LabVIEW，將軟件與FPGA結(jié)合起來(lái)

　　5G的目標(biāo)是隨時(shí)隨地提供千兆比特每秒的數(shù)據(jù)傳輸速率。通過(guò)萬(wàn)物互聯(lián)，我們的生活將發(fā)生巨大的變化。人們使用數(shù)據(jù)的習(xí)慣也正在改變。網(wǎng)絡(luò)語(yǔ)音與視頻，數(shù)據(jù)上傳與下載都已經(jīng)司空見(jiàn)慣，未來(lái)的語(yǔ)音與視頻數(shù)據(jù)若要更加清晰與快速，功率消耗降低，數(shù)據(jù)干擾減小，數(shù)據(jù)更加安全，網(wǎng)絡(luò)體驗(yàn)得到提升，都將對(duì)目前的網(wǎng)絡(luò)傳輸與承載能力提出挑戰(zhàn)，而這也正是5G時(shí)代將要得以解決的問(wèn)題。

　　眾多公司針對(duì)5G的技術(shù)展開(kāi)了多方位研究。MIMO，密集組網(wǎng)，新型物理層研究，毫米波研究，等等。但無(wú)論如何，在現(xiàn)實(shí)的物理世界中，理論研究時(shí)的一些假設(shè)往往會(huì)證明是個(gè)偽命題，因此，原型驗(yàn)證與實(shí)際環(huán)境仿真測(cè)試成為通信系統(tǒng)設(shè)計(jì)的一個(gè)愈發(fā)重要的工具。那么，軟件無(wú)線(xiàn)電架構(gòu)(SDR)，在其中是怎樣的一個(gè)角色，地位又將如何呢？NI（National Instruments）射頻產(chǎn)品研發(fā)副總裁Jin Bains指出，借助Labview，SDR，恰好是通信系統(tǒng)原型設(shè)計(jì)中一個(gè)重中之重的工具。

　　但是，5G時(shí)代的軟件無(wú)線(xiàn)電架構(gòu)，因應(yīng)MIMO、密集組網(wǎng)等需求，無(wú)可避免地需要具備多處理器子系統(tǒng)，面臨著諸多挑戰(zhàn)，比如由于軟件無(wú)線(xiàn)電架構(gòu)會(huì)包含一個(gè)通用處理器模塊以及FPGA實(shí)時(shí)處理模塊，這需要不同的編程技巧和技術(shù)能力，從算法到原型需要太長(zhǎng)的時(shí)間;而開(kāi)發(fā)所需要涉及的學(xué)科非常多，數(shù)學(xué)、仿真、用戶(hù)界面甚至FPGA，驅(qū)動(dòng)、控制、調(diào)制等涉及的軟件工具復(fù)雜，而且軟件工具并不適用于系統(tǒng)級(jí)設(shè)計(jì)。因此，開(kāi)發(fā)軟件無(wú)線(xiàn)電架構(gòu)，通常會(huì)有較長(zhǎng)的學(xué)習(xí)時(shí)間，而且開(kāi)發(fā)出來(lái)的產(chǎn)品也還面臨有限的代碼復(fù)用問(wèn)題，時(shí)間和成本花費(fèi)都很高。

　　Jin Bains在EDICON China 2015主題演講報(bào)告上指出，在報(bào)告之前，他去了中國(guó)的長(zhǎng)城，他很感嘆人類(lèi)在創(chuàng)造工程上的偉大。而在5G時(shí)代，隨著硬件變得越來(lái)越小，帶寬越來(lái)越高，運(yùn)行速度越來(lái)越快，軟件在測(cè)試領(lǐng)域的面臨的挑戰(zhàn)也日益嚴(yán)峻。但是，有問(wèn)題發(fā)生的地方，就必然存在著解決之道，也就能體現(xiàn)人類(lèi)的創(chuàng)造能力的偉大，LabVIEW 通信系統(tǒng)開(kāi)發(fā)套件就是這樣的一個(gè)工程，它正在像NI的其他測(cè)試工具一樣，將成為下一個(gè)時(shí)代的測(cè)試先鋒。

　　我們看一看，LabVIEW通信系統(tǒng)開(kāi)發(fā)套件如何給下一代通信系統(tǒng)面臨的挑戰(zhàn)帶來(lái)解決的機(jī)會(huì)。

　　為了系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)，LabVIEW 通信系統(tǒng)具有經(jīng)典的設(shè)計(jì)流程，避免了以往的軟件無(wú)線(xiàn)電架構(gòu)為人詬病的分立式軟件工具、冗長(zhǎng)的設(shè)計(jì)流程和耗費(fèi)大量的時(shí)間成本問(wèn)題。

　　一個(gè)發(fā)生在毫米波原型設(shè)計(jì)中的例子是，使用LabVIEW 通信系統(tǒng)，整個(gè)項(xiàng)目大約持續(xù)了一個(gè)日歷年的時(shí)間，相比于使用其他開(kāi)發(fā)工具，時(shí)間節(jié)省了一半還多。

　　統(tǒng)一的設(shè)計(jì)流程是LabVIEW 通信系統(tǒng)的一大特色。

統(tǒng)一的設(shè)計(jì)流程

　　算法

　　硬件感知設(shè)計(jì)環(huán)境

　　設(shè)計(jì)平臺(tái)不但可以根據(jù)設(shè)計(jì)需求將算法設(shè)計(jì)正確編譯至FPGA，還可為浮點(diǎn)數(shù)到定點(diǎn)數(shù)轉(zhuǎn)換提供數(shù)據(jù)參考。

　　Jin Bains說(shuō)，將FPGA與軟件結(jié)合起來(lái)，這是非常有價(jià)值的研究，這對(duì)5G時(shí)代的原型設(shè)計(jì)更加有益。