基站芯片:积极部署3G/LTE频推高性能方案
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基站芯片:积极部署3G/LTE频推高性能方案  2012/3/1
作者:赵艳秋DSP、FPGA和射频器件厂商提供更高性能、更低功耗的器件和方案,以满足新通信标准提出的更高要求,并降低运营商的资本性支出和营运成本。3G与LTE(长期演进)基站对DSP/FPGA(数字信号处理器/现场可编程门阵列)以及射频产品在性能上提出了许多新的要求。芯片企业针对这些新需求也提出了新的开发理念,并推出了许多新的解决方案。多核DSP:内核数量/性能/功耗间达到平衡多核DSP已经在基站中获得了广泛的应用。飞思卡尔网络
作者:赵艳秋   

DSP、FPGA和射频器件厂商提供更高性能、更低功耗的器件和方案,以满足新通信标准提出的更高要求,并降低运营商的资本性支出和营运成本。

3G与LTE(长期演进)基站对DSP/FPGA(数字信号处理器/现场可编程门阵列)以及射频产品在性能上提出了许多新的要求。芯片企业针对这些新需求也提出了新的开发理念,并推出了许多新的解决方案。

多核DSP:内核数量/性能/功耗间达到平衡

多核DSP已经在基站中获得了广泛的应用。飞思卡尔网络部亚太区业务拓展总监曲大健先生介绍说,3G和LTE通信基站对多核DSP有几个主要的衡量指标:一是DSP核的处理能力要非常强,以满足数据处理的需求。二是DSP要有适量的周边接口并具备较快的接口速率,满足MIMO(多输入/多输出)的需求。三是DSP中多核之间要有高速连接,这样不会造成数据传输和输入的瓶颈。四是基带加速器要有高速的数据吞吐量,以高效完成对特定算法的处理。

他表示,目前,在多核DSP产品架构上呈现这样几种发展方向:一方面,一些企业在市场上提供3核DSP产品,未来将提供4核DSP产品。这类多核DSP产品,核的数目比较少,每个核的处理能力相对较强,但其总体处理能力还是受到一定的限制。另一方面,一些企业提供64核、128核的多核DSP产品。这类多核产品,每个处理核架构较为简单,处理能力也比较弱。由于集成了较多的处理核,这类DSP的芯片面积会比较大。而飞思卡尔最新推出的6核DSP产品MSC8156,在上述两类多核DSP产品中做了平衡。该产品核的数目不是最少的,而且每个核的处理能力保持在一个比较强的水平上,因此可以达到较强的总体处理能力,同时还保持了较小水平的芯片面积。

德州仪器DSP业务开发经理郝晓鹏则认为,在3G和LTE基站部署中,选择多核DSP时要注意几个因素:首先,总体拥有成本要低。借助硬件加速器,设备制造商不需要DSP核便能实现信道解码以及WCDMA和TD-SCDMA中的Rake处理。而且,基带处理器外部不需要再添加加速器,这样就降低了功耗,减少了外部组件数,并降低了热设计的复杂度。其次,全球众多的运营商对功效和绿色基站收发台(BTS)提出了越来越高的要求。因此,器件需要大幅降低功耗。再次,多核DSP在内核数量、加速器和内部存储架构间的良好平衡将会实现最佳的通道密度,而且还能使系统的升级过程变得十分便捷。总的来看,考虑到某些计算密集型因素,德州仪器在用于基带处理的DSP系统级芯片中集成了硬件加速器,这样,该解决方案就可以实现低成本和低功耗的目标。

FPGA:新器件满足高性能应用

在基带处理单元中,FPGA的功能包括系统互联构成和协同处理功能。在MIMO、Turbo码的处理上面,FPGA能够提供更快的硬件加速功能。另外,用户无论选择自己开发还是购买现成的方案,都可以通过FPGA平台高效完成商用目标。而且,由于FPGA具有可编程能力,它可以非常灵活地完成演进标准所规定的任务和目标。

支持下一代通信标准的基站对FPGA的处理能力提出了更高的要求,包括更高的接口速率,更高的数据吞吐率以及更低的功耗。

Altera方案的优势在于其产品的技术领导力。例如,基于40nm的StratixRIV和ArriaRIIGX器件系列可以满足下一代标准提出的高要求。StratixRIV是基带处理单元的理想选择。StratixRIV中已经量产的EP4SGX230包含了23万个逻辑单元、1288个18×18DSP乘法器、14Mb嵌入式存储器以及48个基于
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