자일링스가 5G 무선, 케이블 원격-PHY, 레이더용 SoC에 RF 신호 체인을 통합한 혁신적인 아키텍처인 징크(Zynq) 울트라스케일+(UltraScale+) RFSoC 제품군을 출시했다고 발표했다.

16나노 울트라스케일+ MPSoC 아키텍처 기반의 올 프로그래머블 RFSoC는 최대 50-75%까지 시스템 전력 및 크기를 줄일 수 있는 RF 데이터 컨버터를 통합하고 있으며 5G 및 DOCSIS 3.1 표준을 충족하는 SD-FEC(soft-decision Forward Error Correction)도 일체형으로 통합한다.

현재 다양한 고객에게 실리콘 샘플을 제공하고 있으며 징크 울트라스케일+ RFSoC 제품군을 위한 초기 접근 프로그램(Early access program)도 이용할 수 있다.

◇RF 신호 체인을 위한 시스템 온 칩

징크 RFSoC는 RF 데이터 컨버터와 SD-FEC 코어를 고성능 16나노 울트라스케일+ 프로그래머블 로직 및 ARM 멀티프로세싱 시스템에 결합해 아날로그에서부터 디지털까지의 신호 체인을 통합하여 구성할 수 있다.

일반적으로 RF에서 디지털로 변환하는 컨버터와 디지털 신호처리는 독립된 디바이스에 구현되지만 징크 울트라스케일+ RFSoC는 시스템의 견고성을 위해 아날로그, 디지털 및 임베디드 소프트웨어 디자인이 하나의 디바이스에 구현된다. 제품군에 속한 디바이스들은 다음의 특징을 갖는다.

-8개의 4GSPS 또는 16개의 2GSPS 12bit ADC
-8~16개의 6.4GSPS 14-bit DAC
-5G 및 DOCSIS 3.1용 LDPC 및 터보 코덱을 갖춘 통합 SD-FEC 코어
-쿼드 코어 Cortex-A53 및 듀얼 코어 Cortex-R5s를 갖춘 ARM 프로세싱 서브시스템
-통합 Nx100G 코어를 갖춘 16나노 울트라스케일+ 프로그래머블 로직
-최대 93만개의 로직 셀 및 4,200개 이상의 DSP 슬라이스

징크 RFSoC 제품군으로 구현되는 애플리케이션에는 매시브-MIMO용 원격 무선 헤드, 밀리미터파 모바일 백홀, 5G 베이스밴드, 고정형 무선 액세스, 케이블용 원격-PHY 노드, 전자전/레이더, 테스트 및 측정, SATCOM, Milcom/Airborne 라디오 및 기타 고성능 RF 애플리케이션이 있다.

◇5G 무선 통신

징크 울트라스케일+ RFSoC 디바이스는 현재 차세대 무선 인프라를 위한 가장 대역폭에 집중적인 시스템을 실행 가능하게 한다. 5배의 대역폭, 100배 빠른 사용자 데이터 속도 그리고 1,000배 커진 네트워크 용량에 이르는 5G 필수 요소는 시스템 레벨에서 획기적인 변경 없이는 얻을 수 없다. 디스크리트 RF 데이터 컨버터와 신호 체인 최적화를 징크 울트라스케일+ RFSoC에 통합함으로써 매시브-MIMO, 무선 백홀 및 고정형 무선 액세스를 위한 원격 라디오 헤드는 50-75%까지 전력 및 크기를 줄여, 높은 채널 밀도를 실현하게 되었다. 다중 통합 SD-FEC 코어는 엄격한 전력 소모 및 발열 제한 이내에서 5G 베이스밴드를 위한 소프트 코어 실행이 가능해 시스템 처리량이 10~20배까지 증가한다.

◇케이블 원격-PHY

마찬가지로 징크 RFSoC는 차세대 케이블 광대역 서비스에서도 소형 폼팩터, 전력 효율, 하드웨어 유연성을 결합해 원격-PHY 시스템을 구동한다. 분산형 액세스 아키텍처는 중앙 집중화된 헤드엔드 장비의 DOCSIS 3.x PHY 기능을 소비자와 더 가까이 위치한 원격-PHY 노드로 밀어낸다. 비효율적인 아날로그 광학 전송 방식을 유비쿼터스 이더넷 전송으로 대체함으로써 네트워크 용량, 스케일 및 성능이 개선되었다. RF 통합과 LDPC FEC 구동 신호 체인을 갖춘 RFSoC는 DOCSIS3.1에서 규정한 스펙트럼의 효율을 높이기 위해 유연한 R-PHY 배치를 보장한다.

◇레이더

징크 RFSoC는 여러 국가의 레이더 네트워크를 항공기 및 기후 관찰을 위한 단일 시스템으로 결합하기 위한 MPAR(Multi-function Phased Array Radar) 사업과 같이 주요 정부 프로그램에 필요한 성능과 적응성을 제공한다. 이러한 첨단 시스템은 신속한 응답을 통해 실시간으로 작동해야 하기 때문에 RF-아날로그 통합을 통해 칩 간의 지연을 제거함으로써 징크 울트라스케일+ RFSoC 디바이스는 EW 레이더를 위한 최소 지연 솔루션을 제공할 수 있다. 징크 RFSoC 디바이스는 현재 설계 주기 및 현장 업데이트를 줄일 수 있는 DARPA 어레이를 위해 기존의 한계를 확장시키는 동시에 ACT(Commercial Time Scales) 프로그램에서 레이더 어레이를 제공하는 록웰 콜린스 커먼 모듈 빔포머 내에 설계되었다.

◇출시 정보

현재 징크 울트라스케일+ RFSoC 디바이스 샘플이 출하되고 있으며, 징크 울트라스케일+ RFSoC 디바이스를 지원하는 비바도 디자인 수트(Vivado Design Suite)의 초기 접근(early access)도 이용할 수 있다. 징크 울트라스케일+ RFSoC 초기 접근 프로그램에 관심 있는 고객은 각 지역의 자일링스 지사에 문의하면 된다. 보다 자세한 내용은 자일링스 웹사이트에서 확인할 수 있다.