寬帶通訊系統與可配置平臺

    寬帶通信已進入重大變革時期。隨著信道密度和每個信道處理性能的增加，使得大多數產品的結構顯得過時。演變中的市場和多種標準，要求設備生產商增加系統軟件的可編程性。網絡處理器和新的數字信號處理器（DSP）已開始瞄準已有通信鏈路中的局部解決方案，但主要的瓶頸依然存在。最新出現的解決方案是可配置平臺，它能提供多處理、指令級并行性和適應特定范圍要求的靈活性。

    迅速變化的標準和市場條件。連同需要在整個通信架構中保持穩(wěn)定的設備環(huán)境，促使人們對寬帶通信領域采用寬范圍可編程方案的興趣日趨增加。軟件可編程方案可使設備制造商能即時提供瞄準當今市場需求的產品，同時又能保證適應未來市場所需產品的靈活性。另外，可編程方案使得同樣的硬件裝置使用在多種產品中，增加了產品的市場容量。

處理鏈路問題

    通信系統必須處理大量的復雜任務和不斷增加的信道數。軟件可編程處理器可有效地處理3個關鍵處理領域：協議處理、信息包處理和媒體壓縮。通信網絡依賴于特定的協議來傳輸數據。信道上傳輸的數據必須置入信息包并在信道的末端從信息包取出。另外，每一種協議在傳輸期間具有特定的機構用于生成和管理通信信道。協議處理可認為是狀態(tài)機性能的有效處理。

    在信息包中，傳輸的數據需要處理，這包括：認別有效數據載荷類型，確定數據路由，識別和糾正傳輸誤差以及不同信息包方案之間的變換或分級轉換。信息包處理主要依數據的按位運算進行。處理器必須能有效地求出信息包內的固定（或）可變長度字段。循環(huán)冗余校驗（CRC）需要高級的按位運算。

    隨著各種信息量（包括聲音，視頻、音頻、圖像和數據）的增加，通信架構正趨于飽和。對于通過通信網絡的各種信息量來說，用于增加傳輸帶寬的關鍵技術是壓縮。確定所采用壓縮技術的因數包括：被壓縮信息量的類型，對由壓縮產生人為噪聲的應用敏感度，應用的誤差復原能力，信道的潛在誤差和信道能保證的業(yè)務質量。

知曉瓶頸

    對通信架構的可編程需求導致大量新“型”芯片出現，這包括網絡處理器和專用領域的（domain-focused）DSP。這些器件的關鍵問題是可編程性能和信道密度。現在的方案集中在新微處理器配置中如何重新利用原有的處理器結構。多處理器可提供任務級的并行性，這增加了并行執(zhí)行應用任務的能力。為處理不同數據采樣值而生成冗余、并行通路可以增加信道的密度。

    然而，使用這些器件存在兩大瓶頸。首先，信道中處理器的結構限制了每個并行通路的可用處理帶寬。大多數網絡處理器和通信DSP都是基于精簡指令集（RISC）結構基礎上的。雖然RISC結構可降低應用中的指令要求，但它們受到單指令周期的固有限制。另外使問題更復雜的是，微處理器的指令集更適用于協議和包處理任務，而DSP更適應于媒體處理任務。

    第二個瓶頸是協議處理和進出并行處理通路的數據輸送。在網絡處理器和多DSP方案中，傳輸的嵌入處理器一般用于協議處理，用傳統數據總線結構輸送數據到并行通路。在多DSP方案中，信息包處理也不用DSP，這是因為這種結構在處理位方式運算時的固有限制。

理想的結構

    把多個處理器、存儲器和外設集成在一起，為特定應用可編程的重新設計的芯片結構是理想的平臺。雖然如網絡處理器這樣的平臺，對于給定的應用能提供高級軟件編程，但這樣的方案直到現在，也仍是固定的結構，因而不能修改硬件以適應特殊產品的需要。

    靠硬件級配置和定制，其理想的可配置平臺將有助于產品設計人員實現較高的密度，不同的性能和降低成本。對于當今的瓶頸，這樣一種平臺，對于協調多個處理元件以適應特定范圍的單一系統提供靈活的結構。根據在整個架構中的位置，通道密度和功能要求可以是不同的。

    采用靈活的結構，半導體供應商和OEM可以把功能集成在少量器件中。設計人員可以針對他們應用的特定要求和限制定制和配置一個平臺。此外，這些可配置平臺將提供指令級平行性（ILP），這大大增加了可用的處理帶寬。例如，甚長指令字（VLIW）處理器每條指令處理多種運算的處理能力比時鐘控制RISC處理器增加3倍。設計人員利用可配置VLIW處理器在數據通路中包含定制運算單元，這將為應用中的特定功能增加處理帶寬。

語音信息包實例

    我們研究一下話音信息包（Voice-over-packet,VOP），并分析采用什么樣的方案能滿足這些標準。數據必須在特定的傳輸信道上發(fā)送和接收，語音數據必須壓縮和解壓縮。除了對取樣話音打包外，網絡必須能夠接納這些話音信息包并投入到網絡通信量中，而不導致話音實時性方面的任何明顯延遲。

    實現Vop需要眾多的功能范圍，每一種都具有截然不同的特性。其功能包括：