반도체 전문 온라인 매거진 - 올포칩

증가하는 커버리지 및 수용 능력에 대한 요구는 펨토셀 및 피코셀, 마이크로셀, 매크로셀, 액티브 안테나 시스템을 모두 포괄하는 이종 네트워크에서 빠르게 확장되고 있다. 또한 다중 표준 및 주파수, 대역폭 지원은 상업용 무선 분야에서 보다 뛰어난 유연성을 요건을 더욱 강화시키고 있다.

올 프로그래머블 FPGA 및 SoC, IP 빌딩 블록, 디자인 툴, 레퍼런스 디자인, 개발 보드를 비롯한 다양한 자일링스 무선 포트폴리오는 현재 요구되고 있는 높은 처리량의 무선 시스템의 요구에 부합하는데 매우 적합하다. 결과적으로 단일 칩 디지털 무선을 통해 다중 표준 및 더 넓은 대역폭, 그리고 이종 네트워크에서 필요한 다양한 성능을 지원할 수 있도록 확장이 가능하며, 또한 공급망을 대폭 간소화하는 것은 물론 제조업체들이 네트워크 제공업체의 요구에 신속하게 대응할 수 있도록 해준다.

높은 전송 효율로 CAPEX 및 OPEX 절감

LDMOS* 파워 앰프 기반 3G 무선 인터페이스의 일반적인 전송 효율은 8%~15%에 이른다. 최신 세대의 파워 앰프와 자일링스의 CFR(Crest Factor Reduction) 및 DPD(Digital Pre-Distortion) LogiCORE™ IP와 함께 첨단 디지털 알고리즘을 이용하면 효율은 35%~45%(GaN**의 경우 50%+)까지 증가할 수 있다. 이는 연간 OPEX(Operational Expenditure)를 상당히 절감할 수 있도록 해준다. CAPEX(Capital Expenditure) 또한 안테나에 동일한 전송 파워를 제공하는 파워 앰프를 보다 적은 트랜지스터로 구현할 수 있어 절감이 가능하다.

통합은 저전력, 저비용, 높은 안정성을 해결하는 열쇠이다

여러 개의 ASSP를 하나의 자일링스 올 프로그래머블 FPGA나 SoC로 대체함으로써 가장 작은 디지털 PCB 풋프린트를 구현할 수 있다. 자일링스 디바이스는 DUC(Digital Up Conversion), DDC(Digital Down Conversion), CFR, DPD 알고리즘을 효율적으로 구현할 수 있도록 풍부한 고성능 DSP와 로직 리소스를 함께 겸비하고 있으며, CPRI, OBSAI, JESD 204A/B커넥션을 구현할 수 있는 MGT(Multi-Gigabit Transceiver)를 모두 갖추고 있다. 또한 자일링스의 올 프로그래머블SoC의 온칩 ARM 프로세서와 주변기기는 외부의 제어 프로세서를 제거함으로써 단일 칩으로 무선을 구현할 수 있도록 해준다. 모든 무선 프로세싱 요소들을 하나의 올 프로그래머블SoC에 통합함으로써 최소형, 최경량, 최저전력 및 최저 총비용으로 무선 장비를 구현할 수 있다.
*Laterally Diffused Metal Oxide Semiconductor
**Gallium Nitride



이종 네트워크 솔루션의 확장성

OEM은 이종 네트워크를 위한 솔루션을 개발함으로써 ‘단일 솔루션을 널리 적용한다’는 것이 잘못되었음을 빠르게 입증하고 있다. 자일링스 디바이스 및 무선 IP를 선택하면, 디자이너는 피코셀과 같은 복잡도가 낮은 디자인에서 광대역 다중-안테나 매크로셀과 같은 하이엔드 설비에 이르기까지 원활하게 확장할 수 있다. ASIC 및 ASSP는 이러한 확장성에 부합할 수 없으며, 고정된 표준 세트나 좁은 범위의 장비에 제한되는 솔루션에 국한될 수 밖에 없다. 첨단 무선 IP를 갖추고 있는 자일링스의 올 프로그래머블 FPGA 및 SoC는 고객들이 이종 네트워크 요구에 부응하는 것은 물론 비용 효율을 극대화하고, 시장 출시시간을 단축시키고, 완벽한 하드웨어 및 소프트웨어 유연성을 유지할 수 있다.

다중-모드 무선 데모 및 평가 플랫폼

무선 통신 서브 시스템은 해당 환경을 고려하여 설계되어야 한다. 이는 특히 열로 인해 영향을 받는 아날로그나 쉽게 모델화되지 않는 반응성 트랜지스터 메모리나 아날로그 시그널 체인 동작이 사용되는 DPD(Digital Pre-Distortion)와 같은 복잡한 알고리즘의 경우에는 더욱 중요하다. 자일링스는여러 주파수와 모든 무선 인터페이스에서 써드파티 파워 앰프로 DPD 솔루션을 개발할 수 있는 고성능 다중-모드 무선 데모 플랫폼을 개발하기 위해 업계 선도 보드 공급업체 및 데이터 컨버터 제조업체와 협력하고 있다.



주요 기능
자일링스Kintex-7 FPGA KC705 보드
• SFP 커넥터는 OBSAI 및 CPRI의 커넥티비티 요건을 지원한다.
• Kintex-7 FPGA는 어떠한 파형의 복잡한 DUC/DDC, CFR, DPD 알고리즘이라도 개발할 수 있다.
• 전체 사양에 대해서는 웹사이트 http://www.xilinx.com/products/boards-and-kits/EK-K7-KC705-G.htm에서 확인할 수 있다.

Tektelic MSR 보드
•100MHz 이상의 전송 대역폭 지원
•700MHz ~ 2.7GHz이상의 RF 주파수를 위해 어셈블리에서 컨피규레이션 가능
• 엄격한 MC-GSM 성능 요건에 부합
  -2Tx, 2 DPD Rx (MIMO, 디지털 도허티 등)
  -170MHz Tx BW, 넓은 동적 범위(MC-GSM)

성능 플롯 예제
• 프리스케일 팔레트: MD7I2020N 드라이버 + 2xMRF20165W 파이널스테이지
• 테스트 조건: 대역 에지에 배치된 TM3.1 LTE5
• 참조: 테스트는 아나로그디바이스의 MSDPD 1.5세대 보드로수행되었다.



자일링스를 위한 아나로그디바이스의 MSDPD 보드에 대한 자세한 정보는 http://www.analog.com/en/content/eb__Mixed_Signal_Digital_Pre-Distortion_sys_board/fca.html에서 확인할 수 있다.