過去 — 軟體定義無線電的 30 年
很難相信「軟體定義無線電」（SDR）一詞已經存在了大約 30 年。這在科技界已經很久了。特別提款權仍然是一個常見的討論話題，它所承載的誤解遠不止於此。SDR是「一種無線電，其中部份或全部實體層功能由軟體定義」，根據無線創新論壇（前身為SDR論壇）。該術語側重於波形的物理 （PHY） 層處理，與射頻 （RF） 前端無關，這是一個常見的誤解。
30年後，SDR已成為占主導地位的行業標準。從軍用戰術無線電到蜂窩手機，無線電幾乎是SDR。半導體和軟體技術將繼續創新，推動更高的開發生產力和更具成本效益的產品，因此特別提款權有望保持其地位。這些因素意味著SDR確實是一個已解決的問題，無線電現在正在演變為頻率捷變的智慧通訊系統。
現在 — 軟體定義無線電成為事實上的行業標準
在訊號情報 （SIGINT）、電子戰、測試和測量、公共安全通訊、頻譜監控和軍事通訊 （MILCOM） 等市場中，SDR 已成為事實上的行業標準。其中一些市場正在使用硬連線專用積體電路 （ASIC），而另一些市場已經在使用可編程數位訊號處理器 （DSP）。圖 1 顯示了過去 30 年采用特別提款權的進展情況。最靠近中心的深藍綠色部份代表了第一批從硬體無線電架構轉向 SDR 架構的市場，無論他們是否使用術語 SDR。
推動這些市場轉向SDR的技術是ADI公司RF積體電路（RFIC）的出現，以及Xilinx等公司高價效比的DSP密集型FPGA。這兩種技術結合在一起，滿足了軍事戰術無線電市場數十億美元的需求，產生了某種「市場漣漪」，市場對SDR技術的發展產生了巨大影響，遠遠超出了MILCOM市場。聯合戰術無線電系統（JTRS）計劃資助了軍用無線電SDR的開發和產品化，從而建立了一個強大的供應商生態系，包括半導體、工具和軟體公司。在工具方面，SDR要求波形在不同的硬體平台之間盡可能可移植，這導致了軟體通訊架構（SCA）核心框架等工具的出現，以及電子設計自動化（EDA）和半導體公司更好的編程工具。
圖 1：連續幾代特別提款權已經主導了無線電行業，並將繼續發展。
未來 — 下一代軟體定義無線電
特別提款權的下一步是什麽？隨著 4G 手機的普及推動了 SDR，5G、物聯網 （IoT） 和傳感器網路等新興技術的前景有望再次將 SDR 的數量增加另一個數量級。將把特別提款權提升到這些崇高高度的技術驅動力是什麽？與之前采用特別提款權的飛躍一樣，它可能是硬體和軟體技術的結合。
硬體的下一個技術驅動因素之一是將模擬和數位技術結合到單個單片芯片上，以降低成本、尺寸、重量和功耗 （SWaP）。對於基礎設施，該驅動器可以是具有整合模數轉換器 （ADC） 和數模轉換器 （DAC） 的 FPGA。對於手機和傳感器，可以是套用處理器，也可以是整合ADC和DAC。
但是，如果軟體和工具不隨之發展，硬體上的新創新將不會很有用。畢竟，這就是特別提款權的全部意義所在。為了能夠開發這些芯片以及在其上執行的波形和套用軟體，需要更好的系統級工具，這些工具可用於跨模擬和數位域進行設計和偵錯。隨著 SDR 被用於越來越復雜的任務，它們被設計為更強大的 FPGA，專為密集型 DSP 而設計（圖 2）。因此，對能夠處理快速增長的數據量和復雜性的FPGA工具的需求不可避免地不斷增長。
圖 2：後續每一代FPGA中的DSP片數量都在繼續快速增長。
雖然通用處理器 （GPP） 過去曾很好地服務於 SDR 社群，但它們正在努力滿足 5G 和 MILCOM 等領域所需的效能。LabVIEW FPGA 模 塊 和 RF 片 上 網路 （RFNoC） 等 軟體 工具 提供 了 簡化 的 使用者 體驗， 使 FPGA 編 程 更加 高效。
最終，整合將推動下一代特別提款權的產生。將模擬和數位技術整合到混合訊號芯片中將是關鍵，但SDR已經從根本上達到了一個點，即增長的主要限制在於軟體，而不是硬體。如果沒有能夠無縫編程 GPP 和 FPGA 的軟體開發環境，下一代 SDR 的附加硬體功能將得不到充分利用，開發將停滯不前。LabVIEW FPGA 等 工具 的 功能 使 非 HDL 專家 的 無線 工程 師 能夠 開發 和 快速 叠代 復雜 設計， 為 解鎖 下一代 SDR 提供 了 最佳 機會。
