聚焦软件定义无线电

恩智浦一直在与社区合作，推动一个新的软件定义无线电(SDR)平台 。该平台旨在帮助工业界和学术界开发新产品和创新。这个倡议的最终目标是将硬件开发转变为以软件为中心，使开发工具更加经济实惠且易于使用。

SDR平台的重要性

如果您没有“大公司”的资源，或者在行业中缺乏足够的关系网络，那么开发新硬件和软件的门槛可能会很高。随着时间的推移，硬件的复杂性不断增加，这是技术进步的一个原因。举例来说，如今设计和构建PCB比二十年前要复杂得多。此外，软件的复杂性也在增加。操作系统、驱动程序和应用程序的复杂性都在提升，超出了个人的管理能力。

那么，行业正在采取什么措施来解决这个问题呢？解决方案通常是参考设计套件和单板计算机。例如，在微控制器领域，MCX微控制器配备了FRDM开发平台套件，合作伙伴能够快速上手。

这是一个很好的概念，但很少扩展到像电信这样复杂和“异构”的领域。在电信领域，模拟、数字、信号处理、射频和传统计算都融合到一个硬件/软件产品中。

这正是LA9310软件定义无线电(SDR)产品旨在解决的问题。虽然我们不确定该产品是否为该领域的“世界首创”，但它确实具有创新性，以极具竞争力的价格提供无FPGA(因此更容易进行编码)的SDR平台。

以下是对Harsha Master(CTO办公室首席系统架构师)和Wim Rouwet(安全互联边缘高级首席工程师)的访谈实录，阅读了解项目详情：

问：这个项目与其他项目有何不同？

Harsha：在很多方面都有差异，包括成本、尺寸、功能、灵活性、重新配置能力等。市场上流行的经济高效的SDR调制解调器都基于FPGA，具有面向固定应用的特定功能。恩智浦的Long Term Innovation (LTI) SDR开发平台采用了高效的可编程基带处理器LA9310。

在市场上，具有相同功能的SDR调制解调器的价格比它贵4到5倍，性能更好的调制解调器甚至要贵20倍。举例来说，恩智浦LTI SDR板约为250美元，市场上类似的板约为2500美元。

传统的成本降低通常是通过减少功能、降低速度和计算能力以及采用固定配置来实现的。而恩智浦LTI SDR板的设计理念是，在保持低成本的同时，提供广泛的应用和功能。

恩智浦LTI SDR主板采用固定布局，配备基带处理器LA9310和主机处理器i.MX 8M Plus，使系统尽可能稳定。子板可以预先制作，由开发人员定制，也可以从第三方或供应商处选择。

Wim：这些子板可以引脚输出模拟(基带IO)，使用有线或无线通信协议，甚至可以实现数字示波器或矢量信号分析仪等功能。最好是混合搭配！

从软件方面来看，该项目支持多个开源计划。例如，恩智浦在5G世界投入了很多精力。

在这里，OpenAirInterface、srsRAN、open5GS或open5gc等协议栈都适用。当然也适合第三方商业供应商。英国布里斯托的Vicinity Wireless 在该平台上开发了一款5G UE。

当然，这个平台也支持恩智浦内部开发团队以及初创公司和学术界。

问： 请介绍一下这个平台背后的各种技术。

Harsha：LA9310是恩智浦最高效的低功耗基带处理器。它也是一款受欢迎的入门级基带处理器，成本较低，没有复杂的出口管制限制。与基于FPGA的系统不同，恩智浦LA9310处理速度更快、更紧凑、功耗更低，但具有灵活的可编程功能。开发人员通过选择合适的即插即用RF模块，可以把它用作调制解调器、信号发生器或信号分析仪。

恩智浦i.MX 8M Plus是一款非常受欢迎的MPU，具有独特的功能，包括四核处理器、TSN端点和硬件加速器，适用于AI/ML、摄像头/视频和物联网等应用。i.MX处理器广泛应用于汽车、工业、机器人和医疗领域。在LTI SDR中，它用作中央控制处理器，并运行必要的软件协议栈。例如，整个5G第2/3层将在i.MX 8M Plus上运行。

SN220是移动设备市场上一款成熟的NFC-eUICC-安全芯片组合解决方案。它在系统中具有独特的接口，使开发人员能够将其用作“真正的调制解调器”，无需使用塑料SIM卡，而是使用嵌入式SIM卡。开发人员可以进一步发挥他们的想象力，以多种组合方式使用它们。

问：启动这样一个项目需要什么？

Harsha：这实际上是一个“1+1﹥2”的案例，在恩智浦内部跨部门合作，还与更大的生态合作体系合作。这可以追溯到我们在开始时讨论的内容，通常在每个产品的基础上提供使能工具，对于更简单的产品而言是一流的。与此同时，我们发现，恩智浦为典型大型客户提供的软件使能工具和支持与初创企业、学术界及开源社区所期望的并不相同。除此之外，我们还需要实现更具竞争力的价格。

Wim： 所以，为了实现这些目标，我们很早就决定与名为RFNM的外部合作伙伴合作，他们更符合生态合作体系的需求。当然，恩智浦的一些专业知识也在“幕后”发挥作用，但看到社区的贡献真是太棒了——他们提出的应用比我们自己设想的更有创意。社区也推动了平台的开放：BSP、驱动程序等已经是恩智浦发布和支持的开源软件，我们正努力让更多的内容“走出去”。

问：我们来问问RFNM对此有何看法。

Davide Cavion (RFNM)：作为一个一直梦想着构建SDR及其生态合作体系的人，LA9310对我来说简直是天赐之物。Wim已经提到过没有板载FPGA，但还有另一个重要区别：LA9310配备了模拟I/Q基带接口。而市场上的其他产品则使用集成了前端、混频器和ADC的芯片。我们的设计可以在板对板夹层连接器上分离混频器和ADC之间的信号路径。如果这听起来有些复杂，我直接总结一下：我们只需要开发一次主板，处理所有的软件和数字部分，客户就可以非常轻松地从简单的Altium模板开始开发子板。

问： 是否与5G advanced、6G以及AI/ML等行业流行语有关联？

Wim：正如您所料，在恩智浦内部，我们正在研究这些主题。但我们也明白，许多基础研究本质上是非常开放的。因此，我们的板卡为学术界和初创公司赋能，平台的可编程特性或i.MX 8M Plus等处理器搭载的AI/ML可赋能新波形，为他们带来实用的经验。虽然低成本开发板在射频带宽方面有一些明显的局限性，但与发明全新的产品相比，扩展通常是一项更机械化的工作。此外，如果您认为6G可能会更加开放，并拥有软件定义和特定的本质，那么这种类型的平台正是行业未来所需要的。是的，我们非常有信心，这个SDR平台将成为6G未来的重要组成部分。

问： 用户什么时候能获得这个平台？

Harsha：现在就可以！2023年底，软件开发已经完成，硬件和软件经验证能够正常运行。2024年初，板开始陆续发货，此后软件一直在不断发展。您可以直接通过RFNM官网 订购该平台。

问： 接下来有什么计划？

Wim：嗯，还有很多工作要做。第一批板已经建成，第二批有望很快开放。如果您想要一块，最好尽快注册。从我们的角度来看，这个项目带来了许多新的客户合作。所有这些客户都需要支持，以便他们能够构建、展示、优化和商业化他们的产品。这一切都需要时间和努力，我们现在正在进行这些工作。大概明年这些SDR板上的芯片会集成到商业产品中。

Harsha：同时，我们正在考虑是否可以构建这个系统的“升级版”。更多的带宽、更强的算力等。这将为平台提供目前缺乏的可扩展性。理想情况下，这也将通过“众筹”来实现，同时由恩智浦提供支持，因为这次合作的效果就令人惊叹。

作者

特别感谢Francois Massot-Pellet和Fabian Mackenthun。

该项目由恩智浦的Long Term Innovation提供支持，并在工业创新委员会的指导下进行工作。