5G 무선은 대규모 구축을 위해 대역폭, 전력, 비용 문제를 해결해야 한다. 또한 변화하는 5G 적용사례에 적응할 수 있는 솔루션이 필요하다.
빠르게 생산되면서 유연한 수정이 필요하다는 것이다.
CPU(중앙처리장치)와 GPU(그래픽처리장치) 등의 프로세서는 고정된 기능을 가졌다. 이런 프로세서를 ASIC(주문형반도체)이라고 한다. 낮은 가격과 빠른 생산으로 대량 생산에 적합하다.
FPGA(프로그램 가능한 반도체)는 프로그램 수정이 가능한 하드웨어다. 하지만 대량 생산에는 적합하지 않다.
5G는 현재 개발이 진행 중이다. 대다수의 5G 국가들은 6GHz 이하의 낮은 주파수대만 사용하고 있으며, 일부망은 LTE와 함께 사용된다. 28GHz대를 함께 사용하거나, LTE를 더 이상 사용하지 않는 단계로 넘어가면 이에 따라 관련 설비의 반도체 설계도 바뀌어야한다.
이에 시간 단축, 유연성, 확장성이 장점인 FPGA(프로그램가능한 반도체)와 빠른 생산의 ASIC(주문형반도체) 사이의 균형적인 솔루션이 필요하다.
FPGA 전문 기업 자일링스(Xilinx)는 5G NR 무선 애플리케이션의 변화하는 표준에 대응할 수 있게 설계된 적응형 무선 플랫폼 징크(Zynq) RFSoC(무선 시스템온칩) DFE를 출시했다.
징크 RFSoC DFE는 6GHz 이하 낮은 대역과 28GHz의 고대역까지 5G 전반에 걸친 '5G NR 무선 솔루션'을 구현할 수 있도록 개발된 디지털 프론트엔드(DFE, Digital Front-End) 블록과 적응형 로직을 통합한 칩이다.
징크 RFSoC DFE는 애플리케이션별로 특화된 DFE 블록을 통합해 5G NR 성능을 지원하며 전력소비를 절감한다. 이와 동시에 FPGA와 비슷한 유연성을 제공하는 프로그래머블 적응형 로직을 통합했다.
이를 통해 진화하는 5G 3GPP와 오픈랜 무선 아키텍처를 위한 미래지향적 솔루션을 구현할 수 있는 셈이다.
리암 메든 자일링스 유무선 그룹 총괄 책임자겸 수석 부사장은 “자일링스는 처음으로 5G의 저전력, 저비용 요구사항을 해결하기 위해 적응형 로직 보다 강력한 애플리케이션별로 특화된 하드와이어드(고정식 구성)된 IP를 갖춘 무선 플랫폼을 공급한다"며 "5G에 대한 시장 요구가 진화함에 따라, 통합 RF 솔루션은 미래의 표준을 충족시킬 수 있도록 적응이 가능해야 한다. 징크 RFSoC DFE는 이러한 적응성과 함께 고정형 기능 IP 간의 최적의 균형을 제공한다”고 말했다.
자일링스에 따르면, 징크 RFSoC DFE는 이전 세대 제품에 비해 와트당 2배의 성능을 제공하며, 소형 셀에서 mMIMO(Massive MIMO) 매크로셀까지 확장할 수 있다.
이 솔루션은 모든 FR1 대역에서 주파수 병합기술인 CA(Carrier Aggregation)와 주파수 공유기술인 CS(Carrier Sharing)를 비롯해 다중모드, 다중대역 400MHz 순시 대역폭을 제공하고, 최대 7.125GHz의 새로운 대역까지 지원할 수 있는 업계에서 유일한 다이렉트 RF 플랫폼이다.
또한 징크 RFSoC DFE를 밀리미터파 중간 주파수(IF, Intermediate Frequency) 트랜시버로 사용할 경우, 최대 1600MHz의 순시 대역폭을 제공할 수 있다.
디미트리스 마브라키스 ABI 리서치 5G 수석 연구 이사는 “5G의 상용 구축 및 새로운 적용사례가 계속 진화함에 따라 공급망에서는 시스템 벤더들이 비용 효율적이면서도 적응성이 뛰어난 미래지향적 장비를 개발할 수 있도록 유연한 컴포넌트를 공급하는 것이 중요하다"며 "특히 오픈랜은 상당히 높은 수준의 이런 요건을 필요로 하며, 유연한 설계가 성공에 있어 가장 중요하다”고 말했다.
그는 “하드와이어드된 블록과 적응형 로직을 균형 있게 결합한 징크 RFSoC DFE는 FPGA에서 제공되는 설계 유연성 및 커스터마이제이션 기능과 함께 일반적으로 ASIC이 갖추고 있는 비용 특성을 모두 제공하는 독보적인 제품”이라고 덧붙였다.
제품은 2021년 상반기에 출하될 예정이다.
18일부터 19일까지 이틀간 진행되는 ‘5G를 위한 자일링스의 적응형 기술(Xilinx Adapt: 5G)’ 가상 기술 이벤트에서 징크 RFSoC DFE에 대한 상세 정보가 제공될 예정이다.
