以全新的多核SoC架構(gòu)進行LTE開發(fā)

多核導(dǎo)航器

現(xiàn)今基站OEM面臨的最大問題之一是開發(fā)出適用于基站的軟件。大系統(tǒng)的軟件開發(fā)會耗費長久的人力投入時間。TI全新的架構(gòu)運用前幾代多核及基站系統(tǒng)開發(fā)的經(jīng)驗，推出使用簡便但功能強大的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中無縫地移動數(shù)據(jù)的系統(tǒng)組件。

一旦經(jīng)過配置，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核都不會消耗單一周期。這能夠釋放算法系統(tǒng)層級處理所需的DSP資源，完全不會使數(shù)據(jù)移動停滯；以往數(shù)據(jù)移動需要多次中斷及環(huán)境轉(zhuǎn)換，導(dǎo)致系統(tǒng)性能降低。

舉例來說，在LTE系統(tǒng)中，行動數(shù)據(jù)封包會到達天線接口(支持OBSAI及CPRI標準的專屬高速接口)。這些封包會在經(jīng)過隊列后傳送到FFT協(xié)同處理器(LTE L1處理的第1個步驟)進行處理，然后經(jīng)過隊列后傳送到適當?shù)?a class="contentlabel" href="http://m.butianyuan.cn/news/listbylabel/label/DSP">DSP核進行下一個處理步驟，以上完全不需要任何CPU介入。同樣地，數(shù)據(jù)可以從多個天線及多個區(qū)塊同時傳達，并且自動且適當?shù)貍魉?。?shù)據(jù)可以在系統(tǒng)組件之間移動，完全不需要CPU介入，也不會造成不同核之間的競用。

隨著TI對于關(guān)鍵基站組件的了解加深，便從先前的系統(tǒng)設(shè)計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，另外也能夠提供個別處理隊列及數(shù)據(jù)串流的硬件機制，這表示同時進行的傳輸運作不會相互干擾。換句話說，個別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)過系統(tǒng)外送到天線或進行傳輸時，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的多種專用加速及可編程軟件組件。

支持這些組件之間的數(shù)據(jù)移動是設(shè)計中的關(guān)鍵層面之一。TI的TeraNet2屬于SoC層級片上網(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)層級而言，這表示所有組件能夠同時獨立執(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，這對于性能有極大的影響，系統(tǒng)開發(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，不過一般不需要極為復(fù)雜的算法。調(diào)度是基站決定各移動用戶或設(shè)備在每幀中能獲得多少無線頻寬的過程。在LTE中，每隔1毫秒便會根據(jù)下列因素完成決定：

1.用戶活動–語音、視頻、游戲等

2.服務(wù)計劃的類型

3.用戶位置–高或低信號區(qū)域

這些因素會影響調(diào)度器如何決定幀分配。

MIMO使得其中的復(fù)雜度增加，因為基站需要一次將完全相同的頻帶分配給多位用戶。若要這么做，基站必須根據(jù)從各個用戶所測得的數(shù)據(jù)進行計算，因此決定多少用戶可同時進行調(diào)度。這需要每毫秒針對各種可能的用戶組合進行矩陣求逆，對于實時定點處理引擎而言，這是相當繁復(fù)的作業(yè)。不良的調(diào)度效能會導(dǎo)致昂貴的頻譜使用欠佳，造成用戶無法順利處理作業(yè)。如同對于MIMO計算一般，TI全新架構(gòu)中不可或缺的浮點支持可大幅簡化及加速必要的處理，因為原生浮點支持十分有助于矩陣求逆。