GC6016配置與應用分析

摘要

GC6016 是 TI針對數(shù)字直放站應用而推出的一款數(shù)字中頻處理芯片。本文主要描述了 GC6016 的加載流程，初始化配置，數(shù)據(jù)采集配置，以及和上下游芯片的配合調(diào)試方法。

1、 概述

GC6016是TI針對數(shù)字直放站應用而推出的一款數(shù)字中頻處理芯片。與其同時推出的類似芯片還有GC5330。其中GC6016除了CFR和DPD外，具有GC5330的所有功能，包括DUC, TXequalizer, Bulk Up converter, RX equalizer, DDC, feAGC,beAGC, I/Q imbalance correction, DC offset cancellation. 其處理能力達到48個上下行通道，最大支持4個發(fā)射天線或者8個接收天線，支持靈活的小數(shù)倍率重采樣配置，支持多模配置。能夠很好的應用于各種 3GPP，3GPP2以及 MC-GSM等無線標準。

GC5330的應用結(jié)構(gòu)如下圖所示。圖中可以看到，GC5330需要DSP配合才能實現(xiàn)完整功能。事實上，DSP不但完成DPD的算法處理，還完成芯片加載與配置功能。這些功能均通過 DSP向主控 CPU提供的 API函數(shù)實現(xiàn)。

圖 1. GC5330應用結(jié)構(gòu)圖

GC6016的應用架構(gòu)如下圖所示。從圖中可以看出，GC6016無需外掛 DSP，其不能支持DPD。CPU通過EMIF或者 SPI直接訪問 GC6016芯片。因此其所有配置與控制都需要在 CPU直接實現(xiàn)。因此配置流程以及芯片控制都需要用戶編程實現(xiàn)。

圖 2. GC6016應用架構(gòu)圖

本文的目的在于幫助用戶快速高效的配置與控制GC6016.

2、 GC6016功能介紹

GC6016支持目前主流的基站收發(fā)信機標準，包括：3GPP(LTE、WCDMA、TDSCDMA)、

3GPP2(CDMA2000)、MC-GSM、wimax 以及WiBRO(OFDMA)。

GC6016支持混模，典型混模型態(tài)比如 LTE+WCDMA，LTE+TDSCDMA。

GC6016支持最大48個載波處理，支持小數(shù)倍抽取、插值;

芯片最大速率支持 368M;

支持最大4路發(fā)射天線，8路接收天線;

支持接收FeAGC，BeAGC;

支持數(shù)據(jù)采集;

外部接口支持SPI(3 or 4 wire)或者 EMIF;

支持各節(jié)點增益調(diào)整，功率統(tǒng)計;

支持收發(fā)均衡;

與基帶FPGA、AD及DA之間支持多種速率和格式接口;

23x23mm，484-ball TE-PBGA封裝;

GC6016的功能框圖如下所示。

圖 3. GC6016功能框圖

3、 GC6016的上電配置流程

GC5330/6016的配置文件是擴展名為tgtcfg的文本文件，包含了GC運行以及業(yè)務(wù)支撐的全部信息。由于該芯片支持多種通訊標準，并且可以按照客戶需要靈活配置，因此針對不同的系統(tǒng)需求，該tgtcfg文件不同。該文件由TI根據(jù)客戶需求產(chǎn)生并提供給客戶。

系統(tǒng)上電之后，應該首先配置好單板，包括 CPU自身、電源、FPGA、時鐘、AD以及 DA等芯片(需要說明的是，一般需要等到系統(tǒng)全部配置完成之后才會打開發(fā)射同道)。

然后下載GC配置文件。配置文件一般會有超過 60000次的寄存器寫操作。如果使用 50M速率EMIF接口，耗時大概在幾十毫秒;如果采用 SPI接口，則耗時會增大，這一點系統(tǒng)設(shè)計時需要考慮。

配置下載完成之后，進入等待 PLL鎖定狀態(tài)。在該狀態(tài)下需要判斷寄存器 0是否為1，為 1表示復位成功。必須該狀態(tài)有效才可啟動下一步操作。

GC初始化狀態(tài)完成芯片使能。需要說明的是，GC的初始化需要用到外部的同步信號 syncA，該信號一般由FPGA提供，用于使能芯片配置寄存器，該 syncA信號也用于數(shù)據(jù)采集或者對芯片在線配置的使能。關(guān)于芯片初始化，TI提供相應的樣例供參考。典型情況下syncA信號的周期是5ms或者 10ms，脈寬是8個 BB時鐘周期，該信號在時序上需要和 BB_frame信號上升沿對齊。

圖 4. GC6016初始化流程圖

4、 GC6016的增益調(diào)整

GC6016提供各個節(jié)點的增益調(diào)節(jié)功能。

下行通道可調(diào)整增益的節(jié)點如下圖。對于發(fā)射通道，大部分情況下，調(diào)整 BB gain，sum gain, pre-CFR以及 post-CFR 4個節(jié)點就可滿足客戶需求。對于其他節(jié)點，如非必要，不建議調(diào)整。

圖 5. GC6016下行增益調(diào)節(jié)節(jié)點

上行通道可調(diào)整增益的節(jié)點如下圖。

圖 6. GC6016上行增益調(diào)節(jié)節(jié)點

各模塊的增益調(diào)節(jié)范圍及精度如下表所示。其中，BB_gain節(jié)點需要通過讀寫AI寄存器修改并同步，pre-CFR及 post-CFR節(jié)點修改后需要同步。

另外請注意，除了BBgain，pre_cfr_gain和post_cfr_gain可以精確調(diào)整增益外，其他幾個節(jié)點只支持 6dB步進調(diào)整。R2C為實數(shù)到復數(shù)的轉(zhuǎn)換，如果使能該模塊，則固定增益為-3dB。feAGC也可配置為固定增益模式，其增益精度和范圍由增益表以及配置確定。對于 PFIR，也可以通過修改系數(shù)調(diào)整增益。

Table 1. 表 1. GC6016內(nèi)部增益