LabVIEW，將軟件與FPGA結合起來(lái)

　　5G的目標是隨時(shí)隨地提供千兆比特每秒的數據傳輸速率。通過(guò)萬(wàn)物互聯(lián)，我們的生活將發(fā)生巨大的變化。人們使用數據的習慣也正在改變。網(wǎng)絡(luò )語(yǔ)音與視頻，數據上傳與下載都已經(jīng)司空見(jiàn)慣，未來(lái)的語(yǔ)音與視頻數據若要更加清晰與快速，功率消耗降低，數據干擾減小，數據更加安全，網(wǎng)絡(luò )體驗得到提升，都將對目前的網(wǎng)絡(luò )傳輸與承載能力提出挑戰，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，在現實(shí)的物理世界中，理論研究時(shí)的一些假設往往會(huì )證明是個(gè)偽命題，因此，原型驗證與實(shí)際環(huán)境仿真測試成為通信系統設計的一個(gè)愈發(fā)重要的工具。那么，軟件無(wú)線(xiàn)電架構(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，恰好是通信系統原型設計中一個(gè)重中之重的工具。

　　但是，5G時(shí)代的軟件無(wú)線(xiàn)電架構，因應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，面臨著(zhù)諸多挑戰，比如由于軟件無(wú)線(xiàn)電架構會(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(cháng)的時(shí)間;而開(kāi)發(fā)所需要涉及的學(xué)科非常多，數學(xué)、仿真、用戶(hù)界面甚至FPGA，驅動(dòng)、控制、調制等涉及的軟件工具復雜，而且軟件工具并不適用于系統級設計。因此，開(kāi)發(fā)軟件無(wú)線(xiàn)電架構，通常會(huì )有較長(cháng)的學(xué)習時(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用問(wèn)題，時(shí)間和成本花費都很高。

　　Jin Bains在EDICON China 2015主題演講報告上指出，在報告之前，他去了中國的長(cháng)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(zhù)硬件變得越來(lái)越小，帶寬越來(lái)越高，運行速度越來(lái)越快，軟件在測試領(lǐng)域的面臨的挑戰也日益嚴峻。但是，有問(wèn)題發(fā)生的地方，就必然存在著(zhù)解決之道，也就能體現人類(lèi)的創(chuàng )造能力的偉大，LabVIEW 通信系統開(kāi)發(fā)套件就是這樣的一個(gè)工程，它正在像NI的其他測試工具一樣，將成為下一個(gè)時(shí)代的測試先鋒。

　　我們看一看，LabVIEW通信系統開(kāi)發(fā)套件如何給下一代通信系統面臨的挑戰帶來(lái)解決的機會(huì )。

　　為了系統實(shí)現，LabVIEW 通信系統具有經(jīng)典的設計流程，避免了以往的軟件無(wú)線(xiàn)電架構為人詬病的分立式軟件工具、冗長(cháng)的設計流程和耗費大量的時(shí)間成本問(wèn)題。

　　一個(gè)發(fā)生在毫米波原型設計中的例子是，使用LabVIEW 通信系統，整個(gè)項目大約持續了一個(gè)日歷年的時(shí)間，相比于使用其他開(kāi)發(fā)工具，時(shí)間節省了一半還多。

　　統一的設計流程是LabVIEW 通信系統的一大特色。

統一的設計流程

　　算法

　　硬件感知設計環(huán)境

　　設計平臺不但可以根據設計需求將算法設計正確編譯至FPGA，還可為浮點(diǎn)數到定點(diǎn)數轉換提供數據參考。

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