當看到美國知名網紅“甲亢哥”來到中國,一路轉場到處直播,網絡通順,外網的觀眾非常驚訝。生活在中國的我們已經習慣在地鐵、在山區、在許多偏遠的景區,隨時可以打開手機暢游網絡。目前,中國5G的覆蓋率高達88%,但“甲亢哥”所在的美國僅為45%,基站部署也遠落后于中國。在美國,很多地方5G網絡無法覆蓋,所以“甲亢哥”及外網的觀眾,對于中國的5G速度羨慕不已。
實現5G網絡有效覆蓋,需要優質的5G設備供應商和5G標準支持的專利。“甲亢哥”中國直播流暢和各種應用環節不斷創新的背后,離不開眾多5G技術創新者們的努力,他們以卓絕的奮斗精神托舉著5G產業的整體發展,實現了5G技術領先全球的成功。在眾多創新者中,“高速接口技術大咖”張任偉以多項技術創新為行業作出貢獻。
張任偉是作為高端芯片研發工程師,西安智慧邊界科技發展有限公司核心技術工程師,在“高速接口”這方面有深厚的技術經驗與儲備。擁有7項5G技術發明及實用專利,參與開發5G小基站芯片“破風8676”,該技術榮獲2023年央企十大“國之重器”獎項。他曾經作為第一發明人研發了專利“三軸地磁傳感器”芯片,發明設計出了“片上集成CMOS可編程斬波振蕩器電路”,該電路解決了技術領域中振蕩器電路所輸出的時鐘信號的噪聲較大的問題。早在2014年,該項行業領先技術就解決了通信行業存在比較久的難題。
2024年,張任偉和無錫芯億集成電路有限公司聯合開發了“JESD204B高速接口項目”。該項目以高速、低復雜度、高同步性等特點,成為雷達、通信、醫療等高精度實時系統的基礎接口。隨著AI與5G/6G技術的融合,“ JESD204B高速接口”應用場景將進一步擴展至自動駕駛、智能工廠等領域,推動電子系統向更高性能與集成化發展。比起其他的競爭對手,更具低功耗、可重構性(拆了以后應用場景很多很靈活)、高可靠性、低延時。最重要的是,在5G通信領域,張任偉牽頭的這個接口項目做到了多項突破。
讓帶寬提升超30倍。JESD204B支持單通道最高12.5Gbps的數據速率,帶寬提升超30倍。這滿足了5G通信對超高速數據傳輸的需求,尤其在基站射頻前端、高速ADC/DAC與FPGA之間的數據交互中,能夠高效處理海量高頻信號,降低傳輸延遲。
讓基站和終端設備越來越輕便。JESD204B采用串行接口設計,大幅減少物理引腳數量,縮小芯片封裝尺寸并降低封裝成本。這對5G基站(如毫米波頻段設備)和終端設備的小型化至關重要,同時減少了PCB布線復雜度,提升了系統可靠性。正因為有這樣的技術,我們的5G的覆蓋與速度才得以全面提升。
抗干擾能力強讓信號更穩定。通過差分信號傳輸和編碼技術(如8b/10b或64b/66b),JESD204B有效抑制電磁干擾(EMI),保障高頻信號在復雜電磁環境下的穩定傳輸。這對于5G網絡高密度部署和高頻段通信(如Sub-6GHz和毫米波)的穩定性具有重要意義。
作為5G通信系統中高速數據傳輸的核心技術之一,張任偉牽頭的JESD204B技術不僅解決了高頻信號處理的瓶頸問題,還通過標準化設計推動了產業鏈協同創新。其影響已從通信設備擴展到醫療成像、雷達、工業控制等領域,成為現代高速電子系統不可或缺的基礎設施。
此外,JESD204B加速高速接口技術標準化為ADC/DAC與FPGA/ASIC之間提供了統一的高速接口協議,減少了定制化設計成本。這種標準化推動了高速數據轉換器與處理器件的快速集成,縮短了5G設備的研發周期。
降低了系統功耗與成本。對比傳統并行接口,JESD204B通過減少物理通道數量降低了功耗和硬件成本。這對大規模部署的5G基站(尤其是需要高密度收發的Massive MIMO系統)具有顯著經濟效益。
JESD204B促進了更多創新應用場景落地,尤其是JESD204B的高帶寬和低延遲特性為5G的新興應用(如超可靠低延遲通信URLLC、增強現實AR/VR、工業自動化)提供了底層技術支持。例如,在5G工業物聯網中,該接口可實現傳感器與邊緣計算設備間的實時數據交互。
此外,JESD204B更好地推動了FPGA與ASIC生態發展。例如,賽靈思等廠商提供的JESD204B接口IP核和芯片方案,降低了高速接口開發的技術門檻。這促進了FPGA在5G基帶處理、射頻直采等領域的廣泛應用,同時也推動了專用ASIC的設計迭代。
產業的生態協同促進迭代,有效地支持了5G產業及現代高速電子系統不可或缺的基礎設施行業整體發展與進步。在這個產業中,正是有許多類似張任偉一樣的科技創新者們日積跬步,用一個個的創新,為我們帶來了“5G高速公路”的網絡便利,也讓更多的“甲亢哥”們看到了中國的技術創新力量。
責任編輯:王燦燦 校對:北山
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