代的 PentaG-RAN 5G NR 基频数据机 IP 平台。此平台经过精心设计，得以满足大规模 MIMO RAN 装置所需的极致效能、延迟和功率需求，而且采用先进的向量和纯量 DSP 处理器，并加入多个经微调的 HW 加速引擎，提供完整的讯号路径内嵌加速。

首先谈谈 DU/小型基地站应用。与传统 COTS 解决方案不同，此平台可加速完整的讯号路径，同时仍保有 SDR 灵活性，让 OEM 得以自订旁路计算，例如通道预估等。

此平台可进行全面性规模调整，从专用网路中的小型基地台部署，到支援大规模 MIMO 和虚拟 RAN 实作的全方位大型基地台都没问题。这项规模调整能力，来自於CEVA-XC16向量DSP集群，而软体控制支援则来自CEVA-BX2纯量处理器；此异质平台随附一套全方位的讯号路径加速器与共同处理器，以及丰富的 5G 软体 SDK 与程式库。

图二 : 适用於 5G DU/小型基地台的 PentaG2 RAN 平台

现在想想 Open RAN 无线电单元。适合此应用的 PentaG-RAN 平台搭载向量与纯量 DSP 处理核心，处理通道预估和波束成形等演算法。同样地，多天线讯号路径所需的大规模运算能力已完全对应至硬体加速器，并且全程皆具备规模调整能力。丰富的软体程式库提供多种级别的矩阵运算，以便支援波束成形、预编码和其他操作。波束成形区块也可以嵌入不同的小晶片，方便 OEM 规划可调整规模的小晶片实作。

图三 : PentaG2 RAN 无线电平台

适用於大规模 MIMO Open RAN 的一站式 ASIC 设计

有许多客户乐於将我们的 IP 嵌入其设计。但我们也了解，进入此领域的 OEM厂商认为他们的价值在於软体、模组和系统服务，而未必在於 ASIC 设计。针对这点，我们透过 CEVA-Intrinsix 集团为客户提供一站式协同服务。

对於这类客户，我们可以设计和建置完整的 ASIC，最高可到实体实作签核和晶片测试。这项服务可从架构设计一路提供至实作导入，再搭配完整的软体堆叠执行。此服务为协同合作，就客户需求与客户进行密切合作，以针对目标应用建置最隹化功能组，并建议有哪些面向可进一步有监别度。

（本文作者Nir Shapira为CEVA公司业务发展总监）