Viettel tăng tốc thiết kế 5G Chip với Synopsys ASIP Designer

Viettel High Tech đã nghiên cứu thiết kế Chip xử lý số vô tuyến 5G cho trạm gốc gNB 3GPP 5G. Đội ngũ kỹ sư cần đẩy nhanh thời gian đưa sản phẩm ra thị trường để có lợi thế cạnh tranh. Trên thực tế, việc đối mặt với thời gian phát triển sản phẩm ngắn không phải là hiếm trong lĩnh vực này. Nhiều tổ chức đã bắt đầu phát triển các giải pháp của họ trong khi bộ tiêu chuẩn 5G vẫn chưa hoàn thiện, để tạo ra nhu cầu bắt kịp tiêu chuẩn đang thay đổi mà không làm chậm quá trình phát triển của sản phẩm.

Để tối ưu quá trình phát triển bộ xử lý chuyên dụng cho Chip 5G của mình, Viettel High Tech đã sử dụng Synopsys ASIP Designer™, bộ công cụ giúp tự động hóa và tăng tốc quá trình thiết kế bộ xử lý tập lệnh dành riêng cho ứng dụng (ASIP).

“ASIP Designer đã đẩy nhanh quá trình thiết kế Chip đầu cuối 5G kỹ thuật số đầu tiên của Viettel để tiết kiệm thời gian và đạt được hiệu suất mong muốn,” Tiến sĩ Lê Thái Hà, Kỹ sư trưởng của Viettel High Tech, cho biết. “Với ASIP Designer, chúng tôi có thể dễ dàng điều chỉnh các thiết kế cho phù hợp với các phiên bản mới của thuật toán 5G với những thay đổi nhỏ về kiến ​​trúc, kích thước và mức tiêu thụ điện năng. Luồng thiết kế trình biên dịch trong vòng lặp và tổng hợp trong vòng lặp đi kèm với ASIP Designer giúp chúng tôi tiết kiệm hàng tháng trong nhiều lần lặp lại các thay đổi và tối ưu hóa. Hơn nữa, ASIP Designer mở ra nhiều phương án để chúng tôi tối ưu hóa luồng xử lý tín hiệu 5G trong giai đoạn phát triển Chip và sau khi sẵn sàng sử dụng silicon. Chúng tôi sẽ không thể đạt được sự linh hoạt này với các thiết kế dây cứng.”

Hiệu suất của thuật toán 5G đòi hỏi gia tốc phần cứng

Yêu cầu tăng tốc phần cứng Chip của trạm gốc 5G bao gồm nhiều khối con được thiết kế trong RTL chức năng cố định. Khi tiêu chuẩn 5G được xác định và các yêu cầu chưa được chuẩn hóa, các nhà thiết kế bắt đầu đưa nhiều khả năng lập trình phần mềm hơn vào các khối xử lý dữ liệu thực tế của các thiết kế này. Đây thường là các khối đầu cuối vô tuyến điều chỉnh kỹ thuật số các tín hiệu đến từ ăng-ten. Khả năng lập trình đã giúp đội thiết kế linh hoạt để giải quyết những điều không chắc chắn khi các yêu cầu 5G đang được phát triển.

Chỉ riêng khả năng lập trình phần mềm là không đủ để đáp ứng nhu cầu về thông lượng và độ trễ của 5G. Điều này tạo ra nhu cầu tăng tốc phần cứng. Viettel High Tech đã thiết kế các khối tăng tốc dữ liệu cũng như các bộ xử lý tín hiệu số (DSP) cụ thể cho lĩnh vực đó. Việc sử dụng công cụ ASIP Designer cho phép nhóm tối ưu hóa DSP để xử lý tín hiệu 5G.

ASIP kết hợp khả năng lập trình phần mềm và khả năng tăng tốc phần cứng dành riêng cho ứng dụng trong một kiến ​​trúc được tối ưu hóa cho các chức năng mà nó phải triển khai. Hiệu suất và hiệu suất năng lượng của chúng tốt hơn so với bộ xử lý đa năng, trong khi ASIP cũng cung cấp tính linh hoạt để hỗ trợ nhiều tiêu chuẩn thuật toán và thông số kỹ thuật đang phát triển.

Viettel High Tech đã viết các thuật toán cho Chip xử lý số vô tuyến 5G của mình. Các thuật toán tiền biến dạng kỹ thuật số là nền tảng trong truyền thông không dây, giúp tăng hiệu quả của bộ khuếch đại công suất RF trong các trạm gốc 5G. Các thuật toán này phải chạy rất nhanh, do đó cần tăng tốc. Sử dụng ASIP Designer, nhóm kỹ sư đã thiết kế các khối IP để tăng tốc hiệu suất của các thuật toán của họ bên trong Chip 5G một cách linh hoạt.

“Chúng tôi sử dụng một môi trường đồng phát triển phần cứng-phần mềm đich thực. Kỹ sư Viettel phát triển song song thuật toán 5G và kiến ​​trúc ASIP. Phần mềm 5G được xác thực trên nền tảng phần cứng ở giai đoạn đầu của thiết kế. Quy trình thiết kế trình biên dịch trong vòng lặp này do ASIP Designer cung cấp cho phép các kỹ sư Viettel lập hồ sơ thuật toán và sửa đổi kiến ​​trúc ASIP một cách dễ dàng”, Ông Lê Thái Hà, Tiến sĩ, Kỹ sư trưởng, Viettel High Tech cho biết.

Hưởng lợi từ Bộ công cụ EDA đầy đủ

Là khách hàng của ASIP Designer trong nhiều năm, Viettel High Tech hợp tác chặt chẽ với các chuyên gia kỹ thuật của Synopsys, những người cung cấp đào tạo và hỗ trợ về công cụ. Ngoài ASIP Designer, nhóm cũng sử dụng các giải pháp xác minh và thiết kế Synopsys, cùng với các giải pháp Giao diện Synopsys và IP bộ nhớ. Hai công ty đã xây dựng mối quan hệ thân thiết, trong khi các kỹ sư của Viettel vẫn ấn tượng bởi chất lượng của các công cụ và IP.

Ông Thái Hà cho biết: “Chúng tôi hài lòng với các tính năng tăng tốc do ASIP Designer cung cấp. “Tính song song ở cấp độ hướng dẫn, tính song song ở cấp độ dữ liệu và luồng dễ dàng để thêm các hướng dẫn đặc biệt giúp chúng tôi tăng hiệu suất ASIP. Các lõi ASIP rất dễ triển khai và xác minh trong môi trường ASIP Designer.”

Ông cũng lưu ý rằng “môi trường gỡ lỗi trên chip rất dễ triển khai và mạnh mẽ cho mọi loại hình phát triển phần mềm và gỡ lỗi phần cứng-phần mềm. Việc xác minh ở cấp độ ASIP và cấp độ toàn chip được kích hoạt bằng các công cụ hỗ trợ, giúp quá trình xác minh hiệu quả hơn và ít tốn thời gian hơn.

Thúc đẩy giao tiếp không dây 5G

Khả năng kết nối nhanh có sẵn thông qua giao tiếp không dây 5G tạo ra những cơ hội mới cho thế giới Smart Everything của chúng ta. Trải nghiệm kỹ thuật số trở nên phong phú và đắm chìm hơn. Các doanh nghiệp làm việc hiệu quả hơn với tính năng tự động hóa theo hướng dữ liệu, theo thời gian thực. Các thành phố thông minh hơn trong cách cung cấp dịch vụ quản lý giao thông, an toàn công cộng và hậu cần.

“Tầm nhìn của chúng tôi là tham gia sâu vào chuỗi thiết kế bán dẫn quốc tế với tư cách là một công ty thiết kế sáng tạo cung cấp các giải pháp Chip chi phí thấp và hiệu suất cao trong 5 năm tới,” ông Nguyễn Vũ Hà, CEO Viettel High Tech cho biết.

Các công ty như Viettel đang đi đầu trong việc thúc đẩy 5G. Với Chip xử lý số vô tuyến 5G cho các trạm gốc, được phát triển bằng Synopsys ASIP Designer, các công cụ thiết kế và xác minh cũng như IP, Viettel đang góp phần mang lại kết nối siêu nhanh, đáng tin cậy cho Việt Nam. Đồng thời, Viettel cũng đang thực hiện tốt mục tiêu của mình là giúp tạo ra một xã hội kỹ thuật số nhằm nâng cao cuộc sống của người dân.

Về Synopsys

Synopsys (Mỹ) hiện là một trong ba công ty dẫn đầu toàn cầu về lĩnh vực thiết kế Chip với doanh thu hơn 5 tỷ USD năm 2022. Synopsys thuộc S&P500 (500 công ty có vốn hoá lớn nhất niêm yết trên thị trường chứng khoán Hoa Kỳ), là đối tác từ chất bán dẫn đến phần mềm (From Silicon to Software) cho các doanh nghiệp phát triển các sản phẩm điện tử và ứng dụng phần mềm. Với hơn 95% chip tiên tiến được đưa vào cuộc sống bằng công nghệ Synopsys, Synopsys tiếp cận những tiến bộ trong lĩnh vực AI, VR, AR và Metaverse, 5G, Cloud, IoT...