משתמשי מכשירים ניידים דורשים כיום יותר ויותר נתונים שהם רוצים שישלחו במהירות מירבית. במקביל, מכשירי האינטרנט של הדברים (IoT) צומחים באופן אקספוננציאלי במוצרי צריכה ובמפעלים התעשייתים. נראה כי אבד הכלח על טכנולוגית ה- 4G. מערכות החומרה ל- 4G הוגדרו למעשה ויוצרו על ידי שלושה ספקים גדולים בלבד. הסטנדרטים שיצרו לא היו פתוחים והחיבורים בתוך מערכות אלה הוקמו באמצעות כבלים קבועים.
בהשוואה ל- 4G (איור 1), מפעילי רשתות הסלולר תפסו את השליטה והגדירו סטנדרטים פתוחים לחומרה. זה איפשר לחברות חדשות לבנות את מוצרי החומרה והתוכנה הנדרשים על ידי רשת 5G fronthaul. יחידות מרוכזות מספקות רשת גישת רדיו מבוססת ענן המכסה שטח גדול בהרבה מסביב לערים מאשר יחידות הבסיס של 4G. היחידות המופצות מפרידות את ראש הרדיו המרוחק מיחידת הבסיס. 5G מאפשר עד 64×64 אנטנות קלט/פלט מרובות (MiMo) שיכולות לתמוך בצורת אבוקה. מערכות 5G אלה מחוברות יחד באמצעות רשת איתרנט אמיתית.
מפעילי רשתות סלולר סטנדרטים פתוחים לתמיכה ברשתות הניתנות להגדרה, המותאמות אישית לפי אזורים וערים בעולם. הם פותחים את עולם פיתוח החומרה לכל מי שיכול לבנות את המוצרים הטובים והחסכוניים ביותר. הלב של רבים מאותם מוצרים הוא המערכת על שבב (SoC) שיש צורך לאמת בהקשר עם המערכת הכוללת. לעתים קרובות המערכות שמתקשרות עם מוצר זה אפילו לא קיימות עדיין, ולכן אימות נראה בלתי אפשרי.
טכנולוגיות מפתח בתקן 5G תורמות למורכבות החומרה החדשה:
• גלי מילימטר- כאשר רוב רוחב הפס האלחוטי כבר הוקצה, פנו הטכנולוגים לספקטרום המכסה את טווח התדרים שבין 30 גיגה הרץ ל -300 גיגה הרץ, המכונה לעתים קרובות ספקטרום גלי המילימטר (mmWave). למרבה הצער, ל- mmWaves יש חסרונות, כולל טווחי השידור המוגבלים שלהם – ככל שאורך הגל קצר יותר טווח השידור קצר יותר. אותות ה- mmWave מוחלשים במהירות מכיוון שאינם יכולים לעבור בקלות דרך מבנים או מכשולים ויכולים להיספג על ידי כל עצם מוצק, אפילו גשם. בגלל מאפייני התפשטות לקויים אלה, אותות mmWave דורשים יחידות רדיו רבות, לרוב מותאמות אישית, בכדי להשיג כיסוי.
• תכנון הקרניים– זוהי טכניקה המשמשת להפחתת כמות כוח המשדר הנדרש לתמיכה בערוץ, כמו גם להגדלת קיבולת הרשת. צורת קרן אלחוטית מצמצמת את המוקד של אות המשדר, ממקדת את האנרגיה שלה לקרן הדוקה המכוונת ישירות למקלט. זה מגביר את עוצמת האות באותו מקלט תוך צמצום הפרעות האות שמסביב.
•MiMo – אורכי הגל הקצרים ביותר של mmWaves מאפשרים להשתמש במערך של אנטנות קטנות לריכוז אותות לקרניים ממוקדות מאוד עם רווח מספיק בכדי להתגבר על הפסדי התפשטות ולהגדיל באופן דרמטי את היעילות והתפוקה של התקשורת. ככל שאנטנות רבות יותר, כך יעילות התקשורת גבוהה יותר. MiMo מאפשר למגדלי 5G לתמוך במאות אנטנות.
שוק פתוח לשחקנים רבים המציעים חומרה חדשה ל- 5G פירושו תחרות גוברת, ומשמעות הדבר היא שחברות אלה מחפשות מתודולוגיית אימות יעילה יותר בכדי להגיע לשוק ראשונים. יש להתאים את רשת 5G בערים ובאזורים כפריים כדי לעמוד בדרישות השונות. פירוש הדבר שיש יותר מדי תצורות חומרה/תוכנה ומקרי שימוש לבדיקה באמצעות מתודולוגיות אימות קיימות. שני גורמים אלה מניעים את הצורך במתודולוגיית אימות חדשה.
מנטור, חברה של קונצרן סימנס, מספקת פיתרון ייחודי לאימות לפני ואחרי יצור הסיליקון (איור 2). אותה סביבת בדיקה משמשת לביצוע אימות לפני ואחרי סיליקון זמין.
לצורך אימות טרום סיליקון, צוותי הפיתוח מעלים את תכנונם לפלטפורמת Veloce® Strato ™. הם מונעים על ידי טרנזקטורי מבחן או מודלים של VirtuaLAB, הם מאמתים את המערכת שלהם בסדרי גודל מהירים יותר מהדמיית RTL. מהירות משווה להפעלת בדיקות נוספות המובילות לאיכות גבוהה יותר.
כאשר הסיליקון זמין, צוותי אימות מתחילים את עבודתם במעבדה. הם פונים לפלטפורמת ה- X-STEP אשר יכולה ליצור, ללכוד ולנתח תעבורה מדויקת של ביטים עבור כל קצב קו. תוכנת X-STEP תומכת בכל הסטנדרטים של 5G. עם % 100 נראות ושליטה על תעבורת Fronthaul, X-STEP מבטיח יכולת פעולה הדדית מלאה בין מכשירי Fronthaul הנמצאים בשלב הפיתוח המוקדם.
המאמר נכתב ע"י Mika Castren, Sr. Technical Marketing Engineer MED, Mentor, a Siemens Business
