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(多图) 采用TI多标准基站SoC实现性能、效率与差异化的全面提升

德州仪器无线基站基础局端业务战略营销经理 Zhihong Lin?? 2011年08月26日 ?? 收藏0

?  多内核导航器能够在无CPU干预的情况下控制数据流,可从移动数据中释放CPU周期并将片上通信速率提升至每秒2,000万条消息。此外,其还能够使用更为简单的软件架构以缩短开发周期并提高资源利用率。

  TeraNet能够提供层级交换结构,可在SoC内为数据传输提供超过2Tbit的总带宽。这样几乎可确保不会出现内核与协处理器没有数据可处理的情况,从而使他们在任何需要的位置和时间都可以发挥其最大的处理功效。由于交换结构采用了层级架构而非扁平纵横式结构,因此总体功耗能在空闲状态下实现大幅度下降且能以最低时延实现高性能,从而充分满足新一代基站的这种关键要求。

  多内核共享存储控制器(MSMC)是一种可增强性能的独特架构。MSMC可以让内核在不占用任何TeraNet带宽的情况下直接访问共享存储器。MSMC可以协调内核及其他IP模块对共享存储器的访问,以避免发生存储器争用的情况发生。DDR3外部存储器接口(EMIF)可直接连接至MSMC,从而降低因发生外部存储器存取而导致的时延,并为基站应用提供所需的高速访问与支持。

  超链接具有50Gbps的总吞吐能力,是一种互连机制,能够以极少的协议实现与其它KeyStone、FPGA及ASIC器件的高速通信与连接。其可为主器件上的配套器件提供透明的存储器映射访问,从而不仅可大幅简化软件编程,同时还能为OEM厂商提供实现可扩展解决方案的无缝路径。

  全新DSP内核

  TCI66xSoC解决方案包含性能显著增强的全新处理内核。其是业界首款同时集成了定点和浮点功能的基站DSP内核。增强的性能可帮助OEM厂商构建极富差异化功能的软件,从而满足高级操作人员的要求。

  TMS320C66x内核

  作为TI的新一代定点及浮点DSP,新型C66x内核具备集成了8个功能单元和64个通用32位寄存器的高级VLIW架构。全新系列器件基于TI前代C64x+内核架构之上,拥有屡获殊荣的指令集架构和众多功能强大的特性,如每个周期能够执行8个指令,从而可实现高度的并行性能。

  全新的C66xDSP内核实现众多特性改进,其中包括:

  l原生浮点处理,可逐指令地与定点实现无缝协作。通过以业界领先的定点DSP速度提供原生浮点支持,实现了浮点处理领域的重大进步;

  lMAC实现了4倍的性能提升,每周期可提供32个16x16位MAC;

  l专为复杂算法、线性代数和矩阵运算而精心优化;

  l全流水线双精度浮点乘法器;

  l减少双精度乘法时延。

  所有这些改进都能大幅提升L1和L2的总体处理性能。4G基站解决方案具备MIMO和波束成形等算法,可充分利用多天线信号处理实现性能提升。这些算法通常需要矩阵逆转技术,从本质上来说非常容易遭受与定点处理相关的量化及扩展问题的影响。这些多天线技术仍在不断演进发展,具备可帮助客户实现差异化功能的实施灵活性至关重要。将最新的C66x增强功能用于矩阵运算和浮点支持,能够同时显著提高系统的速度和准确度,从而为移动电话用户带来更精彩的体验。

  采用C66x内核增强MIMO接收机

  我们同时在LTE和LTE-A中采用了众多高级接收机算法。例如,在LTE-A新技术中可实现更先进的多用户MIMO(MU-MIMO)预编码方案。此外,单用户MIMO(SU-MIMO)还可支持更高的数据速率。增强型C66x内核不仅可帮助设计团队在上述领域实现差异化特性,而且最终还能帮助他们实现操作人员所需的高级特性。

  MIMO解码在算法上非常复杂,往往需要使用客户IP来提升效率和性能。复杂度随天线数量的增加而相应增加。虽然大多数专家都一致认为第二种传输天线至少在最近几年都不会获得广泛使用,但当前的系统仍以2xN(2路传输,N路接收)配置为主。实施MIMO接收机算法的方式有很多种,其中包括较低复杂侧的线性MMSE和较高复杂端的球状解码。在OEM厂商测试不同算法的时候,进行高效率的软件实施使他们能够在部署LTE系统的同时适配并测试不同的构想方案。这种高灵活性在基础局端部署的最初几年非常关键,直到新的网络落实,工程师才能更好地理解问题所在。

  C66x架构具备扩展指令集,可用于加速DSP内核的MIMO处理。浮点可以实现高效的矩阵反转算法,从而较定点实施相比能够实现更高的性能,而且与硬件加速相比能够实现更高的灵活性。通过充分发挥浮点功能和4倍的MAC性能改进,C66xDSP内核中的MIMO处理量与前代DSP相比降低了5倍。

  全新的加速功能

  通过分析LTE和WCDMA系统要求,我们已确定了一些需要改进的功能,并按重要性进行如下排序:

  lFFT/IFFT/DFT

  l下行链路比特率处理

  l上行链路比特率处理

  l上行链路控制通道接收机

  lMIMO接收机

  lWCDMA传输码片率IQ采样处理(TAC)

  lWCDMA接收码片率IQ采样处理(RAC)


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TI? 基站? TMS320CTCI6616?

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