使用 TI KeyStone SoC 實(shí)現多標準無(wú)線(xiàn)基站

那么，OEM 廠(chǎng)商將如何全面實(shí)現平衡呢？為各個(gè)標準和現場(chǎng)配置構建專(zhuān)有平臺并非解決之道。像大多數企業(yè)一樣，基站廠(chǎng)商也有商業(yè)盈利目標，那就是限制研發(fā)和產(chǎn)品支持費用并從資源的優(yōu)化配置中獲利。理想情況下，他們應擁有一套能從中生成多種配置以滿(mǎn)足不同運營(yíng)商需求的基站平臺設計。由于軟件是一項重要的投資，并占據基站設計中的很大一部分，因而擁有一套軟件可移植性和可重用性的解決方案至關(guān)重要。OEM 廠(chǎng)商需要的通用硬件平臺能以極少的重復設計支持多種無(wú)線(xiàn)配置，從而能夠優(yōu)化研發(fā)成本、加速產(chǎn)品上市進(jìn)程。為了應對這一挑戰，我們需要能大幅優(yōu)化軟件開(kāi)發(fā)及重用性的通用基站片上系統 (SoC) 平臺。

TI 提供理想的解決方案
TI 提供的通用 SoC 平臺使基站 OEM 廠(chǎng)商不僅能夠設計多標準平臺，而且還能創(chuàng )建特定于標準的平臺。TI 在此方面擁有獨特的優(yōu)勢。TI 功能強大的創(chuàng )新型 KeyStone 架構可為基于通用軟件/硬件平臺之上的多種器件，從而可支持各種通用的無(wú)線(xiàn)標準，非常適用于從微小型單元到宏單元配置的各種解決方案。KeyStone 平臺使 OEM 廠(chǎng)商能通過(guò)以下詳述的兩種方案實(shí)現運營(yíng)商的多標準目標。

KeyStone架構多標準支持的第一步即在于 TI 的 KeyStone 架構。該 KeyStone 架構采用可同時(shí)提供具有定點(diǎn)和浮點(diǎn)處理能力的高級 DSP 內核（C66x），從而使 OEM 廠(chǎng)商和運營(yíng)商無(wú)論在現在當前的部署中還是在將來(lái)的高級天線(xiàn)和算法配置中都能實(shí)現差異化功能。該款擁有通用 I/O 接口及 SoC 基礎架構的內核使軟件的重復使用和移植變得簡(jiǎn)單便捷。此平臺包含一套可優(yōu)化研發(fā)工作的通用工具，而且在通過(guò)單個(gè)解決方案平臺開(kāi)發(fā)多個(gè)產(chǎn)品時(shí)能夠顯著(zhù)加快上市進(jìn)程。KeyStone 架構見(jiàn)圖 1。

KeyStone 多內核 SoC 架構在業(yè)界率先提供了完整的多核性能。KeyStone 可為所有的處理內核、外設、協(xié)處理器和I/O 接口提供非阻塞接入。部分能充分發(fā)揮多內核性能的創(chuàng )新功能包括：多內核導航器、TeraNet、多內核共享存儲器控制器 (MSMC) 和超連結。

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圖 1 –－ TI KeyStone 多內核 SoC 架構：理想適用于多標準實(shí)施

多內核導航器 — TI 多內核導航器是一款基于分組的創(chuàng )新型管理器，能夠控制 8,192 個(gè)隊列且能在各種子系統之間提取連接。多內核導航器擁有可實(shí)現通信、數據傳輸以及任務(wù)管理的統一接口以及“一次性零拷貝復制”范式，能夠以更少的中斷數和更低的軟件復雜度實(shí)現更高的系統性能。

我們以多內核導航器的運行原理為例，多內核導航器不僅能夠進(jìn)行任務(wù)調度，面且還能在無(wú)需外部管理的情況下指示下一個(gè)空閑的 DSP 內核讀取任務(wù)并進(jìn)行處理。其可從如下幾個(gè)方面簡(jiǎn)化軟件架構并提高基站的性能。
• 動(dòng)態(tài)資源/負載共享
• 跨子系統通信時(shí)可減輕 CPU 的開(kāi)銷(xiāo)/延遲
• 基于硬件的任務(wù)優(yōu)先級排序
• 動(dòng)態(tài)負載平衡
• 適用于所有 IP 模塊（軟件、I/O 和加速器）的通用通信方法

多內核導航器可在無(wú)需 CPU 干預的情況下控制數據流，從而釋放移動(dòng)數據所需的 CPU 周期，并能將片上通信速率提高達每秒20 億條消息。此外，其還能大幅簡(jiǎn)化軟件架構，以使開(kāi)發(fā)周期更短、資源利用更合理。

使用 TI KeyStone SoC 實(shí)現多標準無(wú)線(xiàn)基站 2011 年 2 月

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TeraNet — TeraNet 采用層級交換結構，能夠在 SoC 內組合交付超過(guò) 2Tb 的數據傳輸帶寬。這從本質(zhì)上確保了內核或協(xié)處理器再也不會(huì )缺少數據，并能夠交付名符其實(shí)的處理能力。由于交換結構屬于層級式而非常平坦的縱橫式，因而整體功耗能夠在空閑狀態(tài)下大幅降低，并能以最小的時(shí)延提供非常高的性能，這也是新一代基站的關(guān)鍵要求。

多核共享存儲控制器 (MSMC) – MSMC 是一種可用于增強性能的獨特存儲器架構。MSMC 允許內核在不使用任何 TeraNet 帶寬的條件下直接訪(fǎng)問(wèn)共享存儲器。MSMC 可在各內核和其他 IP 模塊之間對共享存儲器的存取進(jìn)行判優(yōu)，從而消除了存儲器爭用的情況發(fā)生。DDR3 外部存儲器接口 (EMIF) 可直接連接至 MSMC，從而不僅可減少與外部存儲器獲取相關(guān)的時(shí)延，而且還能提高速度并支持基站應用的需求。

超鏈接 — 超鏈接是一個(gè)具有 50Gbps 總吞吐量的互連協(xié)議，其可實(shí)現高速度的低協(xié)議層通信以及與其他 KeyStone、FPGA 或 ASIC 設備的互連互通，并能夠提供從主器件到同伴器件的透明的存儲器映射接入。這就能夠大幅簡(jiǎn)化軟件編程，并為 OEM 廠(chǎng)商實(shí)現可擴展的解決方案提供了無(wú)縫路徑。

這一系列功能強大且高度靈活的 SoC 組件是設計高效率多標準基站的關(guān)鍵。鑒于 2G、3G、4G 系統之間存在各種復雜性，頻分復用系統對時(shí)分復用系統的挑戰性以及區域部署的多變性，若不從一個(gè)堅實(shí)的基礎開(kāi)始，想要在所有的平臺上使用通用的 SoC 等于紙上談兵。