TMS320TCI6618-TI 高性能LTE物理層解決方案

比特率協(xié)處理器(BCP) 是一款可減輕無線信號(hào)鏈中總體比特率處理工作的多標(biāo)準(zhǔn)加速引擎。BCP 對(duì)以下處理功能進(jìn)行了增強(qiáng)：調(diào)制 速率匹配解調(diào)速率解匹配交錯(cuò) CRC 附加 解交錯(cuò)與卷積編碼 除了能夠從這些功能上減輕DSP 內(nèi)核開銷，BCP 也可實(shí)現(xiàn)Turbo 干擾消除等高級(jí)接收機(jī)算法。Turbo 干擾消除可將信噪比(SNR) 提高3 dB，從而使頻譜效率最多可提高40%，這也是無線系統(tǒng)的關(guān)鍵性能指標(biāo)。BCP 能夠在提供2.2 Gbps 下行吞吐量和1.1Gbps 上行吞吐量的同時(shí)，還能大約減輕DSP 周期的15 GHz 負(fù)載。

第三代Turbo 解碼器協(xié)處理器(TCP3d) 是對(duì)LTE 上行鏈路處理進(jìn)行Turbo 解碼的可編程外設(shè)。TCP3d 輸入采用針對(duì)系統(tǒng)和校驗(yàn)位的軟信道決策，而輸出則采用硬信道決策。

TCP3d 可生成Turbo 交錯(cuò)表，能夠執(zhí)行Turbo 解碼并支持基于編碼模塊的CRC 計(jì)算。TCP3d

具有非常小的驅(qū)動(dòng)器開銷，卻比此前的TCP2 系列產(chǎn)品快了7 倍。TCI6618 包含三個(gè)TCP3d協(xié)處理器，總吞吐能力經(jīng)6 次疊加可高達(dá)582 Mbps。

第三代Turbo 編碼器協(xié)處理器(TCP3e) 是一種可對(duì)LTE Turbo 代碼進(jìn)行編碼以實(shí)現(xiàn)下行鏈路處理的可編程外設(shè)。TCP3e 的輸入為信息位，而輸出則為已編碼的系統(tǒng)化校驗(yàn)位。

其能夠支持基于編碼模塊的CRC、Turbo 編碼及Turbo 交錯(cuò)表生成。TCP3e 能以150 Mbps 的下行鏈路吞吐量速率對(duì)每秒450 Mbycles 的CPU 處理減輕負(fù)擔(dān)。TCI6618 具有4 個(gè)TCP3e 協(xié)處理器，總吞吐量高達(dá)2572 Mbps。

快速傅里葉變換協(xié)處理器(FFTC)是一款與DSP內(nèi)核松散耦合的加速器?？蓪⑵溥B接至TeraNet并使用多內(nèi)核導(dǎo)航器輸入、輸出需要FFT功能的分組。FFTC 具有循環(huán)前綴可插拔特性，能夠?qū)ζ溥M(jìn)行編程以便在分組數(shù)據(jù)的開始部分忽略或添加樣本；這允許在無需使用軟件對(duì)循環(huán)前綴進(jìn)行處理的情況下實(shí)現(xiàn)天線接口與FFTC 之間的無縫連接。此外， FFTC 也可根據(jù)LTE 要求對(duì)輸入數(shù)據(jù)進(jìn)行頻率切換。以下列舉了在LTE 中使用FFTC 的應(yīng)用

2x2 MIMO 配置的LTE 系統(tǒng)中，該FFTC 集群可減少超過1.6 GHz 的DSP 內(nèi)核處理開銷。換句 話說，其可為SoC 節(jié)省比一個(gè)完整DSP 內(nèi)核還多的資源。

瑞克搜索加速器(RSA) 可用于LTE 編碼塊解碼。TCI6618 擁有兩個(gè)與兩個(gè)DSP 內(nèi)核中的任一一個(gè)都能緊密配合的RSA 。RSA 可為相關(guān)性和搜索算法提供硬件加速，允許通過物理上行共享信道(PUSCH) 解碼高效實(shí)施上行控制信息(UCI) 。使用RSA 可為基于PUSCH 解碼算法的UCI 節(jié)省超過1GHz 的DSP 處理資源。

TCI6618 第二代天線接口(AIF2) 是一個(gè)專有外設(shè)模塊，可在上下行基帶DSP 內(nèi)核與高 速串行接口（連接至數(shù)字無線電廣播前端）之間支持基帶同相與正交(IQ) 數(shù)據(jù)的傳輸。AIF2 可支持LTE 的頻分多路復(fù)用(FDD)、時(shí)分多路復(fù)用(TDD)、通用公共無線電廣播接口(CPRI) 以及開放式基站架構(gòu)發(fā)起組織(OBSAI) 協(xié)議。AIF2 則能支持6 個(gè)鏈路，其中每個(gè)鏈路均帶 一個(gè)6 GHz 的SERDES 和每鏈路64 個(gè)最大天線載波。

AIF2 內(nèi)置多內(nèi)核導(dǎo)航器，并能直接與FFTC 連接，從而為L(zhǎng)TE 系統(tǒng)提供了低時(shí)延的天線流量。此外，AIF2 也具有用于幀時(shí)序和同步的可編程無線電廣播定時(shí)器，以支持多種標(biāo)準(zhǔn)。

其能夠提供12 Gbps 的最大入口帶寬和12 Gbps 的最大出口帶寬。網(wǎng)絡(luò)協(xié)處理器 網(wǎng)絡(luò)協(xié)處理器可提供主要用于LTE L2 處理的以太網(wǎng)分組加速和安全加速功能。其內(nèi)置CRC 引擎可用于實(shí)現(xiàn)LTE PHY 傳輸模塊的CRC 計(jì)算。

高效 FFTC 前端數(shù)據(jù)分派– KeyStone 多內(nèi)核架構(gòu)可在AIF2 和FFTC 之間實(shí)現(xiàn)無縫接口，而無 需運(yùn)行于DSP內(nèi)核之上的軟件的干預(yù)。此外，其還使用多內(nèi)核導(dǎo)航器基礎(chǔ)局端支持多內(nèi)核負(fù)載均衡。

AIF2 和FFTC 專為L(zhǎng)TE OFDM 處理而精心優(yōu)化。兩者繼續(xù)沿用多內(nèi)核導(dǎo)航器的分組直接存儲(chǔ)器存取(DMA) 引擎，從而能夠在無需DSP 內(nèi)核干預(yù)的情況下通過隊(duì)列直接在AIF2 和FFTC 形成數(shù)據(jù)傳輸通道。

圖4闡述了如何在LTE 上行符號(hào)處理過程中采用多內(nèi)核導(dǎo)航器來實(shí)現(xiàn)負(fù)載均衡、調(diào)度、系統(tǒng)分區(qū)以及存儲(chǔ)器占用的減少。

在該例中，可將4 個(gè)天線信號(hào)流饋送到FFTC 中，分區(qū)及調(diào)度信息被編程固化在FFTC 輸入隊(duì)列描述符中。每個(gè)內(nèi)核均具有3 個(gè)專用的FFTC 輸出隊(duì)列，隊(duì)列中具有使用多內(nèi)核導(dǎo)航器以逐包方式重新分配到不同內(nèi)核的所需天線及數(shù)據(jù)符號(hào)信息。

通過使用多內(nèi)核導(dǎo)航器隊(duì)列描述符報(bào)頭協(xié)議專用信息，可對(duì)FFTC 輸出數(shù)據(jù)進(jìn)行排序，以讓一個(gè)隊(duì)列接收FFTC 輸出數(shù)據(jù)符號(hào)，另一個(gè)隊(duì)列接收輸出導(dǎo)頻信號(hào)。第三個(gè)隊(duì)列包含可中斷內(nèi)核以啟動(dòng)數(shù)據(jù)處理的符號(hào)數(shù)據(jù)。內(nèi)核能夠高效處理前端FFTC 數(shù)據(jù)而無需進(jìn)行任何數(shù)據(jù)預(yù)處理開銷。FFTC 通過將部分?jǐn)?shù)據(jù)及導(dǎo)頻符號(hào)路由到將執(zhí)行信道估計(jì)以及均衡的每個(gè)內(nèi)核來實(shí)現(xiàn)負(fù)載均衡。

圖4 –利用多內(nèi)核導(dǎo)航器實(shí)現(xiàn)負(fù)載均衡、調(diào)度以及系統(tǒng)分區(qū)