Telekomjätten Ericsson har under många år designat egna asicar, men de har hittills fått slita hund i det fördolda. Nu lyfts de fram som Ericsson Silicon i samband med att företaget lanserar en ny generation radio- och basbandsprodukter.

– Att vi först nu börjar prata om dem externt beror på att de börjar bli en så viktig del av hur vi bygger produkter. Vi ser det som en nyckel för att göra alla produktsegment konkurrenskraftiga, säger David Hammarwall, produktchef för radioprodukterna och fortsätter:

– Kisel är en signifikant del av vår forskning- och utveckling inom hårdvara.

Dagens lansering består av radioprodukter för massiv Mimo på mellanfrekvensbanden plus sex produkter för basbandet. Med Ericssons terminologi kallas produktfamiljerna Antenna-Integrated Radio (AIR) respektive RAN-compute.

– Det som är mest revolutionerande i den nya generationen är att vi kan behålla topprestanda med 15-20 procent lägre energiförbrukning, det är ett enormt kliv vi tar.

Om prestandalyftet kommer från en ny halvledarprocess för asicarna eller från en förbättrad arkitektur – eller bägge – vill David Hammarwall inte berätta. Det handlar i varje fall inte om att de ersätter några FPGA:er.

– Vi hade asicar även i den äldre generationen.

Den nya radion är av typen massiv Mimo med integrerad antenn i form av 64 element för sändning och 64 för mottagning. Mer intressant är att det går att forma loben digitalt genom att styra fasen och amplituden till antennelementen.

– I den äldre generationen var de ”hårdlödda”.

För att klara det och dessutom hålla nere energiförbrukningen har vissa funktioner som tidigare utfördes i basbandet flyttat upp till radion. Orsaken är att all rådata finns tillgängliga i radion. Det som skickas till basbandet, via optofiber i det som kallas front haul – är en komprimerad variant plus att kommunikationen ger en viss tidsfördröjning.

– I basbandet gör man traditionellt allt som hör till lager ett och två, nu är det en lite mer uppbruten arkitektur. Men det är fortfarande en enorm ökning av beräkning i basbadet.

Basbanden har höjt datatakten med 50 procent samtidigt som effektförbrukningen sjunkit med mellan 15 och 20 procent.
De tre nya asicarna – en för basbandet och två för radion – är en viktig förklaring. Särskilt i radion där man löst integrationen med antennelement, förstärkare och de digitala bitarna på ett fiffigt sätt så att man slipper fläktar för kylningen.

Resultatet är att radion för band 42 på 3,5 GHz inte väger mer än 20 kg trots att den klarar massiv Mimo med 64 digitalt styrbara kanaler i nedlänken och 64 i upplänken.

Tar man istället den modell som täcker hela bandet från 3,4 GHz till 3,8 GHz, och därmed fungerar i hela Europa, ökar vikten till 27 kg.

– Det är fortfarande en extremt konkurrenskraftig vikt. Tittar man på motsvarande tidigare generation är det en fantastisk sänkning, säger David Hammarwall.

Att vikten blir högre beror framförallt på att Natos radarband ligger direkt under vilket leder till att man måste använda bättre och därmed även tyngre filter.

Tilläggas kan att radioprodukten finns för en rad olika frekvenser inklusive 2,3 och 2,5 GHz för att passa alla marknader.

En portfölj med systemkretsar

Även om vi fått ett namn på Ericssons systemkretsar får vi inte särskilt många detaljer. Inget sägs om vilken eller vilka processnoder de tillverkas i, om de är monoliter eller uppbyggda av olika chip och inte heller vem som tillverkar dem.

– Det är inte helt fristående chip. Vi har byggt upp en modulär arkitektur med IP-block för olika funktioner som vi utvecklar kontinuerligt, och som vi kan göra olika instanser av, säger David Hammarwall.

Företaget släppte en pusselbit i våras i from av det som kallas ”many core architecture”.

– Vi har utvecklat en arkitektur där vi kan ha hundratals DSP-kärnor som arbetar parallellt.

Med 5G ökar kravet på beräkningskapacitet kraftigt. En typisk LTE cell hade 20 MHz bandbredd, en upplänk och en nedlänk med ett processintervall på 1 ms. I 5G handlar det typiskt om 100 MHz bandbredd med 64 antennelement samtidigt som tidsluckorna har krympt till 0,5 ms.

– Du får en exponentiell trend i hur mycket beräkningar du behöver klara för de nya produkterna. Det är därför det är så centralt att ligga ett steg före med kislet och där har vi lyckats positionera oss rätt.

För att även praktiskt få ut kraften ur kislet har företaget tagit fram en utvecklingsmiljö, ett SDK, så att asicarna går att programmera.