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采用FPGA有效实现WiMAX系统灵活性

Brian Jentz和Deepak Boppana?? Altera公司?? 2006年10月07日 ?? 收藏0

  过去十年互联网的爆炸性增长推动了对随时随地高速访问互联网需求的发展。宽带无线接入(BWA)的范围在一到三公里之内,作为最后一公里技术DSL线路和电缆调制解调器的替代方案,该技术受到了越来越多的关注。FPGA和结构化ASIC为开发WiMAX等宽带无线系统提供了理想的实现平台,解决了处理器面临的速率难题,达到了灵活性和集成要求,能够以最快的速度将产品推向市场。而采用FPGA开发的WiMAX系统如果使用新的IEEE 802.16e标准,不但可以实现最终用户的移动功能,而且还能满足制造商对速率、灵活性、集成性以及产品及时面市的要求。

  灵活性

  WiMAX是相对较新的市场领域,目前还处于最初的发展和实施阶段。802.16d标准刚刚通过,而802.16e移动版本还在制定中。在目前这种情况下,最终WiMAX兼容产品中具有硬件灵活性以及重新编程能力便显得非常重要。这一特性可以确保实现现场编程,避免了由于标准不断变化而带来的风险。

  产品及时面市

  由于WiMAX是一种新兴的技术,OEM在尽早赢得市场份额上最看重的是产品及时面市能力。产品及时面市对开发周期和硬件平台的选用有直接的影响,设

计人员需要易于使用的开发工具、软件、电路板、现成的知识产权(IP)以及参考设计来加速实现系统设计。

  降低成本的途径

  在选择硬件平台时需要注意的另一重要标准在于是否具有长期成本降低实现途径。随着时间的推进,发展的WiMAX标准/市场最终会稳定下来。第三代合作伙伴计划(3GPP)的发展过程充分说明了还需要很长的时间来发展标准,在最初的规范发布6年后,这一标准还在不断变化,目前正在制定第7版。随着WiMAX标准的成熟,产品最终成本要比保持灵活性更重要。硬件平台应提供成本降低途径,能够综合考虑灵活性和成本。

  基于FPGA的WiMAX系统设计

  FPGA能够有效地解决WiMAX系统设计中面临的挑战。Altera的Stratix II FPGA含有嵌入式DSP模块(参见图1)、TriMatrix存储器结构以及高速接口,能够为WiMAX等宽带无线系统提供集成平台。

基于FPGA的WiMAX系统设计


  正如前面所指出的,由于标准在不断变化,最终WiMAX兼容产品的硬件灵活性和重新编程能力非常重要。FPGA能够根据变化的市场需求,轻松的更新WiMAX系统。Altera可以在任何网络上实现远程系统更新,保持产品的竞争优势,具有专用恢复电路,确保可靠的更新。

  如图2所示,使用一个Stratix II器件和闪存,用户可以采用三个简单步骤进行远程系统更新:第一步,通过网络,从开发位置向Stratix II器件发出一个更新命令;第二步,在存储器中存储更新;第三步,以新数据更新Stratix II器件。

基于FPGA的WiMAX系统设计


  当需要其它协议支持来保证今后产品的兼容性,或者需要进行故障修复和改进时,用户能够轻松的更新由FPGA开发的WiMAX系统。对于那些在设备实施阶段还不确定的标准和应用,使用FPGA的WiMAX系统支持这些标准和应用的发展变化,从而避免了产品过时的风险。

  标准最终稳定之后,WiMAX产品应能够灵活地移植到低成本ASIC中。当今典型的ASIC设计面临越来越高的产品开发成本和越来越长的设计周期问题,这是由更小的工艺尺寸和复杂的设计而产生的。结构化ASIC是传统ASIC的综合替代方案。通过提供FPGA、开发工具、知识产权(IP)、以及从功能验证过的原型到大批量产品的无缝移植途径,结构化ASIC解决了传统ASIC设计面临的难题。与FPGA相比,用户功耗平均降低了50%,确保芯片首次便能够成功。


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