5G無線通訊涉及到各種計技術的高度整合,所需的專業知識包括基頻、RF、天線,硬體和軟體以及對現有通訊標準的工作知識,再加上運用到更高的頻段(mmWave)、更多的天線(massive MIMO)和更複雜的RF/數位系統,甚至可能還要融入有關機器學習與深度學習等AI設計,讓5G應用開發複雜度大增。因此無論是通訊環境的建立抑或晶片設計,已難再仰賴少數人完成所有研發,而是需要各領域專家組成更大研發團隊,來實現這項前瞻科技。
MathWorks公司在台業務總代理鈦思科技應用工程師陳忞慶表示,傳統研發流程中,各領域研發團隊是各自開發負責項目,直到做出硬體原型才進行系統測試,這樣容易延誤發現設計缺陷的時機,也增加來回修正錯誤造成的人力與金錢成本。
對於這樣的挑戰,許多先進無線通訊大廠紛紛採用兼具多領域完整無縫接軌的高效率設計流程來開發5G軟硬體。陳忞慶指出,MathWorks公司的MATLAB & Simulink等開發工具,即可提供一個多領域專業的研發環境來支援5G開發,讓各團隊能在同一環境下進行演算法開發,並透過工具箱內建的強大功能快速開發更具效能的演算法,同時也能在開發階段即透過模擬來檢驗開發成果是否能順利與其他元件協同運作。
開發完成之後,再透過將成果自動轉為硬體程式語言的功能,產生可讀、可追蹤的RTL或C程式碼,便於執行在硬體上,有效縮短研發時程及減少人工撰寫程式碼的成本。另外,在功能驗證方面,則可透過對C語言的動、靜態分析;抑或快速產生HDL的Testbench、UVM、DPI-C這類型的驗證功能,完整驗證系統的功能與漏洞。
陳忞慶進一步談到,MATLAB和Simulink是整合的工作流程,能夠讓具備有限硬體經驗的工程師們在硬體實現之前,也能夠建立和佈署硬體的測試平台。透過使用MATLAB及Simulink的模型化基礎設計(Model-Based Design),這些工程師們可以把演算法一路從概念開始到5G測試平台進行設計和驗證,然後進行量產品質所需的IP實現,搶先為未來的5G ASIC量產鋪路。