人工智慧賦能，5G基帶電路可定製化自動生成

本文轉自【科技日報】；

“5G基帶電路及相關晶片是5G基站及終端的核心，但它們的開發難度很高，往往需要很多工程師開發幾年才能完成。而各行各業對於5G的需求千差萬別，一些簡單的應用如果也用高大上的電路是浪費的，這相當於殺雞用牛刀，而重新開發電路又需要投入時間、人力再重新研發。現在我們研發出一款系統，可以根據行業需求，結合AI技術定製化地設計5G基帶電路，成本低、節省人力，研發週期短。”12月8日，在南京市“共建重大創新平臺 推動科技自主自強”推進會上，東南大學與網路通訊與安全紫金山實驗室聯合釋出“5G/B5G基帶電路自動生成軟體系統”，東南大學教授尤肖虎用這番描述，解讀團隊如何助力我國行動通訊領域電子設計自動化。

5G移動通訊系統具備“大頻寬、大連線、高可靠與低時延”等技術能力，然而，5G應用推廣正面臨成本高、功耗大、難以深度貼合客戶需求、技術複雜的困境。面對各行各業千差萬別的應用需求，用一張統一網路服務整個消費行業的發展模式已不再適用，系統定製化是破解上述困境的主要途徑。

“實現5G系統定製化的最大難點是5G基站和終端的定製化處理。基帶電路及相關晶片是基站及終端的核心，也是5G系統中技術最密集的部分，涉及80%以上的5G專利。”尤肖虎介紹，傳統的基帶電路研發非常複雜、分工精細，需要大量具有豐富設計經驗的工程師，依靠經驗和傳統EDA工具，手工搭建相關功能電路與模組。其設計與驗證過程極為繁雜，無法實現真正意義上的電路設計自動化，而且研發投入大、週期長，如果要更改應用需要重新設計，難以實現“隨手可及”的客戶定製化需求。

他舉了個例子，“抄表業務一個月的資訊傳輸量可能只有幾個位元組，採用功耗低的小的電路就可以滿足需要，如果也使用複雜昂貴的晶片是很不划算的，成本也高。但對於車輛網、智慧製造、工業網際網路來說，又需要傳輸速率高、可靠性高和低時延的電路，所以不同領域對基帶電路和晶片的需求不同。”

對此，聯合課題組依託前期5G無線傳輸技術及AI技術等方面的長期積累，開創性地研製出“5G/B5G基帶電路自動生成軟體系統”。

“具體而言，可根據5G使用者在技術指標、成本和功耗等方面的關鍵需求，例如在傳輸速率、芯片面積、功耗等方面的需求約束，透過對‘基因單元’的並行、序列、摺疊等組合操作或複用操作，以及AI引數尋優，自動生成貼合客戶需求的5G基帶電路，生成5G基帶電路版圖，助力使用者快速、敏捷地完成5G基站或終端基帶處理晶片的定製化研發。”尤肖虎說，這意味著，工程師們動輒幾年的研發週期將縮短至幾天甚至幾小時。

他介紹，過去6年，研究團隊一直試圖找到5G電路的共性差異，設想能否用共同的核心技術生成適合各個5G應用場景的電路，後來聯合課題組發現，5G基帶中按傳統方法分解的各模組大多可以用統一的貝葉斯統計機率推斷模型來表徵，由此可以採用“統一模型、按需配置”的設計思路高效完成基帶電路的定製化。

“整個設計流程基本無需人工干預，實現了真正意義上的電子設計自動化，例如5G極化碼電路自動生成、超低成本5G物聯網基帶電路自動生成，以及超高速率與超高可靠5G車聯網基帶電路自動生成等。”尤肖虎說，該成果在5G、B5G乃至未來6G基帶電路的定製化設計方面都具有廣闊的應用前景。