4G調製解調器的多種設計方案
發布時間:2010-01-06
中心議題:
在4G無線基帶的演進中,目前有兩大不斷發展的技術在爭逐領導地位,這就是LTE和WiMAX。WiMAX的定位是計算設備和M2M的首選技術,以及為尚未發展的地區提供固定無線聯機網絡,並獲得英特爾(Intel)和其它多家公司領導的WiMAX論壇支持。LTE則沿著“GSM”的路線,朝手機寬帶的路線演進而來,由第三代合作夥伴項目(3GPP)支持,並被包括高通(Qualcomm)、意法-愛立信(ST-Ericsson)、Verizon、Vodafone在內的眾多基帶OEM廠商和運營商所采納。
最終哪項標準會獲勝尚是未知之數,不過結果極有可能是兩者共存,在不同地區服務不同的用戶群。為了確保這兩個標準都被4G調製解調器所支持,市場便需要一種能夠同時滿足在兩種技術發展藍圖的靈活解決方案。
移動調製解調器的發展所麵對的限製,不單限於越來越複雜無線標準。今天的智能電話必須支持多個無線接口。除WiMAX和/或LTE之外,4G移動設備還需支持大量無線接口,如GSM、GPRS、EDGE、W-CMDA、HSPA和最新推出的HSPA+等。
youyuwuxianjidaishichangdeweilaibukeyujian,zhishixinpiangonghuoshangsuomianlindehuanjingshifenyanke。kaifachengbenheduogebianhuazhongdebiaozhun,shizhongduantiaozhijietiaoqidechuantongyinglianxianshejifangfayaomianduigengdadefengxian。pirugonghuoshangkaifachudexinpianyoukenengmiaozhunlecuowudebiaozhun,zuizhongkenengdaozhijiejuefanganzaifabiaozhiqianjiucanzaotaotai。gengzhongyaodeshi,yinglianxianhennanzaibubizhongfushejidaliangguijishudeqiantixia,jiunenggouzhichisuoyoubiaozhundelinghuoxing,guqichengbengaoang、體積笨重且功耗大。這自然催生了具有足夠靈活性,支持多個標準並能縮短開發周期的可編程解決方案的需求。
移動寬帶調製解調器的不同設計方案
在新型移動基帶芯片的設計中,有三個主要方案可供選用:
傳統(硬連線)方案――zhenggetiaozhijietiaoqidoucaiyongyingjianshixian。zhezhongfangandezhuyaoyoudianshikerangshoupixinpiankuaisushangshi。ciwai,zhenduimougetedingbiaozhunershejideyingjian,tongchangkequebaozuidigonghao。buguo,zhengruzhiqianyijingtiji,zhezhongfangfaquefalinghuoxing,yebunengpeiheweilaichanpingengxinhuandaidefazhanlantu。
混合式方案――硬連線設計與可編程設計處理器的混合。調製解調器中需要靈活性的部分被映射到可編程DSP內核中,利用軟件來實現靈活性。剩餘的計算密集和靈活性較小的調製解調器部分,比如傅立葉變換(FFT),則可以像傳統硬連線方案般,利用硬件來實現。
SDR方案-一種完全的“軟件調製解調器”shixianfangan,kezaitongyikuaixinpianshangyiruanjiantongshizhichiduogewuxianbiaozhun。zhezhongfangancaiyongwanquankebianchengshejijiejuefangan,juyouquanmiandelinghuoxing,nenggouchuliduogexianyouhuoweilaidebiaozhun,erwuxuzhongxinshejixinchanpin。gaifangandezhuyaowentizaiyu,xiangbizhuanweisuozhichibiaozhuneryouhuadeyinglianxianfangan,qishejigongzuojiaofuza,gonghaoyebijiaogao。
youyucaiyongchuantongfangancunzaigaofengxianxing,wufamanzudangqianbukeyucedeshichangyaoqiu,suoyirenhegonghuoshangdoubutaikenengxuanzezheyangyizhongjiagou。yinciwomenjiangzhezhongtaolunhouliangzhongkebianchengshejifangan。
采用CEVA-X1641的混合式移動調製解調器方案
CEVA-X是一個高性能多用途的DSP內核係列,廣泛用於移動和無線應用中,並已大批量付運到多家領導廠商。

CEVA-X1641區塊示意圖
CEVA-X1641是CEVA-XDSP係列中的一款四MAC單元產品,由4個16位數據寬度的MAC單元組成。在65nm的最差條件下,CEVA-X1641也能夠在700MHz以上的高頻下運行。
這種高性能且易於使用的DSP針對移動調製解調器SoC提(ti)供(gong)了(le)多(duo)個(ge)不(bu)同(tong)的(de)軟(ruan)硬(ying)件(jian)劃(hua)分(fen)。不(bu)同(tong)的(de)基(ji)帶(dai)客(ke)戶(hu)能(neng)夠(gou)在(zai)自(zi)己(ji)的(de)調(tiao)製(zhi)解(jie)調(tiao)器(qi)設(she)計(ji)中(zhong),采(cai)用(yong)從(cong)單(dan)核(he)心(xin)到(dao)多(duo)核(he)心(xin)的(de)不(bu)同(tong)實(shi)現(xian)方(fang)案(an)和(he)劃(hua)分(fen),並(bing)通(tong)過(guo)不(bu)同(tong)硬(ying)件(jian)加(jia)速(su)器(qi)來(lai)完(wan)成(cheng)調(tiao)製(zhi)解(jie)調(tiao)器(qi)功(gong)能(neng)。選(xuan)擇(ze)一(yi)種(zhong)極(ji)為(wei)強(qiang)大(da)的(de)市(shi)場(chang)標(biao)準(zhun)DSP架構(如CEVA-X1641)可以保護軟件投資,並為未來產品世代確定發展藍圖。目前已經有多家CEVA客戶選擇CEVA-X1641作為首選DSP來構建4G調製解調器。
采用CEVA-XC的軟件調製解調器SDR方案
CEVA-XC是一種專為先進的無線通信而設計與優化、功能極為強大的通信處理器。CEVA-XC是基於CEVA-X,可通過軟件支持多種無線接口,包括要求最嚴苛的4G移動標準、LTEcat.5和WiMAXII(IEEE802.16m),以及3G與3.5G。這種創新處理器能夠同時支持同一個架構上的多個無線接口,實現真正的軟件式調製解調器。
CEVA-XC采(cai)用(yong)軟(ruan)件(jian)可(ke)編(bian)程(cheng)設(she)計(ji)架(jia)構(gou),通(tong)過(guo)單(dan)一(yi)引(yin)擎(qing)來(lai)完(wan)成(cheng)所(suo)有(you)無(wu)線(xian)處(chu)理(li)工(gong)作(zuo),無(wu)需(xu)多(duo)個(ge)基(ji)帶(dai)協(xie)處(chu)理(li)器(qi),這(zhe)就(jiu)省(sheng)去(qu)了(le)這(zhe)類(lei)分(fen)布(bu)式(shi)架(jia)構(gou)常(chang)見(jian)的(de)額(e)外(wai)的(de)內(nei)存(cun)、數據緩存和整體數據流量。從而降低功耗,縮小芯片尺寸。
CEVA-XC架構基於整合在CEVA-X處理器中的1、2或4個矢量通信單元(VectorCommunicationsUnit)而構建。每個向量單元是一個256位SIMD引擎,采用3路VLIW和大量16MAC、算法、邏輯及位移單元。CEVA-XC指令集可以滿足4G無線調製解調器的要求,包括矩陣處理、MIMO檢測器、複雜濾波、數據交換和比特流處理。

CEVA-XC區塊示意圖
隨著行業向4G方fang向xiang發fa展zhan,因yin開kai發fa成cheng本ben和he多duo個ge變bian化hua標biao準zhun的de問wen題ti,使shi傳chuan統tong基ji於yu硬ying連lian線xian的de設she計ji方fang案an的de風feng險xian大da增zeng。所suo以yi,設she計ji一yi個ge能neng夠gou迅xun速su適shi應ying不bu斷duan變bian化hua的de標biao準zhun,並bing可ke在zai多duo代dai產chan品pin上shang重zhong複fu使shi用yong的de靈ling活huo解jie決jue方fang案an是shi至zhi關guan重zhong要yao的de。一yi種zhong基ji於yu混hun合he式shi方fang案an或huo全quan軟ruan件jian式shi調tiao製zhi解jie調tiao器qi的de可ke編bian程cheng設she計ji解jie決jue方fang案an能neng夠gou實shi現xian所suo需xu的de可ke複fu用yong性xing,並bing確que保bao產chan品pin能neng快kuai速su上shang市shi。
無線基帶領導廠商早已認可轉向可程序設計解決方案的發展趨勢。目前正在圍繞DSP架構(如本文介紹的兩款CEVADSP內核)進(jin)行(xing)標(biao)準(zhun)化(hua),獲(huo)授(shou)權(quan)廠(chang)商(shang)可(ke)以(yi)根(gen)據(ju)其(qi)係(xi)統(tong)架(jia)構(gou)和(he)靈(ling)活(huo)性(xing)水(shui)平(ping)進(jin)行(xing)選(xuan)擇(ze)。而(er)且(qie),最(zui)新(xin)的(de)節(jie)能(neng)和(he)工(gong)藝(yi)幾(ji)何(he)尺(chi)寸(cun)縮(suo)小(xiao)技(ji)術(shu),也(ye)使(shi)到(dao)這(zhe)些(xie)可(ke)編(bian)程(cheng)設(she)計(ji)方(fang)案(an)日(ri)漸(jian)成(cheng)為(wei)多(duo)種(zhong)應(ying)用(yong)中(zhong)實(shi)現(xian)4G方案的首選方法。
- 移動寬帶調製解調器的不同設計方案
- 采用CEVA-X1641的混合式移動調製解調器方案
- 采用CEVA-XC的軟件調製解調器SDR方案
- DSP架構標準化
在4G無線基帶的演進中,目前有兩大不斷發展的技術在爭逐領導地位,這就是LTE和WiMAX。WiMAX的定位是計算設備和M2M的首選技術,以及為尚未發展的地區提供固定無線聯機網絡,並獲得英特爾(Intel)和其它多家公司領導的WiMAX論壇支持。LTE則沿著“GSM”的路線,朝手機寬帶的路線演進而來,由第三代合作夥伴項目(3GPP)支持,並被包括高通(Qualcomm)、意法-愛立信(ST-Ericsson)、Verizon、Vodafone在內的眾多基帶OEM廠商和運營商所采納。
最終哪項標準會獲勝尚是未知之數,不過結果極有可能是兩者共存,在不同地區服務不同的用戶群。為了確保這兩個標準都被4G調製解調器所支持,市場便需要一種能夠同時滿足在兩種技術發展藍圖的靈活解決方案。
移動調製解調器的發展所麵對的限製,不單限於越來越複雜無線標準。今天的智能電話必須支持多個無線接口。除WiMAX和/或LTE之外,4G移動設備還需支持大量無線接口,如GSM、GPRS、EDGE、W-CMDA、HSPA和最新推出的HSPA+等。
youyuwuxianjidaishichangdeweilaibukeyujian,zhishixinpiangonghuoshangsuomianlindehuanjingshifenyanke。kaifachengbenheduogebianhuazhongdebiaozhun,shizhongduantiaozhijietiaoqidechuantongyinglianxianshejifangfayaomianduigengdadefengxian。pirugonghuoshangkaifachudexinpianyoukenengmiaozhunlecuowudebiaozhun,zuizhongkenengdaozhijiejuefanganzaifabiaozhiqianjiucanzaotaotai。gengzhongyaodeshi,yinglianxianhennanzaibubizhongfushejidaliangguijishudeqiantixia,jiunenggouzhichisuoyoubiaozhundelinghuoxing,guqichengbengaoang、體積笨重且功耗大。這自然催生了具有足夠靈活性,支持多個標準並能縮短開發周期的可編程解決方案的需求。
移動寬帶調製解調器的不同設計方案
在新型移動基帶芯片的設計中,有三個主要方案可供選用:
傳統(硬連線)方案――zhenggetiaozhijietiaoqidoucaiyongyingjianshixian。zhezhongfangandezhuyaoyoudianshikerangshoupixinpiankuaisushangshi。ciwai,zhenduimougetedingbiaozhunershejideyingjian,tongchangkequebaozuidigonghao。buguo,zhengruzhiqianyijingtiji,zhezhongfangfaquefalinghuoxing,yebunengpeiheweilaichanpingengxinhuandaidefazhanlantu。
混合式方案――硬連線設計與可編程設計處理器的混合。調製解調器中需要靈活性的部分被映射到可編程DSP內核中,利用軟件來實現靈活性。剩餘的計算密集和靈活性較小的調製解調器部分,比如傅立葉變換(FFT),則可以像傳統硬連線方案般,利用硬件來實現。
SDR方案-一種完全的“軟件調製解調器”shixianfangan,kezaitongyikuaixinpianshangyiruanjiantongshizhichiduogewuxianbiaozhun。zhezhongfangancaiyongwanquankebianchengshejijiejuefangan,juyouquanmiandelinghuoxing,nenggouchuliduogexianyouhuoweilaidebiaozhun,erwuxuzhongxinshejixinchanpin。gaifangandezhuyaowentizaiyu,xiangbizhuanweisuozhichibiaozhuneryouhuadeyinglianxianfangan,qishejigongzuojiaofuza,gonghaoyebijiaogao。
youyucaiyongchuantongfangancunzaigaofengxianxing,wufamanzudangqianbukeyucedeshichangyaoqiu,suoyirenhegonghuoshangdoubutaikenengxuanzezheyangyizhongjiagou。yinciwomenjiangzhezhongtaolunhouliangzhongkebianchengshejifangan。
采用CEVA-X1641的混合式移動調製解調器方案
CEVA-X是一個高性能多用途的DSP內核係列,廣泛用於移動和無線應用中,並已大批量付運到多家領導廠商。

CEVA-X1641區塊示意圖
CEVA-X1641是CEVA-XDSP係列中的一款四MAC單元產品,由4個16位數據寬度的MAC單元組成。在65nm的最差條件下,CEVA-X1641也能夠在700MHz以上的高頻下運行。
這種高性能且易於使用的DSP針對移動調製解調器SoC提(ti)供(gong)了(le)多(duo)個(ge)不(bu)同(tong)的(de)軟(ruan)硬(ying)件(jian)劃(hua)分(fen)。不(bu)同(tong)的(de)基(ji)帶(dai)客(ke)戶(hu)能(neng)夠(gou)在(zai)自(zi)己(ji)的(de)調(tiao)製(zhi)解(jie)調(tiao)器(qi)設(she)計(ji)中(zhong),采(cai)用(yong)從(cong)單(dan)核(he)心(xin)到(dao)多(duo)核(he)心(xin)的(de)不(bu)同(tong)實(shi)現(xian)方(fang)案(an)和(he)劃(hua)分(fen),並(bing)通(tong)過(guo)不(bu)同(tong)硬(ying)件(jian)加(jia)速(su)器(qi)來(lai)完(wan)成(cheng)調(tiao)製(zhi)解(jie)調(tiao)器(qi)功(gong)能(neng)。選(xuan)擇(ze)一(yi)種(zhong)極(ji)為(wei)強(qiang)大(da)的(de)市(shi)場(chang)標(biao)準(zhun)DSP架構(如CEVA-X1641)可以保護軟件投資,並為未來產品世代確定發展藍圖。目前已經有多家CEVA客戶選擇CEVA-X1641作為首選DSP來構建4G調製解調器。
采用CEVA-XC的軟件調製解調器SDR方案
CEVA-XC是一種專為先進的無線通信而設計與優化、功能極為強大的通信處理器。CEVA-XC是基於CEVA-X,可通過軟件支持多種無線接口,包括要求最嚴苛的4G移動標準、LTEcat.5和WiMAXII(IEEE802.16m),以及3G與3.5G。這種創新處理器能夠同時支持同一個架構上的多個無線接口,實現真正的軟件式調製解調器。
CEVA-XC采(cai)用(yong)軟(ruan)件(jian)可(ke)編(bian)程(cheng)設(she)計(ji)架(jia)構(gou),通(tong)過(guo)單(dan)一(yi)引(yin)擎(qing)來(lai)完(wan)成(cheng)所(suo)有(you)無(wu)線(xian)處(chu)理(li)工(gong)作(zuo),無(wu)需(xu)多(duo)個(ge)基(ji)帶(dai)協(xie)處(chu)理(li)器(qi),這(zhe)就(jiu)省(sheng)去(qu)了(le)這(zhe)類(lei)分(fen)布(bu)式(shi)架(jia)構(gou)常(chang)見(jian)的(de)額(e)外(wai)的(de)內(nei)存(cun)、數據緩存和整體數據流量。從而降低功耗,縮小芯片尺寸。
CEVA-XC架構基於整合在CEVA-X處理器中的1、2或4個矢量通信單元(VectorCommunicationsUnit)而構建。每個向量單元是一個256位SIMD引擎,采用3路VLIW和大量16MAC、算法、邏輯及位移單元。CEVA-XC指令集可以滿足4G無線調製解調器的要求,包括矩陣處理、MIMO檢測器、複雜濾波、數據交換和比特流處理。

CEVA-XC區塊示意圖
隨著行業向4G方fang向xiang發fa展zhan,因yin開kai發fa成cheng本ben和he多duo個ge變bian化hua標biao準zhun的de問wen題ti,使shi傳chuan統tong基ji於yu硬ying連lian線xian的de設she計ji方fang案an的de風feng險xian大da增zeng。所suo以yi,設she計ji一yi個ge能neng夠gou迅xun速su適shi應ying不bu斷duan變bian化hua的de標biao準zhun,並bing可ke在zai多duo代dai產chan品pin上shang重zhong複fu使shi用yong的de靈ling活huo解jie決jue方fang案an是shi至zhi關guan重zhong要yao的de。一yi種zhong基ji於yu混hun合he式shi方fang案an或huo全quan軟ruan件jian式shi調tiao製zhi解jie調tiao器qi的de可ke編bian程cheng設she計ji解jie決jue方fang案an能neng夠gou實shi現xian所suo需xu的de可ke複fu用yong性xing,並bing確que保bao產chan品pin能neng快kuai速su上shang市shi。
無線基帶領導廠商早已認可轉向可程序設計解決方案的發展趨勢。目前正在圍繞DSP架構(如本文介紹的兩款CEVADSP內核)進(jin)行(xing)標(biao)準(zhun)化(hua),獲(huo)授(shou)權(quan)廠(chang)商(shang)可(ke)以(yi)根(gen)據(ju)其(qi)係(xi)統(tong)架(jia)構(gou)和(he)靈(ling)活(huo)性(xing)水(shui)平(ping)進(jin)行(xing)選(xuan)擇(ze)。而(er)且(qie),最(zui)新(xin)的(de)節(jie)能(neng)和(he)工(gong)藝(yi)幾(ji)何(he)尺(chi)寸(cun)縮(suo)小(xiao)技(ji)術(shu),也(ye)使(shi)到(dao)這(zhe)些(xie)可(ke)編(bian)程(cheng)設(she)計(ji)方(fang)案(an)日(ri)漸(jian)成(cheng)為(wei)多(duo)種(zhong)應(ying)用(yong)中(zhong)實(shi)現(xian)4G方案的首選方法。
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