可重構(gòu)智能超表面（RIS）技術(shù)是一種新興的人工電磁表面技術(shù)，它通過可編程的方式對(duì)電磁波進(jìn)行智能調(diào)控，具有低成本、低能耗、可編程、易部署等特點(diǎn)。通過構(gòu)建智能可控?zé)o線環(huán)境，有機(jī)會(huì)突破傳統(tǒng)無線通信的約束，給未來6G通信帶來一種全新的范式。
中科億海微電子科技（蘇州）有限公司（以下簡稱“中科億海微”）創(chuàng)新推出基于FPGA的可重構(gòu)智能超表面電磁單元控制方案，以“多維動(dòng)態(tài)調(diào)控 智能環(huán)境重構(gòu)”為核心，具備多通道同步并行控制能力，可用于控制入射到智能超表面上可重構(gòu)PIN二極管元件的相位和幅度，從而重新配置入射無線電信號(hào)的傳播并實(shí)現(xiàn)“智能無線電環(huán)境”。
本方案采用簡易的控制模塊設(shè)計(jì)，具有通道間延遲低、可大規(guī)模拓展、低成本等優(yōu)勢(shì)，可支持5G/6G通信領(lǐng)域，以及相關(guān)的工業(yè)自動(dòng)化、物聯(lián)網(wǎng)、能源管理、安全監(jiān)控、物流和倉儲(chǔ)、農(nóng)業(yè)和環(huán)境監(jiān)測、航天領(lǐng)域、醫(yī)療等領(lǐng)域，對(duì)電磁波頻率、相位、幅度、極化方式及波束指向等多維度實(shí)時(shí)精準(zhǔn)調(diào)控的應(yīng)用需求，加速推進(jìn)智能超表面無線通信系統(tǒng)的開發(fā)與部署，縮短開發(fā)周期，降低開發(fā)難度和資源投入。隨著6G通信的加速創(chuàng)新發(fā)展，中科億海微正持續(xù)專注智能超表面電磁控制技術(shù)的研究和應(yīng)用場景的探索，助力更多行業(yè)實(shí)現(xiàn)6G通信類產(chǎn)品的實(shí)物化，推動(dòng)用戶產(chǎn)品快速上市。
圖 可重構(gòu)智能超表面電磁單元控制板--通道電壓并行控制版
方案特點(diǎn)：
● 直接信息調(diào)制：在無線通信中，利用智能超表面單元直接將數(shù)字信息調(diào)制到射頻載波上，降低硬件復(fù)雜度和成本，適用于大規(guī)模發(fā)射機(jī)和無源物聯(lián)網(wǎng)，實(shí)現(xiàn)低成本、高效率的數(shù)據(jù)傳輸；
● 智能無線環(huán)境：提高無線信道增益，提升信號(hào)質(zhì)量及空間復(fù)用，構(gòu)建智能無線環(huán)境。有助于克服非視距傳輸問題，服務(wù)邊緣用戶，增強(qiáng)通信安全，促進(jìn)感知定位，優(yōu)化無線通信性能和安全性；
● 可配置通道數(shù)，最大支持1024個(gè)通道的IO獨(dú)立控制，通道間同步抖動(dòng)小于20ns；
● 支持三種工作模式：固定參數(shù)數(shù)據(jù)，周期≥0.2us的通道狀態(tài)控制；上位機(jī)可發(fā)送1024bit數(shù)據(jù)，秒級(jí)更新1024通道狀態(tài)；固化最多32個(gè)1024bit矩陣，32種按鍵切換通道狀態(tài)；
● 控制板輸入控制接口支持100/10Mbps的以太網(wǎng)接口及串口；
● 64Kb板載存儲(chǔ)控制數(shù)據(jù)容量；
● 配置LED燈顯示各通道通斷狀態(tài)；
● 支持控制板輸出電壓信號(hào)的幅值和極性。PIN二極管正偏時(shí)輸出電壓0.5-3V，反偏時(shí)1-26V。所有通道輸出電壓一致。
可重構(gòu)智能超表面電磁單元控制板采用中科億海微億海神針?EQ6HL130P芯片，可實(shí)現(xiàn)控制板數(shù)字IO接口的數(shù)據(jù)輸入/輸出，以及數(shù)字信號(hào)的通信控制功能，具有高性能、低功耗、高性價(jià)比的顯著特點(diǎn)。
圖 億海神針EQ6HL130P芯片
EQ6HL130P芯片特點(diǎn)：
● 有效系統(tǒng)門容量達(dá)到1350萬門；
● 芯核電壓1.1V，I/O標(biāo)準(zhǔn)電壓3.3V/2.5V/1.8V/1.5V-LVTTL/LVCMOS；
● 具備1200個(gè)4.5Kb嵌入式存儲(chǔ)單元，最大存儲(chǔ)容量5400Kb；
● 具備240個(gè)高速18×18位乘法器；
● 具有8個(gè)可編程PLL，最高時(shí)鐘管理頻率可達(dá)500MHz；
● 最多可提供16路全局時(shí)鐘信號(hào)；
● 最大可提供498個(gè)可編程用戶I/O，最多提供249對(duì)LVDS差分端口；
● 封裝形式：CSG484/FGG676/FGG484；
● 工作溫度：-40℃-100℃。
隨著6G技術(shù)的不斷進(jìn)步和應(yīng)用場景的持續(xù)拓展，可重構(gòu)智能超表面電磁單元控制板將迎來更廣闊的發(fā)展空間。中科億海微作為國內(nèi)領(lǐng)先的全國產(chǎn)FPGA芯片設(shè)計(jì)及應(yīng)用方案開發(fā)企業(yè)，憑借深厚的技術(shù)積累和創(chuàng)新能力，有實(shí)力為通信產(chǎn)業(yè)提供定制化和高性價(jià)比的解決方案，豐富國內(nèi)在該領(lǐng)域的技術(shù)儲(chǔ)備，賦能6G網(wǎng)絡(luò)無線中繼應(yīng)用場景的多維電磁波調(diào)控。
關(guān)于中科億海微
中科億海微電子科技（蘇州）有限公司，是“可編程芯片與智能微系統(tǒng)”技術(shù)領(lǐng)域的高新技術(shù)企業(yè)，于2017年1月在蘇州發(fā)起成立。公司以“可編程邏輯IP核與EDA工具”為技術(shù)特色，以FPGA、自適應(yīng)SoC、可重構(gòu)計(jì)算系統(tǒng)等產(chǎn)品設(shè)計(jì)與服務(wù)為主營業(yè)務(wù)，是蘇州市姑蘇領(lǐng)軍企業(yè)、江蘇省潛在獨(dú)角獸企業(yè)、國家專精特新“小巨人”企業(yè)、國家高新技術(shù)企業(yè)。
公司堅(jiān)持全正向設(shè)計(jì)技術(shù)路線，自主研制具有高可靠性的嵌入式可編程電路IP核、可編程邏輯芯片、EDA軟件與可重構(gòu)系統(tǒng)，提供具有高性能和自適應(yīng)計(jì)算的行業(yè)解決方案和集成電路設(shè)計(jì)服務(wù)，滿足智能制造、現(xiàn)代通信、能源電力、軌道交通、汽車電子、廣電傳媒、數(shù)據(jù)中心、金融科技、電子政務(wù)、醫(yī)療器械、測試測量等業(yè)務(wù)領(lǐng)域的應(yīng)用需要。
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