如何打造一款工业级5G CPE+WiFi6路由器-5G工业网关解密

4G改变生活，5G改变社会。

当5G融入我们的工业自动化、智慧城市、智慧农业等应用时，本地局域网与5G广域网的连接点–CPE，将成为数据互通的必经之路。

什么是CPE？CPE，英文全称为Customer Premise Equipment，称之为“客户前置设备”，其网络拓扑结构如下图：

刚刚过去的2019年被称为5G元年，各大运营商纷纷上马5G覆盖，科技圈也在不断的探索5G给各行各业带来的变革以及场景应用。转眼来到的2020年，小米和华为纷纷上演了WiFi路由器的开年大戏。2月13日小米发布其WiFi6路由器；2月24日华为发布了其WiFi6+路由器。WiFi6的速率可以达到9.6Gbps，加之5G的理论值将达到5Gbps甚至是10Gbps，这样高速度的数据吞吐和转发，我们在设计一款5G CPE 工业网关时，需要怎样的处理器才能胜任呢？

在此为大家推荐NXP LS1046A处理器，主频最高1.8GHz，四核ARM Cortex-A72架构。原生支持8 个Gbit Ethernet，最高支持2个万兆（10Gbps/5Gbps/2.5Gbps/1Gbps）+5个千兆（1Gbps），或8个千兆网口，且具备网络数据硬件加速引擎（DPAA），以提高数据转发吞吐量，同时降低高速数据转发时CPU占用；软件层支持DPDK，让数据的流转速度更快。

飞凌嵌入式作为NXP合作伙伴，推出了基于LS1046A的核心板FET1046A-C，将CPU、电源管理、DDR RAM、eMMC ROM等器件集成在核心板上，形成CPU和操作系统运行的最小系统，并通过COMe连接器引出了CPU全部功能引脚，在保证系统稳定性、发挥CPU最大功能和性能的同时，简化客户产品设计，降低开发难度。支持Ubuntu、 OpenWrt 操作系统，以满足客户应用程序开发灵活性选择。核心板满足-40℃~ +75℃环境温度下不断电长期稳定运行，以适应工况恶劣环境下对产品稳定性的要求。

在使用FET1046A-C完成5G CPE 工业网关设计设计时，其功能接口方面也可以轻松应对。

1、5G模组的连接

目前市面上各厂家的5G模组都提供USB 3.0和PCIe接口出来，如华为的MH5000，用于和主控CPU传输数据；FET1046A-C原生支持3个USB 3.0接口，其数据传输速率可达5Gbps，考虑WiFi 6模组及SSD也需要使用PCIe接口，因此在设计5G CPE 工业网关时推荐采用USB 3.0连接5G模组。

2、WiFi6模组的连接

虽然目前市面上WiFi6的模组还不多，但考虑其通信速率以及和PC的兼容性，大多也会采用PCIe或USB 3.0作为和主控CPU间的通信接口。FET1046A-C具备3个PCIe 3.0控制器，PCIe单通道带宽可达8GT/s，可支持x1、x2、x4通道数量的灵活配置；以满足WiFi6模组通信的高带宽需求。

3、有线网口

CPE作为内网和5G公网的衔接设备，其对内有线网口的带宽和数量会成为终端用户选择的考察点。而FET1046A-C可以支持2个万兆网口，满足单设备终端跑满5G带宽的应用场景。同时还可以支持5个千兆网口，以满足多终端接入需求。如果应用场景不需要万兆网口，而需要更多的千兆口，FET1046A-C原生可以支持到8个千兆网口。加之DPAA和DPDK提供的数据转发加速能力，让网络转发可达线速。

4、计算能力
FET1046A-C具备四颗1.8GHz的Cortex-A72内核，板载2GB DDR4内存，Coremark跑分可到45000，在高速数据转发的同时，可以完成边缘计算工作，以降低服务器负载，提高系统响应实时性。

5、SSD硬盘的连接
FET1046A-C可通过SATA 3.0或者PCIe扩展高速SSD存储，用户可以作为网络存储保存数据，也可以作为数据转发过程中的高速缓存；当网络出现故障或者异常不能联通时，可将数据暂存在SSD中，待系统恢复后继续完成传输。以应对高可靠性的数据安全应用。

以上，作为FET1046A-C完成一款工业级5G CPE 网关的应用介绍，其功能和性能都为大家一一呈现，飞凌愿和广大专业人士共同探索5G应用场景，在5G改变社会的路上为广大开发者提供更简单、更高效的核心平台，让客户的产品更智能、更稳定。