迎合三重播放業(yè)務(wù)時(shí)代需要的基礎(chǔ)局端 DSP
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這種架構(gòu)既快速又高效，因?yàn)?SCR 使主從單元之間實(shí)現(xiàn)了真正的同時(shí)數(shù)據(jù)傳輸。例如，PCI 至 DDR EMIF 的連接獨(dú)立于 PCI 166 至 DSP CPU 的連接。數(shù)據(jù)完全是并行傳輸。當(dāng)多個(gè)主單元訪問(wèn)同一個(gè)從單元時(shí)，SCR 執(zhí)行判優(yōu)。同時(shí)系統(tǒng)設(shè)計(jì)人員可以通過(guò)對(duì)主單元的優(yōu)先級(jí)別進(jìn)行編程來(lái)施加某些控制。
架構(gòu)要求
在執(zhí)行算法時(shí)，CPU 與存儲(chǔ)器之間的指令和數(shù)據(jù)傳輸至關(guān)重要。在如圖 2 所示的 TMS320C6455 DSP 存儲(chǔ)器系統(tǒng)中，可通過(guò)使用 256 位寬的數(shù)據(jù)總線并在 CPU 與存儲(chǔ)器之間的內(nèi)部直接存儲(chǔ)器存取 (DMA) 架構(gòu)上創(chuàng)建兩層高速緩存來(lái)優(yōu)化數(shù)據(jù)傳輸。
另一個(gè)架構(gòu)要求是高效片上處理引擎。一種高效的方法是集成片上協(xié)處理器，以加速要求高性能的特定功能。例如，MS320C6455 DSP 就集成了 Viterbi 協(xié)處理器 (VCP) 與 Turbo 協(xié)處理器 (TCP)，如圖 1 所示。
片上處理工作完成后，開(kāi)發(fā)人員仍需將大量數(shù)據(jù)從芯片傳輸至電路板上，最終傳輸?shù)诫娦艂鬏斀橘|(zhì)上。顯然應(yīng)選擇高速 IO，但考慮到上述的異構(gòu)架構(gòu)，確定哪種處理方法最佳就會(huì)變得復(fù)雜。
最佳解決方案是為片內(nèi)板級(jí)接口提供多種高性能 IO 接口。SRIO 是異構(gòu)多處理器器件間通信的最佳選擇，因?yàn)槠涓咄掏孪鬟f方案可實(shí)現(xiàn) 95% 的帶寬利用率(4x 串行雙向鏈路可達(dá) 10 Gb/s)。
當(dāng)然，外部存儲(chǔ)器傳輸最好采用 32 位 DDR2 存儲(chǔ)器控制器;同樣，連接片外器件最好采用 66 MHz PCI 總線;處理板上或板外 IP 流量的最好選擇 1 Gb/s 以太網(wǎng)媒體接入控制器 (EMAC);電信專用的通用測(cè)試與操作 PHY 接口則可充分滿足 ATM (UTOPIA 2) 連接的需求。
雖然 DSP 處理能力隨著具有更強(qiáng)并行能力以及其它高級(jí)特性的新架構(gòu)的推出而顯著提高，但電路板設(shè)計(jì)人員還可通過(guò)將多個(gè) DSP 高效集成到單個(gè)電路板來(lái)獲取更明顯的改善。使用 SRIO 快速連接大大簡(jiǎn)化了這項(xiàng)工作，因?yàn)閺?DSP 軟件的角度來(lái)看，DSP 之間的數(shù)據(jù)流處理與單個(gè) DSP 內(nèi)的數(shù)據(jù)流處理并沒(méi)有很大的差異。
板級(jí)性能
在傳統(tǒng)系統(tǒng)中，語(yǔ)音與數(shù)據(jù)流量是分開(kāi)的，這導(dǎo)致了效率低下。隨著時(shí)間或其它一些影響流量配置的參數(shù)的變化，可能會(huì)出現(xiàn)處理能力與帶寬的閑置。利用新一代架構(gòu)，設(shè)計(jì)人員能夠設(shè)計(jì)出在單個(gè)器件上更高效處理所有流量的系統(tǒng)。
這種融合解決方案的范例之一是 Surf 公司的 SurfRider 產(chǎn)品系列。該產(chǎn)品系列針對(duì)可優(yōu)化的低成本電路板提供軟硬件，以滿足特定系統(tǒng)流量要求。
SurfRider/AMC 可在單個(gè)電路板上集成多達(dá) 8 個(gè) DSP，并可實(shí)現(xiàn)高達(dá) 10Gb/s 吞吐能力。在單個(gè)高級(jí)電信計(jì)算架構(gòu) (ATCA) 或 MicroTCA 機(jī)架上可安裝 8 個(gè)電路板。
發(fā)展無(wú)止境
通過(guò)在 DSP 內(nèi)部增加并行處理功能，并使用 DSP、片外存儲(chǔ)器及其它組件之間的超高速互聯(lián)，芯片設(shè)計(jì)人員可設(shè)計(jì)出新一代基礎(chǔ)局端電路板和網(wǎng)關(guān)系統(tǒng)。這些系統(tǒng)使電信營(yíng)運(yùn)商不僅能夠同時(shí)提供三重播放業(yè)務(wù)服務(wù)，而且還可靈活適應(yīng)流量類型和負(fù)載的變化。
發(fā)展永無(wú)止境。過(guò)去數(shù)年的進(jìn)展令人難忘，不過(guò)不會(huì)止步于此。一些新的設(shè)計(jì)戰(zhàn)略已相當(dāng)明了，如：集成更多片上協(xié)處理器和增加并行設(shè)計(jì)。但芯片和電路板設(shè)計(jì)人員也認(rèn)識(shí)到嵌入多個(gè) DSP 的電路板的成本仍然不菲。
在單個(gè)芯片上集成多個(gè) DSP 內(nèi)核的做法正在悄然興起。除了成本低于多個(gè)獨(dú)立封裝的 DSP 外，多核 DSP 還具有其它優(yōu)勢(shì)。共享內(nèi)存的多個(gè)內(nèi)核可以在較低時(shí)鐘頻率和電壓下運(yùn)行，以降低每通道的功耗。這對(duì)多通道分組語(yǔ)音流量 (packetized voice traffic) 尤其適用，因?yàn)槠湟蟮奶幚砟芰蛢?nèi)存帶寬低于視頻要求。
多核還為蜂窩基礎(chǔ)設(shè)施以及正在興起的 WiMAX 應(yīng)用領(lǐng)域帶來(lái)了獨(dú)特機(jī)遇。這是因?yàn)闊o(wú)線傳輸需要先進(jìn)的 OFDM 調(diào)制解調(diào)器。這類調(diào)制解調(diào)器的工作負(fù)載不僅要求多核 DSP 以更高速度運(yùn)行(1GHz，而VoIP MP為 500MHz)，而且還要求出色的硬件加速能力并具備如 Turbocore和 Viterbi 這樣的協(xié)處理器。功耗限制也會(huì)降低每芯片的內(nèi)核數(shù)量。
隨著電信行業(yè)邁入三重播放業(yè)務(wù)時(shí)代，其面臨著幾年前可能還無(wú)法解決的工程設(shè)計(jì)挑戰(zhàn)。對(duì)性能的要求無(wú)疑會(huì)繼續(xù)提高，但設(shè)計(jì)人員增強(qiáng)創(chuàng)新型 DSP 芯片性能的能力會(huì)隨著多核和基于 DSP 的 SoC 的興起而提高，使 DSP 能夠解決以前在系統(tǒng)性能、功耗、靈活性以及單通道價(jià)格等方面的難題。
評(píng)論