人工智能賦能，5G基帶電路可定製化自動生成

“5G基帶電路及相關芯片是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“共建重大創新平台 推動科技自主自強”推進會上，東南大學與網絡通信與安全紫金山實驗室聯合發佈“5G/B5G基帶電路自動生成軟件系統”，東南大學教授尤肖虎用這番描述，解讀團隊如何助力我國移動通信領域電子設計自動化。

5G移動通信系統具備“大帶寬、大連接、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、難以深度貼合客户需求、技術複雜的困境。面對各行各業千差萬別的應用需求，用一張統一網絡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。基帶電路及相關芯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塊。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”的客户定製化需求。

他舉了個例子，“抄表業務一個月的信息傳輸量可能只有幾個字節，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芯片是很不划算的，成本也高。但對於車輛網、智能製造、工業互聯網來説，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芯片的需求不同。”

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件系統”。

“具體而言，可根據5G用户在技術指標、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，通過對‘基因單元’的並行、串行、摺疊等組合操作或複用操作，以及AI參數尋優，自動生成貼合客户需求的5G基帶電路，生成5G基帶電路版圖，助力用户快速、敏捷地完成5G基站或終端基帶處理芯片的定製化研發。”尤肖虎説，這意味着，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塊大多可以用統一的貝葉斯統計概率推斷模型來表徵，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。”尤肖虎説，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。