當前位置:首頁 > 通信技術(shù) > 通信設計應用
[導讀]  移動應用中多媒體內(nèi)容的爆炸式增長孕育了無線網(wǎng)絡的又一次進化。為了趕上日益增多的語音和數(shù)據(jù)通信量需求,就必須開發(fā)出高性能的系統(tǒng)。為了在競爭如此激烈的市場上保持領(lǐng)先,系統(tǒng)設計人員必須選擇一種可擴展的互

  移動應用中多媒體內(nèi)容的爆炸式增長孕育了無線網(wǎng)絡的又一次進化。為了趕上日益增多的語音和數(shù)據(jù)通信量需求,就必須開發(fā)出高性能的系統(tǒng)。為了在競爭如此激烈的市場上保持領(lǐng)先,系統(tǒng)設計人員必須選擇一種可擴展的互連標準,以提供更佳的性能、成本、功耗和可靠性。串行RapidIO(S-RIO)是唯一能夠滿足無線基帶處理應用的特定需求的協(xié)議,不過萬兆位以太網(wǎng)(10GE)有時也被看作一種替代性解決方案。

  要理解10GE和S-RIO之間的差別,首先必須了解這兩種標準的發(fā)展歷史。以太網(wǎng)標準是專為大型局域網(wǎng)或廣域網(wǎng)而設計的,其前提是網(wǎng)絡上存在著功能強大的處理器,能夠加強軟件協(xié)議棧。這些種類的網(wǎng)絡上的事務實際上通常都包含大量的數(shù)據(jù)通信流量,具有很高的數(shù)據(jù)承載量。但是,無線基帶處理則具有與之不同的需求。在無線系統(tǒng)中,高性能處理部件都同時攜帶有控制面和數(shù)據(jù)面的通信量,并需要在彼此之間進行快速而可靠的通信。串行RapidIO就是為了支持這種類型的需求而量身設計的。

  性能很重要

  3G+與4G無線協(xié)議以及高級天線系統(tǒng)(AAS)架構(gòu)都需要強大且可預知的系統(tǒng)性能。為了滿足這種需求,在RapidIO標準中,延遲和協(xié)議效率被給予了特殊的關(guān)注。為了盡量縮短延遲,RapidIO的設計采用了較短的數(shù)據(jù)包報頭以及基于目標ID(DesTID)的簡單路由選擇架構(gòu)。這種簡單的傳輸層功能實現(xiàn)了100ns以內(nèi)的直通交換機延遲。RapidIO提供了對傳輸中的數(shù)據(jù)包進行“stomp”的功能,從而使得交換機設備無須接收到整個數(shù)據(jù)包就能夠?qū)⑵滢D(zhuǎn)發(fā)(“stomp”是一種控制符號,在RapidIO協(xié)議中用于在遇到錯誤時取消已部分傳輸?shù)臄?shù)據(jù)包)。這種功能在不影響可靠性的前提下提高了系統(tǒng)的整體性能。如果在轉(zhuǎn)發(fā)的數(shù)據(jù)包中檢測到錯誤,RapidIO端口在無須軟件干預的情況下就能夠?qū)鬏斨械臄?shù)據(jù)包進行“stomp”處理。

  相反,10GE數(shù)據(jù)包的報頭要長得多,從而導致與其他處理部件進行通信的延遲增加。對于局域網(wǎng)與廣域網(wǎng)而言,較長的數(shù)據(jù)包長度可以補償較長的報頭長度及相關(guān)開銷所帶來的影響。但是,與局域網(wǎng)/廣域網(wǎng)模型中的通信量相比,無線應用中的通信量通常長度較短,而數(shù)量較多。對于這種承載量較小的通信量而言,10GE標準中較長的數(shù)據(jù)包報頭就會給每次事務的效率帶來不利影響,并降低系統(tǒng)的整體性能。10GE標準中第2層的交換機延遲也要比S-RIO中的延遲大得多,在最佳情況下也要遠遠超過200ns。以太網(wǎng)不能對傳輸中的數(shù)據(jù)包進行“stomp”處理。相反,它會“盡力”去傳遞數(shù)據(jù)包,并依賴第3或第4層的軟件來驗證數(shù)據(jù)包內(nèi)容的完整性。

  在不影響性能的前提下實現(xiàn)可靠性

  可靠性是RapidIO的閃光點。內(nèi)置在硬件中的確認設計防止了數(shù)據(jù)包丟失并保證了數(shù)據(jù)包的傳送。保證可靠的數(shù)據(jù)包傳送的機制是在物理層以純硬件方式實現(xiàn)的。在硬件中實現(xiàn)數(shù)據(jù)包的傳送對于系統(tǒng)的性能具有重大的積極影響。因為無須軟件干預就能夠?qū)崿F(xiàn)可靠的傳送,事務就不會因為軟件例程而引入延遲。對于10GE標準而言,物理層只是盡最大努力去管理數(shù)據(jù)包的傳送(也就是說,可能存在丟包)。要確保數(shù)據(jù)包傳送成功,需要交由TCP層處理,在TCP層中,可靠的傳送機制可能是在軟件中實現(xiàn)的。

  訪問軟件層需要花費寶貴的時間,消耗處理資源且對系統(tǒng)性能不利。10GE設計中的這種軟件干預可能引入超過10μs的系統(tǒng)延遲。相反,S-RIO的系統(tǒng)延遲只有約1μs。10GE系統(tǒng)中的數(shù)據(jù)包重傳則更為復雜,可能會消耗數(shù)十微妙。而對于S-RIO設計而言,數(shù)據(jù)包重傳是透明的,完全由硬件來處理,只需不到1μs即可完成。同時,依賴軟件來確保數(shù)據(jù)包的傳送會造成不確定的系統(tǒng)延遲。根據(jù)在數(shù)據(jù)包到達時正在運行的軟件例程的不同,完成數(shù)據(jù)包傳送操作所需要的時間在一定程度上是不可預測的。10GE依靠軟件來確保數(shù)據(jù)包的傳送,所以對于那些希望獲得較短而確定的延遲的系統(tǒng)而言,不是一個好的選擇。

  考慮系統(tǒng)成本,而不僅僅是設備成本

  為了運行用于實現(xiàn)協(xié)議棧的軟件,10GE需要用到處理器。這種對軟件棧的管理工作增加了處理開銷,降低了系統(tǒng)效率。以太網(wǎng)可能會耗費15%~30%的處理性能用于軟件棧的管理。對于100美元的處理器而言,這就等于是每臺處理器15~30美元的看不到的系統(tǒng)互連成本。在RapidIO系統(tǒng)中,協(xié)議會盡量減少對軟件的依賴性,從而降低處理器的負荷,同時節(jié)省下來的開支可用于更快的處理器上,從而以更低的成本實現(xiàn)性能更高的系統(tǒng)。

  系統(tǒng)功耗

  既然處理RapidIO協(xié)議所需的處理器負荷降低了,系統(tǒng)功耗也將隨之降低。因為用于協(xié)議管理的數(shù)千兆赫茲處理器的使用量減少了,所以系統(tǒng)的功耗能夠保持在最低值。因此,它還能降低熱管理成本并降低系統(tǒng)復雜度。在10GE系統(tǒng)中,對處理資源較多的使用量會造成更高的系統(tǒng)功耗。

  可擴展性提供了具有競爭力的優(yōu)勢

  無線基礎設施市場中的競爭是很激烈的。因為供應商們彼此之間爭著要在每條線路卡上提供更多的用戶,所以建立可擴展的系統(tǒng)就是至關(guān)重要的。系統(tǒng)設計人員必須設計出一種架構(gòu),使其只需經(jīng)過簡單修改就能夠適應性能的變化。RapidIO系統(tǒng)使用相同的寄存器組,就能夠輕松地從最低速率擴展到最高速率。可用的端口速率是1、2、2.5、4、5、8、10、16和20Gb/s。相反,為了使以太網(wǎng)從1Gb速率升級到10Gb帶寬,則需要一組新的寄存器,并且要對系統(tǒng)軟件進行大量的更改。10GE生態(tài)系統(tǒng)所缺少的另一個重要部件是小端口數(shù)交換機。大多數(shù)設備要面對的都是擁有眾多1GE端口卻只有2個10GE端口的大端口數(shù)底板或聚合設備。

  S-RIO的優(yōu)點包括:延遲小且確定,系統(tǒng)處理器負荷較低,可靠性高,處理器與協(xié)議管理軟件之間的耦合度低。這些優(yōu)點使得S-RIO成為了無線應用的默認協(xié)議選擇。盡管10GE是無線基帶應用的一種可行的選擇,但因其自身的劣勢,通常會被設計人員舍棄。通過使用RapidIO,設計人員能夠建立可擴展的系統(tǒng),盡量提高性能,同時盡量降低功耗與成本,并且能夠在高度競爭的市場上縮短完成時間。

本站聲明: 本文章由作者或相關(guān)機構(gòu)授權(quán)發(fā)布,目的在于傳遞更多信息,并不代表本站贊同其觀點,本站亦不保證或承諾內(nèi)容真實性等。需要轉(zhuǎn)載請聯(lián)系該專欄作者,如若文章內(nèi)容侵犯您的權(quán)益,請及時聯(lián)系本站刪除。
換一批
延伸閱讀

9月2日消息,不造車的華為或?qū)⒋呱龈蟮莫毥谦F公司,隨著阿維塔和賽力斯的入局,華為引望愈發(fā)顯得引人矚目。

關(guān)鍵字: 阿維塔 塞力斯 華為

加利福尼亞州圣克拉拉縣2024年8月30日 /美通社/ -- 數(shù)字化轉(zhuǎn)型技術(shù)解決方案公司Trianz今天宣布,該公司與Amazon Web Services (AWS)簽訂了...

關(guān)鍵字: AWS AN BSP 數(shù)字化

倫敦2024年8月29日 /美通社/ -- 英國汽車技術(shù)公司SODA.Auto推出其旗艦產(chǎn)品SODA V,這是全球首款涵蓋汽車工程師從創(chuàng)意到認證的所有需求的工具,可用于創(chuàng)建軟件定義汽車。 SODA V工具的開發(fā)耗時1.5...

關(guān)鍵字: 汽車 人工智能 智能驅(qū)動 BSP

北京2024年8月28日 /美通社/ -- 越來越多用戶希望企業(yè)業(yè)務能7×24不間斷運行,同時企業(yè)卻面臨越來越多業(yè)務中斷的風險,如企業(yè)系統(tǒng)復雜性的增加,頻繁的功能更新和發(fā)布等。如何確保業(yè)務連續(xù)性,提升韌性,成...

關(guān)鍵字: 亞馬遜 解密 控制平面 BSP

8月30日消息,據(jù)媒體報道,騰訊和網(wǎng)易近期正在縮減他們對日本游戲市場的投資。

關(guān)鍵字: 騰訊 編碼器 CPU

8月28日消息,今天上午,2024中國國際大數(shù)據(jù)產(chǎn)業(yè)博覽會開幕式在貴陽舉行,華為董事、質(zhì)量流程IT總裁陶景文發(fā)表了演講。

關(guān)鍵字: 華為 12nm EDA 半導體

8月28日消息,在2024中國國際大數(shù)據(jù)產(chǎn)業(yè)博覽會上,華為常務董事、華為云CEO張平安發(fā)表演講稱,數(shù)字世界的話語權(quán)最終是由生態(tài)的繁榮決定的。

關(guān)鍵字: 華為 12nm 手機 衛(wèi)星通信

要點: 有效應對環(huán)境變化,經(jīng)營業(yè)績穩(wěn)中有升 落實提質(zhì)增效舉措,毛利潤率延續(xù)升勢 戰(zhàn)略布局成效顯著,戰(zhàn)新業(yè)務引領(lǐng)增長 以科技創(chuàng)新為引領(lǐng),提升企業(yè)核心競爭力 堅持高質(zhì)量發(fā)展策略,塑強核心競爭優(yōu)勢...

關(guān)鍵字: 通信 BSP 電信運營商 數(shù)字經(jīng)濟

北京2024年8月27日 /美通社/ -- 8月21日,由中央廣播電視總臺與中國電影電視技術(shù)學會聯(lián)合牽頭組建的NVI技術(shù)創(chuàng)新聯(lián)盟在BIRTV2024超高清全產(chǎn)業(yè)鏈發(fā)展研討會上宣布正式成立。 活動現(xiàn)場 NVI技術(shù)創(chuàng)新聯(lián)...

關(guān)鍵字: VI 傳輸協(xié)議 音頻 BSP

北京2024年8月27日 /美通社/ -- 在8月23日舉辦的2024年長三角生態(tài)綠色一體化發(fā)展示范區(qū)聯(lián)合招商會上,軟通動力信息技術(shù)(集團)股份有限公司(以下簡稱"軟通動力")與長三角投資(上海)有限...

關(guān)鍵字: BSP 信息技術(shù)
關(guān)閉
關(guān)閉