EDN China > 设计实例 > 微处理器与DSP > 正文
?

基站调制解调器:选择多核基带处理器迫在眉睫

德州仪器技术官 Alan Gatherer?? 2008年12月01日 ?? 收藏0

  3G 无线技术可支持诸如视频流等各种高带宽应用,从而能够大幅提高收发器基站(BTS)的工作负载。事实上,流经基站的数据业务量的日益提高已经促使无线运营商不得不蜂拥开始回程扩容。独立分析公司Heavy Reading于2006年3月发布的一份报告指出,“运营商一般根据每个蜂窝站点2条T-1/E1回程电路制订最初的HSDPA/EV-DO部署计划;但随着容量扩展,他们开始意识到需要多达10条此类电路。”

  由于回程容量与用户需求在同时增长,无线运营商及其基础局端供应商也在想方设法确保基站本身不出现瓶颈。为避免此类问题,移动行业正在迅速向采用多核基带处理器的基站调制解调器过渡。在无线基站领域之外,多核处理器用过去几年时间就证明了自身在性能平衡与功率效率方面的价值,这一点可以说明为什么仅德州仪器(TI)一家公司的处理器出货量就超过了10亿。现在人们不再对无线基站系统设计人员开始采用它们而感到惊讶。

  多核设计的一大关键优势就是效率。多核设计可将任务分配至多个内核,而不是为承担附加工作负荷而单纯提高单个处理器内核的频率。例如,如果系统需要数字信号处理器(DSP)提供3GHz性能,多核设计可以在单个DSP封装中采用三个频率为1GHz的内核。

  相比而言,如果为了满足新型BTS的严苛要求而提高单核DSP的速度,则所需功率和产生的热量会达到让人无法承受的水平,而多核设计可以在无损性能的情况下避免这些缺陷。

  此外,芯片制造商还可以通过开发高级的低功耗技术来进一步提高多核DPS的功率效率。TI的Smart Reflex技术就是一个很好的范例,其可以在保持规定器件性能的同时降低静态与动态功耗。Smart Reflex技术可根据制造工艺考虑到器件专用的硅芯片特征以及热参数等因素。这样不仅可以有效降低DSP的功耗,同时还能保持性能目标——TI的 TCI6488基带处理器(采用Smart Reflex技术的DSP之一)目前达到1GHz。

  多核的另一种优势是能够集成片上加速器来提高自身性能,进而消除对附加FPGA或微处理器的需求,同时还能降低组件数与材料清单(BOM)成本。这种竞争优势也是多核设计能够吸引系统设计人员及其基础局端客户的原因所在。

  新要求

  对于大多数无线运营商而言,由于电子邮件、Web浏览、音乐下载等数据应用的广泛普及,他们都面临着数据流量快速增长的挑战。此外,遥测、远程信息处理技术以及其它机器对机器(M2M)等应用的更广泛应用也是数据流量不断增长的原因。所有这些因素共同造成了每个BTS或基站需要承担更多的负载,在城市区域尤其如此。

  随着运营商部署长期演进(LTE)等4G技术,其工作负载还会进一步提高——预计要支持超过300Mbps的峰值下载速度和超过80Mbps的峰值上传速度。

  另外,3G调制解调器标准要求支持每个用户的特定数据速率与服务质量(QoS)要求。这种功能性会带来各方面的I/O、MIPS与内存需求。因此,在准备对现有片上系统(SoC)(如TCI6488等)进行编程或者开发一种新的片上系统(SoC)以支持当今多用户BTS调制解调器时,软件与系统设计人员会面临多种挑战并需要周全考虑设计事项。

  从说明简单调制解调器数据流程的图1可以了解这些SoC执行的任务。四种方框分别表示滤波器、解调、正向纠错与拆包任务。此外,图中还显示了一个时延要求较低的控制通道和一个时延要求更宽松的数据通道。

基本BTS调制解调器模型

  典型嵌入式系统软件的设计包括对软件组件或任务的开发,这些软件组件或任务运行于实时操作系统(RTOS)上,而且为实现预期功能相互之间需要实时互动。设计人员一开始就必须决定每项任务是与用户还是与功能相关。如果与用户相关,则可能会执行多个功能,但仅限于该用户。如果与某个功能相关,则会对所有用户执行该功能。这种基本决策具有多方面影响:产生中断的方式、任务切换频率、软件与所有外设的互动方式以及SoC的硬件加速等。

  根据用户分配任务

  图2说明,当根据用户分配任务的系统中存在两个用户时将如何安排任务。利用标签结尾的编号区分每个用户,而每个标签标明是长时延(慢)还是短时延(快)通道。

根据用户进行的任务分配

  SoC的内核不知道同时存在多少个用户,因此它必须:

  ? 在复位时预定义所需的最大任务数;或者
? 随着用户在系统的出现而动态生成任务并在用户退出系统时删除任务。

  每种技术各有优劣。例如,对于预定义任务,即使它们未被使用,内核也必须知道所需任务的最大数量并且维护这些任务的数据结构。如果内核对每个任务的最差情况也维持完整的数据结构(包括数据存储需求),则所带来的挑战是必须提供可支持所有用户按最高数据速率运行时的足够内存。


上一页123下一页
?? ?? ??


打开微信“扫一扫”,打开网页后点击屏幕右上角分享按钮

1.扫描左侧二维码
2.点击右上角的分享按钮
3.选择分享给朋友
?? ??

基站? 调制解调器? 多核?

相关文章

我来评论
美国的游客
美国的游客 ??? (您将以游客身份发表,请登录 | 注册)
?
有问题请反馈