以全新的多核SoC架構(gòu)進(jìn)行LTE開(kāi)發(fā)

多核導(dǎo)航器

現(xiàn)今基站OEM面臨的最大問(wèn)題之一是開(kāi)發(fā)出適用于基站的軟件。大系統(tǒng)的軟件開(kāi)發(fā)會(huì)耗費(fèi)長(zhǎng)久的人力投入時(shí)間。TI全新的架構(gòu)運(yùn)用前幾代多核及基站系統(tǒng)開(kāi)發(fā)的經(jīng)驗(yàn)，推出使用簡(jiǎn)便但功能強(qiáng)大的SoC。TI全新架構(gòu)的基礎(chǔ)組件是新的多核導(dǎo)航器(Multicore Navigator)。TI的多核導(dǎo)航器是能夠在SoC中無(wú)縫地移動(dòng)數(shù)據(jù)的系統(tǒng)組件。

一旦經(jīng)過(guò)配置，TI的多核導(dǎo)航器即可處理封包傳輸、內(nèi)存配置、加速器觸發(fā)及多重目的地，任何DSP核都不會(huì)消耗單一周期。這能夠釋放算法系統(tǒng)層級(jí)處理所需的DSP資源，完全不會(huì)使數(shù)據(jù)移動(dòng)停滯；以往數(shù)據(jù)移動(dòng)需要多次中斷及環(huán)境轉(zhuǎn)換，導(dǎo)致系統(tǒng)性能降低。

舉例來(lái)說(shuō)，在LTE系統(tǒng)中，行動(dòng)數(shù)據(jù)封包會(huì)到達(dá)天線接口(支持OBSAI及CPRI標(biāo)準(zhǔn)的專(zhuān)屬高速接口)。這些封包會(huì)在經(jīng)過(guò)隊(duì)列后傳送到FFT協(xié)同處理器(LTE L1處理的第1個(gè)步驟)進(jìn)行處理，然后經(jīng)過(guò)隊(duì)列后傳送到適當(dāng)?shù)?a class="contentlabel" href="http://www.ex-cimer.com/news/listbylabel/label/DSP">DSP核進(jìn)行下一個(gè)處理步驟，以上完全不需要任何CPU介入。同樣地，數(shù)據(jù)可以從多個(gè)天線及多個(gè)區(qū)塊同時(shí)傳達(dá)，并且自動(dòng)且適當(dāng)?shù)貍魉?。?shù)據(jù)可以在系統(tǒng)組件之間移動(dòng)，完全不需要CPU介入，也不會(huì)造成不同核之間的競(jìng)用。

隨著TI對(duì)于關(guān)鍵基站組件的了解加深，便從先前的系統(tǒng)設(shè)計(jì)組件改良推出多核導(dǎo)航器。多核導(dǎo)航器為封包化數(shù)據(jù)流提供極高的效率，相當(dāng)適用于LTE與WiMAX等高速3G系統(tǒng)(HSPA)與4G系統(tǒng)的封包處理，另外也能夠提供個(gè)別處理隊(duì)列及數(shù)據(jù)串流的硬件機(jī)制，這表示同時(shí)進(jìn)行的傳輸運(yùn)作不會(huì)相互干擾。換句話說(shuō)，個(gè)別DSP核不需要等候其它內(nèi)核完成處理，而能夠共享資源。

TeraNet2

數(shù)據(jù)經(jīng)過(guò)系統(tǒng)外送到天線或進(jìn)行傳輸時(shí)，SoC架構(gòu)必須支持極高的外部及內(nèi)部數(shù)據(jù)速率。支持這些速率需要許多不同層級(jí)的多種專(zhuān)用加速及可編程軟件組件。

支持這些組件之間的數(shù)據(jù)移動(dòng)是設(shè)計(jì)中的關(guān)鍵層面之一。TI的TeraNet2屬于SoC層級(jí)片上網(wǎng)絡(luò)的一部分，能夠在內(nèi)核、外圍、內(nèi)存及加速器等組件之間提供每秒2TB的高速數(shù)據(jù)傳輸速率。就系統(tǒng)層級(jí)而言，這表示所有組件能夠同時(shí)獨(dú)立執(zhí)行，完全不需要等候其它組件完成處理或數(shù)據(jù)傳輸。在如同LTE基站的高度優(yōu)化且復(fù)雜的系統(tǒng)中，這對(duì)于性能有極大的影響，系統(tǒng)開(kāi)發(fā)人員得以完全發(fā)揮SoC的性能。

L2處理

使用MIMO不僅影響物理層處理，也影響L2調(diào)度，不過(guò)一般不需要極為復(fù)雜的算法。調(diào)度是基站決定各移動(dòng)用戶或設(shè)備在每幀中能獲得多少無(wú)線頻寬的過(guò)程。在LTE中，每隔1毫秒便會(huì)根據(jù)下列因素完成決定：

1.用戶活動(dòng)–語(yǔ)音、視頻、游戲等

2.服務(wù)計(jì)劃的類(lèi)型

3.用戶位置–高或低信號(hào)區(qū)域

這些因素會(huì)影響調(diào)度器如何決定幀分配。

MIMO使得其中的復(fù)雜度增加，因?yàn)榛拘枰淮螌⑼耆嗤念l帶分配給多位用戶。若要這么做，基站必須根據(jù)從各個(gè)用戶所測(cè)得的數(shù)據(jù)進(jìn)行計(jì)算，因此決定多少用戶可同時(shí)進(jìn)行調(diào)度。這需要每毫秒針對(duì)各種可能的用戶組合進(jìn)行矩陣求逆，對(duì)于實(shí)時(shí)定點(diǎn)處理引擎而言，這是相當(dāng)繁復(fù)的作業(yè)。不良的調(diào)度效能會(huì)導(dǎo)致昂貴的頻譜使用欠佳，造成用戶無(wú)法順利處理作業(yè)。如同對(duì)于MIMO計(jì)算一般，TI全新架構(gòu)中不可或缺的浮點(diǎn)支持可大幅簡(jiǎn)化及加速必要的處理，因?yàn)樵↑c(diǎn)支持十分有助于矩陣求逆。