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无线技术
利用完全可编程方案解决4G调制解调器设计难题
录入时间:2011-3-2 12:40:26

新一代的无线系统,无论是掌上型终端设备还是基站基础设施,都能为移动宽带SoC设计带来新的商机,但要实现这些设计,也是新的挑战。4G系统可让终端用户利用任何类型的移动或固定设备以无线方式连接宽带网络。可是,4G调制解调器需要比3.5G调制解调器多20倍的处理能力,但手机OEM厂商却仍然只拨出相同的功率预算给4G设计。因此,要设计一款功能超强、同时又能满足严格功率要求的通信IC,是SoC设计人员面对的最大难题。

移动宽带需要高灵活性

只要稍为分析4G无线基频的发展历程,便会留意到目前有两大不断发展的技术竞逐领导地位,即LTE 和 WiMAX。WiMAX已成为欧美笔记本电脑、上网本和移动互联网设备 (mid) 等计算机设备的必选技术,并获得英特尔及其它多家公司领导的WiMAX论坛推广。LTE则沿着GSM路线,朝手机宽带的方向不断演进,并由第三代合作伙伴项目 (3GPP) 支持,以及被高通(Qualcomm)、爱立信 (Ericsson)、Verizon、Vodafone等基频OEM厂商和运营商所采纳。

虽然哪项标准胜出尚需拭目以待,不过结果极有可能是两者共存,在不同地区服务不同的用户群组。为了确保4G调制解调器同时支持这两个标准,市场需要一种灵活的解决方案,以满足两种技术发展蓝图的特定要求。

移动宽带要求高可重用性和低成本

现今的智能手机必需支持多个无线通信标准。除WiMAX 和 LTE之外, 4G移动设备还需支持多个无线接口,包括GSM、GPRS、EDGE、W-CMDA、HSPA、Wi-Fi、移动电视 (DVB-H) 和蓝牙等等。

传统方案需要多个专用基频模块,分别处理不同的标准。而这种硬件线路解决方案需要占用成倍的硅面积,令成本变得极为高昂。随着标准不断增加,这类方案实在缺乏经济效益。

因此,采用支持多模系统、并能够取代多个专用基频系统的软件方案似乎是正确的发展方向。此外,市场不断快速演进,意味着需要在多代产品上重复使用相同的平台,而可编程设计解决方案便能够实现这种可重用性,并确保产品能快速上市。

CEVA-XC 一种完全可编程设计方案

为了应对这些严峻的挑战,CEVA推出首款通信处理专用 DSP内核CEVA-XC™。CEVA-XC是在CEVA现有基频内核CEVA-X的基础之上开发,只需使用单个CEVA-XC内核,便能够以软件形式处理全部3.5G 和 4G收发器路径。CEVA-XC是一个完全可编程设计架构,可通过软件形式支持多种无线接口,包括3G 和 2G ,以及LTE、WiMAX、HSPA。

CEVA-XC拥有极强大的计算能力,支持高达64 16x16位MAC操作。为了达到这些性能指针,CEVA-XC架构内部集成了1、2 或 4个向量通信单元 (Vector Communications Unit)。每个向量单元都是一个256位SIMD引擎,使用3-way VLIW和大量16 MAC、算法、逻辑及位移单元。CEVA-XC指令集可以满足无线模块的要求,包括矩阵处理、MIMO检测、复合滤波、数据交换和比特流处理。

功率管理一直是CEVA-XC开发工作的关键部分。CEVA-XC具有系统级功率调节单元,支持多个时钟和电压域及工作模式。在设计内部,各个执行单元均使用单独的时钟计时,而未用模块的电压可在特定时间被调低或完全关断,从而大大降低动态和静态功耗,显着提高功率效益。

小结

随着市场朝4G方向发展,以及开发成本和多个演进标准等各种考虑,传统的硬件设计方案的风险大增,业界自然会转而考虑可编程多模解决方案。只是标准的可编程设计架构无法有效地解决这些难题,而CEVA-XC™ 却是专用通信处理器内核系列,专门针对严格的无线标准而进行设计和优化的。这种通信专用可编程设计方案能够应对这些性能和灵活性方面的挑战,并大大提高4G调制解调器设计的效率。


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