用并行DSP内核实现SDR平台新飞跃

;;;;手机和基站芯片的开发成本不断上升，加上标准的迅速变化和日趋复杂，使无线系统设计已成为耗资越来越大的高风险业务。但随着软件无线电(SDR)技术平台的出现，OEM和ODM现在有机会以较低的成本设计出电池寿命更长的终极多模手机，同时不必对基站和接入点设备进行大刀阔斧式的升级。
基本的SDR处理平台要求具备通用系统的多功能性，但没有低性能和软件开发负担大的缺点；同时还要求SDR处理平台具有专用系统的强大能力，但没有开发成本高和不灵活的缺点。;;;;新一代DSP技术有望使这种创新的SDR平台成为现实，它是通用与专用系统的混血儿。这种经过验证的DSP技术以高度并行的方式，将软件可编程处理器和一个可重配置硬核结合在一起，后者还可根据不同应用重新配置。现在，WCDMA或CDMA2000等3G标准提出了高密集计算的新要求，该任务在过去一直由昂贵而不具灵活性的专用内核承担。新一代DSP架构可在每个时钟周期内进行重新配置，通过将某一专用指令集切换为另一专用指令集，从而能在单一时钟周期内支持多个3G无线应用。另外，该DSP还集成了针对各种重要的基带处理功能的专用模块，从而使性能进一步提升。
图1：第一代及第二代SDR设计架构图。

SDR亟待提高灵活性和速度 ;;;;长期以来，SDR面临的一大挑战是基本的处理硬件必须支持不断变化、不断增加和速度越来越快的无线接口。例如，3GPP Release 5中的HSDPA规格特别难以实现。随着WiMax的出现、需要支持具有无缝移动性的融合式Wi-Fi/蜂窝接入、DVB-H和其它标准，使SDR面临更严峻的挑战。;;;;功能的增多也使问题进一步复杂，面临的挑战是把可编程性与良好的性能相结合，但传统的硬件设计对此无能为力。未来的手机可能提供多达10个不同的、以前是由单机完成的功能，比如便携电子邮件、数码相机、MP3播放机、GPS、电视和游戏机。;;;;上述难题都迫使SDR提高对基本处理硬件的要求。但目前的SDR技术为了满足无处不在的多模基带处理需求，必然要在成本、功率和体积之间作较大的折衷。所以在过去几年中，人们一直为如何实现ASIC、FPGA、DSP和可重配置处理器的最佳组合而争论不休。;;;;目前的基带处理方案是将带有无线modem内核的ASIC模块与一个通用DSP相结合。尽管ASIC仍是进行大量芯片级处理时最有效率的选择，但却是灵活性最低的解决方案。ASIC一般执行物理层基带处理任务。传统的DSP通常用于可编程话音编码器(Vocoder)和前向纠错任务，但这些DSP解决方案不能处理高性能要求的应用。因而对于SDR平台来说，这些应用没有什么特别之处。;;;;除了灵活性表现不佳，ASIC还给SDR解决方案带来一些不利之处：(1)它们必须针对最坏的处理情况进行设计；(2)它们的设计周期较长，拖延了产品的推出时间；(3)由于多模应用需要许多ASIC内核，所以导致成本上升；(4)在出带(tape-out)之后，不可能再对芯片进行修改。让ASIC设计支持新的标准或者增添功能，费用已变得令人难以承受——超过1,000万美元，而且需要一到两年的时间。新DSP技术全面提升SDR的性能和灵活性 ;;;;SDR的挑战以及目前方案的种种不佳表现，催生了新式、高度并行的可重新配置DSP技术。新一代的DSP技术是一种很有前途的方案，它将全面提升SDR的性能及灵活性。采用并行DSP架构将使SDR平台成为能够满足下一代3G手机和更先进手机对于多处理的严格要求。;;;;未来的蜂窝电话将融合各种功能，这意味着它将需要支持各种不同的无线接口和标准。目前的接口数量已接近12个，例如GPS、2G/3G Cellular、UWB、RFID、WLAN、Zigbee、WiMAX、Bluetooth、DAB、DVB-H，而更多的通信标准和现有标准的升级版仍在不断推出。未来的手机不会为每个无线和通信标准都配备一个专门的功能模块，而将采用SDR平台。;;;;这种创新的平台将全面革新先进无线系统的实现方式，它可以消除每个制式和频带上为支持数据、语音和视频服务而需要的多个单独无线电链路。它将使手机在软件的控制下在不同的标准之间进行切换，而相应的信号处理将能够完全在软件中执行。这种能力，加上可以空中下载新软件，将打造出一个高度灵活的系统，从而简化手机设计，以满足不同的标准并延长特定手机的可用寿命。;;;;图1所示为两个SDR设计的构想图，它们具有不同的集成度。第一代架构解决方案将把数字基带(BB)功能整合到一个单独的处理器引擎之中，第二代设计将把RF和基带集成到一个单独的器件之中。目前已有支持第一代架构(MS1)的DSP解决方案，但支持单一的整合式架构——“理想的SDR”(MS2)的DSP解决方案，则要再等几年才会出