與2G和3G應用不同，4G通信時代將主要以數據通信和存儲主導，同時需要嵌入智能因素，在合適的時間提供合適的流量，另外，在節能環保的大趨勢下，運營商也非常看重低功耗低成本特性，這給通信設備制造商提出了嚴苛的要求，不過，技術問題從來不是問題，IC供應商總是有辦法解決滿足這些需求，LSI亞太區總經理張衛近日分享了4G通信處理器的三個發展趨勢并以及LSI的做法。

　　趨勢一、ARM架構進入通信系統架構

　　一直以來，PowerPC和MIPS處理器是通信基礎架構設備的主流，不過這種狀況正在發生改變，關鍵推動因素就是生態系統，“平均下來，目前維護一個平臺需要500個工程師年的成本，如果按每人年薪10萬計算，就是5000萬了。”張衛表示，“所以選擇一個流行的架構，可以節省下來不少培訓開發成本。”

　　LSI在年初的巴塞羅那世界移動通信大會上推出了下一代的Axxia處理器平臺AXM2500，它采用的是powerPC處理器，但是，張衛表示，后續的產品將放棄powerPC處理器架構，改用ARM處理器架構，“新的無線Axxia處理器平臺將基于ARM最新Cortex-A15處理器內核，將提供多至32個內核甚至更多核來提升性能。”他透露，“LSI Axxia 通信處理器就是要將LSI 原有的快速通道處理器與最先進的多核CPU 技術實現完美結合，這樣的優勢是可實現控制層和數據層性能的獨特平衡，理想適用于大量傳輸、安全和移動接入應用。”

　　關于LSI選擇ARM處理器，張衛表示LSI 與 ARM 的合作由來已久，目前內核出貨量已超過 10 億，因此 ARM 內核集成進LSI 旗艦 Axxia 通信平臺是一種自然的選擇。

　　圖1 AXM2500系統框圖

　　圖2 LSI Axxia 通信處理器應用場景

　　從手機便攜設備進入通信基礎架構，ARM處理器架構也實現了一次飛躍，擺脫了過去低端處理器的形象，不過，Cortex-A15處理器的功耗問題需要高級工藝來彌補，對此，張衛透露LSI已經在開發更高級工藝。

　　趨勢二、異構多核（AMP）取代同構多核（SMP）

　　以前的通信處理器多采用同構多核技術，例如，Cavium Networks公司OCTEON III CN7XXX 多核處理器采用 MIPS64內核，內核數量多至48個，可以擁有每秒執行2400億條指令的能力。

　　圖3 OCTEON III CN7XXX 多核處理器系統架構

　　張衛表示在通信處理器的架構上，LSI傾向于采用異構多核技術，這樣的好處是可以發揮各個處理器的優勢，而且頻率不用跑的很高，對低功耗有優勢。這是LSI的AXM2502的框圖

　　圖4 AXM2502框圖

　　在具體實現上，Axxia處理器平臺出了有powerPC內核，還提供自己的DSP內核和各種硬加速引擎，LSI采用了一種稱為虛擬管道（LSI Virtual Pipeline）的專利技術把這些處理單元連接起來，張衛表示虛擬管道是LSI多年研發的成果，它可以大幅減少應用軟件開發工作量，大幅減低數據在用戶層和數據層的交換需求，因為它的大部分計算性能主要靠掛在虛擬管道上的硬件加速引擎完成，而且每個加速引擎可相互通信和數據交換，不像其他供應商的產品需要用戶層處理器的介入。

　　張衛表示：“一般的多核通信處理器主要靠提高工作頻率來加大計算性能，如現在很多通信處理器內核的工作頻率已向1GHz和2GHz方向演進，但采用異構多核的Axxia處理器里面的硬件加速引擎只需要跑200-400Mhz就行了，這樣做的好處是功耗大幅降低，對比下來可以降低50%。相應地，運營成本也可以降低50%。”

　　趨勢三、回歸根本---用硬件解決差異化

　　中國有語成語叫“矯枉過正”，用它形容目前電子業界對軟件差異化價值的追捧最為恰當---從最早注重硬件設計到現在大幅地向軟件傾斜每個公司都大談自己的軟件工程師的比例來看，對軟件的差異化有點傾斜過度了，這又造成了“軟件差異化”的同質化---很多公司對軟件差異化的理解僅限于UI的重新設計、通過軟件去實現大量功能等，這一方面增大了軟件工程師的工作量，另一方面也給主控處理器造成負擔，反而影響了某些用戶體驗。

　　“軟件差異化并非將所有的差異化都要通過軟件去實現。實際上，現在很多系統廠商都提出了用硬件去實現軟件的需求，就是用定制芯片把系統廠商的一些關鍵IP放入到單芯片中，這樣，既幫助系統廠商解決了軟件工作量也形成了差異化”張衛指出。

　　例如LSI的Axxia通信處理器，系統廠商就可以實現非常自由的定制。在上面的AXM2502處理器中，LSI利用虛擬管道技術，可以在芯片中任意增加系統廠商需要的功能以及接口，實現了極大的靈活性和差異化。

　　這種做法的本質是把處理器變成了一個半成品的開放平臺，讓用戶把自己的IP添加進去，同時 ，廠商也可以根據需要把重要的IP加入，如安全功能、新的算法等等，這種平臺化的思路值得借鑒。