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　　自無(wú)線網(wǎng)絡(luò)誕生以來(lái)，其數(shù)據(jù)吞吐能力已實(shí)現(xiàn)快速增長(zhǎng)。對(duì)營(yíng)運(yùn)商來(lái)說(shuō)，最終的衡量標(biāo)準(zhǔn)是頻譜每赫茲承載的比特?cái)?shù)，以及實(shí)現(xiàn)特定吞吐能力所需的相關(guān)成本及功耗。一直以來(lái)，在無(wú)線標(biāo)準(zhǔn)升級(jí)的每一個(gè)轉(zhuǎn)折點(diǎn)，TI 都無(wú)一不為基站設(shè)備帶來(lái)價(jià)值與創(chuàng)新。如今，TI 的基站 SoC 只需少量電路系統(tǒng)即可處理無(wú)線基帶第 1 層 (L1)、第 2 層 (L2) 與傳輸功能。TI 10 余年的豐富經(jīng)驗(yàn)建立在成功的部署周期之上，主要體現(xiàn)在在以下方面積累的豐富知識(shí)：

　　1. TI 在最新的半導(dǎo)體工藝技術(shù)節(jié)點(diǎn)上成功推出眾多器件，不僅能夠?qū)崿F(xiàn)顯著的性能提升，同時(shí)還能大幅降低成本及功耗;

　　2. TI 在 DSP 技術(shù)領(lǐng)域擁有穩(wěn)固的領(lǐng)先地位。毋庸置疑，無(wú)線基站需要為全球無(wú)線標(biāo)準(zhǔn)的傳輸與接收提供充分的數(shù)字信號(hào)處理能力。TI 擁有強(qiáng)大的實(shí)力，能夠利用其行業(yè)領(lǐng)先的半導(dǎo)體工藝技術(shù)持續(xù)推出數(shù)字處理性能不斷飛速發(fā)展的未來(lái)產(chǎn)品。各種優(yōu)勢(shì)全面結(jié)合，即能為市場(chǎng)推出高性?xún)r(jià)比的解決方案;

　　3. TI 始終致力于改進(jìn)其高性能多內(nèi)核 SoC。雖然無(wú)線基站的大多數(shù)功能都能夠由 DSP 執(zhí)行，但 DSP 最為擅長(zhǎng)的則是與目標(biāo)加速器相結(jié)合來(lái)實(shí)現(xiàn)各種優(yōu)化目標(biāo)，其中包括實(shí)現(xiàn)極高的單位頻率吞吐能力、單位功率吞吐能力以及低系統(tǒng)成本等。在將硬件加速與業(yè)界領(lǐng)先 DSP 相結(jié)合以減輕無(wú)線標(biāo)準(zhǔn)的處理方面，TI 極為成功，能夠以極低的成本與低功耗實(shí)現(xiàn)前所未有的吞吐能力。

　　TI 基站創(chuàng)新的第三個(gè)主要部分是本文的重點(diǎn)所在，即 TI 為基站 SoC 創(chuàng)建可配置硬件加速器的成功戰(zhàn)略。在決定將無(wú)線信號(hào)處理鏈上的哪些部分轉(zhuǎn)移到可配置硬件加速模塊中時(shí)，有若干關(guān)鍵問(wèn)題需要考慮，其中包括：

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　　1. 無(wú)線信號(hào)鏈的哪些部分發(fā)生重大變化的可能性最小，而且哪些應(yīng)基于成熟的標(biāo)準(zhǔn)之上?

　　2. 在候選功能中，設(shè)備制造商能否添加其自己的知識(shí)產(chǎn)權(quán) (IP)，以提供高級(jí)功能與差異化?

　　3. 無(wú)線信號(hào)鏈上的哪個(gè)部分具有最高的處理強(qiáng)度(如果在 DSP 的軟件中實(shí)施時(shí)，需要最高的 DSP MIPS)?

　　4. 分配在硬件中的哪些功能可以簡(jiǎn)化并加快開(kāi)發(fā)與測(cè)試?

　　5. 為確保全面的多內(nèi)核能力與峰值加速器性能，需要何種類(lèi)型的 SoC 基礎(chǔ)局端?

　　要解決上述的第一個(gè)問(wèn)題，需要確保無(wú)線處理標(biāo)準(zhǔn)的這些部分(無(wú)論仍處于開(kāi)發(fā)中還是處于實(shí)驗(yàn)階段)都將由 DSP 負(fù)責(zé)處理，這樣營(yíng)運(yùn)商或 OEM 廠商才能實(shí)現(xiàn)解決方案的差異化。在對(duì)各種信號(hào)鏈功能及使用模型的 MIPS 要求進(jìn)行分析后，就可以確定哪些功能應(yīng)被移入硬件加速器，從而在降低成本和加快投產(chǎn)進(jìn)度方面獲得顯著優(yōu)勢(shì)。

　　除了各種基于硬件的加速器外，TI 還創(chuàng)建了一種可確保實(shí)現(xiàn)高效率零復(fù)制數(shù)據(jù)流的創(chuàng)新型 KeyStone 架構(gòu)，從而能夠在內(nèi)核、加速器以及外設(shè)之間實(shí)現(xiàn)非阻塞的系統(tǒng)互連。此外，該架構(gòu)還能確保協(xié)處理器得到充分利用。它還可以減少中斷及軟件上下文環(huán)境的切換次數(shù)，以最大限度地實(shí)現(xiàn)所有內(nèi)核的最佳利用，從而使所有系統(tǒng)組件都能得到全面利用。

　　確定系統(tǒng)優(yōu)化的機(jī)會(huì)

　　確定新基站 SoC 設(shè)計(jì)方法的第一步，是考慮新一代基站的預(yù)期性能要求并理解其對(duì)SoC 設(shè)計(jì)的影響。

　　TCI6618 具備一系列針對(duì)新一代基站的用例目標(biāo)參數(shù)。由于 TI TCI6488 是目前應(yīng)用于基站的領(lǐng)先 SoC，因而其是一種非常適用于基線分析的器件。

　　下列各參數(shù)基于 LTE 系統(tǒng)中 TCI6488 器件的性能：

　　天線：2x2 發(fā)送與接收

　　帶寬：20MHz

　　數(shù)據(jù)率：150 Mbps 下行，75 Mbps 上行

　　LTE 物理層概覽

　　LTE 物理層需要對(duì)每個(gè)物理層通道進(jìn)行高強(qiáng)度的信號(hào)處理。主要的物理層通道如下：

　　下行通道：

　　PDSCH：物理下行共享通道

　　PDCCH：物理下行控制通道

　　采用 TI 多標(biāo)準(zhǔn)基站 SoC 實(shí)現(xiàn)性能、效率與差異化的全面提升 2011 年 2 月

　　上行通道： 3

　　PUSCH：物理上行共享通道

　 ? ? PUCCH：物理上行控制通道

　　PRACH：物理隨機(jī)訪問(wèn)通道

　　對(duì)于每個(gè)數(shù)據(jù)和控制通道而言，可將物理層處理分為兩個(gè)主要的功能模塊：比特率與 IQ 采樣處理。

　　圖 1 顯示的 PDSCH 信號(hào)鏈由如下方面構(gòu)成：

　　IQ 采樣處理 — 處理 LTE 物理資源，將其映射到天線的不同層并轉(zhuǎn)換為 OFDM 符號(hào)以用于空中傳輸。

　　比特率處理 — 處理來(lái)自 L2 的傳輸模塊，通過(guò)計(jì)算循環(huán)冗余校驗(yàn) (CRC) 并將其附加給傳輸模塊來(lái)啟動(dòng)處理進(jìn)程。如果傳輸模塊大于 6,144 位的最大允許代碼模塊尺寸，則執(zhí)行代碼模塊分段。在進(jìn)行通道編碼前，要進(jìn)行新的 CRC 計(jì)算并將其附著于每個(gè)代碼模塊上。

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　　圖1 介紹了 LTE 下行鏈路中的主要功能模塊。