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System-on-Chip-Lösungen mit einer Cortex-A7-CPU

| Autor / Redakteur: André Ehlert * / Margit Kuther

Mit der Bausteinfamilie IPQ4018/19/28/29 bietet QUALCOMM erstmalig SoC-Lösungen mit einer Cortex-A7-CPU an.

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Bausteinfamilie IPQ4018/19/28/29: hiermit setzt QUALCOMM erstmalig auf SoC-Lösungen mit einer Cortex-A7-CPU
Bausteinfamilie IPQ4018/19/28/29: hiermit setzt QUALCOMM erstmalig auf SoC-Lösungen mit einer Cortex-A7-CPU
(Bild: Qualcomm)

Qualcomm entwickelt seit Produktgenerationen Bausteine für Wi-Fi SoCs (System on Chips) mit integriertem Radio sowie Netzwerk- und Applikationsprozessor. Bisher basierten diese Bausteine auf einer MIPS-CPU, entweder mit einer 24-Kc- oder 74-Kc-Architektur.

Mit der Bausteinfamilie IPQ4018/19/28/29 setzt QUALCOMM erstmalig auf SoC-Lösungen mit einer Cortex-A7-CPU. Hierbei spendierten die Entwickler gleich vier Prozessorkerne, wobei jeder Kern über eine Floating Point Unit, eine NEON Data Engine, 32 KB I-Cache und 32 KB D-Cache verfügt.

Zudem können alle vier Kerne auf einen Shared 256 KB L2 Cache zurückgreifen. Wird berücksichtigt, dass jeder Kern mit 710 MHz (bzw. 716,8 MHz für IPQ40x9) getaktet werden kann, so wird schnell klar, dass es sich hierbei um wahre Kraftprotze handelt, die die Integration komplexester Anwendungen erlauben.

Jeder Baustein unterstützt Dual Band und Dual Concurrency

In der Praxis werden häufig zwei Kerne für Netzwerkprotokolle und zwei Kerne für die Anwendung zugeordnet. Wem zwei Kerne für das Netzwerk zu viel erscheint, sei darauf hingewiesen, dass jeder Baustein Dual-Band und echte Dual Concurrency (DBDC) für die Standards 802.11ac @ 5 GHz und 802.11n @ 2,4 GHz unterstützt, d.h. es können beide Frequenzen gleichzeitig bedient werden, was stets voraussetzt, dass zwei Wi-Fi Radios (MAC und PHY) parallel integriert sind.

Zudem gesellt sich die Eigenschaft, dass die Antennenkonfigurationen MIMO 2x2 für 11n und MU-MIMO 2x2 für 11ac unterstützt werden. Bei Letzterem kann mit einer Modulation von 256 QAM, einer Coding Rate von 5/6 und einer maximalen Bandbreite von 80 MHz eine Bruttodatenrate von 866,7 Mbps erreicht werden. Für 802.11n steht mit einer maximalen Bandbreite von 40 MHz eine Bruttodatenrate von 300 Mbps zur Verfügung.

Bei dem IPQ40x9 kann das 11n-Radio zudem auch als 11ac konfiguriert werden, sodass zwei 11ac-Radios mit MU-MIMO 2x2 in Dual Concurrency betrieben werden können. Beide Bausteine verfügen auch über eine PCIe-Schnittstelle, die eine Erweiterung um ein drittes Radio erlaubt. Beim IPQ40x8 kann die Radioerweiterung (ebenfalls beim IPQ40x9) über USB2.0 und USB3.0 erfolgen. Generell stehen zahlreiche weitere Schnittstellen zur Verfügung. Besonders hervorzuheben ist der 5 Port Gigabit Ethernet Switch und die 16-Bit-DDR3L-Schnittstelle mit einer Taktrate von bis zu 672 MHz.

Die Bausteine IPQ4018 und IPQ4019 sind jeweils in einer Enterprise-Variante IPQ4028 und IPQ4029 verfügbar. Der IPQ4029 ist der einzige Baustein innerhalb der Familie, der auch den erweiterten Temperaturbereich -40 °C bis 110 °C (case) unterstützt.

CODICOs Modulpartner 8Devices hat bereits angekündigt, noch in diesem Jahr ein Modul basierend auf IPQ4018 zu veröffentlichen. Erste Engineering Samples werden bereits getestet. Abschließend weist CODICO darauf hin, dass die gesamte Bausteinfamilie das neu Wi-Fi SON (Self-Organizing Network) von Qualcomm unterstützt. Wi-Fi SON erlaubt die Automatisierung vieler Netzwerkprozesse für Router, Gateways und Access Points wie Self-configuring, Self-managing, Self-healing und Self-defending.

* André Ehlert ist Product Manager bei CODICO

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