多核DSP彌補(bǔ)高端基站芯片技術(shù)短板

　　數(shù)據(jù)處理能力、靈活性、功耗和成本是評(píng)價(jià)基站芯片優(yōu)劣的重要指標(biāo)，目前，F(xiàn)PGA和多核DSP不但引領(lǐng)著基站芯片技術(shù)發(fā)展的方向，也逐漸成為提升家庭基站、基站控制器性能的勝負(fù)手。

　　市場(chǎng)調(diào)研機(jī)構(gòu)ABIResearch的數(shù)據(jù)顯示，到2010年，全球無(wú)線基站半導(dǎo)體市場(chǎng)將由2008年的約60億美元增長(zhǎng)到約75億美元，以中國(guó)為代表的發(fā)展中國(guó)家3G（第三代移動(dòng)通信技術(shù)）網(wǎng)絡(luò)建設(shè)將是最主要的市場(chǎng)推動(dòng)力。

　　領(lǐng)先廠商邁向高端技術(shù)

　　從技術(shù)角度而言，業(yè)界對(duì)3G無(wú)線基站芯片最首要的要求是高性能，不同于以語(yǔ)音業(yè)務(wù)見長(zhǎng)的GSM（全球移動(dòng)通信系統(tǒng)），3G網(wǎng)絡(luò)將以提供高速數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)為主，其數(shù)據(jù)處理能力比GSM提升了至少3倍。由于3G基站需要支持多種標(biāo)準(zhǔn)，因此對(duì)芯片的靈活性也提出較高的要求。此外，功耗和成本同樣也是業(yè)界關(guān)注的焦點(diǎn)。

　　3G基站必須要面對(duì)的挑戰(zhàn)是如何在繼續(xù)降低單位通道成本的同時(shí)增加功能,以支持新的業(yè)務(wù)和協(xié)議以及不斷變化的用戶使用模式。目前，無(wú)線基站采用了FPGA(現(xiàn)場(chǎng)可編程門陣列)來實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程基站升級(jí)，提升設(shè)備靈活性，延長(zhǎng)基站設(shè)備壽命，同時(shí)節(jié)省成本。今年4月，全球可編程邏輯解決方案領(lǐng)導(dǎo)廠商賽靈思公司推出了基于65納米工藝的Virtex-5FXT器件，該系列器件是針對(duì)支持高速串行連接的嵌入式處理應(yīng)用領(lǐng)域而優(yōu)化的，與前一代90nmFPGA相比，速度平均提高30%，邏輯容量增加65%，而功耗卻降低了35%。“在單片器件上集成重要處理性能和SERDES(串行/解串器)元件，可為那些需要節(jié)約板級(jí)空間和成本、同時(shí)又需要滿足高性能要求的設(shè)計(jì)人員提供巨大的價(jià)值。”市場(chǎng)調(diào)查公司ForwardConcepts總裁WillStrauss認(rèn)為，“在無(wú)線應(yīng)用中，Virtex-5FXT平臺(tái)技術(shù)可以支持的基站類型是受到高度關(guān)注的，特別是在支持4G（第四代移動(dòng)通信技術(shù)）通信系統(tǒng)的LTE(長(zhǎng)期演化)基帶的應(yīng)用領(lǐng)域。”

　　事實(shí)上，DSP(數(shù)字信號(hào)處理)領(lǐng)域的領(lǐng)先企業(yè)也早已將目光投向了超3G領(lǐng)域。今年年初，TI(德州儀器)在其推出的DSP器件中結(jié)合PHY(物理層)處理的數(shù)學(xué)功能與MAC(介質(zhì)訪問控制層)處理的邏輯功能，大幅提升了可用存儲(chǔ)容量以及快速訪問存儲(chǔ)數(shù)據(jù)的能力顯著提高了高級(jí)多處理超3G移動(dòng)通信局端應(yīng)用的DSP功能。這些全新DSP技術(shù)的推出，不僅使基站OEM（原始設(shè)備生產(chǎn)商）能夠減少芯片以降低系統(tǒng)成本，還能提高系統(tǒng)密度以支持更多的載波或通道數(shù)量。IDC(國(guó)際數(shù)據(jù)公司)無(wú)線半導(dǎo)體項(xiàng)目經(jīng)理FlintPulskamp指出：“由于LTE即將在近期實(shí)現(xiàn)，基站OEM廠商應(yīng)該為系統(tǒng)配備靈活的處理器，以滿足迫在眉睫的性能與數(shù)據(jù)處理要求。”

　　多核DSP助家庭基站普及

　　目前，3G的實(shí)際部署也面臨覆蓋、容量和信號(hào)強(qiáng)度等諸多問題。高速高帶寬的3G信號(hào)對(duì)建筑物墻體的穿透能力較弱，室內(nèi)覆蓋質(zhì)量也不盡如人意，而直接通過建設(shè)更多的宏基站來增加網(wǎng)絡(luò)容量的做法成本很高。picoChip(比克奇)公司首席市場(chǎng)營(yíng)銷副總裁RupertBaines告訴《中國(guó)電子報(bào)》記者，在英國(guó)，如果采用增加宏基站的方法，室內(nèi)的覆蓋領(lǐng)域每增加1米，就會(huì)增加將近3億歐元的投入，對(duì)于中國(guó)這樣一個(gè)幅員遼闊的國(guó)家而言，其增加的投資數(shù)目之巨更是不可想象的。因此，家庭基站的重要性就凸顯出來。

　　picoChip是家庭基站的芯片的主要供應(yīng)商，據(jù)RupertBaines介紹，無(wú)線系統(tǒng)的復(fù)雜程度越來越高，這就為可編程或可重構(gòu)、具有ASIC(專用集成電路)處理性能且無(wú)需大量開發(fā)時(shí)間和開發(fā)成本的解決方案創(chuàng)造了機(jī)會(huì)。picoChip平臺(tái)的核心是一個(gè)可擴(kuò)展的多核DSP，它在一個(gè)陣列里集成了數(shù)百個(gè)處理單元，但它可以采用常見的標(biāo)準(zhǔn)語(yǔ)言進(jìn)行編程，這種架構(gòu)將ASIC（專用集成電路）的高計(jì)算密度與傳統(tǒng)高端數(shù)字信號(hào)處理器的可編程性結(jié)合起來，幫助設(shè)備制造商降低了材料成本和功率消耗，同時(shí)也加快了開發(fā)進(jìn)度。目前，已有中國(guó)的家庭基站解決方案供應(yīng)商采用相關(guān)的芯片和參考設(shè)計(jì)軟件。

　　無(wú)線“交警”優(yōu)化數(shù)據(jù)處理

　　在未來的5年里，全球無(wú)線網(wǎng)絡(luò)用戶數(shù)將增加17億。由于使用無(wú)線網(wǎng)絡(luò)來實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)密集應(yīng)用的用戶不斷增長(zhǎng)，無(wú)線服務(wù)供應(yīng)商需要在保持低運(yùn)營(yíng)成本的同時(shí)對(duì)網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行優(yōu)化。在很多情況下，服務(wù)供應(yīng)商的網(wǎng)絡(luò)不能充分處理如此大幅增長(zhǎng)的數(shù)據(jù)及語(yǔ)音流量，因而常常導(dǎo)致掉線或電話延遲接通等問題。

　　這些問題可以通過改進(jìn)無(wú)線電網(wǎng)絡(luò)控制器(RNC)的分組處理功能而得到有效的解決。TI高密度與核心基礎(chǔ)局端DSP產(chǎn)品全球業(yè)務(wù)總經(jīng)理JohnSmrstik在接受《中國(guó)電子報(bào)》記者采訪時(shí)表示，無(wú)線電網(wǎng)絡(luò)控制器的作用類似于“交通警察”，將無(wú)線網(wǎng)絡(luò)連接至有線網(wǎng)絡(luò)，并確保數(shù)據(jù)包能夠順利抵達(dá)其目的地。RNC通過在無(wú)線網(wǎng)絡(luò)與有線網(wǎng)絡(luò)之間發(fā)揮橋梁作用，確保被處理的數(shù)據(jù)包能夠抵達(dá)其最終目的地，它所執(zhí)行的用戶數(shù)據(jù)處理能夠優(yōu)化網(wǎng)絡(luò)服務(wù)的有效利用率。在RNC處理數(shù)據(jù)的過程中，數(shù)據(jù)包被固定地以精簡(jiǎn)及時(shí)的方式發(fā)送出去。針對(duì)分組處理的網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化要求，以更完善的硬件架構(gòu)顯著提升有效分組處理能力。


　　據(jù)JohnSmrstik介紹，TI采用多核DSP來完成平常由通用處理器和RISC（精簡(jiǎn)指令集計(jì)算機(jī)）執(zhí)行的功能，其低成本方案可使服務(wù)供應(yīng)商能進(jìn)行高效分組處理，從而在不額外增加RNC的情況下實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化。TI的高級(jí)系統(tǒng)架構(gòu)多核DSP可針對(duì)高性能的包至包分組處理進(jìn)行優(yōu)化，從而提高無(wú)線系統(tǒng)的總體效率。

　　記者點(diǎn)評(píng)

　　新技術(shù)角逐基站芯片市場(chǎng)

　　3G通信對(duì)數(shù)據(jù)處理能力的嚴(yán)苛要求使得基站芯片成為全球領(lǐng)先半導(dǎo)體企業(yè)展示技術(shù)實(shí)力的舞臺(tái)，從目前的技術(shù)狀況來看，F(xiàn)PGA和多核DSP還將繼續(xù)在基站處理器領(lǐng)域擔(dān)當(dāng)主角。在從3G邁向LTE、WiMAX（微波存取全球互通）和HSPA（高速分組接入）/HSPA+等應(yīng)用的過程中，F(xiàn)PGA和多核DSP的競(jìng)爭(zhēng)還將延續(xù)下去。與單核DSP相比，多核DSP在提高性能、降低成本和功耗的同時(shí)，也增加了執(zhí)行DSP算法的復(fù)雜性，因此，多核DSP供應(yīng)商應(yīng)更加注重對(duì)客戶的支持。

　　家庭基站是3G產(chǎn)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)的重要組成部分，在該領(lǐng)域，除了處理器芯片技術(shù)的完善之外，如何尋求成功的商業(yè)模式也是值得探討的話題。而RNC屬于廣義的基站產(chǎn)品范疇，多核DSP同樣具有很強(qiáng)的競(jìng)爭(zhēng)力。

　　當(dāng)然，我們?cè)谡務(wù)摶拘酒瑫r(shí)，目光也不必僅限于處理器芯片，射頻、功放、數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換等模擬器件也將為業(yè)內(nèi)廠商提供用武之地。