【5G PHY】5G 物理层加速卡介绍

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本人就职于国际知名终端厂商，负责modem芯片研发。
在5G早期负责终端数据业务层、核心网相关的开发工作，目前牵头6G算力网络技术标准研究。


博客内容主要围绕：
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5G 物理层加速卡介绍

       物理层加速卡，是一种专门用于提高5G无线网络物理层性能的硬件。物理层加速卡通常用于5G基站，将一些需要密集计算处理和大功率的数据传输任务卸载到加速卡（例如信道估计、均衡和解码等）。通过将上述这些任务卸载到专用的硬件加速器，可以帮助提高物理层数据传输的速度和效率。此外，使用加速卡有助于降低5G基站的功耗，这可以是能效的重要考虑因素。

       加速卡通常使用专用的硬件组件，如FPGA或ASIC，来执行物理层所需的信号处理任务。这种硬件加速可以显著提高网络的处理速度和效率，实现更高的数据传输率、低延迟和更好的可靠性。

一、物理层加速的分类

• 硬件加速
  • 内置加速器
  • 外挂加速器
• 软件加速

1.1 内置加速器

       在这种类型的加速卡中，物理层的一部分或整个物理层功能都可以卸载到加速器上。

       这种类型的加速解决方案可以是可编程和硬编码的混合，取决于对灵活性和效率之间的权衡。对于高带宽的vRAN应用，可能需要完整的物理层处理卸载。在这种情况下，内置硬件加速器可能会以最低的延迟和所需的最少内核提供最佳结果。

1.2 外挂加速器

       在这种类型的加速卡中，只有选定的功能被发送到加速器，然后返回到CPU（如下图所示）。

       当加速器处理选定的功能时，允许处理器处理其它的任务。一旦处理器接收到加速器处理后的数据，可以切换进程上下文，返回到之前的进程中继续执行后面流程。

二、选择物理层加速卡的考虑因素

• 是否需要可扩展；
• 支持各种部署场景；
• 在不同的部署和客户场景中具有成本效益；
• CPU和加速能力相匹配；
• 不受PCIe带宽的限制；
• 不受散热要求；
• 能源效率；

三、一些物理层加速卡

有许多公司，如高通、Marvell和Xilinx等正在开发物理层加速卡，其中包括内置加速器和旁路加速器。下图是一些比较有名的加速卡。

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