软件定义

通信系统的多功能:困境亦或现实?

作者:Duncan Bosworth

下一代航空航天等通信系统设计工程师正被推进到开发技术先进、高度可配置系统的阶段,需要整合各种不同的功能和需求,集成以前通过独立系统实现的功能。显然,这样做的好处是可以减少任务平台需要支持的子系统数量,降低整体尺寸、重量和功耗 (SWaP),但由于还需要进一步支持认知和实时配置,其挑战可谓令人怯步。然而,新一代高性能、宽带器件为该挑战提供了潜在解决方案,不仅支持各系统要求的高性能水平,而且工作范围又非常宽,足以应对多功能挑战。

许多此类未来系统的终极目标是实现完全由软件决定的架构, 以便能够动态改变、在现场更新或在工厂配置实施方案和工作模式,无需或只需非常少的硬件更改。挑战在于系统可能需要支持各种工作模式的超集, 这要求底层单一硬件能够满足所有可能需要的工作模式的技术规格。

此类系统的一个例子是雷达和通信平台。雷达系统除多模式雷达外,还希望支持电子支援措施 (ESM);通信系统除多波形通信外,还希望实现信号情报 (SIGINT)功能。

赛灵思发布最新软件定义reVISION™ 堆栈,全新的reVISION堆栈能够支持更广泛的没有或者很少硬件设计专业知识的嵌入式软件和系统工程师,使其也可以使用赛灵思技术更轻松、更快速地开发视觉导向的智能系统。一旦将机器学习、计算机视觉、传感器融合和连接的优势融为一体,这些工程师将从中大受裨益。

市场调查机构MarketsandMarkets公司近期发布了一份关于软件定义一切(SDx)的市场调查报告,预测软件定义一切市场份额将从2015年的38.9亿美元增长到2022年的280.9亿美元,年复合增长率为31.72%。

软件定义一切(SDx)的定义是所有的软件定义计算技术,其中软件在控制硬件中起主要作用。这些技术包括软件定义网络(SDN)、软件定义数据中心(SDDC)、软件定义存储(SDS)。

以上技术的进步将迅速推动SDx市场的增长,其他能够推动SDx市场增长的相关技术包括网络资源的动态供应,统一的云计算资源,降低运营成本和服务质量(QoS)实现。

电信和ITES(IT支持服务)行业垂直市场占有率最大,因为它在市场发展的早期阶段采用了SDx技术。该行业一直在使用SDN、SDDC和SDS以提高数据中心资源的集中管理和控制,包括冷却设施和电源等资源。预计到2022年,它将继续占据最大的市场份额。

SDx服务包括集成和部署服务、托管服务和咨询。其中,咨询服务的年复合增长率最高。咨询服务为设置和管理数据中心提供指导,服务除了在数据中心提供最佳资源分配之外,还包括帮助数据中心通过风险最小化实现利益的最大化。

软件定义开发带领DSP至全新阶段

作者:Olivier Tremois,赛灵思DSP应用工程师

为了满足市场对于更密集处理和提高系统整合度的需求,数字讯号处理功能已可运用于高效能平台组件上。全新的软件定义开发流程,让嵌入式软件设计人员更易于使用C/C++语言。

数字讯号处理是目前实现基本设备和服务所需的关键技术,这些基本设备和服务包含电信网络、行动通讯、数字音频、串流影音、工业马达控制与机器视觉、车载驾驶辅助、高效能雷达以及政府信息情报等。

为了满足更复杂的系统要求、降低延迟以及提高信道容量,专用的数字信号处理器(DSP)已经发展为传输率高达数十GFLOPS的多核心组件,可单独或以大型多DSP组合的形式使用。

尽管如此,进一步发展的需求仍很大,设备设计人员正努力提高系统整合度以减少组件数量、强化可靠度,并降低成本。而为了满足相关要求,DSP扩展版本现可整合于多种平台,包括从ARM Cortex-M4小型嵌入式微控制器(MCU)至FPGA以及可编程系统单芯片(SoC)等。此外,当设计人员面对唯有透过高度平行化才能满足需求的密集处理,或如果系统需要高效能接口或客制加速器时,这些高效能的可配置组件现正成为理想选择。

IEEE最新白皮书《软件定义的5G生态系统》综述

作者:李远东

IEEE的SDN研究组(IEEE SDN Initiative)于2016年7月15日发布了其第二份白皮书“Towards 5G Software-Defined Ecosystems:Technical Challenges, Business Sustainability and Policy Issues(《软件定义的5G生态系统:技术挑战、商业模式可持续性、通信政策问题》)”,系统地阐述了其对于“电信网络软件化”这种电信网络技术经济变革的研究成果,具有很大参考价值。下文简要介绍该白皮书的内容。

目前,多个技术经济驱动力(techno-economic drivers)正在为将来电信网络设计、电信业务运营的范式变革创造条件、奠定基础。这些驱动力包括:信息技术(IT)的进步、超宽带(固定及无线网络)接入的“泛在”化、硬件设备价格的降低、虚拟化技术的成熟、开源软件得到了越来越广泛的实际应用、用户终端的能力越来越强大等。

软件定义FPGA计算的新方法

作者: Stephane Monboisset PLDA公司 QuickPlay市场营销与业务开发总监 smo@quickplay.io

QuickPlay 的高级工作流程让软件开发人员迅速构建基于 FPGA 的高效应用。

随着物联网和大数据处理的崛起,人们对数据传输和处理的需求急剧增长,仅靠 CPU 再也不能满足这一指数级增长需求。添加更多处理器和更多虚拟机来运行给定应用并不能彻底解决这一问题,因为对给定应用而言,能够在多个 CPU 上并行处理的应用有限。另一方面,现场可编程门阵列 (FPGA)具有所需的 I/O 带宽和处理能力,这一点无论是从纯粹的处理角度考虑,还是从功耗的角度考虑都非常重要。FPGA 对数据中心设备制造商而言,长期以来一直颇具吸引力。英特尔近期收购了第二大FPGA 厂商,这一举措是纯 CPU 解决方案再也不能满足应用需求的又一力证。

SDSoC开发环境简介

作者:Ally Zhou,Xilinx工具与方法学应用专家

近年来“Software Define ” 软件定义这个词持续火热,全球知名技术研究和咨询公司Gartner早在对2014年最有战略意义的十大技术与趋势做出预测时,便提出了软件定义一切(Software Defined Anything)的概念,他们预测这类技术会在未来三年里拥有巨大潜力,并在同行业中产生重大影响。两年后的今天回顾这一概念和技术的发展,不难看出,Software Define的确成为了行业风向标,其应用可谓无处不在。

相信一直关注赛灵思技术动向的工程师们对SDx这个词并不陌生,概括来讲,Xilinx的SDx指的是一系列新工具,专为系统和软件工程师而设计,可以使那些只有很少或根本没有FPGA设计经验的研发人员直接使用高级编程语言在强大的可编程硬件上进行设计,并且与那些嵌入芯片内部的或是在片外连接的业界标准处理器例如ARM或x86一起协同工作。 可以看到SDx系列目前有三个主要成员,包括SDSoC、SDAccel和SDNet。

作者:Mark Adams CUI高级副总裁 新通讯 2016 年 3 月号 181 期《 封面故事 》

随着物联网发展增温,数据传输、处理和储存的需求亦成等比级数上升,进一步加剧电源基础设施的负担。软件定义电源架构能协助降低大型设备成本及优化营运效率,因此,全面采用软件定义架构已成必然趋势。

现今的生活方式和工作模式对数据储存、存取、处理和分享的依赖程度越来越高。人们可藉由智能型数字设备随意创造出各种内容,并且透过因特网立即发布。当然,现代企业是在线数据的庞大用户,而政府机构则负责维护公共服务的安全性及其提供方法的质量。

根据思科(Cisco)的资料,到2018年,数据中心(Data Center)的流量将会超过8.6皆字节(Zettabytes),而且,行动数据流量的增长速度甚至会超过固定的IP流量,而迈向5G技术的发展还将会进一步加快此一趋势的发展。

作者:杨东

众所周知,Xilinx公司是FPGA芯片厂商的领导者,如今已经成立了30个年头,为我们电子开发者提供了很多优秀的迭代产品,同时不断优化的FPGA开发工具软件。但是随着互联网时代的到来,FPGA的可扩展、高性能等优势使其可以在多领域大展身手,例如Intel、 百度等商业巨头都开始着手使用FPGA作为他们的数据中心,利用FPGA实现一些深度学习、人工神经网络算法等。

六年前Xilinx便开始了一项打破传统FPGA开发流程的研究项目,使软件开发的一套流程能够移植到FPGA开发上来,现在SDAccel开发环境终于与大家见面了。做为Xilinx SDx生态系统中的一员,SDAccel是首个面向OpenCL、C和C++进行架构优化的编译器,能够让开发者在FPGA上实现类似CPU/GPU的开发体验,例如编译、调试和优化等,例如其实现的FPGA数据中心加速服务相比CPU/GPU单位功耗性能提升了25倍,时延则缩短了50到70倍。

Xilinx推出SDAccel:打破传统
下面的百度公司在2014年热门芯片研讨会上公布的一份调查结果显示:

  • 中端 FPGA能够实现375 GFLOPS 的性能,功耗仅为10-20W。
  • 大奖表彰赛灵思利用基于 C、C++ 和 OpenCL 的 FPGA 编程、编译和可重配置运行时间技术,将数据中心的性能功耗比提升 25 倍

    All Programmable技术和器件的全球领先企业赛灵思公司(Xilinx, Inc. (NASDAQ:XLNX))宣布其 SDAccel 开发环境在最终产品评比中(开发套件类)脱颖而出,荣膺 EE Times 和 EDN 2015 UBM Canon ACE 大奖。该奖项旨在表彰为设计和开发改变电子世界的技术及产品做出卓越贡献的个人及企业。

    SDAccel 开发环境荣膺 2015 ACE 大奖, 是因为其利用软件编程语言和 FPGA将数据中心应用加速的性能功耗比提升高达 25 倍。拥有行业首个架构优化编译器的SDAccel 环境,支持 OpenCL、C 和 C++ 内核以及库和开发板的任意组合,并在 FPGA 上首次实现了完全类似 CPU/GPU 的开发和运行时间体验。

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