將MicroTCA導入無(wú)線(xiàn)基帶設計

MicroTCA正在成為嵌入信號處理應用，尤其是高性能的多處理器系統中日益普及的標準。這些標準采用了可滿(mǎn)足“運營(yíng)商級”電信設備需求的先進(jìn)中間卡（AdvancedMC），從而找到了進(jìn)入電信應用的途徑，如無(wú)線(xiàn)基帶處理。

無(wú)線(xiàn)基帶處理是一種高需求的應用，它需要高能效的解決方案。任何系統還必須柔性地適應多種標準的要求，并適應快速發(fā)展的各個(gè)電信標準。本文討論了設計過(guò)程中的各種因素，包括處理器、互連和軟件平臺的選擇。

對于這種靈活、高性能的應用，處理器的主要選擇是DSP和FPGA。過(guò)去，DSP 是標準的解決方案，但FPGA供應商已經(jīng)提高了自己的信號處理能力：今天的很多應用得益于一種結合DSP和FPGA的混合式多處理器系統。一個(gè)高速互連能夠使一個(gè)子系統包含多個(gè)DSP（如3或4個(gè)）和一個(gè)FPGA，使設計者提供正確的性能組合，去滿(mǎn)足自己的系統要求。

當硅片供應商繼續增加自己的DSP和FPGA性能，并增加多個(gè)核心來(lái)提升馬力時(shí)，嵌入系統設計者必須確保自己的數據交換架構能跟上這個(gè)步伐。分布式應用需要多種層次上的互連：一塊電路板上的芯片之間、一個(gè)背板上的電路板之間以及多個(gè)機架之間的互連。

一個(gè)具有2x2多輸入多輸出（MIMO）的20MHz WiMAX基帶系統要求大約1.5Gbps的天線(xiàn)數據速率。支持三扇區的典型基站要求超過(guò)4.5Gbps的聯(lián)合接口速率，它可以通過(guò)三個(gè)獨立的射頻頭連接或一個(gè)鏈式單連接而得到支持?；陂_(kāi)放標準的接口（如CPRI或OBSAI）可以用于數據的成幀。當支持信道采用擴頻技術(shù)編碼（如CDMA）的MIMO系統時(shí)，所有基帶處理塊都有來(lái)自所有天線(xiàn)的數據。

除了原始性能以外，設計者還必須考慮自己所選結構的成本，包括初始投資費用和運營(yíng)成本。他們還應尋求標準接口，使自己的設計能夠實(shí)現跨不同平臺的重用，包括現在與未來(lái)，并且能夠從支持標準的一系列供應商中作出選擇。

無(wú)線(xiàn)基帶信號處理的互連

對于高性能信號處理應用，現在一般考慮四種結構：InfiniBand、PCI Express(PCIe)、以太網(wǎng)和Serial RapidIO(SRIO)。

InfiniBand開(kāi)始有英特爾公司的強大支持，但該公司后來(lái)停止了自己的開(kāi)發(fā)支持，轉向支持PCI Express。InfiniBand設計為一種交換式結構互連，可以用于局域網(wǎng)和企業(yè)網(wǎng)，但近來(lái)更多地定位在存儲應用。雖然從技術(shù)方面它提供很好的特性，尤其是在管理方面，但它并未設法在嵌入應用中立足，而且沒(méi)有供它使用的AdvancedMC規范。

PCIe是PCI的串行版，提供每通路(lane)最大2.5Gbps的數據速率，一般MicroTCA中每個(gè)AdvancedMC限制為四通路。PCIe特別適合作為一種快速低成本的外設、I/O與主處理器的連接方式。它還有良好的支持和不錯的采用數量，有些DSP和FPGA供應商把它作為一種原生接口。不過(guò)，在超過(guò)一定數量設備情況下，PCIe并不具有良好的縮放性，并且不適合多主處理器環(huán)境，如機架互連。

因此，PCIe一般用于與一個(gè)獨立數據結構相關(guān)的點(diǎn)對點(diǎn)連接，反映在最近公布的SCOPE Alliance AdvancedMC Hardware Profile上。很多情況下，實(shí)際上是在以太網(wǎng)（千兆和10GigE）與SRIO之間作數據結構的選擇。

在很多應用類(lèi)型中，以太網(wǎng)都是一種常見(jiàn)的選擇。WiMax和LTE是以太網(wǎng)上的 IP技術(shù)。以太網(wǎng)用于基站回程網(wǎng)的傳輸正在引起注意。千兆以太網(wǎng)今天已發(fā)展出不同版本，得到廣泛使用，10GigE通過(guò)XAUI標準在 AdvancedMC中得到支持。自從以太網(wǎng)在廣域網(wǎng)中的早期應用以來(lái)，它已變得無(wú)處不在。

千兆以太網(wǎng)提供點(diǎn)對點(diǎn)的分組架構，數據包大小可變。MicroTCA用其作為基本結構，幾乎確保能得到控制平面上機架內所有AdvancedMC的支持?，F在沒(méi)有針對千兆以太網(wǎng)的通用服務(wù)質(zhì)量（QoS）標準，越來(lái)越多的路由器與交換機提供一些QoS特性，使基本結構也能用于低帶寬的數據平面傳輸。