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EDA/SW/T&M CADENCE 5G banda che consente di migliorare l’accesso a banda larga a Internet mediante la rete di telefonia mobile (mobile broadband) con velocità di trasferimento dati di picco fino a 20 Gbit/s. Diminuzione della latenza di un fattore pari a 50, fino a 1 ms, abbinata a un’elevata affidabilità, con tassi di errore dell’ordine di 10–9. Fino a 1 milione di dispositivi connessi per km2 con un’elevata efficienza energetica. Questi risultati rappresentano i vertici del “triangolo 5G” riportato in figura 1. Requisiti di sviluppo Per quel che concerne la progettazione e verifica dei chip nell’era del triangolo 5G, requisiti e problemati- che variano sensibilmente in base all’ubicazione dei chip stessi nella rete: essi possono essere utilizzati nei terminali e nei nodi, nelle stazioni base, alla peri- feria del cloud e nei server che gestiscono l’acquisi- zione e l’analisi dei dati nel cloud. Le architetture dei chipset destinati ai dispositivi mo- bili e ai nodi periferici IoT devono essere progettate in modo da prevede più radio e garantire consumi estre- mamente ridotti, oltre a consentire la realizzazione di sistemi economici e di dimensioni contenute. Nelle sta- zioni base, oltre al throughput (ovvero la quantità di traffico che arriva realmente a destinazione nell’unità di tempo), l’altro fattore da tenere nella massima con- siderazione è rappresentato dai consumi. In termini di architettura, ciò significa individuare dove posizionare correttamente l’interconnessione SerDes e le modali- tà da seguire per abbinare in modo efficace la logica programmabile con il processore. Alla periferia della rete, i principali requisiti da tenere in considerazione sono bassa latenza, elevato “throughput” e consumi ri- dotti. Per quel che concerne la latenza, nel caso delle reti 5G i dati devono essere trasmessi dal dispositivo dell’utente al cloud – e viceversa – in un tempo uguale o inferiore a 1 ms. Nella rete core (ovvero nella rete di trasporto) e nel cloud i requisiti chiave si possono così riassumere: disporre di un software flessibile in grado di eseguire applicazioni specifiche come ad esempio la manipolazione dei dati e garantire una gestione del software che consenta di effettuare aggiornamenti sul campo. Il tutto ovviamente cercando di minimizzare i consumi. L’insieme dei requisiti appena descritti sono riassunti nella figura 2. Nonostante le diverse tipologie di dispositivi di silicio utilizzate nelle differenti sezioni della rete, per quel che riguarda la verifica si possono individuare tre tendenze principali: 1. Bassi consumi : la minimizzazione delle perdite di potenza è un problema universale che riguarda tutti i dispositivi mobili e i nodi terminali alimentati a batte- ria, oltre alle stazioni base e alle reti che le collegano alle risorse che formano il cloud e ai sistemi destinati all’edge computing (ovvero l’elaborazione alla perife- ria della rete), dove gli effetti termici e i costi comples- sivi assumono un’importanza critica. La gestione del- la potenza, ad esempio, è un fattore di costo che ha un notevole impatto nella progettazione dei datacenter. 2. Verifica dei sistemi di sistemi (systems-of-systems) : a questo proposito si consideri il caso in cui, in una situazione critica, un nodo periferico o un dispositivo mobile debba comunicare con il cloud e ottenere una risposta in 1 ms. Ciò non solo richiede una verifica e una gestione accurate dei chip coinvolti in questa operazione, ma anche di prendere in considerazione l’ambiente in cui si trovano i chip. La verifica dei si- stemi di sistemi deve prendere in considerazione tutti i vari domini – digitale, analogico, hardware e softwa- re – oltre a diversi tipi di descrizione – dai modelli software astratti alle rappresentazioni dettagliate dell’hardware. 3. Analisi dell’architettura e verifica delle presta- zioni : se si vuole osservare il contesto della rete 5G dal punto di vista olistico è necessario comprende l’effetto dell’ambiente sul singolo sistema. Il sistema, ad esempio, è in grado di gestire il download di un video a larga banda a elevata velocità ed evadere in contemporanee interrogazioni critiche parallele che richiedono bassa latenza? La configurazione di rete può gestire la comparsa simultanea di migliaia di nuovi dispositivi all’interno dell’area di copertura che richiedono di essere connessi? Per rispondere a domande di questo tipo potrebbe essere necessario ricorrere a una nuova generazione di tool per la veri- fica del sistema. Alcuni esempi La prima tendenza che appare nel triangolo 5G di fi- gura 1, ovvero lo sviluppo di un progetto in grado di ridurre al massimo i consumi (low power design) è universale e coinvolge quindi tutte le sezioni di una rete 5G. Dal punto di vista dello sviluppo del chip, è importante essere in grado di gestire il consumo di potenza dinamico nell’ambito del software, oltre ad analizzare, ottimizzare e verificare in maniera efficien- te la commutazione dei domini di potenza basandosi su descrizioni standard che utilizzano il formato IEEE 1801 (noto anche come UPF - Unified Power Format). I tool attualmente impiegati per la verifica dei chip, 59 - ELETTRONICA OGGI 475 - GENNAIO/FEBBRAIO 2019