以可編程DSP架構應對TD-SCDMA以及TD-LTE帶來的設計挑戰(zhàn)

中國作為目前世界上最大的移動市場，對于移動標準的發(fā)展，希望制定不同于西方的自己的標準。這就是目前的3G標準TD-SCDMA以及未來的4G標準TD-LTE。

在2006年初，中國政府宣布TD-SCDMA正式成為中國的3G移動通信的標準。在2009年，世界最大的移動運營商中國移動宣布將提供基于TD-SCDMA為標準的3G服務；同時，中國聯(lián)通以及中國電信分別將以WCDMA以及CDMA-2000標準推出3G服務。這就意味著，中國在接下來的時間將會同時存在3種不同的3G網(wǎng)絡。顯而易見的是，中國的3G服務的啟動要遠遠晚于西方世界。中國移動明白不可能只是依靠TD-SCDMA來確保其目前領先的地位。因此，中國移動在啟動TD-SCDMA的同時已經(jīng)把眼光投向未來的4G標準TD-LTE。所以，中國移動也有可能盡快跳過3G進而演進到TD-LTE。

從目前的情況來看，很難準確預測哪一種標準會在未來的中國移動市場占有上風。所以，終端基帶芯片供應商目前面臨非常困難的選擇。如果只是針對某一種標準進行開發(fā)，有可能會賭錯標準。而如果去設計支持多標準的基帶，傳統(tǒng)的以硬件加速器為主的基帶設計方式會大大增加開發(fā)的難度、成本和風險，并且缺乏足夠的靈活性。這種情況之下，工程師自然而然會去尋找可編程的解決方案。這樣既可以提供足夠的靈活性，還能縮短多個標準開發(fā)的時間。

無線基帶設計的不同方式

通常無線基帶的設計有如下3種方式。

(1)傳統(tǒng)的硬件方式

基帶全部由硬件實現(xiàn)。這種方式基本上能讓第一款芯片很快地推向市場。同時，這種設計能確保最低的功耗。然而，基于這種方式設計出來的芯片完全沒有靈活性，并且很難升級以支持后續(xù)的產(chǎn)品。

(2)軟件無線電方式

完全軟基帶方式實現(xiàn)，同一顆芯片可以以軟件方式同時支持多個不同標準。這種方式只需要切換軟件就可以支持不同的標準，完全不需要改變芯片的設計。然而，這個方式的主要問題在于可編程引擎設計比較復雜，而且相對于硬件方式會產(chǎn)生較高的功耗。

(3)混合方式

DSP加上硬件加速器?；鶐枰`活性的處理部分，可以用軟件的方式在DSP上實現(xiàn)；其余的計算密集并且相對固定的處理部分，比如FFT，就可以硬件加速器的方式實現(xiàn)。

考慮到純硬件方式設計帶來的高風險，本文接下來將主要討論另外兩種可編程的基帶設計方式。

基于CEVA-XC的軟件無線電設計方式

CEVA-XC是一款針對最先進的無線標準優(yōu)化設計的高性能的通信處理器?；贑EVA-X體系構建的CEVA-XC可以完全以軟件方式支持多個先進無線標準，其中包括目前最復雜的4G標準LTE cat．5、WiMAXII(IEEE 802．16m)，以及3G和3．5G。這個創(chuàng)新的處理器能夠以純軟基帶方式同時運行多個不同的無線標準。

一個CEVA-XC可以軟件方式同時支持多個不同的無線標準，完全不需要針對不同標準設計的硬件加速器。因此，可以降低整個系統(tǒng)的功耗，并減小面積。CEVA-XC架構可包含1、2或者4個向量處理器。每個向量處理器是一個3發(fā)射(VLIW)、可以處理256位寬數(shù)據(jù)的單指令多數(shù)據(jù)(SIMD)引擎。其中，包含16個MAC單元、算數(shù)、邏輯以及移位單元。CEVA-XC的指令集可以應對4G基帶的處理要求，比如matrix processing、MIMO detec-tors、complex filtering、data permutations以及位處理。

基于CEVA-X1641的混合式基帶設計方式

CEVA-X代表一系列通用高性能DSP處理器，被廣泛應用于無線基帶應用，并且已經(jīng)量產(chǎn)于多個基帶芯片供應商的產(chǎn)品中。

CEVA-X是基于超長指令字(VLIW)以及單指令多數(shù)據(jù)(SIMD)的架構。VLIW可以讓多條指令同時執(zhí)行，確保高度的指令級并行，同時保證低功耗。CEVA-X架構對C語言有很好的支持，這樣可以幫助開發(fā)者大大降低開發(fā)的成本以及縮短上市時間。

CEVA-X1641是CEVA-X家族里面的一個成員。它擁有4個16位寬的M_AC。CEVA-X1641在65 nm工藝的最壞情況下可以達到700 MHz的運行頻率。

這款高性能且易于編程的DSP，可以讓設計人員對他們的終端基帶SoC設計靈活地進行軟硬件劃分。不同的基帶客戶在他們的設計里面使用不同的軟硬件劃分方式，以及單個DSP核或者多個DSP核。選擇使用高性能的CEVA-X1641可以保證客戶的軟件投資以及在未來演進產(chǎn)品中的軟件復用。目前，多個CEVA客戶正在使用CEVA-X1641來設計他們的4G無線基帶。

結語

正是因為未來中國無線市場多標準共存的現(xiàn)實，所以有必要使用同一個平臺來支持多個不同的標準。無論是基于軟件無線電的純軟基帶方式，還是混合型的可編程方式，都能提供足夠的靈活性來滿足重復使用以及快速上市的需求。

長期以來，無線基帶市場的領導者已經(jīng)明確可編程是無線基帶發(fā)展的方向。CEVA-XC和CEVA-X1641兩款。DSP核，能滿足授權客戶對芯片架構以及靈活性的不同需求，提供合適的解決方案。